JP2008269689A

JP2008269689A - 磁気記録装置

Info

Publication number: JP2008269689A
Application number: JP2007109752A
Authority: JP
Inventors: Koji Shimazawa; 幸司島沢
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2007-04-18
Filing date: 2007-04-18
Publication date: 2008-11-06

Abstract

【課題】磁気記録媒体を効率よく加熱することができ、かつ、高速書き込みが容易な磁気記録装置を提供する。
【解決手段】基板２の両面に磁気記録層４ａ，４ｂが設けられた磁気記録媒体１０と、磁気記録媒体１０の一方の磁気記録層４ａに対向可能に設けられ、磁極３４０及び光出射部３５３を一方の磁気記録層４ａに対向する面に有する第一磁気ヘッド２１ａと、磁気記録媒体１０の他方の磁気記録層４ｂに対向可能に設けられ、磁極３４０及び光出射部３５３を他方の磁気記録層４ｂに対向する面に有する第二磁気ヘッドと、ライト制御部８０とを備える。ライト制御部８０は、いずれか一方の磁気ヘッド２１ｂの光出射部３５３から出射する光を磁気記録媒体１０の一部に照射し、照射により加熱された磁気記録媒体１０の一部に対して他方の磁気ヘッド２１ａの磁極３４０から磁界を供給する。
【選択図】図８

Description

本発明は、熱アシスト型の磁気記録装置に関する。

磁気記録媒体への磁気による記録時に、磁気記録媒体にレーザ光等を照射して加熱により磁気記録媒体の保持力を低下させるいわゆる熱アシスト型の磁気記録装置が知られている。
特開平１０−１６２４４４号公報特開２００１−２５５２５４号公報特開２００４−１５８０６７号公報特開２００６−１８５５４８号公報 Shintaro Miyanishi他著 "Near-field Assisted Magnetic Recording", IEEE TRANSACTIONS ONMAGNETICS、２００５年、第４１巻、第１０号、ｐ．２８１７−２８２１

このような熱アシスト型の磁気記録装置として、光照射部の真下の磁気記録層を光により加熱し、加熱された磁気記録層が回転により移動して磁極の真下にきた時にこの加熱された磁気記録層に磁界を供給することが考えられる。この場合、例えば、１つのスライダに、互いに磁気記録媒体の表面に略平行な方向に離間して光出射部と磁極とを配置すればよい。ところが、このような方法では、光照射部から磁極部まで磁気記録層が移動する時間に、加熱した部分が冷却されて加熱が効率的でないうえ、この時間だけ書き込みに要する時間が増え、好ましくない場合が多い。

そこで、特許文献４等に開示されているようにスライダの磁極内に導波路を設け、光による加熱と磁界の供給とを同時に行うことが考えられる。しかしながら、高密度化の要請により磁極の大きさが極めて小さくされる現状では、導波路の径があまりにも小さくなり、効率よく加熱することが困難である。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、磁気記録媒体を効率よく加熱することができ、かつ、高速書き込みが容易な磁気記録装置を提供することを目的とする。

本発明に係る磁気記録装置は、基板の両面に磁気記録層が設けられた磁気記録媒体と、磁気記録媒体の一方の磁気記録層に対向可能に設けられ、磁極及び光出射部を一方の磁気記録層に対向する面に有する第一磁気ヘッドと、磁気記録媒体の他方の磁気記録層に対向可能に設けられ、磁極及び光出射部を他方の磁気記録層に対向する面に有する第二磁気ヘッドと、ライト制御部とを備える。ライト制御部は、第一磁気ヘッド又は第二磁気ヘッドのいずれか一方の磁気ヘッドの光出射部から出射する光を磁気記録媒体の一部に照射し、照射により加熱された磁気記録媒体のこの一部に対して第一磁気ヘッド又は第二磁気ヘッドのいずれか他方の磁気ヘッドの磁極から磁界を供給する。

本発明によれば、磁界を供給する磁極に対して磁気記録媒体をはさんで反対側に配置された光照射部から光を照射して磁気記録媒体を加熱するので、加熱された磁気記録媒体に対して直ちに磁界を供給させることができ、効率的な加熱及び高速記録が可能である。また、各磁気ヘッドにおいて、光出射部と磁極とを近接して配置する必要が無いので、磁気ヘッドの製造が容易でありまた、光照射部の大きさ等の設計の自由度も高い。

ここで、ライト制御部は、一方の磁気ヘッドの光出射部と、他方の磁気ヘッドの磁極とが、磁気記録媒体を挟んで対向する位置に配置されるように第一磁気ヘッド及び第二磁気ヘッドを駆動することが好ましい。これによれば、上述の動作が容易となる。

また、光出射部から出射される光はレーザ光であることが好ましい。これによれば、磁気記録層を特に効率よく加熱できる。

また、各磁気ヘッドの媒体対向面において、磁極と光出射部とは、トラック幅方向に離間されていることが好ましい。

これによれば、アームによる磁気ヘッドの揺動により容易に磁極と光出射部とを対向させることができるので好ましい。

また、各磁気ヘッドにおいて、磁極は磁気ヘッドのトラック幅方向の中心に配置されていることが好ましい。これによれば、スライダが磁気記録媒体に最も近接する場所に磁極を配置することが容易となる。

