JP2008010027A - Light source unit for heat assisted magnetic recording - Google Patents
Light source unit for heat assisted magnetic recording Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008010027A JP2008010027A JP2006176540A JP2006176540A JP2008010027A JP 2008010027 A JP2008010027 A JP 2008010027A JP 2006176540 A JP2006176540 A JP 2006176540A JP 2006176540 A JP2006176540 A JP 2006176540A JP 2008010027 A JP2008010027 A JP 2008010027A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- light
- layer
- unit
- slider
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Recording Or Reproducing By Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
本発明は、熱アシスト磁気記録方式により信号の書き込みを行う薄膜磁気ヘッドの構成要素である、レーザダイオード等の光源を備えた光源ユニット、この光源ユニットを備えた薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ(HGA)及びこのHGAを備えた磁気ディスク装置に関する。 The present invention provides a light source unit including a light source such as a laser diode, a thin film magnetic head including the light source unit, and a thin film magnetic head, which are constituent elements of a thin film magnetic head that writes signals by a thermally assisted magnetic recording method. The present invention relates to a head gimbal assembly (HGA) provided and a magnetic disk device provided with the HGA.
磁気ディスク装置の高記録密度化に伴い、薄膜磁気ヘッドのさらなる性能の向上が要求されている。薄膜磁気ヘッドとしては、読み出し用の磁気抵抗(MR)効果素子と書き込み用の電磁コイル素子とを積層した構造である複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられており、これらの素子によって磁気記録媒体である磁気ディスクにデータ信号が読み書きされる。 As the recording density of magnetic disk devices increases, further improvements in performance of thin film magnetic heads are required. As a thin film magnetic head, a composite thin film magnetic head having a structure in which a magnetoresistive (MR) effect element for reading and an electromagnetic coil element for writing are stacked is widely used. Data signals are read from and written to a magnetic disk.
一般に、磁気記録媒体は、いわば磁性微粒子が集合した不連続体であり、それぞれの磁性微粒子は単磁区構造となっている。ここで、1つの記録ビットは、複数の磁性微粒子から構成されている。従って、記録密度を高めるためには、磁性微粒子を小さくして、記録ビットの境界の凹凸を減少させなければならない。しかし、磁性微粒子を小さくすると、体積減少に伴う磁化の熱安定性の低下が問題となる。 Generally, a magnetic recording medium is a discontinuous body in which magnetic fine particles are aggregated, and each magnetic fine particle has a single magnetic domain structure. Here, one recording bit is composed of a plurality of magnetic fine particles. Therefore, in order to increase the recording density, the magnetic fine particles must be made smaller to reduce the irregularities at the boundaries of the recording bits. However, if the magnetic fine particles are made smaller, a decrease in the thermal stability of magnetization accompanying volume reduction becomes a problem.
磁化の熱安定性の目安は、KUV/kBTで与えられる。ここで、KUは磁性微粒子の磁気異方性エネルギー、Vは1つの磁性微粒子の体積、kBはボルツマン定数、Tは絶対温度である。磁性微粒子を小さくするということは、まさにVを小さくすることであり、そのままではKUV/kBTが小さくなって熱安定性が損なわれる。この問題への対策として、同時にKUを大きくすることが考えられるが、このKUの増加は、記録媒体の保磁力の増加をもたらす。これに対して、磁気ヘッドによる書き込み磁界強度は、ヘッド内の磁極を構成する軟磁性材料の飽和磁束密度でほぼ決定されてしまう。従って、保持力が、この書き込み磁界強度の限界から決まる許容値を超えると書き込みが不可能となってしまう。 A measure of the thermal stability of magnetization is given by K U V / k B T. Here, K U is the magnetic anisotropy energy, V the magnetic microparticle volume of one magnetic particle, k B the Boltzmann constant, T is the absolute temperature. Making the magnetic fine particles smaller means exactly reducing V, and if it is left as it is, K U V / k B T becomes smaller and thermal stability is impaired. As a countermeasure to this problem, it is conceivable to increase the K U simultaneously, increase in K U results in an increase in the coercive force of the recording medium. On the other hand, the write magnetic field strength by the magnetic head is almost determined by the saturation magnetic flux density of the soft magnetic material constituting the magnetic pole in the head. Therefore, if the coercive force exceeds an allowable value determined from the limit of the write magnetic field strength, writing becomes impossible.
このような磁化の熱安定性の問題を解決する第1の方法として、面内磁気記録方式から垂直磁気記録方式への移行が考えられる。垂直磁気記録媒体では記録層厚をより大きくすることが可能であり、結果として、Vを大きくして熱安定性を向上させることができる。第2の方法として、パターンドメディアの使用が考えられる。通常の磁気記録では、上述したように1つの記録ビットをN個の磁性微粒子によって構成して記録しているが、パターンドメディアを用いて、1つの記録ビットを体積NVの1つの領域とすることによって、熱安定性の指標がKUNV/kBTとなり、熱安定性が飛躍的に向上する。 As a first method for solving the problem of the thermal stability of magnetization, a transition from the in-plane magnetic recording method to the perpendicular magnetic recording method can be considered. In the perpendicular magnetic recording medium, the recording layer thickness can be increased, and as a result, V can be increased to improve the thermal stability. As a second method, use of patterned media can be considered. In normal magnetic recording, as described above, one recording bit is composed of N magnetic fine particles and recorded, but using a patterned medium, one recording bit is set as one area of volume NV. As a result, the thermal stability index becomes K U NV / k B T, and the thermal stability is dramatically improved.
さらに、熱安定性の問題を解決する第3の方法として、KUの大きな磁性材料を用いる一方で、書き込み磁界印加の直前に記録媒体に熱を加えることによって、保磁力を小さくして書き込みを行う、いわゆる熱アシスト磁気記録方式が提案されている。この方式は、磁気ドミネント記録方式と光ドミネント記録方式とに大別される。磁気ドミネント記録方式においては、書き込みの主体は電磁コイル素子であり、光の放射径はトラック幅(記録幅)に比べて大きくなっている。一方、光ドミネント記録方式においては、書き込みの主体は光放射部であり、光の放射径はトラック幅(記録幅)とほぼ同じとなっている。すなわち、磁気ドミネント記録方式は、空間分解能を磁界に持たせているのに対し、光ドミネント記録方式は、空間分解能を光に持たせている。 Further, as a third method for solving the thermal stability problem, while using a large magnetic material K U, by applying heat to the recording medium immediately before the write magnetic field is applied, the write to reduce the coercive force A so-called heat-assisted magnetic recording system has been proposed. This method is roughly classified into a magnetic dominant recording method and an optical dominant recording method. In the magnetic dominant recording method, the main subject of writing is an electromagnetic coil element, and the radiation diameter of light is larger than the track width (recording width). On the other hand, in the optical dominant recording method, the main subject of writing is the light emitting portion, and the light emission diameter is substantially the same as the track width (recording width). That is, the magnetic dominant recording method gives the spatial resolution to the magnetic field, whereas the optical dominant recording method gives the spatial resolution to the light.
この熱アシスト磁気記録方式における、光を記録媒体に照射するための光放射部として、特許文献1においては、基板上に形成された円錐体等の形状をした金属の散乱体と、その散乱体の周辺に形成された誘電体等の膜とを備えた近接場光プローブが開示されている。また、特許文献2においては、記録再生装置において固体イマージョン・レンズを用いたヘッドが開示されている。さらに、特許文献3には、近接場光プローブを構成する散乱体を、その照射される面が記録媒体に垂直となるように、垂直磁気記録用単磁極書き込みヘッドの主磁極に接して形成された構成が開示されている。さらに、非特許文献1には、水晶のスライダ上に形成されたU字状の近接場光プローブが開示されている。さらにまた、非特許文献2には、光がよく透過する回折格子を、光がほとんど透過しない回折格子を突き当てて結合したグレーティングが開示されている。
In this thermally assisted magnetic recording system, as a light emitting part for irradiating a recording medium with light, in
以上に述べたように、実際、種々の光放射部が提案されているが、熱アシスト磁気記録を実現するにおいて非常に重要であるのが、ヘッドの浮上面(ABS)近傍に設けられたこの光放射部に、レーザ光を供給するための手段である。 As described above, various light emitting portions have been proposed in practice, but what is very important in realizing heat-assisted magnetic recording is that this is provided near the air bearing surface (ABS) of the head. This is means for supplying laser light to the light emitting section.
例えば、特許文献4及び5に開示された技術は、レーザ光の供給に光ファイバを用いている。ここで、特許文献4には、斜めに切断した光ファイバ等の端面に、ピンホールが形成された金属膜を設けた構成が開示されている。また、特許文献5には、光ファイバから出射したレーザ光を適切にレンズ光学系に向けるための可動ミラーを備えた光学式浮上ヘッドが開示されている。 For example, the techniques disclosed in Patent Documents 4 and 5 use an optical fiber for supplying laser light. Here, Patent Document 4 discloses a configuration in which a metal film having pinholes is provided on an end face of an optical fiber or the like cut obliquely. Patent Document 5 discloses an optical flying head provided with a movable mirror for appropriately directing laser light emitted from an optical fiber to a lens optical system.
これに対して、特許文献6及び特許文献3に開示された技術は、レーザ光の供給にヘッド内に設けられた半導体レーザ素子を用いている。ここで、特許文献6には内蔵したレーザ素子部からの光を、媒体に対向した微小光学開口に照射して熱アシストを行う構成が開示されている。また、特許文献3には、レーザ素子をABS近傍又はヘッド素子の上方等の位置に設けて、上述した近接場光プローブを構成する散乱体にレーザ光を照射する構成が開示されている。
On the other hand, the techniques disclosed in Patent Document 6 and
ここで、レーザ光の供給手段としての、光ファイバと、ヘッド内に設けられた半導体レーザ素子とを比較する。光ファイバを用いる場合、半導体レーザのような複雑な構造をヘッド内部に形成する必要がなく、所望の強度を有する微細な近接場光を比較的容易に得られる。しかしながら、光ファイバをヘッドに固定する際には、この光ファイバを相当に曲げる必要が生じるが、特に、ガラス製ファイバにおいてはその許容曲げ半径が大きく、曲げ加工が困難となる。また、プラスティック製ファイバの場合、許容曲げ半径は有る程度小さくなるが、高損失であり伝播効率が低下してしまう。 Here, an optical fiber as a laser beam supply means is compared with a semiconductor laser element provided in the head. When an optical fiber is used, it is not necessary to form a complicated structure like a semiconductor laser inside the head, and fine near-field light having a desired intensity can be obtained relatively easily. However, when the optical fiber is fixed to the head, it is necessary to bend the optical fiber considerably. In particular, the allowable bending radius is large in a glass fiber, and bending is difficult. In the case of a plastic fiber, the allowable bending radius is reduced to some extent, but the loss is high and the propagation efficiency is lowered.
さらに、光ファイバを用いる場合、ヘッドから飛び出した光ファイバが揺れて、スライダの浮上特性に悪影響を及ぼしたり、磁気ディスク間にヘッドが配置されている場合、接触の危険性が生じたりする可能性がある。また、光ファイバ端と光源や導波路層等との結合部において非常に大きな損失が発生してしまう。これに対して、半導体レーザをヘッド内に設ける場合、このような問題は発生せず、浮上特性に大きな影響を与えることなく比較的低損失でレーザ光を供給することが可能となる。 In addition, when using an optical fiber, the optical fiber that jumps out of the head may be shaken, adversely affecting the flying characteristics of the slider, or if the head is placed between magnetic disks, there is a risk of contact. There is. In addition, a very large loss occurs at the joint between the optical fiber end and the light source, waveguide layer, or the like. On the other hand, when the semiconductor laser is provided in the head, such a problem does not occur, and the laser beam can be supplied with a relatively low loss without greatly affecting the flying characteristics.
