JP2008010026A - Light source unit for heat assisted magnetic recording and manufacturing method of thin film magnetic head incorporating the same - Google Patents
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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し、また、この光源ユニットを備えた薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。 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) and a magnetic disk device including the HGA, and a method of manufacturing a thin film magnetic head including the light source unit.
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 system, 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). In other words, the magnetic dominant recording system provides spatial resolution to the magnetic field, whereas the optical dominant recording system provides 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、ヘッドの製造歩留まりの低下や、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きた。 However, even when a light source such as a semiconductor laser is used to introduce light, problems such as a decrease in head manufacturing yield and instability of laser oscillation operation due to reflected return light have become problems.
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。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部分の歩留まりとの両方が積算的に影響し、ヘッド全体の歩留まりが著しく低下してしまう。 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. As a result, both the yield of the magnetic head portion and the yield of the semiconductor laser portion affect the manufacturing yield of the entire head in an integrated manner, and the yield of the entire head is significantly reduced.
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内に設けた場合、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。その他、種々の構成上の理由で、反射戻り光が発生し得る。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。このような状況は、微細加工されたヘッド内において非常に発生し易く、大きな問題となっている。この問題を回避するために、光アイソレータを設けることも考えられるが、微細なヘッド内に設けることは相当に困難であり、工数も増大する。 In addition, when the semiconductor laser is provided in the head in a state of being away from the medium surface, there are usually many interfaces having different refractive indexes in the front and rear on the optical path. Reflected and returned to the semiconductor laser as reflected return light. In addition, reflected return light may be generated for various structural reasons. As a result, the oscillation operation of the semiconductor laser becomes unstable and the oscillation characteristics deteriorate. Such a situation is very likely to occur in a micromachined head, which is a big problem. In order to avoid this problem, it is conceivable to provide an optical isolator, but it is considerably difficult to provide it in a fine head, and the number of man-hours increases.
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、さらに光源の特性評価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 of the present invention to provide a means capable of avoiding a decrease in manufacturing yield of the entire head due to a light source characteristic evaluation.
また、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。さらに、この薄膜磁気ヘッドの製造方法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 device equipped with the HGA. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the thin film magnetic head.
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、このユニット基板に設けられた光源と、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、光源から放射されて接着面側の自身の端面に達する光の光路を含む伝播層と、この伝播層に設けられており、光源から放射された光の伝播を調整するためのレンズ部とを備えており、伝播層の接着面側の端面が、接着面から後退した位置にあ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, a unit substrate having an adhesive surface bonded to the surface of the slider opposite to the ABS, a light source provided on the unit substrate, and an element forming surface perpendicular to the adhesive surface of the unit substrate A propagation layer including an optical path of light radiated from the light source and reaching its end face on the adhesive surface side, and provided in this propagation layer, for adjusting the propagation of the light emitted from the light source There is provided a light source unit for thermally assisted magnetic recording in which the end surface on the adhesion surface side of the propagation layer is in a position retracted from the adhesion surface.
本発明による光源ユニットを用いて薄膜磁気ヘッドを製造する際、伝播層の接着面側の端面が接着面から後退した部分に、伝播層の屈折率とスライダ側の屈折率とを調整するための層を設けることができる。これにより、伝播層とスライダとの間の空気の層を排除し、光源からの光に、屈折率の大きな差がない適切な環境を伝播させることができる。その結果、光の反射が非常に小さく抑えられ、光源の発振特性の低下を防止することができる。 When manufacturing a thin film magnetic head using the light source unit according to the present invention, the refractive index of the propagation layer and the refractive index on the slider side are adjusted to a portion where the end surface on the adhesion surface side of the propagation layer has receded from the adhesion surface. A layer can be provided. This eliminates the air layer between the propagation layer and the slider and allows the light from the light source to propagate in an appropriate environment with no significant difference in refractive index. As a result, the reflection of light can be suppressed to a very low level, and the deterioration of the oscillation characteristics of the light source can be prevented.
また、この本発明による光源ユニットと、スライダとを固着し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、光源ユニットの特性評価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 fixing 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 The yield of the entire head at the time of manufacturing is almost the same as the manufacturing yield of the slider, and a decrease in the manufacturing yield of the entire head due to the characteristic evaluation of the light source unit can be avoided.
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、適切な進行方向を有しており伝播が調整された光をスライダに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。 Further, since the light source unit according to the present invention is bonded to the surface of the slider opposite to the ABS, it is possible to always install the light source at a position away from the ABS. Further, by using such a light source unit, it is possible to make the light having an appropriate traveling direction and adjusted in propagation incident on the slider. 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して、伝播層の層面であって素子形成面に対して斜めに形成された層面を反射面としたプリズム部をさらに備えていることが好ましい。さらに、レンズ部が、回折光学素子部であることも好ましい。さらにまた、光源がレーザダイオードであり、このレーザダイオードが、ユニット基板の接着面とは反対側の面に形成されていて素子形成面に及んでいる堀込みに設けられており、このレーザダイオードの出光端がユニット基板に遮られずに露出しており、さらに、ユニット基板が導電性を有していて、この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も好ましい。 Further, in the light source unit according to the present invention, a layer surface that is the layer surface of the propagation layer and is formed obliquely with respect to the element formation surface is used as an optical path changing unit for directing light to the end surface on the adhesion surface side of the propagation layer. It is preferable to further include a prism portion as a reflecting surface. Furthermore, it is preferable that the lens unit is a diffractive optical element unit. Furthermore, the light source is a laser diode, and this laser diode is formed on the surface opposite to the bonding surface of the unit substrate and is provided in a trench extending to the element formation surface. The light emitting end is exposed without being blocked by the unit substrate, and the unit substrate has conductivity, and the electrode forming the bottom surface of the laser diode is electrically connected to the unit substrate. preferable.
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 the 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、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おり、少なくとも、光を放射する伝播層の接着面側の端面と、光を受け入れる導波路層のABSとは反対側の端面との間に、屈折率調整層が設けられている薄膜磁気ヘッドが提供される。 According to the present invention, furthermore, the ABS and the slider substrate having the integrated surface perpendicular to the ABS, the magnetic head element formed on the integrated surface, and the light from the end surface on the side opposite to the ABS receive the ABS side. The slider includes a waveguide layer for propagating toward the slider end surface, a magnetic head element and a coating layer formed on the integrated surface so as to cover the waveguide layer, and the slider ABS is opposite The adhesive surface is in contact with the side surface, and the light emitted from the end surface on the adhesive surface side of the propagation layer is fixed in position so that the light propagates through the waveguide layer and reaches the slider end surface on the ABS side. The light source unit described above, and at least between the end surface of the propagation layer that emits light and the end surface on the side opposite to the ABS of the waveguide layer that receives light, A refractive index adjustment layer is provided. Thin film magnetic head have is provided.