また、一方の磁気ヘッドの光照射部から磁気記録媒体に照射された光のスポット径は、他方の磁気ヘッドの媒体対向面における磁極の径よりも大きいことが好ましい。

これにより、媒体対向面における磁極の径により記録の分解能が規定され、磁界と光との位置合わせに必要とされる精度が緩やかなものとなる。

また、光出射部は導波路の端面であることが好ましい。これにより、導波路を介して光を導くことができるので、光源をいろいろなところに配置することができる。

また、記録媒体における各磁気記録層は、複数のディスクリートトラックを形成していることが好ましい。

本発明によれば、磁気記録媒体を効率よく加熱することができ、かつ、高速書き込みが容易な磁気記録装置を提供できる。

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。

（磁気記録装置）
図１は、本発明による磁気記録装置の一実施形態の構成を概略的に示す斜視図である。

図１において、磁気記録装置１は、スピンドルモータ１１、スピンドルモータ１１の回転軸１１ａの回りを回転するディスク状の磁気記録媒体１０、ピボットベアリング軸１６を中心にして角揺動可能とされた一対の駆動アーム１４ａ，１４ｂ、各駆動アーム１４ａ，１４ｂの先端をトラック上の所望の位置に位置決めするボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５ａ，ｂ、各駆動アーム１４ａ，１４ｂの先端に設けられたヘッドジンバルアセンブリ１７ａ，１７ｂ、ヘッドジンバルアセンブリ１７ａ,１７ｂにそれぞれ設けられた磁気ヘッド２１ａ，２１ｂ、書込み動作を制御するライト制御部８０、読出操作を制御するリード制御部８１、ボイスコイルモータのトラックシーク操作を制御するボイスコイルモータ制御部８３、を主として備えている。

（磁気記録媒体）
磁気記録媒体１０は、図１に示すように、基板２の一方の面に磁気記録層４ａが、他方の面に磁気記録層４ｂが形成されたものである。詳しくは、例えば、図２（ａ）に示すように、基板２の一方の面に軟磁性の裏打層３ａ、磁気記録層４ａがこの順に積層され、他方の面に軟磁性の裏打層３ｂ、磁気記録層４ｂがこの順に積層されものが挙げられる。なお、裏打層３ａ，３ｂが無くても実施は可能である。

また、図２の（ｂ）、（ｃ）に示すように、磁気記録層４ａ，４ｂがトラック幅方向に互いに分離されているいわゆる離散（ディスクリート）トラック型でもよい。具体的には、同心円状のトラックが半径方向に離間して複数形成されている。磁気記録層４ａ同士の間、磁気記録層４ｂ同士の間には非磁性の充填層５ａ、５ｂが形成されている。なお、充填層５ａ，５ｂが形成されずにこの部分が溝とされていてもよい。

また、図２の（ｂ）のように、離散する磁気記録層４ａと磁気記録層４ｂとが磁気記録層の両面において互いに対向していてもよいし、図２の（ｃ）のように離散する磁気記録層４ａと磁気記録層４ｂとが磁気記録層の両面において互い違いに配置されていてもよい。例えば、充填層５ａ，５ｂが照射される光に対して透明であれば、図２の（ｃ）のような配置として充填層５ａ,５ｂを介して光を照射すると反対側面の磁気記録層の加熱効率の観点から好ましい。また、充填層５ａ,５ｂが不透明かつ磁気記録層よりも熱伝導が悪い場合には、図２の（ｂ）のような配置であると加熱効率の観点から好ましい

基板２の材料としては、非磁性材料ならば特に限定されず、アルミ、アルミ合金、シリコン、ガラス、ＡｌＮ等のセラミックス等が挙げられるが、特に熱伝導性のよい材料が好ましく、シリコン、ＡｌＮが好ましい。

裏打層３ａ，３ｂの材料としては、軟磁性材料であれば良く、例えば、Ｆｅ、ＦｅＣｏ等のコバルト合金、フェライト、ＮｉＦｅ等が挙げられる。厚さとしては、例えば、５０〜３００ｎｍとすることができる。

磁気記録層４ａ，４ｂとしては、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＴａ等のコバルト合金、ＦｅＰｔ、ＦｅＰｔＮｉ等が挙げられる。厚さとしては、５〜３０ｎｍとすることができる。

充填層５ａ，５ｂの材料としては、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３等の非磁性材料が挙げられる。

（駆動アーム）
図１に戻って、駆動アーム１４ａ、１４ｂは、それぞれ磁気記録媒体１０をはさむように配置されている。駆動アーム１４ａ，１４ｂの先端部には、ＨＧＡ１７ａ，１７ｂがそれぞれ取り付けられている。各ＨＧＡ１７ａ，１７ｂには、磁気ヘッド２１ａ，１２ｂが、各磁気記録層４ａ，４ｂの表面に対向するように設けられている。磁気記録層４ａ，４ｂの表面に対向する面が磁気ヘッド２１の媒体対向面Ｓ（エアベアリング面とも呼ばれる）である。