しかしながら、光の導入に半導体レーザ等の光源を用いる場合においても、光源の不良品率、及び設置位置の誤差によるヘッドの製造歩留まりの低下、さらには反射戻り光によるレーザ発振動作の不安定化等が問題となっていた。 However, even when a light source such as a semiconductor laser is used to introduce light, the production rate of the head is reduced due to the defect rate of the light source and the installation position error, and the laser oscillation operation is unstable due to reflected return light, etc. Was a problem.
一般に、半導体レーザのダイオードチップにおいては、出力、レーザ光の広がり角、寿命等の特性評価を、チップ単体で非破壊的に行うことは非常に困難である。従って、半導体レーザをヘッド内に設ける場合、半導体レーザをスライダ等に設置した後に特性評価を行い、良否を判定することになる。さらに、半導体レーザと他の光学素子、特に近接場光の発生箇所との微妙な位置関係を適切に調整すること自体が相当に困難であるにもかかわらず、一度設置された半導体レーザの位置は、変更がほとんど不可能である。従って、実際に、半導体レーザの設置位置の誤差、特に、他の光学素子との位置関係に関わる製造誤差を解消又は縮小することが非常に困難となっている。 In general, in a diode chip of a semiconductor laser, it is very difficult to perform nondestructive evaluation of characteristics such as output, laser beam divergence angle, and lifetime. Therefore, when the semiconductor laser is provided in the head, the characteristics are evaluated after the semiconductor laser is installed on the slider or the like, and the quality is determined. Furthermore, despite the fact that it is quite difficult to properly adjust the delicate positional relationship between the semiconductor laser and other optical elements, particularly where near-field light is generated, the position of the semiconductor laser once installed is Change is almost impossible. Therefore, in practice, it is very difficult to eliminate or reduce an error in the installation position of the semiconductor laser, particularly a manufacturing error related to the positional relationship with other optical elements.
その結果、ヘッド全体の製造歩留まりに対して、磁気ヘッド部分の歩留まりと、半導体レーザ自体の歩留まりと、半導体レーザの設置位置に関する歩留まりの全てが積算的に影響し、ヘッド全体の歩留まりが著しく低下してしまう。 As a result, the yield of the magnetic head, the yield of the semiconductor laser itself, and the yield related to the installation position of the semiconductor laser all affect the manufacturing yield of the entire head, and the yield of the entire head is significantly reduced. End up.
また、光源のスライダへの設置の問題を考察すると、例えば、特許文献3に開示されているように、散乱体に適切に光を照射するために、光源がヘッド端面近傍の記録媒体に非常に近い位置に設置されている場合、光源位置が記録媒体に接触する可能性を有しており、装置の信頼性という観点から非常に好ましくない。
Considering the problem of installation of the light source on the slider, for example, as disclosed in
これに対して、例えば、非特許文献1に記載された技術によれば、半導体レーザ等の光源を媒体面から遠ざけた状態において光が入射可能となる。この場合、光ピックアップヘッドから収束された光が近接場光プローブに直接入射している。しかしながら、この技術は、近接場光プローブの集積された面と媒体対向面とが一致している構成を前提としており、集積面と媒体対向面(ABS)とが垂直である一般的な薄膜磁気ヘッドの構成とは全く異なり、親和性が良くない。すなわち、例えば、垂直通電型巨大磁気抵抗(CPP(Current Perpendicular to Plain)−GMR)効果素子や垂直磁気記録用の電磁コイル素子を備えた薄膜磁気ヘッドに適用することが非常に困難である。
On the other hand, for example, according to the technique described in Non-Patent
さらに、半導体レーザを媒体面から遠ざけた状態でヘッドに設けた場合、通常、光路上において前後で屈折率の異なる界面が存在する場合が多くなるが、この界面において、レーザ光の一部が反射され、反射戻り光として、半導体レーザに戻ってしまう。特に、半導体レーザの出光端から放射された光が、ヘッド内に入射する際の入射面において相当の割合で反射し、大きな反射戻り光となり得る。その結果、半導体レーザの発振動作が不安定化し、発振特性が低下する。 In addition, when the semiconductor laser is mounted on the head in a state of being away from the medium surface, there are usually many interfaces with different refractive indexes on the optical path, and a part of the laser beam is reflected at this interface. Then, it returns to the semiconductor laser as reflected return light. In particular, the light emitted from the light emitting end of the semiconductor laser is reflected at a considerable rate on the incident surface when entering the head, and can be a large reflected return light. As a result, the oscillation operation of the semiconductor laser becomes unstable and the oscillation characteristics deteriorate.
従って、本発明の目的は、集積面とABSとが垂直である構成を有する薄膜磁気ヘッドにおいて、光源をABSから遠ざけた位置に設置した上で反射戻り光による光源の発振特性の低下を防止することができ、さらに光源の不良品率及び設置位置の誤差によるヘッド全体の製造歩留まりの低下を回避することができる手段を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to prevent a decrease in oscillation characteristics of a light source due to reflected return light in a thin film magnetic head having a structure in which an integration surface and ABS are perpendicular to each other, after the light source is installed at a position away from the ABS. Further, it is an object to provide a means capable of avoiding a decrease in the manufacturing yield of the entire head due to an error of a defective light source and an installation position.
また、本発明の目的は、このような手段を用いた薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたHGA及びこのHGAを備えた磁気ディスク装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a thin film magnetic head using such means, an HGA equipped with the thin film magnetic head, and a magnetic disk drive equipped with the HGA.
本発明について説明する前に、明細書において使用される用語の定義を行う。基板の集積面に形成された磁気ヘッド素子の積層構造において、基準となる層よりも基板側にある構成要素を、基準となる層の「下」又は「下方」にあるとし、基準となる層よりも積層される方向側にある構成要素を、基準となる層の「上」又は「上方」にあるとする。 Before describing the present invention, the terms used in the specification are defined. In the laminated structure of the magnetic head elements formed on the integration surface of the substrate, the component on the substrate side of the reference layer is assumed to be “below” or “below” the reference layer, and the reference layer It is assumed that the component on the side in which the layers are stacked is “above” or “above” the reference layer.
本発明によれば、スライダのABSとは反対側の面に接着される接着面を有するユニット基板と、このユニット基板の接着面とは垂直な素子形成面上に設けられており、熱アシスト磁気記録用の光の光路を含む伝播層と、ユニット基板の接着面とは反対側の面に形成されている堀込みと、この堀込みに設けられており熱アシスト磁気記録用の光を放射する光源と、伝播層に設けられており光の伝播を調整するためのレンズ部と、伝播層に設けられており光を伝播層の接着面側の端面に向けさせるための光路変更部とを備えており、光源が、自身から放射される光が素子形成面に垂直な方向から傾いた方向に進行するように傾けて設置されている熱アシスト磁気記録用の光源ユニットが提供される。 According to the present invention, the unit substrate having an adhesive surface bonded to the surface of the slider opposite to the ABS, and the adhesive surface of the unit substrate are provided on the element forming surface perpendicular to each other. The propagation layer including the optical path of the recording light, the pit formed on the surface opposite to the bonding surface of the unit substrate, and the radiated light for heat-assisted magnetic recording provided in the digging A light source, a lens unit provided in the propagation layer for adjusting the propagation of light, and an optical path changing unit provided in the propagation layer for directing the light toward the end surface of the propagation layer on the bonding surface side Thus, a light source unit for thermally assisted magnetic recording is provided in which the light source is tilted so that light emitted from the light source proceeds in a direction inclined from a direction perpendicular to the element formation surface.
このように傾けて設置された光源から放射されたレーザ光は、素子形成面に垂直な方向から傾いた方向に進行し、掘込みの側面(入射側面)に斜めに(ゼロより大きな入射角をもって)入射する。従って、この入射側面に入射したレーザ光のうち反射する分は、上述した入射角と同じ大きさの反射角をもって進行するので光源には戻らず、いわゆる反射戻り光とはならない。その結果、光源の発振動作の不安定化が回避されて、発振特性が良好に維持される。 The laser light emitted from the light source installed in such a manner proceeds in a direction inclined from a direction perpendicular to the element formation surface, and obliquely (with an incident angle greater than zero) on the side surface (incident side surface) of the digging ) Incident. Therefore, the reflected part of the laser light incident on the incident side surface proceeds with a reflection angle that is the same as the incident angle described above, and therefore does not return to the light source and does not become so-called reflected return light. As a result, instability of the oscillation operation of the light source is avoided, and the oscillation characteristics are maintained well.
さらに、この本発明による光源ユニットと、スライダとを組み合わせて薄膜磁気ヘッドを製造する場合、例えば、前もって光源ユニットの特性評価を行って、良品のみを薄膜磁気ヘッドの製造に使用すれば、ヘッド製造時のヘッド全体の歩留まりが、ほぼスライダの製造歩留まりとなり、光源ユニットの不良品率によるヘッド全体の製造歩留まりの低下を回避することができる。 Further, when a thin film magnetic head is manufactured by combining the light source unit according to the present invention and a slider, for example, if the characteristics of the light source unit are evaluated in advance and only non-defective products are used for manufacturing the thin film magnetic head, the head manufacturing is performed. The yield of the entire head at that time is almost the manufacturing yield of the slider, and a reduction in the manufacturing yield of the entire head due to the defective product rate of the light source unit can be avoided.
さらにまた、この本発明による光源ユニットは、スライダのABSとは反対側の面に接着されるので、常に、光源をABSから遠ざけた位置に設置することが可能となる。さらに、このような光源ユニットを用いることによって、スライダに適切な進行方向を有しており伝播が調整された光を入射させることが可能となる。すなわち、集積面とABSとが垂直である構成を有する薄膜磁気ヘッドにおいて、適切な大きさ及び方向を有する光を確実に供給することができる。その結果、磁気記録媒体の加熱効率が高い熱アシスト磁気記録が実現可能となる。 Furthermore, since the light source unit according to the present invention is adhered to the surface of the slider opposite to the ABS, the light source can always be installed at a position away from the ABS. Furthermore, by using such a light source unit, it is possible to make the slider have light having an appropriate traveling direction and adjusted propagation. That is, in a thin film magnetic head having a structure in which the integration surface and the ABS are perpendicular, light having an appropriate size and direction can be reliably supplied. As a result, heat-assisted magnetic recording with high heating efficiency of the magnetic recording medium can be realized.
また、この本発明による光源ユニットにおいて、光源の出光端側の底面部分が、光源の出光端とは反対側の底面部分よりも堀込みの底面から離隔しているように、光源が傾けて設置されていることが好ましい。この場合、堀込みが、ユニット基板及び伝播層の接着面とは反対側の面に形成されていてユニット基板及び伝播層の両方に及んでおり、さらに、伝播層に及んでいる部分の底部に台座を備えており、光源が、自身の出光端側の底面部分をこの台座に乗せる形で、傾けて設置されていることが好ましい。ここで、光源が、自身の出光端とは反対側の底辺を堀込みの底面に当てて設置されていることが好ましい。さらに、光源が、自身の出光端とは反対側の上辺を堀込みの側面に当てて設置されていることが好ましい。 Also, in the light source unit according to the present invention, the light source is inclined and installed such that the bottom surface portion on the light exit end side of the light source is separated from the bottom surface of the dugout than the bottom surface portion on the side opposite to the light output end of the light source. It is preferable that In this case, the digging is formed on the surface opposite to the bonding surface of the unit substrate and the propagation layer, extends to both the unit substrate and the propagation layer, and further, at the bottom of the portion extending to the propagation layer. A pedestal is provided, and it is preferable that the light source is installed in an inclined manner so that the bottom surface portion on the light output end side is placed on the pedestal. Here, it is preferable that the light source is installed with the bottom side opposite to the light exit end of the light source being in contact with the bottom surface of the dug. Furthermore, it is preferable that the light source is installed with the upper side opposite to the light exit end of the light source being in contact with the side surface of the digging.