通常、光源ユニットとスライダとを固着して薄膜磁気ヘッドを製造する場合、両者の対向部分が完全に密着することはなく、その間には、どうしても空気の層ができてしまう。この空気の層が光路上に存在すると、光が多く反射し、反射戻り光として光源に戻ってしまう。その結果、光源の発振動作を不安定化させる。これに対して、本発明の薄膜磁気ヘッドによれば、屈折率調整層が設けられることによって、このような空気の層を排除した上で、光が屈折率の大きな差がない適切な環境を伝播することになる。従って、伝播層と導波路層との間での反射が非常に小さく抑えられる。その結果、光源の発振特性の低下を防止することができる。 Usually, when a thin film magnetic head is manufactured by fixing a light source unit and a slider, the facing portions of the two do not completely adhere to each other, and an air layer is inevitably formed between them. When this air layer is present on the optical path, a large amount of light is reflected and returned to the light source as reflected return light. As a result, the oscillation operation of the light source is destabilized. On the other hand, according to the thin film magnetic head of the present invention, the provision of the refractive index adjustment layer eliminates such an air layer and provides an appropriate environment in which light does not have a large difference in refractive index. Will propagate. Therefore, reflection between the propagation layer and the waveguide layer can be kept very small. As a result, it is possible to prevent a decrease in the oscillation characteristics of the light source.
この本発明による薄膜磁気ヘッドにおいて、屈折率調整層がUV硬化樹脂から形成されており、UV硬化樹脂の屈折率が、伝播層の屈折率値と導波路層の屈折率値との間の値であることが好ましい。さらに、伝播層が二酸化珪素又はアルミナであり、導波路層が酸化タンタル、酸化ニオブ又は酸化チタンであって、屈折率調整層が、ポリメチルフェニルシランであることがより好ましい。 In the thin film magnetic head according to the present invention, the refractive index adjusting layer is formed of a UV curable resin, and the refractive index of the UV curable resin is a value between the refractive index value of the propagation layer and the refractive index value of the waveguide layer. It is preferable that Furthermore, it is more preferable that the propagation layer is silicon dioxide or alumina, the waveguide layer is tantalum oxide, niobium oxide or titanium oxide, and the refractive index adjustment layer is polymethylphenylsilane.
また、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, and a near field light is generated to write a data signal. In this case, it is preferable to further include a near-field light generating section 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。さらにまた、この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, 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. Furthermore, at least one 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, and the light emission operation of the light source is performed. There is provided a magnetic disk device further comprising a recording / reproducing and light emission control circuit for controlling.
本発明によれば、接着面を有するユニット基板と、このユニット基板に設けられた光源と、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、光源から放射されて接着面側の自身の端面に達する光の光路を含む伝播層と、レンズ部とを備えた光源ユニットを形成し、
この光源ユニットの形成後に、又はこの光源ユニットをユニット加工バーから切断分離する前に、伝播層又は伝播層となる層の接着面側又はバー接着面側の端面を接着面又はバー接着面から後退させ、
ABS及びABSに垂直な集積面を有するスライダ基板と、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を形成し、
光源ユニットの接着面側の面、及びスライダのABSとは反対側の面の両方又はいずれか一方に接着用樹脂を塗布し、接着面側の面とABSとは反対側の面とを接面させて、少なくとも伝播層の接着面側の端面と導波路層のABSとは反対側の端面との間にこの接着用樹脂が充填された状態にし、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合わせをした上で、光源ユニットとスライダとを固着する薄膜磁気ヘッドの製造方法が提供される。
According to the present invention, a unit substrate having an adhesive surface, a light source provided on the unit substrate, and an adhesive surface of the unit substrate are provided on a vertical element formation surface, and are emitted from the light source and bonded. Forming a light source unit comprising a propagation layer including an optical path of light reaching the end face of the surface side, and a lens part;
After the light source unit is formed or before the light source unit is cut and separated from the unit processing bar, the adhesive layer side or the end surface of the bar adhesive surface side of the propagation layer or the layer serving as the propagation layer is retracted from the adhesive surface or the bar adhesive surface. Let
A slider substrate having an ABS and an integrated surface perpendicular to the ABS, a magnetic head element formed on the integrated surface, and light received from its own end surface opposite to the ABS and propagated toward the slider end surface on the ABS side A slider having a waveguide layer and a coating layer formed on the integrated surface so as to cover the magnetic head element and the waveguide layer;
Adhesive resin is applied to the surface of the light source unit on the bonding surface side and / or the surface of the slider opposite to the ABS, and the surface on the bonding surface and the surface opposite to the ABS are in contact with each other. The adhesive resin is filled between at least the end surface of the propagation layer on the adhesive surface side and the end surface of the waveguide layer opposite to the ABS, and the radiation is emitted from the end surface of the propagation layer on the adhesive surface side. A method of manufacturing a thin film magnetic head is provided in which the light is propagated through the waveguide layer and aligned so as to reach the slider end surface on the ABS side, and the light source unit and the slider are fixed.
このような製造方法を用いて、上述した屈折率調整層を形成することによって、伝播層と導波路層との間において、空気の層を排除した上で、光源からの光に、屈折率の大きな差がない適切な環境を伝播させることができる。従って、伝播層と導波路層との間での反射が非常に小さく抑えられる。その結果、光源の発振特性の低下を防止することができる。すなわち、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、集積面とABSとが垂直である構成であって、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る薄膜磁気ヘッドの製造が可能となる。 By forming the above-described refractive index adjustment layer using such a manufacturing method, the air layer is excluded between the propagation layer and the waveguide layer, and the refractive index of the light from the light source is reduced. Proper environment with no big difference can be propagated. Therefore, reflection between the propagation layer and the waveguide layer can be kept very small. As a result, it is possible to prevent a decrease in the oscillation characteristics of the light source. That is, according to the method of manufacturing a thin film magnetic head according to the present invention, the integration surface and the ABS are perpendicular to each other, and the light source oscillation characteristics of the reflected light by the reflected return light after the light source is installed at a position away from the ABS. A thin film magnetic head capable of preventing the decrease can be manufactured.
さらに、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、光源ユニットの特性評価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。 Furthermore, 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 yield of the entire head at the time of manufacturing the head becomes almost the manufacturing yield of the slider. A decrease in manufacturing yield of the entire head can be avoided.
この本発明による製造方法において、伝播層の構成材料として、ユニット基板の構成材料よりも研磨率が大きいものを選択した上で、光源ユニットの接着面側の面を研磨することによって、伝播層の接着面側の端面を接着面から後退させることが好ましい。また、接着用樹脂として、UV硬化樹脂であって屈折率が伝播層の屈折率値と導波路層の屈折率値との間の値にあるものを選択した上で、この接着用樹脂を塗布した後、光源ユニットとスライダとの接面部に紫外線を照射して固着することも好ましい。 In this manufacturing method according to the present invention, a material having a polishing rate larger than that of the constituent material of the unit substrate is selected as the constituent material of the propagation layer, and then the surface of the light source unit on the bonding surface side is polished, thereby It is preferable to retract the end surface on the adhesive surface side from the adhesive surface. In addition, as the adhesive resin, a UV curable resin having a refractive index between the refractive index value of the propagation layer and the refractive index value of the waveguide layer is selected, and then the adhesive resin is applied. After that, it is also preferable that the contact surface between the light source unit and the slider is fixed by being irradiated with ultraviolet rays.