（ＨＧＡ：ヘッドジンバルアセンブリ）
ＨＧＡ１７ａ，１７ｂは、図３に示すように、サスペンション２０の先端部に、磁気ヘッド２１、２１ｂを固着し、さらにその磁気ヘッド２１ａ、２１ｂ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、フレックシャの先端に板ばね状に形成されたタング部２０４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。

なお、本発明におけるアーム、ＨＧＡ、サスペンション等の構造は、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。

（磁気ヘッド）
図４〜図８に示すように、磁気ヘッド２１は、光源支持基板２３０及び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、スライダ基板２２０及び磁気ヘッド部３２を備えたスライダ２２とが、スライダ基板２２０の背面２２０１及び光源支持基板２３０の接着面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、スライダ基板２２０の背面２２０１は、スライダ２２の媒体対向面Ｓとは反対側の面である。また、光源支持基板２３０の底面２３０１がフレクシャ２０１のタング部２０４に、例えば、エポキシ樹脂等の接着剤により接着されている。

（スライダ）
スライダ２２は、スライダ基板２２０及びデータ信号の書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッド部３２を備えている。

スライダ基板２２０は、板状を呈し、適切な浮上量を得るように加工された媒体対向面Ｓを有する。スライダ基板２２０は例えば導電性のアルティック（Ａｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ）等から形成されている。

磁気ヘッド部３２は、スライダ基板２２０の媒体対向面Ｓに対して略垂直な側面である集積面２２０２に形成されている。磁気ヘッド部３２は、磁気情報を検出する磁気検出素子としてのＭＲ効果素子３３、磁界の生成により磁気情報を書き込む垂直（面内でも良い）磁気記録素子としての電磁コイル素子３４、光を磁気記録媒体に向かって出射する導波路３５、及び、これらＭＲ効果素子３３、電磁コイル素子３４、及び導波路３５を覆うように集積面２２０２上に形成された絶縁層３８と、絶縁層３８の層面から露出した、ＭＲ効果素子３３に２つずつ接続されている一対の信号端子用の電極パッド３７１、３７１、電磁コイル素子３４に２つずつ接続されている一対の信号端子用の電極パッド３７３、３７３、及び、スライダ基板２２０と電気的に接続されているグランド用の電極パッド３７５を備えている。

図５は熱アシスト磁気ヘッド２１を媒体対向面Ｓ側から見た正面図、図６は、図５のＶＩ−ＶＩ断面図、図７は図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。

ＭＲ効果素子３３は、ＭＲ積層体３３２と、このＭＲ積層体３３２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等の磁性材料で構成することができる。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。

ＭＲ積層体３３２は、面内通電型（ＣＩＰ（Current In Plane））巨大磁気抵抗（ＧＭＲ（Giant Magneto Resistance））多層膜、垂直通電型（ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane））ＧＭＲ多層膜、又はトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistance））多層膜等の磁気抵抗効果膜を含み、非常に高い感度で磁気記録媒体からの信号磁界を感受する。

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。

ＭＲ効果素子３３と電磁コイル素子３４との間には、下部シールド層３３０と同様の材料からなる素子間シールド層１４８が形成されている。素子間シールド層１４８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。

図６に示すように、ＭＲ積層体３３２の媒体対向面Ｓとは反対側のシールド層３３０、３３４間、シールド層３３０、３３４、１４８の媒体対向面Ｓとは反対側、下部シールド層３３０とスライダ基板２２０との間、及び、素子間シールド層１４８と電磁コイル素子３４との間にはアルミナ等から形成された絶縁層３８が形成されている。

なお、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、アルミナ等により形成されたアルミナ等の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、図示は省略するが、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。

ＭＲ積層体３３２のトラック幅方向の両側には、図５に示すように、磁区の安定化用の縦バイアス磁界を印加するための、ＣｏＴａ，ＣｏＣｒＰｔ，ＣｏＰｔ等の強磁性材料からなるハードバイアス層３３６が形成される。

電磁コイル素子３４は、垂直磁気記録用が好ましく、図６等に示すように、媒体対向面Ｓに露出する主磁極３４０、ギャップ層３４１ａ、コイル絶縁層３４１ｂ、コイル層３４２、及び補助磁極３４４を備えている。

主磁極（磁極）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記録媒体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３４０の媒体対向面Ｓ側の端部のトラック幅方向（図５の左右方向及び図６の奥行き方向）の幅及び積層方向（図５の上下方向及び図６の左右方向）の厚みは、主磁極の他の部分に比べて小さくすることが好ましい。この結果、高記録密度化に対応した微細で強い書き込み磁界を発生可能となる。具体的には、例えば、磁気ヘッド部を媒体対向面Ｓ側から見た図５に示すように、リーディング側すなわちスライダ基板２２０側の辺の長さがトレーリング側の辺の長さよりも短い逆台形となるように媒体対向面Ｓ側の主磁極３４０の先端を先細にすることが好ましい。すなわち、主磁極３４０の媒体対向面側の端面には、ボイスコイルモータ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θが付けられている。ベベル角θ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、磁気ドミナントの場合には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。