このような台座を備えた堀込みに光源を搭載する場合、光源の設置位置及び傾きは、台座の位置及びその上面の高さと、掘込みの底面に当たっている底辺の位置と、掘込みの側面に当たっている上辺の位置とで決定される。ここで、台座を含めた堀込みの寸法が微細加工技術を用いることによって所定の精度で制御可能であるので、光源が、位置及び傾きに関して所定の精度で設置可能となる。その結果、反射戻り光による光源の発振特性の低下を防止した上で、光源の設置位置の誤差によるヘッド全体の製造歩留まりの低下を十分に回避することができる。 When a light source is mounted on a digging with such a pedestal, the installation position and inclination of the light source are determined by the position of the pedestal and the height of the top surface, the position of the bottom that is in contact with the bottom of the digging, and the side of the digging. It is determined by the position of the upper side. Here, since the dimensions of the excavation including the pedestal can be controlled with a predetermined accuracy by using a fine processing technique, the light source can be installed with a predetermined accuracy with respect to the position and the inclination. As a result, it is possible to prevent a decrease in the manufacturing yield of the entire head due to an error in the installation position of the light source while preventing a decrease in the oscillation characteristics of the light source due to the reflected return light.
また、この本発明による光源ユニットにおいて、光源が、伝播層に出光端を向けたレーザダイオードであることが好ましい。この場合、ユニット基板が導電性を有しており、レーザダイオードの底面をなす電極が、ユニット基板に電気的に接続されていることが好ましい。さらに、ユニット基板の接着面とは反対側の面に、レーザダイオード用の少なくとも1つの駆動端子電極が設けられていることが好ましい。 In the light source unit according to the present invention, it is preferable that the light source is a laser diode having a light emitting end directed to the propagation layer. In this case, it is preferable that the unit substrate has conductivity and the electrode forming the bottom surface of the laser diode is electrically connected to the unit substrate. Furthermore, it is preferable that at least one drive terminal electrode for a laser diode is provided on a surface opposite to the bonding surface of the unit substrate.
さらに、この本発明による光源ユニットにおいて、光路変更部が、ユニット基板の素子形成面に対して斜めに形成された、伝播層の層面を反射面としたプリズム部であることが好ましい。また、レンズ部が、光が光路変更部に達する前の光路上の位置に設けられていることが好ましい。さらに、このレンズ部が、回折光学素子部であることも好ましい。 Furthermore, in the light source unit according to the present invention, it is preferable that the optical path changing portion is a prism portion formed obliquely with respect to the element formation surface of the unit substrate and having the propagation layer as a reflection surface. Moreover, it is preferable that the lens unit is provided at a position on the optical path before the light reaches the optical path changing unit. Further, it is preferable that the lens unit is a diffractive optical element unit.
さらに、この本発明による光源ユニットにおいて、伝播層の接着面側の端面から放射される光が、接着面に垂直な方向を有しており、さらに伝播が調整された光、例えば、平行に揃えられた光、又は集束された光であることが好ましい。 Further, in the light source unit according to the present invention, the light emitted from the end surface on the adhesion surface side of the propagation layer has a direction perpendicular to the adhesion surface, and further the light whose propagation is adjusted, for example, aligned in parallel. Preferably, the light is focused or focused.
本発明によれば、さらに、切断分離されることによって、分離後の個々のチップが、以上に述べた光源ユニットとなるユニット加工バーが提供される。 According to the present invention, there is further provided a unit processing bar in which individual chips after separation become the light source unit described above by being cut and separated.
本発明によれば、さらにまた、ABS及びABSに垂直な集積面を有するスライダ基板と、この集積面に形成された磁気ヘッド素子と、光をABSとは反対側の自身の端面から受け入れてABS側のスライダ端面に向けて伝播させるための導波路層と、この磁気ヘッド素子及びこの導波路層を覆うように集積面上に形成された被覆層とを備えたスライダと、
スライダのABSとは反対側の面に接着面を接面させており、伝播層の接着面側の端面から放射された光が、導波路層を伝播してABS側のスライダ端面に達するように位置を合わせて固定されている、以上に述べた光源ユニットと
を備えている薄膜磁気ヘッドが提供される。
According to the present invention, furthermore, the slider substrate having the ABS and the integrated surface perpendicular to the ABS, the magnetic head element formed on the integrated surface, and the light received from the end surface on the opposite side of the ABS to the ABS. A slider having a waveguide layer for propagating toward the slider end surface on the side, and a covering layer formed on the integrated surface so as to cover the magnetic head element and the waveguide layer;
The adhesive surface is in contact with the surface of the slider opposite to the ABS, so that light emitted from the end surface of the propagation layer on the adhesive surface side propagates through the waveguide layer and reaches the slider end surface on the ABS side. There is provided a thin film magnetic head comprising the light source unit described above fixed in position.
この本発明による薄膜磁気ヘッドにおいて、スライダが、導波路層のABS側の端面に接した位置又はこの端面に近接した位置に設けられており、近接場光を発生させてデータ信号の書き込みの際に磁気記録媒体を加熱するための、ABS側のスライダ端面に達した端を有する近接場光発生部をさらに備えていることが好ましい。 In the thin film magnetic head according to the present invention, the slider is provided at a position in contact with the ABS end face of the waveguide layer or at a position close to the end face. When the data signal is written by generating near-field light. It is preferable to further include a near-field light generator having an end reaching the slider end surface on the ABS side for heating the magnetic recording medium.
本発明によれば、さらにまた、以上に述べた薄膜磁気ヘッドと、この薄膜磁気ヘッドを支持する支持機構と、磁気ヘッド素子のための信号線と、光源用の電力供給線とを備えているHGAが提供される。 Further, according to the present invention, the thin film magnetic head described above, a support mechanism for supporting the thin film magnetic head, a signal line for the magnetic head element, and a power supply line for the light source are provided. An HGA is provided.
本発明によれば、さらにまた、このようなHGAを少なくとも1つ備えており、少なくとも1つの磁気記録媒体と、この少なくとも1つの磁気記録媒体に対して薄膜磁気ヘッドが行う書き込み及び読み出し動作を制御するとともに、光源の発光動作を制御するための記録再生及び発光制御回路とをさらに備えている磁気ディスク装置が提供される。 Further, according to the present invention, at least one such HGA is provided, and at least one magnetic recording medium, and writing and reading operations performed by the thin film magnetic head on the at least one magnetic recording medium are controlled. In addition, a magnetic disk device further provided with a recording / reproducing and light emission control circuit for controlling the light emission operation of the light source is provided.
本発明による熱アシスト磁気記録用の光源ユニット、この光源ユニットを備えた薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたHGA及びこのHGAを備えた磁気ディスク装置によれば、集積面とABSとが垂直であるヘッド構成において、光源をABSから遠ざけた位置に設置した上で反射戻り光による光源の発振特性の低下を防止することができ、さらに光源の不良品率及び設置位置の誤差によるヘッド全体の製造歩留まりの低下を回避することができる。 According to the light source unit for thermally assisted magnetic recording according to the present invention, the thin film magnetic head including the light source unit, the HGA including the thin film magnetic head, and the magnetic disk device including the HGA, the integration surface and the ABS are perpendicular to each other. In the head configuration, the light source can be installed at a position away from the ABS, and the deterioration of the oscillation characteristics of the light source due to the reflected return light can be prevented. Further, the entire head due to the defective product rate of the light source and the installation position error can be prevented. A decrease in manufacturing yield can be avoided.
以下に、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同一の要素は、同一の参照番号を用いて示されている。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated in detail, referring an accompanying drawing. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals. In addition, the dimensional ratios in the components in the drawings and between the components are arbitrary for easy viewing of the drawings.
図1は、本発明による磁気ディスク装置及びHGAの一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。ここで、HGAの斜視図においては、HGAの磁気ディスク表面に対向する側が上になって表示されている。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of a main part in an embodiment of a magnetic disk device and an HGA according to the present invention. Here, in the perspective view of the HGA, the side facing the surface of the magnetic disk of the HGA is displayed facing up.