本発明によれば、さらにまた、切断分離されることによって、分離後の個々のチップが、接着面を有するユニット基板と、光を放射する光源と、接着面に垂直な素子形成面に形成された光を伝播する伝播層と、レンズ部とを備えた熱アシスト磁気記録用の光源ユニットとなり、切断分離されることによって接着面となるバー接着面を有するユニット加工バーを形成し、
このユニット加工バーの形成後に、又はこのユニット加工バーに光源を設ける前に、切断分離されることによって伝播層となる層のバー接着面側の端面を、バー接着面から後退させ、
切断分離されることによって、分離後の個々のチップが、ABS及びABSに垂直な集積面を有するスライダ基板と、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被覆層とを備えたスライダとなるスライダ加工バーを形成し、
ユニット加工バーのバー接着面側の面、及びスライダ加工バーのABSになる面とは反対側の面の両方又はいずれか一方に接着用樹脂を塗布し、このバー接着面側の面と、このABSになる面とは反対側の面とを接面させて、少なくとも伝播層となる層のバー接着面側の端面と導波路層のABSとは反対側の端面との間にこの接着用樹脂が充填された状態にし、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合わせをした上で、ユニット加工バーとスライダ加工バーとを固着し、その後、固着されたユニット加工バー及びスライダ加工バーを切断分離する薄膜磁気ヘッドの製造方法が提供される。
Further, according to the present invention, the individual chips after separation are formed on the unit substrate having the adhesion surface, the light source that emits light, and the element formation surface perpendicular to the adhesion surface by being cut and separated. A light source unit for heat-assisted magnetic recording comprising a propagation layer for propagating light and a lens part, forming a unit processing bar having a bar adhesion surface that becomes an adhesion surface by being cut and separated,
After forming the unit processing bar or before providing a light source to the unit processing bar, the end surface on the bar bonding surface side of the layer that becomes a propagation layer by being cut and separated is retreated from the bar bonding surface,
By being cut and separated, the individual chips after separation are separated from each other by the ABS and the slider substrate having the integrated surface perpendicular to the ABS, the magnetic head element formed on the integrated surface, and the light on its own side opposite to the ABS. Forming a slider processing bar serving as a slider comprising a waveguide layer for receiving from the end face and propagating toward the slider end face on the ABS side, and a covering layer covering the magnetic head element and the waveguide layer;
Apply the adhesive resin to the bar bonding surface side of the unit processing bar and / or the surface opposite to the ABS surface of the slider processing bar, and this bar bonding surface side The adhesive resin is provided between the end surface on the side of the bar bonding surface of the layer serving as the propagation layer and the end surface on the side opposite to the ABS of the waveguide layer, with the surface opposite to the surface serving as the ABS being in contact. The unit processing bar and slider processing are performed after positioning so that the light emitted from the end surface on the adhesion surface side of the propagation layer propagates through the waveguide layer and reaches the slider end surface on the ABS side. A method of manufacturing a thin film magnetic head is provided in which the bar is fixed and then the unit processing bar and the slider processing bar which are fixed are cut and separated.
ここで、伝播層となる層の構成材料として、ユニット基板の構成材料よりも研磨率が大きいものを選択した上で、ユニット加工バーのバー接着面側の面を研磨することによって、伝播層となる層のバー接着面側の端面をバー接着面から後退させることが好ましい。また、接着用樹脂として、UV硬化樹脂であって屈折率が伝播層となる層の屈折率値と導波路層の屈折率値との間の値にあるものを選択した上で、この接着用樹脂を塗布した後、ユニット加工バーとスライダ加工バーとの接面部に紫外線を照射して固着することも好ましい。 Here, as the constituent material of the layer to be the propagation layer, a material having a polishing rate larger than that of the constituent material of the unit substrate is selected, and then the surface on the bar bonding surface side of the unit processing bar is polished, It is preferable that the end surface on the bar bonding surface side of the layer to be formed is retracted from the bar bonding surface. In addition, as the adhesive resin, a UV curable resin having a refractive index between the refractive index value of the layer serving as the propagation layer and the refractive index value of the waveguide layer is selected. After applying the resin, it is also preferable that the contact surface between the unit processing bar and the slider processing bar is fixed by irradiation with ultraviolet rays.
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、さらに光源の特性評価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 using 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 this head configuration, the light source can be installed at a position away from the ABS, and the oscillation characteristics of the light source can be prevented from being deteriorated by the reflected return light. Further, the production yield of the entire head can be avoided by evaluating the characteristics of the light source. can do.
また、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、集積面とABSとが垂直である構成であって、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る薄膜磁気ヘッドの製造が可能となり、さらに、光源の特性評価による製造歩留まりの低下を回避することができる。 Further, according to the method of manufacturing a thin film magnetic head according to the present invention, the integration surface and the ABS are vertical, and the light source oscillation characteristics of the light source due to the reflected return light after the light source is installed at a position away from the ABS. It is possible to manufacture a thin film magnetic head capable of preventing a decrease, and further, it is possible to avoid a decrease in manufacturing yield due to a light source characteristic evaluation.
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、本発明による光源ユニット、及びこの光源ユニットを備えた薄膜磁気ヘッド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 a light source unit according to the present invention and a thin film magnetic head provided with the light source unit.
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に設けられた、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上に設けられた被覆層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。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。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り、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、その中心部に発生する非常に強い電界の集中に起因して、近接場光が発生する。
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、ユニット基板230の接着面2300とは反対側のユニット上面2301に形成されていて、接着面2300とは垂直な素子形成面2302に及んでいる堀込み2003と、堀込み2003に設置されており、出光端400がユニット基板230に遮られずに露出しているレーザダイオード40と、素子形成面2302上に設けられており、レーザダイオード40から放射されたレーザ光の光路を含んでおり、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、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
なお、端面410は、接着面2300に対して平行ではあるが、一平面上に揃っておらず、接着面2300から、光路を遡る方向に後退した(リセスした)位置に設けられている。なお、後に詳しく記載するように、この後退した空間には、屈折率調整層が充填されるため、例えば、端面410が接着面2300に対して平行でなくともよい。ただし、レーザ光の散乱損失をできるだけ小さくするために、端面410は、光学的に平滑であることが好ましい。
Note that the
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、伝播層41を伝播するにつれて、素子形成面2302に垂直な軸aLを中心として広がっていくが、伝播層41に設けられており軸aLを自身の軸とする回折光学素子部42を通過することによって、平行光、又は集束光に変換される。このように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90°、すなわち、接着面2300(ABS2200)に垂直な方向に変更させられる。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から放射される。
The laser light emitted from the
端面410から放射されたレーザ光は、屈折率調整層45を介して、導波路層35の端面352に、導波路層35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。ここで、屈折率調整層45は、少なくとも端面410と導波路層35の端面352との間、好ましくは、端面410とスライダ22のABS2200とは反対側の面(スライダ端面222及び背面2201)との間に充填されて存在するように形成されている。さらに、この屈折率調整層45の屈折率は、伝播層41の屈折率値と導波路層35の屈折率値との間の値に設定されている。
The laser light emitted from the
通常、スライダ22と光源ユニット23とを固着する場合、スライダ22のABS2200とは反対側の面と、光源ユニット23の伝播層41の端面410とは完全に密着することはなく、その間には、どうしても空気の層ができてしまう。この空気の層が、レーザ光の光路上に存在すると、端面410とこの空気の層との界面において、その屈折率の差が大きいことから、レーザ光が多く反射してしまう。この反射されたレーザ光が、反射戻り光として、レーザダイオード40に戻ってしまい、レーザダイオード40の発振動作を不安定化させる。
Usually, when the
これに対して、屈折率が伝播層41の屈折率値と導波路層35の屈折率値との間の値に調整された屈折率調整層45が、充填して設けられることによって、このような空気の層を排除した上で、レーザ光が屈折率の大きな差がない適切な環境を伝播することになる。従って、伝播層41と導波路層35との間での反射が非常に小さく抑えられる。その結果、レーザダイオード40の発振特性の低下を防止することができる。