ここで、主磁極３４０は、例えば、媒体対向面Ｓ側の端部での全厚が約０.０１〜約０.５μｍであって、この端部以外での全厚が約０.５〜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ことが好ましい。また、トラック幅は、例えば、１００ｎｍとすることができる。

図６に示すように、補助磁極３４４の媒体対向面Ｓ側の端部は、補助磁極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を形成している。補助磁極３４４は、主磁極３４０の媒体対向面Ｓ側の端部とアルミナ等の絶縁材料により形成されたギャップ層３４１ａ，コイル絶縁層３４１ｂを介して対向している。このような補助磁極３４４を設けることによって、媒体対向面Ｓ近傍における補助磁極３４４と主磁極３４０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。

補助磁極３４４は、例えば、厚さ約０.５〜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。

ギャップ層３４１ａは、コイル層３４２と主磁極３４０とを離間しており、例えば、厚さ約０.０１〜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Ａｌ_２Ｏ_３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０.５〜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。主磁極３４０の後端と補助磁極３４４
の媒体対向面Ｓから離れた部分とが結合され、コイル層３４２はこの結合部分を取り囲む
ように形成されている。コイル層３４２は、図６等において１層であるが、２層以上又は
ヘリカルコイルでもよい。

コイル絶縁層３４１ｂは、コイル層３４２と、補助磁極３４４とを離間し、例えば、
厚さ約０.１〜約５μｍの熱硬化されたアルミナやレジスト層等の電気絶縁材料から構成
されている。

導波路３５は、図５に示すように、電磁コイル素子３４からトラック幅方向に離れて配置されており、図７に示すように集積面２２０２と平行に伸長しており、磁気ヘッド部３２の媒体体対向面Ｓから、磁気ヘッド部３２の媒体対向面とは反対側の面３２ａまで伸びており、柱状のものである。図５に示すように、導波路３５の側面３５ｓは、導波路３５よりも屈折率が小さく導波路３５に対するクラッドとして機能する絶縁層３８といずれも接している。

図７に示すように、この導波路３５は、入口面３５４から入射した光を、この側面３５ｓで反射させつつ、媒体対向面Ｓ側の端面である出口面（光出射部）３５３に導くことが可能となっている。導波路３５の図５におけるトラック幅方向の幅Ｗ３５は例えば、１〜２００μｍとすることができ、厚みＴ３５は例えば２〜１０μｍとすることができる。

導波路３５は、何れの部分においても、絶縁層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、絶縁層３８が、ＳｉＯ_２（ｎ＝１.５）から形成されている場合、導波路３５は、Ａｌ_２Ｏ_３（ｎ＝１.６３）から形成されていてもよい。さらに、絶縁層３８が、Ａｌ_２Ｏ_３（ｎ＝１.６３）から形成されている場合、導波路３５は、Ｔａ_２Ｏ_５（ｎ＝２.１６）、Ｎｂ_２Ｏ_５（ｎ＝２.３３）、ＴｉＯ（ｎ＝２.３〜２.５５）又はＴｉＯ_２（ｎ＝２.３〜２.５５）から形成されていてもよい。導波路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。

そして、このスライダ２２において、図４に示すように、電極パッド３７１、３７１がそれぞれフレクシャ２０１の電極パッド２３７、２３７にボンディングワイヤにより電気的に接続され、電極パッド３７３、３７３がそれぞれフレクシャ２０１の電極パッド２３８、２３８にボンディングワイヤにより接続され、これによりそれぞれ電磁コイル素子及びＭＲ効果素子が駆動される。また、図６のビアホール３７５ａによりスライダ基板２２０と電気的に接続された電極パッド３７５が、図４に示すように、フレクシャ２０１の電極パッド２４７とボンディングワイヤにより接続され、スライダ基板２２０の電位を電極パッド２４７により例えばグラウンド電位に制御できる。

（光源ユニット）
次いで、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。

図４、図６、図７に示すように、光源ユニット２３は、光源支持基板２３０、及び、外形形状が板状のレーザダイオード４０を主として備える。

光源支持基板２３０はアルティック（Ａｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ）等からなる基板であり、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。図６に示すように、接着面２３００にはアルミナ等の断熱層２３０ａが形成されている。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、アルミナ等の絶縁材料から形成された絶縁層４１が設けられており、この絶縁層４１の上に、電極パッド４７、４８が形成され、電極パッド４７上にレーザダイオード４０が固定されている。