同図において、10は、スピンドルモータ11の回転軸の回りを回転する複数の磁気記録媒体である磁気ディスク、12は、薄膜磁気ヘッド21をトラック上に位置決めするためのアセンブリキャリッジ装置、13は、この薄膜磁気ヘッド21の書き込み及び読み出し動作を制御し、さらに後に詳述する熱アシスト磁気記録用のレーザ光を発生させる光源であるレーザダイオードを制御するための記録再生及び発光制御回路をそれぞれ示している。
In the figure, 10 is a magnetic disk which is a plurality of magnetic recording media rotating around the rotation axis of the
アセンブリキャリッジ装置12には、複数の駆動アーム14が設けられている。これらの駆動アーム14は、ボイスコイルモータ(VCM)15によってピボットベアリング軸16を中心にして角揺動可能であり、この軸16に沿った方向にスタックされている。各駆動アーム14の先端部には、HGA17が取り付けられている。各HGA17には、薄膜磁気ヘッド21が、各磁気ディスク10の表面に対向するように設けられている。磁気ディスク10、駆動アーム14、HGA17及び薄膜磁気ヘッド21は、単数であってもよい。
The
HGA17は、サスペンション20の先端部に、薄膜磁気ヘッド21を固着し、さらにその薄膜磁気ヘッド21の端子電極に配線部材203の一端を電気的に接続して構成される。サスペンション20は、ロードビーム200と、このロードビーム200上に固着され支持された弾性を有するフレクシャ201と、ロードビーム200の基部に設けられたベースプレート202と、フレクシャ201上に設けられておりリード導体及びその両端に電気的に接続された接続パッドからなる配線部材203とから主として構成されている。
The
なお、本発明のHGA17におけるサスペンションの構造は、以上述べた構造に限定されるものではないことは明らかである。なお、図示されていないが、サスペンション20の途中にヘッド駆動用ICチップを装着してもよい。
It is obvious that the suspension structure in the
図2は、本発明による薄膜磁気ヘッド21の一実施形態を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of the thin film
図2によれば、薄膜磁気ヘッド21は、データ信号の書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッド素子32を備えたスライダ22と、熱アシスト磁気記録用の光源となるレーザダイオード40を備えた光源ユニット23とが、それぞれの背面2201及び接着面2300を接面させて接着、固定された構成を有している。ここで、スライダ22の背面2201は、スライダ22のABS2200とは反対側の面である。
According to FIG. 2, the thin film
スライダ22は、適切な浮上量を得るように加工された媒体対向面であるABS2200を有するスライダ基板220と、スライダ基板220のABS2200に垂直な集積面2202に形成された、データ信号を読み出すためのMR効果素子33及びデータ信号を書き込むための電磁コイル素子34から構成される磁気ヘッド素子32と、MR効果素子33及び電磁コイル素子34の間を通して設けられている導波路層35と、磁気ディスクの記録層部分を加熱するための近接場光を発生させる近接場光発生部36と、MR効果素子33、電磁コイル素子34、導波路層35及び近接場光発生部36を覆うように集積面2202上に形成された被覆層38と、被覆層38の層面から露出した、MR効果素子33及び電磁コイル素子34に2つずつ接続されている合計4つの信号端子電極37とを備えている。
The
MR効果素子33、電磁コイル素子34、及び近接場光発生部36の一端は、ABS2200側のスライダ端面221に達している。ここで、スライダ端面221は、スライダ22のABS2200側の面であってABS2200以外の部分の面である。実際の書き込み又は読み出し動作時には、薄膜磁気ヘッド21が回転する磁気ディスク表面上において流体力学的に所定の浮上量をもって浮上する。この際、MR効果素子33及び電磁コイル素子34の端が磁気ディスクと微小なスペーシングを介して対向することによって、データ信号磁界の感受による読み出しとデータ信号磁界の印加による書き込みとが行われる。
One end of the
ここで、データ信号の書き込みの際、光源ユニット23から導波路層35を通って伝播してきたレーザ光が近接場光発生部36を照射し、この照射によって、近接場光発生部36のスライダ端面221に達した端から近接場光が発生する。この近接場光によって、後述するように、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
Here, when the data signal is written, the laser light propagating from the
導波路層35は、ともに放物線に沿って湾曲した、トラック幅方向において対向する2つの側面351を有しており、ABS2200とは反対側のスライダ端面222に達した端面352から入射した平行に揃えられたレーザ光39が、この両側面351での反射によって、スライダ端面221側の端面である集光面350に集光可能となっている。なお、スライダ端面222は、スライダ22のABS2200とは反対側の面であって背面2201以外の部分の面である。また、近接場光発生部36は、一方の端が導波路層35の集光面350に接しており、他方の端がスライダ端面221に達している微細な近接場光ギャップ部361と、互いの先端をこの近接場光ギャップ部361を介して対向させている2つの対向金属層360とを備えている。近接場光発生部36においては、近接場光ギャップ部361と、この微細な近接場光ギャップ部361を狭持した対向金属層360とが、いわゆる「蝶ネクタイ型」構造を実現している。この「蝶ネクタイ型」構造においては、その中心部に非常に強い電界の集中が発生する。
The
この近接場光の電界強度は、入射光に比べて桁違いに強く、この非常に強力な近接場光が、磁気ディスク表面の対向する局所部分を急速に加熱する。これにより、この局所部分の保磁力が、書き込み磁界による書き込みが可能な大きさまでに低下するので、高密度記録用の高保磁力の磁気ディスクを使用しても、電磁コイル素子34による書き込みが可能となる。なお、近接場光は、スライダ端面221から磁気ディスクの表面に向かって、上述した近接場光ギャップ部361のトラック幅方向の幅又は層厚程度までの領域に存在する。従って、10nm又はそれ以下の浮上量である現状において、近接場光は、十分に記録層部分に到達することができる。また、このように発生する近接場光の幅は、同じく上述した幅又は層厚と同程度であって、この近接場光の電界強度は、この幅又は層厚以上の領域では指数関数的に減衰するので、非常に局所的に磁気ディスクの記録層部分を加熱することができる。
The electric field strength of this near-field light is orders of magnitude stronger than that of incident light, and this very strong near-field light rapidly heats the opposing local portion of the magnetic disk surface. As a result, the coercive force of this local portion is reduced to a size that allows writing by a write magnetic field, so that even if a high coercivity magnetic disk for high-density recording is used, writing by the
同じく図2によれば、光源ユニット23は、スライダ22の背面2201に接着される接着面2300を有するユニット基板230と、素子形成面2302上に設けられており、後述するレーザダイオード40から放射されたレーザ光の光路を含み、このレーザ光を自身の接着面側の端面410まで伝播させるための伝播層41と、ユニット基板の接着面2300とは反対側のユニット上面2301及び伝播層41の接着面2300とは反対側の端面411に形成されており、ユニット基板230及び伝播層41の両方に及んでいる堀込み45と、堀込み45に設置されており、熱アシスト磁気記録用のレーザ光を供給するためのレーザダイオード40と、伝播層41に設けられており、レーザダイオード40から放射されたレーザ光の伝播を調整するためのレンズ部としての回折光学素子部42と、伝播層41に設けられており、素子形成面2302に対して斜めに形成された、伝播層41の層面を反射面430とし、レーザ光を端面410に向けさせるための光路変更部としてのプリズム部43と、レーザダイオード40用の駆動端子電極440及び441とを備えている。
Similarly, according to FIG. 2, the
ここで、堀込み45は、伝播層41に及んでいる部分の底部に台座453を備えている。台座453は、堀込み45においてレーザダイオード40から出射したレーザ光が入射する入射側面451を背後にして設けられていて、1段の階段状となっている。レーザダイオード40は、自身の出光端400側の底面部分を台座453に乗せる形で、傾けて設置されている。また、レーザダイオード40は、自身の底面401における出光端400とは反対側の端辺、すなわち出光端400とは反対側の底辺4010を、堀込み45の底面450に当てて設置されている。すなわち、レーザダイオード40は、自身の出光端400側の底面部分が、この出光端400とは反対側の底面部分よりも、堀込み45の底面450から離隔しているように、傾いて設置されている。
Here, the
その結果、レーザダイオード40の出光端400から放射されたレーザ光は、素子形成面2302に垂直な方向から傾いた方向に進行し、入射側面451に斜めに(ゼロより大きな入射角をもって)入射して伝播層41内を伝播する。この際、伝播層41は磁気ディスク装置内の雰囲気(屈折率nは約1)よりは大きな屈折率を有しているので、レーザ光は、入射側面451において入射角よりも大きな屈折角で屈折し、この屈折によって、伝播層41の接着面2300側の端面410に対してより大きな角度で離れる方向に進行する。
As a result, the laser light emitted from the
また、入射側面451に入射したレーザ光のうち反射する分は、上述した入射角と同じ大きさの反射角をもって進行するので、出光端400には戻らず反射戻り光とはならない。その結果、レーザダイオード40の発振動作の不安定化が回避されて、発振特性が良好に維持される。
In addition, the portion of the laser light incident on the
さらに、レーザ光は、伝播層41を伝播するにつれて進行方向を中心として広がっていくが、伝播層41に設けられた回折光学素子部42を通過することによって、平行に揃った光、又は集束した光に変換される。このように伝播を調整されたレーザ光は、プリズム部43の反射面430に達して同面で全反射するによって、その進行方向を変更させられる。その後、レーザ光は、伝播層41の接着面2300側の端面410まで伝播し、この端面410から放射されて、導波路層35の端面352に、同層の層面に平行な方向に伝播するレーザ光として、入射する。
Further, the laser light spreads centering on the traveling direction as it propagates through the
以上、スライダ22及び光源ユニット23の構成を説明したが、薄膜磁気ヘッド21は、このようなスライダ22及び光源ユニット23を合わせた構成になっていて、それぞれを形成した後に、組み合わせることにより製造することができる。従って、例えば、前もって光源ユニットの特性評価を行って、良品のみを薄膜磁気ヘッドの製造に使用すれば、ヘッド製造時のヘッド全体の製造歩留まりが、ほぼスライダの製造歩留まりとなり、光源ユニットの不良品率によるヘッド全体の製造歩留まりの低下を回避することができる。
Although the configuration of the
また、光源ユニット23は、スライダ22のABS2200とは反対側の背面2201に接着されるので、常に、レーザダイオード40をABS2200から遠ざけた位置に設置することが可能となる。
Further, since the
さらに、このような光源ユニット23を用いることによって、上述したように、スライダ22の導波路層35の端面352に、同層の層面に平行な方向に伝播するレーザ光を入射させることができる。すなわち、集積面2202とABS2200とが垂直である構成を有する薄膜磁気ヘッド21において、適切な大きさ及び方向を有するレーザ光が、確実に供給可能となる。その結果、磁気ディスクの記録層の加熱効率が高い熱アシスト磁気記録を実現可能とする。
Further, by using such a
なお、スライダ22及び光源ユニット23の大きさは任意であるが、例えば、スライダ22は、トラック幅方向の幅700μm×長さ(奥行き)850μm×厚み230μmの、いわゆるフェムトスライダであってもよい。この場合、光源ユニット23は、これよりも一回り小さい大きさ、例えば、トラック幅方向の幅650μm×長さ(奥行き)700μm×厚み180μmであってもよい。実際、例えば、通常用いられるレーザダイオードの典型的な大きさは、幅250μm×長さ(奥行き)250μm×厚み65μm程度であり、例えば、この大きさの光源ユニット23のユニット上面2301(及び伝播層41の端面411)に、この大きさのレーザダイオード40を傾けて設置することができる台座453を備えた堀込み45を形成することが、十分に可能となっている。
The sizes of the
この際、この台座453の上面のユニット上面2301からの深さを、65μmよりも数μm程度深くしておけば、レーザダイオード40の上面をユニット上面2301と同等か、又は低くすることができる。ただし、この堀込み45の深さを、例えば30μm程度として、レーザダイオード40の出光端400側の上面部分を若干突出させてもよい。また、光源ユニット23の大きさを、レーザダイオード40が設置可能な範囲でより小さくすることによって、1枚の基板ウエハから、より多数の光源ユニット23を収得することが可能となる。
At this time, if the depth of the upper surface of the
また、伝播層41の端面410に達したレーザ光のスポットにおいて、トラック幅方向の径を、例えば5〜40μm程度とし、この径に直交する径を、例えば1〜6μm程度とすることができる。一方、このレーザ光を受け取る導波路層35の厚さを、例えば1〜6μm程度とし、導波路層35の端面352でのトラック幅方向の幅を、例えば50〜500μm程度とすることができる。以上のように大きさを設定した場合、伝播層41の端面410から放射された光が、導波路層35を伝播してABS2200側のスライダ端面221(近接場光発生部36)に達するように、スライダ22と光源ユニット23との位置を合わせる際、トラック幅方向での位置合わせは、トラック幅方向とは垂直な方向での位置合わせに比べて比較的容易に行うことができる。
Further, in the spot of the laser beam reaching the