On the other hand, the refractive
また、上述したように、薄膜磁気ヘッド21は、スライダ22と光源ユニット23と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、光源としてのレーザダイオードの特性評価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, as described above, the thin film
また、光源ユニット23は、スライダ22のABS2200とは反対側の面に接着されるので、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が実現可能となる。
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700μm×長さ(奥行き)700μm×厚み180μmであってもよい。なお、光源ユニット23のトラック幅方向の幅は、位置合わせをする際に確認し易いように、スライダ22のトラック幅方向の幅と同じであることが好ましいが、スライダ22のトラック幅方向の幅よりも小さくてもかまわない。
The sizes of the
また、通常用いられるレーザダイオードの典型的な大きさは、例えば、幅250μm×長さ(奥行き)250μm×厚み65μm程度であり、例えば、上述した大きさの光源ユニット23のユニット上面2301に、この大きさのレーザダイオード40を設置できる堀込み2003を形成することが、十分に可能となっている。この際、この堀込み2003の深さを65μm、又はこれよりも数μm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2003の深さを、例えば30μm程度として、レーザダイオード40の上面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。
Further, a typical size of a laser diode that is usually used is, for example, about 250 μm wide × 250 μm long (depth) × 65 μm thick. For example, 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決めは、トラック幅方向とは垂直な方向での位置決め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
なお、変更態様として、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。
As a change mode, the condensing
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 MR multilayer 332 is composed of a current in plain (CIP) giant magnetoresistive (GMR) multilayer film, a vertical current type (CPP (Current Perpendicular to Plain)) GMR multilayer film, or a tunnel. It includes a magnetoresistive (TMR (Tunnel Magneto Resistive)) multilayer film and senses a signal magnetic field from a magnetic disk with very high sensitivity. The upper and lower shield layers 334 and 330 prevent the MR multilayer 332 from being affected by an external magnetic field that causes noise.
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。 When the MR multilayer 332 includes a CIP-GMR multilayer film, insulating upper and lower shield gap layers are provided between the upper and lower shield layers 334 and 330 and the MR multilayer 332, respectively. Further, an MR lead conductor layer for supplying a sense current to the MR multilayer 332 and taking out a reproduction output is formed. On the other hand, when the MR multilayer 332 includes a CPP-GMR multilayer film or a TMR multilayer film, the upper and lower shield layers 334 and 330 also function as upper and lower electrode layers, respectively.
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 MR multilayer 332 includes, for example, a TMR effect multilayer film, the antiferromagnetic layer having a thickness of about 5 to 15 nm made of IrMn, PtMn, NiMn, RuRhMn, and the like, and CoFe that is a ferromagnetic material, for example, or Ru A magnetization pinned layer composed of two layers of CoFe or the like with a nonmagnetic metal layer or the like sandwiched therebetween and the magnetization direction of which is pinned by an antiferromagnetic layer, and a thickness of 0.5 to 1 nm made of, for example, Al or AlCu A tunnel barrier layer made of a non-magnetic dielectric material in which a metal film of a degree is oxidized by oxygen introduced into the vacuum apparatus or by natural oxidation, and a CoFe having a thickness of about 1 nm, for example, a ferromagnetic material, A magnetization free layer that is composed of a two-layer film of about 4 nm of NiFe or the like and that forms a tunnel exchange coupling with the magnetization fixed layer via the tunnel barrier layer is sequentially laminated. Have a structure.
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
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、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を、フォトリソグラフィ法及びイオンミリング法等を用いてパターニングすることによって形成されている。例えば、被覆層38が、二酸化珪素SiO2(n=1.5)から形成されている場合、導波路層35は、アルミナAl2O3(n=1.63)から形成されていてもよい。さらに、被覆層38が、アルミナAl2O3(n=1.63)から形成されている場合、導波路層35は、酸化タンタルTa2O5(n=2.16)、酸化ニオブNb2O5(n=2.33)、酸化チタンTiO(n=2.3〜2.55)又は酸化チタン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、変更態様として、電磁コイル素子34は、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。
As a modification, the
また、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が形成されているが、この素子間シールド層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。このバッキングコイル部は、長手磁気記録用のヘッドの場合、又は垂直磁気記録用のヘッドであっても不要の場合には省略される。また、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 inter-element shield layer 48 is formed between 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に形成された堀込み2003に、レーザダイオード40が設置されている。
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
この伝播層41の構成材料としては、後述する伝播層41のリセスのための研磨における研磨率が、ユニット基板230の構成材料よりも大きいものが選択される。例えば、この研磨として、化学的機械的研磨(CMP)法を用いる場合であって、ユニット基板230がアルティック(Al2O3−TiC)から形成されているとすると、伝播層41は、二酸化珪素SiO2又はアルミナAl2O3から形成されていてもよい。なお、この研磨率とは、所定の研磨動作によってその材料が研磨される量であり、層の層面(端面)を研磨する場合、研磨される方向の厚みの減少分で表すことができる。
As the constituent material of the
回折光学素子部42の構成は、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、二酸化珪素SiO2(n=1.5)から形成されている場合、回折光学素子部42は、アルミナAl2O3(n=1.63)から形成されていてもよい。さらに、伝播層41が、アルミナAl2O3(n=1.63)から形成されている場合、回折光学素子部42は、酸化タンタルTa2O5(n=2.16)、酸化ニオブNb2O5(n=2.33)、酸化チタンTiO(n=2.3〜2.55)、又は酸化チタン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光、又は集束光に調整される。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。
The configuration of 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)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。例えば、回折光学素子部42によって平行に揃えられたレーザ光が素子形成面2302に垂直な方向に進行して来る場合、端面410側の辺が素子形成面2302に対して平行に持ち上がる形で45°に傾いて、平坦な反射面430が形成されることによって、全反射後のレーザ光を、接着面2300に垂直な方向を有する光とすることができる。
The
次いで、薄膜磁気ヘッド21の屈折率調整層45について説明する。
Next, the refractive
屈折率調整層45は、上述したように、少なくとも伝播層41の端面410と導波路層35の端面352との間に充填されており、屈折率が伝播層41の屈折率値と導波路層35の屈折率値との間の値に調整されている。ここで、例えば、伝播層41が、二酸化珪素SiO2(n=1.5)、又はアルミナAl2O3(n=1.63)から形成されており、導波路層35が、酸化タンタルTa2O5(n=2.16)、酸化ニオブNb2O5(n=2.33)、酸化チタンTiO(n=2.3〜2.55)又は酸化チタンTiO2(n=2.3〜2.55)から形成されている場合、屈折率調整層45は、高屈折率UV(紫外線)硬化樹脂(UV硬化型接着剤)の1つであるポリメチルフェニルシランから形成されていてもよい。ポリメチルフェニルシランは、薄膜状態での屈折率が1.69〜1.71程度であり、伝播層41の屈折率値と導波路層35の屈折率値との間の値となっている。
As described above, the refractive
屈折率調整層45が、このように高い適切な屈折率を有する接着用の樹脂である場合、後述するように、例えばスライダ22と光源ユニット23との固着工程において、所定位置に確実に隙間無く充填された屈折率調整層45を得ることができる。
When the refractive
なお、変更態様として、回折光学素子部42が、本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もよい。また、レーザダイオード40が、本実施形態のように堀込み2003に形成されているのではなく、その底面の電極がユニット基板230の素子形成面2302に電気的に接続された状態で固定されていてもよい。この場合、レーザ光は、レーザダイオードの出光端から伝播層41の端面410に向かって放射され、伝播層41に形成された平面レンズを通過して伝播が調整されることが好ましい。
As a modification, the diffractive
また、さらなる変更態様として、光路変更部が、本実施形態のようにプリズム部43ではなく、グレーチングカプラ(Grating Coupler)部であってもよい。さらにまた、レンズ部及び光路変更部として、グレーチングカプラ部のみが設けられていてもよい。以上に述べた変更態様においても、適切な方向を有する伝播の調整されたレーザ光を得ることが可能となる。
As a further modification, the optical path changing unit may be a grating coupler unit instead of the
図4(A)及び(B)は、レーザダイオード40の構成、及びレーザダイオード40のユニット基板230への搭載方法を示す概略図である。
4A and 4B are schematic views showing the configuration 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、レーザダイオード40は、ユニット基板230に形成された堀込み2003に搭載されており、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2003の底面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。実際の固定においては、例えば、堀込み2003の底面に厚さ0.7〜1μm程度のAuSn合金の蒸着膜を成膜し、レーザダイオード40を乗せた後、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2003の底面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。
According to FIG. 4B, the
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。 Here, when soldering with the above-described AuSn alloy, the light source unit is heated to a high temperature of about 300 ° C., for example. According to the present invention, the light source unit is manufactured separately from the slider. The magnetic head element in the slider is not affected by this high temperature.