詳しくは、図４に示すように、電極パッド４７、４８は、絶縁層４１の表面かつ媒体対向面Ｓと交差する面４１１、言い換えると、スライダ基板２２０の集積面２２０２と平行な面４１１上に、レーザ駆動用に形成されている。電極パッド４７は、図６に示すように、絶縁層４１内に設けられたビアホール４７ａにより光源支持基板２３０と電気的に接続されている。また、電極パッド４７は、レーザダイオード４０駆動時の熱をビアホール４７ａを介して光源支持基板２３０側へ逃がすためのヒートシンクとしても機能する。

電極パッド４７は、図４に示すように、絶縁層４１の面４１１の中央部にトラック幅方向に伸びて形成されている。一方、電極パッド４８は、電極パッド４７からトラック幅方向に離間した位置に形成されている。各電極パッド４７、４８は、半田リフローによるフレクシャ２０１との接続のために、さらに、フレクシャ２０１側に向かって伸びている。

電極パッド４７、４８は、それぞれ、フレクシャ２０１の電極パッド２４７、２４８とリフロー半田により電気的に接続されており、これにより光源の駆動が可能となっている。また、電極パッド４７は上述のように光源支持基板２３０と電気的に接続されているため、電極パッド２４７により光源支持基板２３０の電位を例えばグラウンド電位に制御することが可能となっている。

電極パッド４７、４８は、例えば、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、例えば真空蒸着法やスパッタリング法等を用いて形成されたＡｕ、Ｃｕ等の層から形成することができ。

そして、レーザダイオード４０は、電極パッド４７の上にＡｕ−Ｓｎ等の導電性の半田材料からなる半田層４２（図４参照）により電気的に接続されている。このとき、レーザダイオード４０は、電極パッド４７の一部のみを覆うように電極パッド４７に対して配置されている。

図９のように、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ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３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。このようなレーザダイオード４０は、膜厚方向に電圧が印加されることにより、出光端４００からレーザ光を出射する。

放射されるレーザ光の波長λ_Ｌは特に限定されないが、効率よく加熱すべく可視光又は赤外光、例えば４５０〜９４０ｎｍ程度が好ましい。

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（Ｗ４０）が２００〜３５０μｍ、長さ（奥行き、Ｌ４０）が２５０〜６００μｍ、厚み（Ｔ４０）が６０〜２００μｍ程度である。ここで、レーザダイオード４０の幅Ｗ４０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。

また、このレーザダイオード４０の駆動においては、磁気記録装置内の電源が使用可能である。実際、磁気記録装置は、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、磁気記録装置内の電源で十分に賄うことができる。

そして、図７において、レーザダイオード４０のｎ電極４０ａが電極パッド４７にＡｕＳｎ等の半田層４２により固定されている。ここで、レーザダイオード４０の出光端４００が図４の下向きすなわち出光端４００が接着面２３００と平行になるようにレーザダイオード４０が光源支持基板２３０に固定されており、出光端４００はスライダ２２の導波路３５の入口面３５４と対向可能となっている。実際のレーザダイオード４０の固定においては、例えば、電極パッド４７の表面に厚さ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すればよい。また、図４及び図９に示すように、電極パッド４８と、レーザダイオード４０のｐ電極４０ｊと、がボンディングワイヤにより電気的に接続されている。なお、電極パッド４７と接続される電極は、ｎ電極４０ａでなくてもｐ電極４０ｊでもかまわず、この場合、ｎ電極４０ａが電極パッド４８とボンディングワイヤにより接続される。

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、本実施形態によれば、この光源ユニット２３がスライダ２２とは別に製造されるため、スライダ内の磁気ヘッド部がこの高温の悪影響を受けずに済む。

そして、上述のスライダ２２の背面２２０１と光源ユニット２３の接着面２３００とが、図４に示すように、例えば、ＵＶ硬化型接着剤等の接着剤層４４により接着されており、レーザダイオード４０の出光端４００が導波路３５の入口面３５４と対向するように配置されている。

なお、レーザダイオード４０及び電極パッドの構成は、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と電極との半田付けに、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を、光源支持基板上に直接、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。

ここで、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、これとほぼ同じ幅及び長さを有することができる。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）３５０μｍ×厚み６５μｍ程度であり、例えば、この大きさの光源支持基板２３０の側面にこの大きさのレーザダイオード４０を設置することが、十分に可能となっている。なお、光源支持基板２３０の底面に溝を設け、この溝内にレーザダイオード４０を設けることも可能である。

また、導波路３５の入口面３５４に達したレーザ光のファーフィールドパターンのスポットにおいて、トラック幅方向の径を、例えば０．５〜１．０μｍ程度とし、この径に直交する径を、例えば１〜５μｍ程度とすることができる。これに対応して、このレーザ光を受け取る導波路３５の厚みＴ３５を、例えばスポットよりも大きな２〜１０μｍ程度とし、導波路３５のトラック幅方向の幅（Ｗ３５）を、例えば１〜２００μｍ程度とすることが好ましい。

（ボイスコイルモータ）
図１に戻って、ボイスコイルモータ１５ａ，１５ｂは、ボイスコイルモータ制御部８３に制御され、それぞれ駆動アーム１４ａ及び１４ｂを揺動させる。