さらに、薄膜磁気ヘッド21全体の光学的な調整においては、上述したスライダ22と光源ユニット23との位置合わせを行う前に、光源ユニット23において、レーザダイオード40の堀込み45での設置位置及び傾きを調整する必要がある。実際、回折光学素子部42及びプリズム部43等は、薄膜微細加工技術又は精密機械加工技術を用いて、所定の精度をもって形成されるので、これらの光学系に対するレーザダイオード40の設置位置及び傾きの精度が、非常に重要となる。ここで、堀込み45は、台座453を備えていることによってこの設置位置の精度を高める構造となっているが、詳細は、後に別の図面を用いて説明する。
Further, in the optical adjustment of the entire thin film
なお、本実施形態においては、光源としてのレーザダイオード40を傾けて設置するために、台座453が用いられているが、レーザダイオード40から放射されるレーザ光が素子形成面2302に垂直な方向から傾いた方向に進行するように設置できるのであれば、他の設置手段を用いてもよい。例えば、堀込み45の底面450上に、伝播層41からは独立した、設置のための台を設けてもよい。
In this embodiment, the
また、スライダ22に関してではあるが他の実施形態として、スライダ22において近接場光発生部36を設けずに、導波路層35の集光面350をスライダ端面221から露出させて、磁気ディスクに集光したレーザ光を照射して、磁気ディスクを加熱してもよい。この場合、例えば、磁気ディスク装置の使用環境が低温である時にのみ磁気ディスクを加熱して、少なくとも室温時の保磁力HCを維持することも好ましいし、レーザ光を磁気ディスクに常時照射して、磁気ディスクを例えば100℃以上の高温に維持することも好ましい。
As another embodiment regarding the
図3(A)は、図2に示した薄膜磁気ヘッド21の要部の構成を概略的に示す、図2のA−A線断面図であり、図3(B)は、磁気ヘッド素子32及び近接場光発生部36のスライダ端面221における端の形状を示す平面図である。
3A is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2, schematically showing the configuration of the main part of the thin-film
まず、薄膜磁気ヘッド21のスライダ22の構成要素について説明する。
First, components of the
図3(A)のスライダ22において、220はアルティック(Al2O3−TiC)等からなるスライダ基板であり、磁気ディスク表面に対向するABS2200を有している。このスライダ基板220のABS2200を底面とした際の一つの側面である集積面2202に、読み出し用のMR効果素子33と、書き込み用の電磁コイル素子34と、これらの素子を保護する被覆層38とが主に形成されている。
In the
MR効果素子33は、MR積層体332と、この積層体を挟む位置に配置されている下部シールド層330及び上部シールド層334とを含む。下部シールド層330及び上部シールド層334は、例えば、フレームめっき法を含むパターンめっき法等によって形成された厚さ0.5〜3μm程度のNiFe、CoFeNi、CoFe、FeN若しくはFeZrN等で構成することができる。
The
MR積層体332は、面内通電型(CIP(Current In Plain))巨大磁気抵抗(GMR(Giant Magneto Resistive))多層膜、垂直通電型(CPP(Current Perpendicular to Plain))GMR多層膜、又はトンネル磁気抵抗(TMR(Tunnel Magneto Resistive))多層膜を含み、非常に高い感度で磁気ディスクからの信号磁界を感受する。上下部シールド層334及び330は、MR積層体332が雑音となる外部磁界の影響を受けることを防止する。
The
このMR積層体332がCIP−GMR多層膜を含む場合、上下部シールド層334及び330の各々とMR積層体332との間に絶縁用の上下部シールドギャップ層がそれぞれ設けられる。さらに、MR積層体332にセンス電流を供給して再生出力を取り出すためのMRリード導体層が形成される。一方、MR積層体332がCPP−GMR多層膜又はTMR多層膜を含む場合、上下部シールド層334及び330はそれぞれ上下部の電極層としても機能する。この場合、上下部シールドギャップ層とMRリード導体層とは不要であって省略される。なお、図示されていないが、MR積層体332のスライダ端面221とは反対側のシールド層間には絶縁層が形成され、さらに、MR積層体332のトラック幅方向の両側には、絶縁層か、又は磁区の安定化用の縦バイアス磁界を印加するための、バイアス絶縁層及び強磁性材料からなるハードバイアス層が形成される。
When the
MR積層体332は、例えば、TMR効果多層膜を含む場合、IrMn、PtMn、NiMn、RuRhMn等からなる厚さ5〜15nm程度の反強磁性層と、例えば強磁性材料であるCoFe等、又はRu等の非磁性金属層を挟んだ2層のCoFe等から構成されており反強磁性層によって磁化方向が固定されている磁化固定層と、例えばAl、AlCu等からなる厚さ0.5〜1nm程度の金属膜が真空装置内に導入された酸素によって又は自然酸化によって酸化された非磁性誘電材料からなるトンネルバリア層と、例えば強磁性材料である厚さ1nm程度のCoFe等と厚さ3〜4nm程度のNiFe等との2層膜から構成されておりトンネルバリア層を介して磁化固定層との間でトンネル交換結合をなす磁化自由層とが、順次積層された構造を有している。
When the
電磁コイル素子34は、垂直磁気記録用であり、主磁極層340、ギャップ層341、コイル層342、コイル絶縁層343、及び補助磁極層344を備えている。主磁極層340は、コイル層342によって誘導された磁束を、書き込みがなされる磁気ディスクの記録層まで収束させながら導くための導磁路である。ここで、主磁極層340のスライダ端面221側の端部340aの層厚方向の長さ(厚さ)は、他の部分に比べて小さくなっている。この結果、高記録密度化に対応した微細な書き込み磁界が発生可能となる。
The
補助磁極層344のスライダ端面221側の端部は、補助磁極層344の他の部分よりも層断面が広いトレーリングシールド部となっている。トレーリングシールド部は、主磁極層340のABS側の端とギャップ層を介して対向している。このようなトレーリングシールド部を設けることによって、スライダ端面221近傍におけるトレーリングシールド部の端部と主磁極層340の端部との間において磁界勾配がより急峻になる。この結果、信号出力のジッタが小さくなって読み出し時のエラーレートを小さくすることができる。
The end portion on the
ここで、主磁極層340は、例えば、ABS側の端部での全厚が約0.01μm〜約0.5μmであって、この端部以外での全厚が約0.5μm〜約3.0μmの、例えばフレームめっき法、スパッタリング法等を用いて形成されたNi、Fe及びCoのうちいずれか2つ若しくは3つからなる合金、又はこれらを主成分として所定の元素が添加された合金等から構成されている。ギャップ層341は、例えば、厚さ約0.01μm〜約0.5μmの、例えばスパッタリング法、CVD法等を用いて形成されたAl2O3(アルミナ)又はDLC等から構成されている。コイル層342は、例えば、厚さ約0.5μm〜約3μmの、例えばフレームめっき法等を用いて形成されたCu等から構成されている。コイル絶縁層343は、例えば、厚さ約0.1μm〜約5μmの熱硬化されたレジスト層等から構成されている。補助磁極層344は、例えば、厚さ約0.5μm〜約5μmの、例えばフレームめっき法、スパッタリング法等を用いて形成されたNi、Fe及びCoのうちいずれか2つ若しくは3つからなる合金、又はこれらを主成分として所定の元素が添加された合金等から構成されている。
Here, the main
導波路層35は、MR効果素子33と電磁コイル素子34との間に位置していて集積面2202と平行に伸長しているが、スライダ端面221の近傍において、スライダ端面221に向かってその厚さ方向においても先細りした形状を有している。導波路層35は、何れの部分においても、被覆層38を形成する材料よりも高い屈折率nを有する、例えばスパッタリング法等を用いて形成された誘電材料から構成されている。例えば、被覆層38が、SiO2(n=1.5)から形成されている場合、導波路層35は、Al2O3(n=1.63)から形成されていてもよい。さらに、被覆層38が、Al2O3(n=1.63)から形成されている場合、導波路層35は、Ta2O5(n=2.16)、Nb2O5(n=2.33)、TiO(n=2.3〜2.55)又はTiO2(n=2.3〜2.55)から形成されていてもよい。導波路層35をこのような材料で構成することによって、材料そのものが有する良好な光学特性によるだけではなく、界面での全反射条件が整うことによって、レーザ光の伝播損失が小さくなり、近接場光の発生効率が向上する。
The
図3(A)において、近接場光発生部36の近接場光ギャップ部361は、導波路層35と同じ誘電材料で形成されている。また、図3(A)には図示されておらず図2に示されている、近接場光発生部36の対向金属層360は、Au、Pd、Pt、Rh若しくはIr、若しくはこれらのうちのいくつかの組合せからなる合金、又はAl、Cu等が添加されたこれらの合金等の導電材料から形成されている。
In FIG. 3A, the near-field
近接場光ギャップ部361のトラック幅方向の幅及び層厚は、入射されるレーザ光の波長よりも十分に小さく、それぞれ、約10nm〜約300nm及び約10nm〜約200nmである。また、近接場光ギャップ部361のスライダ端面221に垂直な方向の長さは、例えば、10〜500nm程度である。また、導波路層35の端面352でのトラック幅方向の幅は、例えば、50〜500μm程度である。
The width and layer thickness of the near-
図3(B)によれば、スライダ端面221上において、近接場光ギャップ部361の発生端361aは、電磁コイル素子34の主磁極層340の端340bに近接していて、端340bのリーディング側に位置している。また、発生端361aの形状は、トレーリング側に短辺を有する正台形となっている。
3B, on the
ここで、近接場光は、入射されるレーザ光の波長及び導波路層35の形状にも依存するが、一般に、最も幅の狭いトレーリング側の短辺近傍において最も強い強度を有する。すなわち、磁気ディスクの記録層部分を加熱する熱アシスト作用において、このトレーリング側の短辺近傍が、主要な加熱作用部分となる。
Here, the near-field light generally has the strongest intensity in the vicinity of the short side on the trailing side having the narrowest width, although it depends on the wavelength of the incident laser light and the shape of the
また、主磁極層340の端340bの形状は、トレーリング側に長辺を有する逆台形となっている。すなわち、主磁極層340の端部340aの側面には、ロータリーアクチュエータでの駆動により発生するスキュー角の影響によって隣接トラックに不要な書き込み等を及ぼさないように、ベベル角が付けられている。ベベル角の大きさは、例えば、15°程度である。実際に、書き込み磁界が主に発生するのは、トレーリング側の長辺近傍であり、この長辺の長さによって書き込みトラックの幅が決定される。
The shape of the
以上に述べた、近接場光ギャップ部361の発生端361a、及び主磁極層340の端340bの配置及び形状によれば、主要な加熱作用部分である発生端361aのトレーリング側の短辺近傍が、書き込み部分である主磁極層の端340bに非常に近い位置にあるので、磁気ディスクの記録層部分に熱を加えた直後に、ほとんど間を置かず、書き込み磁界を印加することができる。これにより、熱アシストによる安定した書き込み動作が、確実に実行可能となる。
According to the arrangement and shape of the
なお、MR効果素子33と導波路層35及び近接場光発生部36との間に、素子間シールド層48が形成されている。素子間シールド層48は、MR効果素子33を、電磁コイル素子34より発生する磁界から遮断して読み出しの際の外来ノイズを防止する役割を果たす。また、素子間シールド層48と導波路層35との間に、さらに、バッキングコイル部が形成されていてもよい。バッキングコイル部は、電磁コイル素子34から発生してMR効果素子33の上下部電極層を経由する磁束ループを打ち消す磁束を発生させて、磁気ディスクへの不要な書き込み又は消去動作である広域隣接トラック消去(WATE)現象の抑制を図るものである。なお、コイル層342は、図3(A)において1層であるが、2層以上又はヘリカルコイルでもよい。
An
また、電磁コイル素子34が、長手磁気記録用であってもかまわない。この場合、主磁極層340及び補助磁極層344の代わりに、下部磁極層及び上部磁極層が設けられ、さらに、下部磁極層及び上部磁極層のスライダ端面221側の端部に挟持された書き込みギャップ層が設けられる。この書き込みギャップ層位置からの漏洩磁界によって書き込みが行われる。
Further, the
次いで、薄膜磁気ヘッド21の光源ユニット23の構成要素について説明する。
Next, components of the
図3(A)の光源ユニット23において、230はアルティック(Al2O3−TiC)等からなるユニット基板であり、スライダ基板220の背面2201に接着している接着面2300を有している。この接着面2300を底面とした際の一つの側面である素子形成面2302上に、伝播層41が設けられており、この伝播層41に、回折光学素子部42と、プリズム部43とが設けられており、さらに、ユニット基板230及び伝播層41に形成された、台座453を備えた堀込み45に、レーザダイオード40が傾いて設置されている。
In the
伝播層41は、レーザダイオード40の出光端400から回折光学素子部42及びプリズム部43を介して、自身の端面410に至るまでの光路を含んでいる。回折光学素子部42は、通常の曲面を有する光学凸レンズにおいて、レンズ厚み方向に関する波長の倍数分の材質を削除した上で、波長の2−n乗の高さを単位とした(n−1)個の層による階段構造によって近似したレンズパターンである。
The
伝播層41の構成材料は、後述するように、台座453を備えた堀込み45をエッチングによって形成する場合、ユニット基板230の構成材料よりも、使用するエッチング手段におけるエッチングレートの小さい材料が選択される。例えば、ユニット基板230がアルティックから形成されていて、エッチング手段としてイオンミリング法を用いる場合、この伝播層41の構成材料として、例えば、AlN等が選択可能となる。なお、台座453を備えた堀込み45を、例えば機械加工等他の手段で形成する場合、この伝播層41の構成材料として、SiO2、Al2O3、TiO2等も選択可能となる。
As will be described later, when the