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、厚さ10nm程度のTa、Ti等からなる下地層を介して形成された、厚さ1〜3μm程度の、例えばスパッタリング法等を用いて形成されたAu、Cu等の層からなる。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、同じく、厚さ10nm程度のTa、Ti等からなる下地層を介して形成された、厚さ1〜3μm程度の、例えばスパッタリング法等を用いて形成されたAu、Cu等の層からなる。
The
なお、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。
Of course, 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)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SiO2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SiO2膜を成膜し、その後、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
なお、回折光学素子部が、レーザ光のトラック幅方向の広がりを調整するための第1の回折光学素子部と、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ための第2の回折光学素子部との組み合わされた光学系であってもよい。 Note that the diffractive optical element portion has a first diffractive optical element portion for adjusting the spread of the laser light in the track width direction and a direction perpendicular to the laser light adhesion surface 2300 (a direction perpendicular to the drawing sheet). It may be an optical system combined with a second diffractive optical element unit for adjusting the spread.
図6(A)は、本発明に係るスライダ加工バー及びスライダ22の形成方法の一実施形態を概略的に示すフローチャートであり、図6(B)は、本発明によるユニット加工バー及び光源ユニット23の形成方法の一実施形態を概略的に示すフローチャートである。
6A is a flowchart schematically showing an embodiment of the slider processing bar and
最初に、スライダ加工バー及びスライダ22の製造方法を説明する。図6(A)によれば、まず、スライダ用のウエハ基板の集積面に、MR効果素子33が形成される(ステップSS1)。次いで、近接場光発生部36が形成され(ステップSS2)、その後、導波路層35が形成される(ステップSS3)。次いで、必要であれば、バッキングコイル部が形成される(ステップSS4)。次いで、データを書き込むための電磁コイル素子34が形成され(ステップSS5)、その後、被覆層38及び信号端子電極37が形成される(ステップSS6)。以上により、主に、磁気ヘッド素子32、導波路層35、近接場光発生部36及び信号端子電極37からなる磁気ヘッド素子パターンを、ウエハ基板上に形成するためのウエハ薄膜工程が終了する。
First, a manufacturing method of the slider processing bar and the
次いで、ウエハ薄膜工程が終了したこのウエハ基板を切断して、スライダ加工バーを切り出す(ステップSS7)。その後、このスライダ加工バーにMRハイト加工を施す(ステップSS8)。次いで、ABS側のスライダ端面に保護膜を形成する(ステップSS9)。その後、ABSにレールを形成する加工を行う(ステップSS10)。以上により、スライダ加工バーの製造工程が完了する。この後、薄膜磁気ヘッド21の製造においてスライダ加工バーとユニット加工バーとを固着する場合は、この製造されたスライダ加工バーを用いる。
Next, the wafer substrate after the wafer thin film process is cut, and a slider processing bar is cut out (step SS7). Thereafter, MR height processing is performed on the slider processing bar (step SS8). Next, a protective film is formed on the slider end surface on the ABS side (step SS9). Thereafter, a process of forming a rail on the ABS is performed (step SS10). Thus, the manufacturing process of the slider processing bar is completed. Thereafter, when the slider processing bar and the unit processing bar are fixed in manufacturing the thin film
これに対して、この後の薄膜磁気ヘッド21の製造にスライダ22を用いる場合は、この加工バーを切断して個々のスライダ22への分離を行う(ステップSS11)。以上により、機械加工工程が終了して、スライダ22の製造工程が完了する。
On the other hand, when the
次いで、ユニット加工バー及び光源ユニット23の製造方法を説明する。図6(B)によれば、まず、光源ユニット用のウエハ基板の素子形成面に、第1の伝播層41aが形成される(ステップSU1)。次いで、回折光学素子部42が形成され(ステップSU2)、その後、第2の伝播層41bが形成される(ステップSU3)。以上により、回折光学素子部42をウエハ基板上に形成するためのウエハ薄膜工程が終了する。
Next, a method for manufacturing the unit processing bar and the
次いで、ウエハ薄膜工程が終了したこのウエハ基板を切断して、ユニット加工バーを切り出す(ステップSU4)。その後、伝播層41となる層を研削してプリズム部43を形成する(ステップSU5)。次いで、ユニット加工バーに堀込み2003を形成し(ステップSU6)、形成された堀込み2003にレーザダイオード40を搭載する(ステップSU7)。その後、駆動端子電極440及び441を形成する(ステップSU8)。なお、プリズム部43の形成工程(ステップSU5)と、堀込み2003の形成工程(ステップSU6)との順序が逆になってもかまわない。ただし、レーザダイオード40の搭載(ステップSU7)は、プリズム部43の形成工程(ステップSU5)が終了した後であることが好ましい。
Next, the wafer substrate after the wafer thin film process is cut, and a unit processing bar is cut out (step SU4). Thereafter, the
ここで、薄膜磁気ヘッド21の製造においてスライダ加工バーとユニット加工バーとを固着する場合は、レーザダイオード40の特性検査を行い(ステップSU10′)、この検査において良品と判定されたユニット加工バーを、以後の製造工程に用いる。その後、全てのレーザダイオードが良品と判定されたユニット加工バーにおいて、伝播層41となる層の接着される側の端面を、ユニット加工バーの基板部分の接着される面であるバー接着面から、後退(リセス)させる(ステップSU11′)。以上により、ユニット加工バーの製造工程が完了する。なお、先に、リセス工程(ステップSU11′)を行い、その後、後退させた端面位置において、特性検査(ステップSU10′)を行ってもかまわない。
Here, when the slider processing bar and the unit processing bar are fixed in the manufacture of the thin film
これに対して、この後の薄膜磁気ヘッド21の製造に光源ユニット23を用いる場合は、このユニット加工バーを切断して個々の光源ユニット23への分離を行う(ステップSU9)。その後、レーザダイオード40の特性検査を行い(ステップSU10)、この検査において、搭載されたレーザダイオード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る。次いで、レーザダイオードが良品と判定された光源ユニット23において、伝播層41の接着面2300側の端面を、接着面2300から後退(リセス)させる(ステップSU11)。以上により、機械加工工程が終了して、光源ユニット23の製造工程が完了する。なお、先に、リセス工程(ステップSU11)を行い、その後、後退させた端面410の位置において、特性検査(ステップSU10)を行ってもかまわない。
On the other hand, when the
また、薄膜磁気ヘッド21の製造において、スライダ加工バーとユニット加工バーとを固着する場合、及び光源ユニット23を用いる場合のいずれにおいても、伝播層(となる層)のリセス工程(ステップSU11′又はステップSU11)に代えて、伝播層となる層のリセス工程(ステップSUR)を、ユニット加工バーの切り出し工程(ステップSU4)の直後(図6(B)のSURの位置)に行ってもよい。なお、このリセス工程(ステップSUR)は、ユニット加工バーの切り出し工程(ステップSU4)の直後から駆動端子電極の形成工程(ステップSU8)の直後までのいずれの時点において行われてもかまわない。
Further, in the manufacture of the thin film