（ボイスコイルモータ制御部）
ボイスコイルモータ制御部８３は、リード制御部８１及びライト制御部８０からの指示を受けて、図８に示す磁気ヘッド２１ａの磁極３４０または導波路３５の出口面（出射部）３５３を磁気記録層４ａの所望のトラック上に位置させ、さらに、磁気ヘッド２１ｂの導波路３５の出口面（出射部）３５３または磁極３４０を所望の磁気記録層４ａの所望のトラック上に位置させる。なお、位置の制御においてはサーボ機構を使用することができ、例えば、磁気記録層４ａ、４ｂ上に例えば放射状等に予め記録されたサーボ情報をリード制御部８１がＭＲ素子３３を介して読み取り、これをリード制御部８１からボイスコイルモータ制御部８３が受け取ることにより、ボイスコイルモータ制御部８３は、出口面（出射部）３５３または磁極３４０の位置の制御を行うことができる。

（リード制御部）
リード制御部８１は、ボイスコイルモータ制御部８３に対して各磁気ヘッド２１ａ，２１ｂのＭＲ素子３４を所望のトラックに移動させる指示を出し、ＭＲ素子３３が取得した信号を変換して所望の記録データを読み出す制御部である。また、リード制御部８１は、必要に応じて、ＭＲ素子３３により磁気記録媒体に記録されたサーボ信号を読み出し、ボイスコイルモータ制御部８３やライト制御部８０に与える。

（ライト制御部）
ライト制御部８０は、リード制御部８１、ボイスコイルモータ制御部８３、及び、磁気ヘッド２１ａ，２１ｂと接続されている。そして、ライト制御部８０は、ボイスコイルモータ制御部８３に対して各磁気ヘッド２１ａ，２１ｂの磁極３４０又は導波路３５の出口面（出射部）３５３を所望のトラックに移動させる指示を出し、さらに、ライト制御部８０は、リード制御部８１からのサーボ情報に基づいて所望のビット位置に対して記録動作を行う。

具体的には、例えば、図８に示すように、磁気記録層４ａの位置Ａに記録する場合には、ライト制御部８０は、位置Ａを含むトラックに磁極３４０が対向するように磁気ヘッド２１ａをシークさせると共に、位置Ａに概ね対向する位置Ｂを含むトラックに導波路３５の出口面３５３が対向するように磁気ヘッド２１ｂをシークさせる。さらに、ライト制御部８０は、磁気ヘッド２１ｂのレーザダイオード４０を駆動して、導波路３５の出口面３５３からレーザ光ＬＢをビット位置Ａの裏面側に対応する磁気記録層４ｂの位置Ｂに対して照射し、光のエネルギーにより位置Ｂ及びその周りを加熱する。これにより、直ちに磁気記録層４ａの位置Ａを含む部分が加熱され、この部分の保磁力が下がる。そして、光による加熱と同時又はその直後に磁気ヘッド２１ａのコイル３４２に通電して磁極３４０から磁界ＭＦを磁気記録層４ａの位置Ａの所望のビットに対して供給する。これにより、加熱により保持力の低下した磁気記録層４ａの位置Ａの所望のビットに対する磁気記録がなされる。

また、磁気記録層４ｂの位置Ｃに記録する場合には、磁気ヘッド２１ａの出口面３５３からレーザ光ＬＢを出射させて位置Ｃの裏面側にある磁気記録層４ａの位置Ｄに入射させ、加熱された磁気記録層４ｂの位置Ｃの所望のビットに対して磁気ヘッド２１ｂの磁極３４０から磁界ＭＦを供給する。

本実施形態によれば、ライト制御部９０により、磁界を供給する磁極３４０に対して磁気記録装置をはさんで反対側に配置された光照射部３４０から光を照射して磁気記録装置を加熱するので、加熱された磁気記録装置に対して直ちに磁極３４０から磁界を供給することができる。したがって、加熱と同時又は加熱の直後に記録動作ができ、加熱された記録媒体を無駄に走行させる必要が無いので、効率的な加熱ができてエネルギーの無駄が少ない。また、熱アシストを行わない場合と同等の高速記録が可能である。さらに、各磁気ヘッド２１ａ，２１ｂにおいて、導波路３５の出口面（光出射部）３５３と磁極３４０とを近接して配置する必要が無いので、磁気ヘッドの製造が容易でありまた、出口面３５３や導波路３５の大きさ等の設計の自由度も高い。

特に、ライト制御部８０が、書込み時に、一方の磁気ヘッド２１の磁極３４０と、他方の磁気ヘッド２１の出口面３５３とが、磁気記録装置を挟んで対向する位置に配置させるようにボイスコイルモータ制御部８３を制御することが好ましい。これによれば、上述の動作が容易となる。