また、回折光学素子部42は、後に他の図面を用いて詳細に説明するが、伝播層41を形成する材料よりも高い屈折率nを有しており、例えばスパッタリング法等を用いて形成された誘電材料から構成されている。例えば、伝播層41が、SiO2(n=1.5)又はAlN(n=1.55)から形成されている場合、回折光学素子部42は、Al2O3(n=1.63)から形成されていてもよい。さらに、伝播層41が、Al2O3(n=1.63)から形成されている場合、回折光学素子部42は、Ta2O5(n=2.16)、Nb2O5(n=2.33)、TiO(n=2.3〜2.55)又はTiO2(n=2.3〜2.55)から形成されていてもよい。回折光学素子部42が伝播層41よりも高い屈折率を有することによって、回折光学素子部42を通過するレーザ光が、界面での屈折に基づくレンズ作用によって平行な光又は集束した光に調整される。なお、伝播層41の厚さは、例えば、30〜60μm程度であり、回折光学素子部42の厚さは、後述するようにレーザ光の波長に依存するが、例えば0.5〜5μm程度である。
Further, the diffractive
プリズム部43は、素子形成面2302に対して斜めに形成された、伝播層41の層面を反射面430として、レーザ光の進行方向を変更させるものである。回折光学素子部42によって、例えば平行に揃えられたレーザ光が、このプリズム部43の反射面430に臨界角以上の入射角で入射すると、このレーザ光は、反射面430で全反射し、平行に揃えられたまま端面410の方向に進行方向を変更させられる。実際、伝播層41がSiO2(n=1.5)、AlN(n=1.55)又はAl2O3(n=1.63)のいずれで形成されている場合でも、磁気ディスク装置内の雰囲気(屈折率nは約1)よりは大きな屈折率を有しているので、このような全反射が可能となる。
The
ここで、レーザダイオード40から放射されたレーザ光が、入射側面451において屈折し、回折光学素子部42を介して、伝播層41の端面410からより離れる方向に進行してくる場合を説明する。この場合においても、平坦な反射面430が、その端面410側の辺が素子形成面2302から最も遠くなるように、所定の角度θPだけ傾いた状態で形成されることによって、全反射後のレーザ光を、例えば接着面2300(ABS2200)に垂直な方向を有するレーザ光とすることができる。なお、このようなレーザ光を得るための所定の角度θPは、レーザダイオード40の設置角θO(出光端400から放射されたレーザ光の方向)、磁気ディスク装置内の雰囲気の屈折率、及び伝播層41の屈折率等によって決定される。なお、レーザダイオード40の設置角θOは、確実に反射の戻りを防止するため、例えば、5〜15度(deg)程度に設定されてもよい。
Here, a case where the laser light emitted from the
図4(A)〜(C)は、台座453を備えた堀込み45、及びレーザダイオード40の構成、並びにレーザダイオード40の堀込み45への搭載方法を示す概略図である。
FIGS. 4A to 4C are schematic views showing the structure of the
図4(A)によれば、レーザダイオード40は、通常、光学系ディスクストレージに使用されるものと同じ構造を有していてもよく、例えば、n電極40aと、n−GaAs基板40bと、n−InGaAlPクラッド層40cと、第1のInGaAlPガイド層40dと、多重量子井戸(InGaP/InGaAlP)等からなる活性層40eと、第2のInGaAlPガイド層40fと、p−InGaAlPクラッド層40gと、*n−GaAs電流阻止層40hと、p−GaAsコンタクト層40iと、p電極40jとが順次積層された構造を有する。これらの多層構造の劈開面の前後には、全反射による発振を励起するためのSiO2、Al2O3等からなる反射膜50及び51が成膜されており、レーザ光が放射される出光端400には、一方の反射膜50における活性層40eの位置に開口が設けられている。
According to FIG. 4A, the
放射されるレーザ光の波長λLは、例えば600〜650nm程度である。ただし、スライダ22(図2)に近接場光発生部36を設ける場合、対向金属層360(図2)の金属材料に応じた適切な励起波長が存在することに留意しなければならない。例えば、対向金属層360としてAuを用いる場合、レーザ光の波長λLは、600nm近傍が好ましい。また、励起波長は、金属材料の種類だけではなく、金属材料の寸法(長さ)にも依存する。同じ材料であっても、金属パターンの長さが大きい場合、励起波長も長くなるという傾向を有する。
The wavelength λ L of the emitted laser light is, for example, about 600 to 650 nm. However, when providing the near-field
レーザダイオード40の大きさは、上述したように、例えば、幅250μm×長さ(奥行き)250μm×厚み65μm程度である。ここで、レーザダイオード40の幅は、電流阻止層40hの対向端の間隔を下限として、例えば、100μm程度までに小さくすることができる。ただし、レーザダイオード40の長さは、電流密度と関係する量であり、それほど小さくすることはできない。いずれにしても、レーザダイオード40に関しては、搭載の際のハンドリングを考慮して、相当の大きさが確保されることが好ましい。
As described above, the size of the
また、このレーザダイオード40の駆動においては、磁気ディスク装置内の電源が使用可能である。実際、磁気ディスク装置は、通常、例えば2V程度の電源を備えており、レーザ発振動作には十分の電圧を有している。また、レーザダイオード40の消費電力も、例えば、数十mW程度であり、磁気ディスク装置内の電源で十分に賄うことができる。
In driving the
図4(B)によれば、ユニット基板230及び伝播層41に形成された堀込み45は、台座453を備えており、底面450と、レーザダイオード40からのレーザ光が入射する入射側面451と、この入射側面451とは反対側の(素子形成面2302に垂直な方向において入射側面451と対向している)側面452とを有している。
According to FIG. 4 (B), the
レーザダイオード40は、このような堀込み45に、自身の出光端400側の底面部分を台座453に乗せる形で搭載されており、自身の底面401をなす一方の電極が、鉛フリー半田の1つであるAuSn合金52による半田付けによって、堀込み45の底面450と電気的に接続されながら固定されている。ここでユニット基板230は、例えばアルティックから形成されており導電性を有するので、レーザダイオード40と駆動端子電極440とが電気的に接続されることになる。実際の固定においては、例えば、堀込み45の底面450に厚さ1μm程度のAuSn合金の蒸着膜を成膜した後、レーザダイオード40を、台座453及び底面450に向けて適当な力で押し付けながら、熱風ブロア下でホットプレート等による200〜300℃程度までの加熱を行って固定してもよい。なお、堀込み45の底面450と接続される電極は、n電極40aでもp電極40jでもかまわない。ここで、上述したAuSn合金による半田付けをする場合、光源ユニットを例えば300℃前後の高温に加熱することになるが、本発明によれば、この光源ユニットがスライダとは別に製造されるため、スライダ内の磁気ヘッド素子がこの高温の悪影響を受けずに済む。
The
さらに、図4(B)によれば、レーザダイオード40は、自身の出光端400とは反対側の底辺4010を、堀込み45の底面450に当てて設置されている。従って、レーザダイオード40の設置位置及び傾きは、台座453の高さと、台座453に乗る自身の底面部分とを決定することによって制御することができる。その結果、回折光学素子部42及びプリズム部43等の光学系に対するレーザダイオード40の設置位置及び傾きの精度が十分に高くなる。実際に、堀込み45におけるレーザダイオード40の位置合わせにおいては、スライダ22と光源ユニット23との位置を合わせる場合と同様、トラック幅方向の垂線を有する面における面内方向の方が、トラック幅方向よりもより高い精度を要求されるが、所定の上面の高さを有する台座453を設けて、レーザダイオード40の台座453に乗る底面部分を決定することによって、この精度が確保される。
Further, according to FIG. 4B, the
なお、堀込み及びレーザダイオードの設置形態は、当然、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、図4(C)に示したように、レーザダイオード40が、自身の出光端400とは反対側の上面402部分における端辺、すなわち出光端400とは反対側の上辺4020を、堀込み53の入射側面531とは反対側の側面532に当てて設置されていてもよい。
Of course, the installation form of the digging and the laser diode is not limited to the above-described embodiment. For example, as shown in FIG. 4C, the
この場合、レーザダイオード40の設置位置及び傾きは、台座533の位置及びその上面の高さと、底面530に当たっている底辺4010の位置と、側面532に当たっている上辺4020の位置とで決定される。ここで、実際には、台座533を含めた堀込み53は、後述するようにフォトオリソグラフィ法及びイオンミリング法又は反応性イオンエッチング(RIE)法等を用いて形成することができ、その寸法誤差は、例えば、±0.2〜1.0μm程度に十分小さく抑えることが可能である。従って、台座533を含めた堀込み53の寸法がこのように所定の精度で制御可能であるので、レーザダイオード40が、位置及び傾きに関して所定の精度で設置可能となる。その結果、反射戻り光によるレーザダイオードの発振特性の低下を防止した上で、レーザダイオードの設置位置の誤差によるヘッド全体の製造歩留まりの低下を十分に回避することができる。
In this case, the installation position and inclination of the
また、駆動端子電極440は、ユニット基板230のユニット上面2301上に設けられた厚さ10nm程度のTa、Ti等からなる下地層の上に形成されており、厚さ1〜3μm程度の例えばスパッタリング法等によるAu、Cu等の層から構成されている。また、駆動端子電極441は、レーザダイオード40の半田付けされていないもう一方の電極上に設けられた厚さ10nm程度のTa、Ti等からなる下地層の上に形成されており、厚さ1〜3μm程度の例えばスパッタリング法等によるAu、Cu等の層から構成されている。
The
なお、以上に述べたレーザダイオード40及び駆動端子電極440及び441は、当然に、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、レーザダイオード40は、GaAlAs系等、他の半導体材料を用いた他の構成のものであってもよい。さらに、レーザダイオード40の電極の半田付けに、他のろう材を用いて行うことも可能である。さらにまた、レーザダイオード40の両方の電極をユニット基板から絶縁させて、駆動端子電極を形成してもよい。さらにまた、レーザダイオード40を、ユニット基板上に直接、半導体材料をエピタキシャル成長させることによって形成してもよい。
The
図5(A)は、回折光学素子部42の原理を説明するための概略図であり、図5(B)及び(C)は、回折光学素子部42を含む伝播層41の、光源ユニット23のユニット上面2301に平行な面による断面図である。
FIG. 5A is a schematic diagram for explaining the principle of the diffractive
最初に、回折光学素子部42の原理の説明を行う。まず、図5(A−1)に示された断面のように通常の曲面を有する光学凸レンズにおいて、図5(A−2)に示す断面のように、レンズ厚み方向に関して、レーザ光の波長の倍数分の材質を削除する。次いで、図5(A−3)に示す断面のように、例えば、レーザ光の1/4波長の高さを単位とした3つの層からなる階段構造によって、図5(A−2)に示す断面を離散的に近似する。なお、一般に、波長の2−n乗の高さを単位とした場合、階段構造の層数は、(n−1)個となる。この図5(A−3)に示したような断面を有する階段構造部が、回折光学素子部42であり、もとの図5(A−1)に示された断面を有するレンズと同等の機能を有することになる。
First, the principle of the diffractive
図5(B)によれば、回折光学素子部42は、集積面に平行に積層された環状の第1、第2及び第3の回折格子層420、421及び422が適切に積層されて、図5(A−3)に相当する断面を有する積層体パターンとなっている。回折光学素子部42の厚さは、その中心部において、レーザ光の波長以下に小さくすることができる。すなわち、回折光学素子部42は、薄膜微細加工技術を用いて平面状に薄く作り込むことができるので、光源ユニットの伝播の調整用として非常に適している。なお、同図の回折光学素子部42は、上述したように、レーザ光の1/4波長の高さを単位とした場合であるが、当然、1/2波長、1/8波長等の高さを単位として回折光学素子部が形成されていてもよい。
According to FIG. 5B, the diffractive
ここで、回折光学素子部42の形成方法について説明する。図5(B)において、ユニット基板230の素子形成面2302上に形成された、例えば、スパッタリング法等を用いて形成されたAlN等からなる第1の伝播層41a上に、例えば、スパッタリング法等を用いて所定の厚さを有するTiO2膜を形成する。次いで、このTiO2膜上に、例えばNiFe等からなる所定のパターンを形成した後、このNiFe等のパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたRIE法によるエッチング処理を行い、第1の回折格子層420を形成する。次いで、この第1の回折格子層420の形成方法と同様の方法を用いて、第2の回折格子層421及び第3の回折格子層422を順次積み重ねて形成することによって、回折光学素子部42の形成を完了する。その後、形成された回折光学素子部42を覆うように、例えば、スパッタリング法等を用いてAlN膜等を成膜し、その後、化学的機械的研磨(CMP)法等を用いてこの膜面を平坦化して第2の伝播層41bを形成することにより、伝播層41の形成を完了する。
Here, a method of forming the diffractive
図5(C)によれば、回折光学素子部は、第1の回折光学素子部60と、第2の回折光学素子部61との組み合わされた光学系となっている。第1の回折光学素子部60は、レーザ光のトラック幅方向の広がりを調整する役割を担っており、接着面2300(図2)に垂直な方向(図の紙面に垂直な方向)に伸長したパターンとなっている。第2の回折光学素子部61は、レーザ光の接着面2300に垂直な方向(図の紙面に垂直な方向)の広がりを調整する役割を担っており、トラック幅方向に伸長したパターンとなっている。このように、2つ、さらには3つ以上の回折光学素子部を組み合わせることによって、所望の形に伝播を調整されたレーザ光を得ることができる。
According to FIG. 5C, the diffractive optical element unit is an optical system in which a first diffractive
図6(A)〜(D)は、本発明による光源ユニットについての他の実施形態を示す、図2のA−A線断面に相当する断面図である。 6 (A) to 6 (D) are cross-sectional views corresponding to the cross section taken along the line AA of FIG. 2, showing another embodiment of the light source unit according to the present invention.