図7(A)は、本発明による、スライダ22及び光源ユニット23を固着する薄膜磁気ヘッド21の製造方法の一実施形態を概略的に示すフローチャートであり、図7(B)は、本発明による、スライダ加工バー及びユニット加工バーを固着する薄膜磁気ヘッド21の製造方法の一実施形態を概略的に示すフローチャートである。
FIG. 7A is a flowchart schematically showing an embodiment of a method of manufacturing a thin film
最初に、スライダ22及び光源ユニット23を固着する薄膜磁気ヘッド21の製造方法を説明する。図7(A)によれば、まず、スライダ22のABSとは反対側の面(背面2201及びスライダ端面222)、及び光源ユニット23の接着面2300側の面(接着面2300及び端面410)の両方又はいずれか一方に、上述した高屈折率UV硬化樹脂を予め塗布する(ステップS1)。
First, a method for manufacturing the thin film
次いで、スライダ22のABSとは反対側の面と、光源ユニット23の接着面2300側の面とを接面させて、少なくとも伝播層41の端面410と導波路層35の端面352との間に高屈折率UV硬化樹脂が充填された状態にし、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ABS側のスライダ端面221に達するように位置合わせを行う(ステップS2)。最後に、紫外線を照射してスライダ22及び光源ユニット23を固着することによって(ステップS3)、薄膜磁気ヘッド21の製造工程が完了する。
Next, the surface of the
次いで、スライダ加工バー及びユニット加工バーを固着する薄膜磁気ヘッド21の製造方法を説明する。図7(B)によれば、まず、スライダ加工バー及びユニット加工バーの接着される面の両方又はいずれか一方に、上述した高屈折率UV硬化樹脂を予め塗布する(ステップS1′)。次いで、スライダ加工バー及びユニット加工バーの接着される面同士を接面させて、伝播層41となる層のバー接着面側の端面と、導波路層35の端面352との間に高屈折率UV硬化樹脂が充填された状態にし、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ABS側のスライダ端面221に達するように位置合わせを行う(ステップS2′)。その後、紫外線を照射して、スライダ加工バー及びユニット加工バーを固着する(ステップS3′)。最後に、この固着した加工バーを切断分離することによって(ステップS4′)、薄膜磁気ヘッド21の製造工程が完了する。
Next, a method for manufacturing the thin film
以下、上述したフローチャートに示された薄膜磁気ヘッドの製造方法の一実施形態について、さらに、図を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a method of manufacturing the thin film magnetic head shown in the above-described flowchart will be further described in detail with reference to the drawings.
図8(A)〜(E)は、本発明によるスライダ加工バー及びスライダ22の形成方法の一実施形態を示す概略図である。
8A to 8E are schematic views showing an embodiment of a slider processing bar and a method for forming the
図8(A)に示すように、スライダのウエハ薄膜工程が完了したウエハ基板であるスライダウエハ70の素子形成面上には、多数の磁気ヘッド素子パターン71が、マトリクス状に並んで形成されている。磁気ヘッド素子パターン71は、形成されたスライダ22において、主にMR効果素子33、電磁コイル素子34、導波路層35、近接場光発生部36及び信号端子電極37となる部分である。
As shown in FIG. 8A, a large number of magnetic
最初に、このスライダウエハ70を、樹脂等を用いて切断分離用治具に接着して切断し、図8(B)に示すように、複数の磁気ヘッド素子パターン71が一列に並んだスライダ加工バー72を切り出す。次いで、このスライダ加工バー72を、樹脂等を用いて研磨用治具に接着し、このスライダ加工バー72のABS側となる端面720に、MR効果素子のMR高さ(MRハイト)、すなわちスライダ端面221に垂直な方向での長さを決定するMRハイト加工としての研磨を施す。このMRハイト加工は、図8(C)に示すように、最終的に、磁気ヘッド素子32及び近接場光発生部36がスライダ端面221に露出して、MR効果素子33のMR積層体332が所定のMRハイトになり、しかも近接場光発生部36の近接場光ギャップ部361が所定の高さ(スライダ端面221に垂直な方向での長さ)になるまで行われる。
First, the
次いで、スライダ端面221に、例えば、磁気ヘッド素子の端を保護するためのダイヤモンドライクカーボン(DLC)等からなる保護膜を形成する。その後、保護膜が形成されたスライダ加工バー72を、樹脂等を用いてレール形成用治具に接着し、フォトリソグラフィ法、及びイオンミリング法若しくは反応性イオンエッチング(RIE)法等を用いてABSにレールを形成する加工を行い、図8(D)に示すように、スライダ加工バー73を完成させる。
Next, a protective film made of, for example, diamond-like carbon (DLC) for protecting the end of the magnetic head element is formed on the
これに対して、この後の薄膜磁気ヘッド21の製造にスライダ22を用いる場合は、このスライダ加工バー73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、スライダ加工バー73を切断分離し、図8(E)に示すように、スライダ22を完成させる。
On the other hand, when the
図9(A)〜(I)は、本発明によるユニット加工バー及び光源ユニット23の形成方法の一実施形態を示す概略図である。
9A to 9I are schematic views showing an embodiment of a method of forming the unit processing bar and the
図9(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80と回折光学素子部42とを形成する。この際、誘電体膜80の構成材料は、後に行うCMP法等を用いたリセスのための研磨における研磨率が、基板ウエハの構成材料よりも大きくなるように選択される。次いで、この誘電体膜80及び回折光学素子部42が形成されたユニットウエハ81を、樹脂等を用いて切断分離用治具に接着して切断し、図9(B)に示すように、複数の回折光学素子部42が一列に並んだユニット加工バー82を切り出す。なお、回折光学素子部42の形成される間隔は、スライダウエハ70(図8(A))に形成される磁気ヘッド素子パターン71の間隔と同じであって、ユニット加工バー82のトラック幅方向の幅は、スライダ加工バー72の同方向の幅と同じに設定される。
According to FIG. 9A, first, the
次いで、このユニット加工バー82の誘電体膜80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。この際の研磨面が後に反射面430となる。反射面430の傾き角は、研磨の際の押し当てる所定の角度によって制御される。次いで、図9(C)に示すように、ユニット加工バー82において光源ユニット23のユニット上面2301となる面に、フォトオリソグラフィ法、及びイオンミリング法若しくはRIE法等を用いて、堀込み2003を形成する。
Next, the edge of the
次いで、同じく図9(C)に示すように、形成された堀込み2003に、上述したようにAuSn合金による半田付け等を用いて、レーザダイオード40を搭載する。その後、図9(D)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を形成し、ユニット加工バー83を形成する。
Next, as shown in FIG. 9C, the
ここで、薄膜磁気ヘッド21の製造においてスライダ加工バー73(図9(D))とユニット加工バー83とを固着する場合は、図9(E)に示すように、ユニット加工バー83に搭載されたレーザダイオード40の特性検査を行う。特性検査は、検査用プローブ84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85を用いて、ABS側のスライダ端面221となる誘電体膜80の端面86から放射されるレーザ光を検出することによって行う。
Here, when the slider processing bar 73 (FIG. 9 (D)) and the
検査項目としては、端面86での放射強度(レーザダイオード40の発光強度)、端面86での放射位置、及びレーザダイオード40の寿命等が挙げられる。この特性検査において、搭載された全てのレーザダイオードが良品と判定されたユニット加工バーだけを、以後の製造工程に用いる。ただし、1つの変更態様として、不良品と判定されたレーザダイオードの位置をすべて特定しておいて、スライダ加工バーとユニット加工バーとを固着して切断分離した後、特定したレーザダイオードを備えた薄膜磁気ヘッドを不良品として除去してもよい。
The inspection items include the radiation intensity at the end face 86 (the light emission intensity of the laser diode 40), the radiation position at the