ところで、光のエネルギーを十分に高くする、導波路３５の断面積を大きくする、出口面５３５から磁気記録媒体に照射される光のスポット径を磁極の径よりも大きくする等の工夫により、磁気記録媒体における光により加熱される部分の断面積を、磁極からの磁界が集中的に印加される部分の断面積よりも大きくすることは容易であるので、書込み時に、一方の磁気ヘッド２１の磁極３４０と、他方の磁気ヘッド２１の出口面３５３とが必ずしも直接対向していなくても良い。したがって、例えば、他方の磁気ヘッドからの光により加熱される部分の少なくとも一部と、一方の磁気ヘッド２１の磁極３４０とが対向するようにボイスコイルモータ制御部を駆動しても十分に実施は可能である。なお、本実施形態では、光ドミナントでなく磁気ドミナント、すなわち、磁極からの磁界が集中的に印加される部分の断面積により記録領域が確定されることが好ましい。

また、本実施形態では、各磁気ヘッド２１ａ，２１ｂにおいて、磁極３４０と出口面３５３とがトラック幅方向に離間されている。現在実用化されている磁気ヘッドにおいて磁極３４０の横には何も形成されていないので、出口面３５３を配置するのに適している。すなわち、磁気ヘッド部３２の厚み等を特に変える必要が無い。また、１つのピボットベアリング軸１６周りに駆動アーム１４ａ，１４ｂを揺動させることにより、磁気ヘッド２１ａの磁極３４０及び出口面３５と、磁気ヘッド２１ｂの磁極３４０及び出口面３５とが、磁気記録媒体の記録面に対して垂直な方向から見て互いに重なる軌道を移動させることができるので、２つの磁気ヘッド２１ａ，２１ｂのシークが容易となる。

また、各磁気ヘッド２１ａ，２１ｂにおいて、磁極３４０は磁気ヘッド２１ａ，２１ｂのトラック幅方向の中心に配置されているので、これによれば、スライダが磁気記録媒体に最も近接する場所に磁極を配置することが容易となる。

以上に述べたような熱アシスト磁気記録方式を採用することにより、高保磁力の磁気記録媒体に垂直磁気記録方式により書き込みを行い、記録ビットを極微細化することによって、例えば、１Ｔbits／in^２級の記録密度を達成することも可能となり得る。

また、本実施形態では、光源ユニット２３を用いることによって、スライダ２２の導波路３５の入口面（端面）３５４に、導波路３５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と媒体対向面Ｓとが垂直である構成を有する熱アシスト磁気ヘッド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、磁気記録媒体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している。

また、本実施形態によれば、磁気ヘッド部３２がスライダ基板２２０に固定され、光源であるレーザダイオード４０が光源支持基板２３０にそれぞれ別に固定されているので、スライダ基板２２０に固定された電磁コイル素子３４と、光源支持基板２３０に固定されたレーザダイオード４０とをそれぞれ独立に試験した上で、良品であるスライダ２２と良品である光源ユニット２３とを互いに固定することにより良品である熱アシスト磁気ヘッド２１を歩留まり良く製造できる。

また、磁気ヘッド部３２がスライダ基板２２０の側面に設けられているので、従来の薄膜磁気ヘッドの製造方法を用いて磁気ヘッド部３２の電磁コイル素子３４やＭＲ効果素子３３等を容易に形成できる。

さらに、レーザダイオード４０が媒体対向面Ｓから離れた位置かつスライダ２２の近傍にあるので、レーザダイオード４０から発生する熱による電磁コイル素子３４やＭＲ効果素子３３等への悪影響やレーザダイオード４０と磁気記録媒体１０との接触等の可能性が抑制されると共に、光ファイバ、レンズ、ミラー等が必須では無いので光の伝播損失が低減でき、さらに、磁気記録装置全体の構造も簡単にできる。

なお、レーザダイオード４０の配置方法は上述の記載に限定されず、スライダ基板２２０と光源支持基板２３０とが一体化されたものであっても良く、また、光ファイバ等によりレーザダイオード４０からの光を導波路３５に導いてもよい。さらに、スライダ基板２２０の媒体対向面にレーザダイオードを配置して光出射部としても本発明の実施は可能である。

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３４０及び補助磁極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媒体対向面Ｓ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。

また、導波路３５の先端を出口面３５３の開口を絞ったり、出口面にプラズモンプローブとして機能する微小な金属板等を配置したりして近接場光を発生させてもよい。

また、媒体対向面Ｓや磁気記録媒体の表面には、例えば、ダイヤモンドライクカーボン等の保護層や、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）やフォンブリン系潤滑剤等の潤滑が形成されていてもよい。
（製造方法）
続いて、上述の熱アシスト磁気ヘッドの製造方法について簡単に説明する。

まず、スライダ２２を製造する。具体的には（図５参照）、スライダ基板２２０を用意し、公知の方法を用いてＭＲ効果素子３３、素子間シールド層１４８、電磁コイル素子３４を形成し、Ａｌ_２Ｏ_３等の絶縁層３８の一部（以下３８ａとする）を形成する。