図6(A)によれば、回折光学素子部71は、伝播層70に形成されてはいるが、図2の実施形態のようにレーザダイオード40とプリズム部43とを結ぶ光路上にはなく、レーザ光がプリズム部43において全反射した後に達する光路上の位置に設けられている。この実施形態においても、伝播層70の端面700に達するレーザ光を、適切な方向、例えば、端面700に垂直な方向を有する平行に揃えられた光とすることができる。
According to FIG. 6A, the diffractive
図6(B)によれば、この実施形態においては、図2の実施形態のようにプリズム部は存在せず、伝播層77に、光路変更部としてのグレーチングカプラ(Grating Coupler)部78が設けられている。グレーチングカプラ部78は、レーザダイオード40から放射されて回折光学素子部42を通過して平行に揃えられたレーザ光を、自身の受光部780で受け取って、その進行方向をコア層781が伸長した方向に変更させる。従って、例えば、コア層781が素子形成面2302に平行に伸長していて伝播層77の端面770に垂直に達している場合、この進行方向が変更されたレーザ光は、コア層781内を伝播し、伝播層77の端面770に垂直であって平行に揃えられた光となる。
According to FIG. 6B, in this embodiment, there is no prism portion as in the embodiment of FIG. 2, and the
この際、レーザ光は、傾いたレーザダイオード40から斜めに放射され、さらに入射側面451において屈折することによって、コア層781が伸長した方向(素子形成面2302)に垂直ではなく若干傾いた向きをもって、受光部780に入射する。この場合においても、受光部780を適切に構成することによって、レーザ光の進行方向をコア層781が伸長した方向とすることが可能となる。このようにグレーチングカプラ部を光路変更部に採用した実施形態においても、適切な方向を有する平行に揃えられたレーザ光を得ることが可能となる。なお、グレーチングカプラ部の構成は、後に、別の図面を用いて詳細に説明する。
At this time, the laser light is emitted obliquely from the
図6(C)によれば、伝播層79には、レンズ部及び光路変更部としてのグレーチングカプラ部80のみが設けられている。このグレーチングカプラ部80は、受光部800に、コリメータとしての効果を奏する構造を取り入れており、レーザダイオード40から放射されたレーザ光は、グレーチングカプラ部80の受光部800に受け取られた後、この受光部800において平行に揃えられて、さらに、進行方向をコア層801の伸長した方向に変更させられる。その結果、伝播層79の端面790に垂直であって平行に揃えられたレーザ光を得ることができる。このようにグレーチングカプラ部を、レンズ部及び光路変更部として用いた実施形態においても、他に回折光学素子部等を設けることなく、適切な方向を有する平行に揃えられたレーザ光を得ることが可能となる。
According to FIG. 6C, the
図6(D)によれば、伝播層81は、下部伝播層810及び上部伝播層811の2層構造となっており、堀込み82は、ユニット基板230及び下部伝播層810に及んで形成されている。また、台座823は、下部伝播層810から構成されている。このような構成は、例えば、ユニット基板230がアルティックから形成されていて、堀込み82を形成するためのエッチング手段としてイオンミリング法が用いられ、さらに、下部伝播層810の構成材料がAlNであって、上部伝播層811の構成材料がAl2O3である場合に実現する。ここで、下部伝播層810の構成材料が、アルティックに比べてエッチングレートのより小さいAlNとなっているので、台座823がより確実に形成可能となるが、この構成材料として、台座823の所望の高さに合わせて他の材料を選択することも可能である。一方、上部伝播層811の構成材料はAl2O3であるが、この上部伝播層811内に回折光学素子部等を形成する際、上述したようにこの構成材料よりも屈折率の高い材料が種々存在するので、形成材料の選択肢が広がる。
According to FIG. 6D, the
図7は、グレーチングカプラ部78の構成を示す、図2のA−A線断面に相当する断面図である。 FIG. 7 is a cross-sectional view corresponding to the cross section along line AA of FIG.
図7によれば、グレーチングカプラ部78は、受光部780と、コア層781と、第1及び第2のクラッド層782及び783とを備えている。受光部780は、例えば、TiO2(屈折率n=2.3〜2.55)等からなる所定の微細パターンの層である第1、第2及び第3の受光層7800、7801及び7802が、第1のクラッド層782中に所定の間隔をおいて順次積層された構成となっている。コア層781は、例えば、屈折率がn=1.51に調整されたSiO2等から形成されており、素子形成面2302に平行に伸長していて、その端781aが伝播層77の端面770に垂直に達している。第1及び第2のクラッド層782及び783は、例えば、屈折率がコア層よりも小さなn=1.46に調整されたSiO2等から形成されており、両層によって受光部780及びコア層781を挟み込んだ位置に形成されている。なお、この第1及び第2のクラッド層782及び783の代わりに、伝播層77が兼用されてもよい。この場合、伝播層77の屈折率は、受光部780及びコア層781の屈折率よりも小さく設定されることになる。
According to FIG. 7, the
受光部780の第1、第2及び第3の受光層7800、7801及び7802は、それぞれトラック幅方向(図の紙面に垂直な方向)に伸長した矩形の断面を有するパターンであり、入射するレーザ光の入射方向及び波長に応じた大きさ及び位置関係を有している。
The first, second, and third
以上に述べた構成を有するグレーチングカプラ部78を光路変更部として用いることによって、受光部780に斜めに入射したレーザ光82の進行方向を変更させて、このレーザ光をコア層781内に伝播させ、伝播層77の端面770に垂直であって平行に揃えられたレーザ光83として出射させることができる。ここで、入射したレーザ光82と出射したレーザ光83との出力比を60〜80%程度にまで高めることが可能である。また、グレーチングカプラ部は、薄膜微細加工技術を用いて平面状に小さく作り込むことができるので、光源ユニットの光路変更部として非常に適していることが理解される。
By using the
図8(A)〜(I)は、本発明による光源ユニット23及び薄膜磁気ヘッド21の製造方法の一実施形態を示す概略図である。
8A to 8I are schematic views showing an embodiment of a method for manufacturing the
図8(A)によれば、最初に、ユニット基板となる基板ウエハ上に、伝播層41となる誘電体膜90及び回折光学素子部42を形成する。ここで、誘電体膜90の構成材料として、ユニット基板230の構成材料よりも、堀込みの形成のために用いるエッチング手段におけるエッチングレートの小さい材料が選択される。
According to FIG. 8A, first, the
次いで、この誘電体膜90及び回折光学素子部42が形成されたユニットウエハ91を、樹脂等を用いて切断分離用治具に接着して切断し、回折光学素子部42が複数並んだ列を1つ含むユニット加工バー92を切り出す。次いで、図8(B)に示すように、このユニット加工バー92の誘電体膜90のエッジを、砥石等の研磨手段に所定の角度で押し当てて研磨する。この際の研磨面が反射面430となる。反射面430の角度θP(図3)は、研磨の際の押し当てる所定の角度によって制御される。
Next, the
次いで、図8(C)に示すように、ユニット加工バー92においてユニット上面2301となる面にフォトレジストパターン93を形成した上で、イオンミリング法等によって、又はRIE法等によって、台座453を備えた堀込み45を形成する。この際、上述したように、誘電体膜90の構成材料は、ユニット基板230の構成材料よりもエッチングレートが小さいため、誘電体膜90の部分が、エッチングされたユニット基板の底面よりも高い上面を持つことによって、台座453が構成されることになる。なお、堀込み45の形成(図8(C))を、反射面430の形成(図8(B))の前に行ってもよい。
Next, as shown in FIG. 8C, after a
次いで、図8(D)に示すように、堀込み45が形成されたユニット加工バー94において、堀込み45にレーザダイオード40を搭載する。この際、レーザダイオード40は、自身の出光端400側の底面部分を形成された台座453に乗せる形で、傾けて設置される。その後、図8(E)に示すように、レーザダイオード40用の駆動端子電極440及び441を形成する。最後に、ユニット加工バー94を、樹脂等を用いて切断用治具に接着し、溝入れ処理を行った後、切断処理を行い、ユニット加工バー94を、図8(F)に示すような個々の光源ユニット23であるチップに分離する。以上により、光源ユニット23の製造工程が完了する。
Next, as shown in FIG. 8D, the
なお、ここで、光源ユニット23に搭載されたレーザダイオード40の特性検査を行い、この検査において、搭載されたレーザダイオード40が良品と判定された光源ユニット23だけを、以後の製造工程に用いてもよい。特性検査は、例えば、検査用プローブを、駆動端子電極440及び441に接触させて実際にレーザダイオード40を駆動させ、フォトダイオード等の受光素子を用いて、伝播層41の接着面側の端面410から放射されるレーザ光を検出することによって実施することができる。
Here, the characteristic inspection of the
その後、図8(G)に示すように、この分離された光源ユニット23と、既に製造されたスライダ22とが、それぞれの背面2201及び接着面2300を接面させて接着される。この際、例えば、接着面2300及び/又は背面2201にUV硬化樹脂を塗布し、次いで、両面を接面させて位置合わせを行った後、接面部に紫外線を照射して接着、固定してもよい。
Thereafter, as shown in FIG. 8G, the separated
また、図8(H)に示すように、ユニット加工バー94を切断分離する前に、このユニット加工バー94と、スライダの機械加工工程で形成されるスライダ加工バー95とを位置合わせした上で、同様に接着、固定し、その後、図8(I)に示すように、個々の薄膜磁気ヘッド21に切断分離してもよい。この場合、少なくとも、スライダ22及び光源ユニット23のトラック幅方向の幅は同一になるように設定されている。以上により、薄膜磁気ヘッド21の製造工程が完了する。
Further, as shown in FIG. 8H, before the
なお、ユニット加工バー94とスライダ加工バー95とを固着する前に、ユニット加工バー94に搭載されたレーザダイオード40の特性検査を行い、この検査において、搭載されたすべてのレーザダイオード40が良品と判定されたユニット加工バー94だけを、以後の製造工程に用いてもよい。
Before the
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。 All the embodiments described above are illustrative of the present invention and are not intended to be limiting, and the present invention can be implemented in other various modifications and changes. Therefore, the scope of the present invention is defined only by the claims and their equivalents.