次いで、図9(F)に示すように、薄膜磁気ヘッド21の製造にこのユニット加工バー83を用いる場合、ユニット加工バー83のバー接着面側の面に対して、CMP法等を用いたリセスのための研磨を行う。ここで、上述したように、誘電体膜80の研磨率は、基板ウエハの研磨率よりも大きくなるように設定されているので、この研磨によって、誘電体膜80のバー接着面89側の端面88が、バー接着面89から後退することになる。以上により、ユニット加工バー83の製造が完了する。
Next, as shown in FIG. 9F, when this
これに対して、この後の薄膜磁気ヘッド21の製造に光源ユニット23を用いる場合は、ユニット加工バー83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、図9(G)に示すように、光源ユニット23に分離する。その後、図9(H)に示すように、光源ユニット23に搭載されたレーザダイオード40の特性検査を行う。特性検査は、検査用プローブ84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85を用いて、伝播層41の接着面側の端面87から放射されるレーザ光を検出することによって行う。ここで、この検査において、搭載されたレーザダイオード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る。
On the other hand, when the
次いで、図9(I)に示すように、光源ユニット23の接着面側の面に対して、CMP法等を用いたリセスのための研磨を行う。ここで、上述したように、誘電体膜80、すなわち伝播層41の研磨率は、基板ウエハ、すなわちユニット基板230の研磨率よりも大きくなるように設定されているので、この研磨によって、伝播層41の接着面2300側の端面410が、接着面2300から後退することになる。以上により、光源ユニット23の製造が完了する。なお、このようなリセスを発生させるための処理は、研磨に限られるものではなく、イオンビームエッチング(IBE)等のドライエッチングや、アルカリ溶液によるウエットエッチングであってもよい。
Next, as shown in FIG. 9I, the surface on the bonding surface side of the
図10(A)〜(C)は、本発明による、スライダ22及び光源ユニット23を固着する薄膜磁気ヘッド21の製造方法の一実施形態を示す概略図である。
10A to 10C are schematic views showing an embodiment of a method of manufacturing a thin film
図10(A)によれば、まず、スライダ22のABSとは反対側の面(背面2201及びスライダ端面222)及び光源ユニット23の接着面2300側の面(接着面2300及び端面410)の両方又はいずれか一方に、上述した高屈折率UV硬化樹脂90を予め塗布する。次いで、図10(B)に示すように、スライダ22のABSとは反対側の面と、光源ユニット23の接着面2300側の面とを接面させて、少なくとも伝播層41の端面410と導波路層35の端面352との間に高屈折率UV硬化樹脂91が充填された状態にし、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ABS側のスライダ端面221に達するように位置合わせを行う。最後に、図10(C)に示すように、接面させた部分に紫外線を照射して、スライダ22及び光源ユニット23を固着し、屈折率調整層45を形成することによって、薄膜磁気ヘッド21の製造工程が完了する。
10A, first, both the surface of the
図11(A)〜(D)は、本発明による、スライダ加工バー及びユニット加工バーを固着する薄膜磁気ヘッド21の製造方法の一実施形態を示す概略図である。
FIGS. 11A to 11D are schematic views showing an embodiment of a method of manufacturing a thin film
図11(A)によれば、まず、形成されたスライダ加工バー73のABSになる面とは反対側の面7301と、形成されたユニット加工バー83の誘電体膜80の端面88及びバー接着面89との両方又はいずれか一方に、上述した高屈折率UV硬化樹脂92を予め塗布する。次いで、図11(B)に示すように、端面88と導波路層35の端面352との間に高屈折率UV硬化樹脂93が充填された状態にし、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ABS側のスライダ端面221に達するように位置合わせを行う。
11A, first, the
その後、図11(C)に示すように、接面させた部分にUV(紫外線)を照射して、スライダ加工バー73及びユニット加工バー83を固着する。最後に、図11(D)に示すように、固着された加工バーを、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、切断分離処理を行うことにより、屈折率調整層45を備えた薄膜磁気ヘッド21の製造工程が完了する。
Thereafter, as shown in FIG. 11C, the contacted portion is irradiated with UV (ultraviolet rays), and the
以上、図10及び11を用いて説明したいずれの製造方法によっても、屈折率が伝播層41の屈折率値と導波路層35の屈折率値との間の値に調整された屈折率調整層45が、少なくとも伝播層41の端面410と導波路層35の端面352との間に充填して設けられ、その間の空気の層が排除される。従って、レーザ光が屈折率の大きな差がない適切な環境を伝播することになる。その結果、伝播層41と導波路層35との間での反射が非常に小さく抑えられる。これにより、レーザダイオード40の発振特性の低下を防止することができる。
As described above, the refractive index adjustment layer in which the refractive index is adjusted to a value between the refractive index value of 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
41 伝播層
410 端面
42 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 屈折率調整層
48 素子間シールド層
50、51 反射膜
52 AuSn合金
70 スライダウエハ
71 磁気ヘッド素子パターン
72、73 スライダ加工バー
7301 ABSになる面とは反対側の面
720 端面
80 誘電体膜
81 ユニットウエハ
82、83 ユニット加工バー
84 検査用プローブ
85 受光素子
86、87、88 端面
89 バー接着面
90、91、92、93 高屈折率UV硬化樹脂
DESCRIPTION OF
16
20
2201
Claims (17)
前記伝播層の接着面側の端面が、該接着面から後退した位置にあ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。 A unit substrate having an adhesive surface bonded to a surface opposite to the air bearing surface of the slider, a light source provided on the unit substrate, and an adhesive surface of the unit substrate are provided on a vertical element forming surface. A propagation layer including an optical path of light emitted from the light source and reaching its end face on the adhesion surface side, and provided in the propagation layer, for adjusting propagation of light emitted from the light source With a lens part,
A light source unit for heat-assisted magnetic recording, wherein an end surface of the propagation layer on the adhesive surface side is in a position retracted from the adhesive 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4のいずれか1項に記載の光源ユニットとを備えており、
少なくとも、前記光を放射する前記伝播層の接着面側の端面と、該光を受け入れる前記導波路層の浮上面とは反対側の端面との間に、屈折率調整層が設けられていることを特徴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 provided on the integrated surface; and receiving the light from its own end surface opposite to the air bearing surface. A slider provided with a waveguide layer for propagating toward the slider end surface on the side, and a coating layer provided 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. The light source unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the light source unit is fixed so as to reach a slider end surface.
A refractive index adjustment layer is provided at least between the end surface on the adhesion surface side of the propagation layer that emits the light and the end surface opposite to the air bearing surface of the waveguide layer that receives the light. Thin film magnetic head featuring
前記光源ユニットの形成後に、又は該光源ユニットをユニット加工バーから切断分離する前に、前記伝播層又は該伝播層となる層の接着面側又はバー接着面側の端面を該接着面又は該バー接着面から後退させ、
浮上面及び該浮上面に垂直な集積面を有するスライダ基板と、該集積面に設けられた磁気ヘッド素子と、前記光を該浮上面とは反対側の自身の端面から受け入れて該浮上面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、該磁気ヘッド素子及び該導波路層を覆うように該集積面上に設けられた被覆層とを備えたスライダを形成し、
前記光源ユニットの接着面側の面、及び前記スライダの浮上面とは反対側の面の両方又はいずれか一方に接着用樹脂を塗布し、該接着面側の面と該浮上面とは反対側の面とを接面させて、少なくとも前記伝播層の接着面側の端面と前記導波路層の該浮上面とは反対側の端面との間に該接着用樹脂が充填された状態にし、前記伝播層の接着面側の端面から放射された光が該導波路層を伝播して該浮上面側のスライダ端面に達するように位置合わせをした上で、該光源ユニットと該スライダとを固着することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。 A unit substrate having an adhesive surface, a light source provided on the unit substrate, and an adhesive surface of the unit substrate are provided on a device forming surface perpendicular to the unit substrate. Forming a light source unit including a propagation layer including an optical path of light reaching the end face of the lens, and a lens unit;
After the light source unit is formed or before the light source unit is cut and separated from the unit processing bar, the end surface of the propagation layer or the layer to be the propagation layer on the bonding surface side or the bar bonding surface side is the bonding surface or the bar. Retreat from the adhesive surface,
A slider substrate having an air bearing surface and an integrated surface perpendicular to the air bearing surface, a magnetic head element provided on the integrated surface, and receiving the light from its own end surface opposite to the air bearing surface, the air bearing surface side Forming a slider including a waveguide layer for propagating toward the slider end surface, and a coating layer provided on the integrated surface so as to cover the magnetic head element and the waveguide layer;
An adhesive resin is applied to the surface of the light source unit on the bonding surface side and / or the surface of the slider opposite to the floating surface, and the bonding surface side surface and the floating surface are opposite to each other. The adhesive resin is filled between at least the end face on the adhesive face side of the propagation layer and the end face on the opposite side of the air bearing surface of the waveguide layer, The light source unit and the slider are fixed after positioning so that the light emitted from the end surface on the adhesion surface side of the propagation layer propagates through the waveguide layer and reaches the slider end surface on the air bearing surface side. A method of manufacturing a thin film magnetic head.
前記ユニット加工バーの形成後に、又は該ユニット加工バーに前記光源を設ける前に、切断分離されることによって前記伝播層となる層の前記バー接着面側の端面を、該バー接着面から後退させ、
切断分離されることによって、分離後の個々のチップが、浮上面及び該浮上面に垂直な集積面を有するスライダ基板と、該集積面に設けられた磁気ヘッド素子と、前記光を該浮上面とは反対側の自身の端面から受け入れて該浮上面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、該磁気ヘッド素子及び該導波路層を覆う被覆層とを備えたスライダとなるスライダ加工バーを形成し、
前記ユニット加工バーのバー接着面側の面、及び前記スライダ加工バーの浮上面になる面とは反対側の面の両方又はいずれか一方に接着用樹脂を塗布し、該バー接着面側の面と該浮上面になる面とは反対側の面とを接面させて、少なくとも前記伝播層となる層の該バー接着面側の端面と前記導波路層の浮上面とは反対側の端面との間に該接着用樹脂が充填された状態にし、該伝播層の接着面側の端面から放射された光が該導波路層を伝播して該浮上面側のスライダ端面に達するように位置合わせをした上で、該ユニット加工バーと該スライダ加工バーとを固着し、その後、固着された該ユニット加工バー及び該スライダ加工バーを切断分離することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。 By being cut and separated, each separated chip has a unit substrate having an adhesive surface, a light source that emits light, and a propagation layer that propagates the light formed on an element formation surface perpendicular to the adhesive surface. And a light source unit for heat-assisted magnetic recording provided with a lens part, forming a unit processing bar having a bar bonding surface that becomes the bonding surface by being cut and separated,
After the unit processing bar is formed or before the light source is provided on the unit processing bar, the end surface on the bar bonding surface side of the layer serving as the propagation layer is cut back from the bar bonding surface by cutting and separating. ,
By cutting and separating, each separated chip has a floating surface and a slider substrate having an integrated surface perpendicular to the floating surface, a magnetic head element provided on the integrated surface, and the light to the floating surface. The slider is provided with a waveguide layer that is received from its own end surface opposite to the substrate and propagates toward the slider end surface on the air bearing surface side, and a covering layer that covers the magnetic head element and the waveguide layer. Form the slider processing bar,
A bonding resin is applied to both or one of the surface on the bar bonding surface side of the unit processing bar and the surface on the side opposite to the air bearing surface of the slider processing bar, and the surface on the bar bonding surface side And a surface opposite to the surface to be the air bearing surface, at least an end surface of the layer serving as the propagation layer on the bar bonding surface side and an end surface on the opposite side of the air bearing surface of the waveguide layer So that the light emitted from the end face on the adhesive surface side of the propagation layer propagates through the waveguide layer and reaches the slider end face on the air bearing surface side. A method of manufacturing a thin film magnetic head comprising: fixing the unit processing bar and the slider processing bar, and then cutting and separating the fixed unit processing bar and the slider processing bar.
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