10 磁気ディスク
11 スピンドルモータ
12 アセンブリキャリッジ装置
13 記録再生及び発光制御回路
14 駆動アーム
15 ボイスコイルモータ(VCM)
16 ピボットベアリング軸
17 ヘッドジンバルアセンブリ(HGA)
20 サスペンション
200 ロードビーム
201 フレクシャ
202 ベースプレート
203 配線部材
21 薄膜磁気ヘッド
22 スライダ
220 スライダ基板
2200 ABS
2201 背面
2202 集積面
221、222 スライダ端面
23 光源ユニット
230 ユニット基板
2300 接着面
2301 ユニット上面
2302 素子形成面
32 磁気ヘッド素子
33 MR効果素子
330 下部シールド層
332 MR積層体
334 上部シールド層
34 電磁コイル素子
340 主磁極層
340a 端部
341 ギャップ層
342 コイル層
343 コイル絶縁層
344 補助磁極層
35 導波路層
350 集光面
351 側面
352 端面
36 近接場光発生部
360 対向金属層
361 近接場光ギャップ部
37 信号端子電極
38 被覆層
39 レーザ光
40 レーザダイオード
400 出光端
401 底面
4010 底辺
402 上面
4020 上辺
41、70、77、79、81 伝播層
410、411、700、770、790 端面
42、60、61、71 回折光学素子部
43 プリズム部
430 反射面
440、441 駆動端子電極
45、53、82 堀込み
450、530 底面
451、531 入射側面
452、532 側面
453、533、823 台座
48 素子間シールド層
50、51 反射膜
52 AuSn合金
78、80 グレーチングカプラ部
780、800 受光部
781、801 コア層
782、783 クラッド層
810 下部伝播層
811 上部伝播層
82、83 レーザ光
90 誘電体膜
91 ユニットウエハ
92、94 ユニット加工バー
93 フォトレジストパターン
95 スライダ加工バー
DESCRIPTION OF
16
20
2201 Rear surface 2202 Integrated surface 221, 222 Slider end surface 23 Light source unit 230 Unit substrate 2300 Adhesive surface 2301 Unit upper surface 2302 Element formation surface 32 Magnetic head element 33 MR effect element 330 Lower shield layer 332 MR laminate 334 Upper shield layer 34 Electromagnetic coil element 340 Main magnetic pole layer 340a End portion 341 Gap layer 342 Coil layer 343 Coil insulation layer 344 Auxiliary magnetic pole layer 35 Waveguide layer 350 Condensing surface 351 Side surface 352 End surface 36 Near-field light generating portion 360 Opposing metal layer 361 Near-field light gap portion 37 Signal terminal electrode 38 Cover layer 39 Laser light 40 Laser diode 400 Output end 401 Bottom surface 4010 Bottom side 402 Top surface 4020 Top side 41, 70, 77, 79, 81 Propagation layer 410, 411, 700, 770 790 End face 42, 60, 61, 71 Diffractive optical element part 43 Prism part 430 Reflective surface 440, 441 Drive terminal electrode 45, 53, 82 Excavation 450, 530 Bottom face 451, 531 Incident side face 452, 532 Side face 453, 533, 823 Base 48 Inter-element shield layer 50, 51 Reflective film 52 AuSn alloy 78, 80 Grating coupler portion 780, 800 Light receiving portion 781, 801 Core layer 782, 783 Clad layer 810 Lower propagation layer 811 Upper propagation layer 82, 83 Laser light 90 Dielectric Body film 91 Unit wafer 92, 94 Unit processing bar 93 Photoresist pattern 95 Slider processing bar
Claims (17)
前記光源が、自身から放射される光が前記素子形成面に垂直な方向から傾いた方向に進行するように、傾けて設置されていることを特徴とする熱アシスト磁気記録用の光源ユニット。 The unit substrate having an adhesive surface bonded to the surface opposite to the air bearing surface of the slider, and the adhesive surface of the unit substrate are provided on the element formation surface perpendicular to each other, and the light for heat-assisted magnetic recording is provided. A propagation layer including an optical path; a trench formed on a surface of the unit substrate opposite to the bonding surface; a light source provided in the trench to emit the light; and provided in the propagation layer. And a lens part for adjusting the propagation of the light, and an optical path changing part provided in the propagation layer for directing the light to the end face on the adhesion surface side of the propagation layer,
The light source unit for heat-assisted magnetic recording, wherein the light source is installed at an angle so that light emitted from the light source travels in a direction inclined from a direction perpendicular to the element formation surface.
前記スライダの浮上面とは反対側の面に前記接着面を接面させており、前記伝播層の接着面側の端面から放射された光が、前記導波路層を伝播して前記浮上面側のスライダ端面に達するように位置を合わせて固定されている、請求項1から12のいずれか1項に記載の光源ユニットと
を備えていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 A slider substrate having the air bearing surface and an integrated surface perpendicular to the air bearing surface; a magnetic head element formed on the integrated surface; and the light receiving surface from its own end surface opposite to the air bearing surface. A slider having a waveguide layer for propagating toward the slider end surface on the side, and a coating layer formed on the integrated surface so as to cover the magnetic head element and the waveguide layer;
The adhesive surface is in contact with the surface opposite to the air bearing surface of the slider, and light emitted from the end surface on the adhesive surface side of the propagation layer propagates through the waveguide layer to the air bearing surface side. A thin film magnetic head comprising: the light source unit according to claim 1, wherein the light source unit is fixed so as to reach an end face of the slider.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006176540A JP2008010027A (en) | 2006-06-27 | 2006-06-27 | Light source unit for heat assisted magnetic recording |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006176540A JP2008010027A (en) | 2006-06-27 | 2006-06-27 | Light source unit for heat assisted magnetic recording |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008010027A true JP2008010027A (en) | 2008-01-17 |
Family
ID=39068103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006176540A Withdrawn JP2008010027A (en) | 2006-06-27 | 2006-06-27 | Light source unit for heat assisted magnetic recording |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008010027A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010007897A1 (en) * | 2008-07-18 | 2010-01-21 | コニカミノルタオプト株式会社 | Deflection optical element, optical recording head and optical recording device |
CN103137140A (en) * | 2011-11-24 | 2013-06-05 | 新科实业有限公司 | Light source chip, thermal urging magnetic head and manufacture method of light source chip |
WO2022021598A1 (en) * | 2020-07-30 | 2022-02-03 | 江苏东大集成电路系统工程技术有限公司 | Code scanning head |
-
2006
- 2006-06-27 JP JP2006176540A patent/JP2008010027A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010007897A1 (en) * | 2008-07-18 | 2010-01-21 | コニカミノルタオプト株式会社 | Deflection optical element, optical recording head and optical recording device |
US8345515B2 (en) | 2008-07-18 | 2013-01-01 | Konica Minolta Opto, Inc. | Deflection optical element, optical recording head and optical recording apparatus |
CN103137140A (en) * | 2011-11-24 | 2013-06-05 | 新科实业有限公司 | Light source chip, thermal urging magnetic head and manufacture method of light source chip |
WO2022021598A1 (en) * | 2020-07-30 | 2022-02-03 | 江苏东大集成电路系统工程技术有限公司 | Code scanning head |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4364912B2 (en) | Thermally assisted magnetic head, head gimbal assembly, and hard disk drive | |
US8014101B2 (en) | Near-field light generator plate, thermally assisted magnetic head, head gimbal assembly, and hard disk drive | |
US7940486B2 (en) | Thermally assisted magnetic head, head gimbal assembly, and hard disk drive | |
US8295010B2 (en) | Thermally assisted magnetic head, head gimbal assembly, and hard disk drive | |
US7876646B2 (en) | Thermally assisted magnetic head, head gimbal assembly, and hard disk drive | |
JP4450032B2 (en) | Thermally assisted magnetic head, head gimbal assembly, and hard disk drive | |
JP2008016096A (en) | Light source unit for heat assisted magnetic recording and method for manufacturing thin-film magnetic head equipped with the unit | |
US7974043B2 (en) | Thermally assisted magnetic head | |
US8243388B2 (en) | Heat-assisted magnetic head constituted of slider and light source unit, and manufacturing method of the head | |
US20080043360A1 (en) | Thermally assisted magnetic head | |
JP2008059696A (en) | Heat assisted magnetic head | |
US8076246B2 (en) | Method of manufacturing thermally assisted magnetic head | |
JP2008159158A (en) | Heat assisted magnetic head | |
JP2008059695A (en) | Heat assisted magnetic head, head gimbal assembly, and hard disk drive | |
JP2009054206A (en) | Heat assisted magnetic head, head gimbal assembly, and hard disk drive | |
JP2007335027A (en) | Light source unit for heat-assisted magnetic recording | |
JP2007207349A (en) | Thin film magnetic head with near-field light generating part | |
JP2008010026A (en) | Light source unit for heat assisted magnetic recording and manufacturing method of thin film magnetic head incorporating the same | |
JP4752756B2 (en) | Thermally assisted magnetic head, head gimbal assembly, hard disk device, and method of manufacturing thermally assisted magnetic head | |
JP2008010093A (en) | Thin film heat assisted magnetic recording head | |
JP2008152868A (en) | Heat assist magnetic head | |
JP4400579B2 (en) | Thin-film magnetic head with a near-field light generator having a trapezoidal end | |
JP2008152869A (en) | Heat assist magnetic head | |
JP2008059691A (en) | Heat assisted magnetic head, head gimbal assembly, and hard disk drive | |
JP2007335028A (en) | Light source unit for heat-assisted magnetic recording, and method of manufacturing thin-film magnetic head with the unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090901 |