その後、電磁コイル素子３４の横にドライエッチング法等により溝を掘り、続いて、この溝内にスパッタリング等により導波路３５の材料を所定の深さ埋め込み、その後全体にわたって絶縁層３８を形成すればよい。その後、接続のための電極パッド３７１等を形成し、その後エアベアリング面やその裏面のラッピングを行うことによりスライダ２２が完成する。この後、スライダ２２の電磁コイル素子３４やＭＲ効果素子３３のテストを各スライダごとに行い良品を選別する。

続いて、光源ユニット２３を製造する。まず、図７に示すように、アルティック製等の光源支持基板２３０を用意し、その表面に公知の方法により断熱層２３０ａ、絶縁層４１及び電極パッド４７、４８を形成し、電極パッド４７の上にレーザダイオード４０をＡｕＳｎ等の導電性の半田材により固定し、その後、基板の切断分離等により所定の大きさに整形する。これにより、光源ユニット２３が完成する。このようにして得た光源ユニットも、レーザダイオードの特性評価、特に、高温連続通電試験による駆動電流のプロファイルを観察し、十分に寿命が長いと考えられるものを選択する。

その後、図１０（Ａ）に示すように、良品とされた光源ユニット２３の接着面２３００と、良品とされたスライダ２２の背面２２０１のいずれか又は両方にＵＶ硬化型接着剤４４ａを塗布する。ＵＶ硬化型接着剤としては、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂や、ＵＶ硬化型アクリル樹脂等が挙げられる。また、光源ユニット２３とスライダ２２との接着に、ＵＶ硬化型接着剤以外の接着剤例えば、レーザダイオード４０と電極パッド４７との接着に用いたＡｕＳｎ等の半田層を用いても実施は可能である。

そして、図１０（Ｂ）に示すように、光源ユニット２３の接着面２３００とスライダ２２の背面２２０１とを重ね合わせた後、電極パッド４７，４８間に電圧を印加してレーザダイオード４０を発光させると共に、導波路３５の出口面３５３に光検出器ＤＴを対向配置し、光源ユニット２３とスライダ２２とを相対的に図１０（Ｂ）の矢印方向に移動させ、最も光検出器ＤＴの出力が高くなる位置を探し出し、その位置で、外部からＵＶ硬化型接着剤に紫外線を照射することによりＵＶ硬化型接着剤４４ａを硬化させ、これによりレーザダイオードの光軸と導波路３５の光軸とを合わせた状態で光源ユニット２３とスライダ２２との接着をすることができる。

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。

図１は、本発明の実施形態に係る磁気記録装置を示す概略構成図である。図２は、図１の磁気記録媒体の３つの例（ａ），（ｂ），（ｃ）を示す概略断面図である。図３は、図１のＨＧＡの斜視図である。図４は、図３のＨＧＡの先端の拡大斜視図である。図５は、図４の磁気ヘッドを媒体対向面側から見た正面図である。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。図８は、図１の磁気記録装置の動作状況を示す概念図である。図９は、図４のレーザダイオードを示す概略構成図である。図１０は、磁気ヘッドの製造方法（ａ）及び（ａ）に続く（ｂ）を示す図である。

符号の説明

２…基板、４ａ，４ｂ…磁気記録層、１０…磁気記録媒体、２１ａ，２１ｂ…磁気ヘッド、８０…ライト制御部、３４０…主磁極（磁極）、３５３…光出射部。

Claims

基板の両面に磁気記録層が設けられた磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体の一方の磁気記録層に対向可能に設けられ、磁極及び光出射部を前記一方の磁気記録層に対向する面に有する第一磁気ヘッドと、
前記磁気記録媒体の他方の磁気記録層に対向可能に設けられ、磁極及び光出射部を前記他方の磁気記録層に対向する面に有する第二磁気ヘッドと、
前記第一磁気ヘッド又は前記第二磁気ヘッドのいずれか一方の磁気ヘッドの前記光出射部から出射する光を前記磁気記録媒体の一部に照射し、前記照射により加熱された前記磁気記録媒体の前記一部に対して前記第一磁気ヘッド又は前記第二磁気ヘッドのいずれか他方の磁気ヘッドの前記磁極から磁界を供給するライト制御部と、
を備える磁気記録装置。
前記ライト制御部は、前記一方の磁気ヘッドの前記光出射部と、前記他方の磁気ヘッドの前記磁極とが、前記磁気記録媒体を挟んで対向する位置に配置されるように前記第一磁気ヘッド及び前記第二磁気ヘッドを駆動する請求項１に記載の磁気記録装置。
前記光出射部から出射される光はレーザ光である請求項１又は２に記載の磁気記録装置。
前記各磁気ヘッドの媒体対向面において、前記磁極と前記光出射部とは、トラック幅方向に離間されている請求項１〜３のいずれかに記載の磁気記録装置。
前記各磁気ヘッドにおいて、前記磁極は前記磁気ヘッドのトラック幅方向の中心に配置されている請求項１〜４のいずれかに記載の磁気記録装置。
前記一方の磁気ヘッドの前記光照射部から前記磁気記録媒体に照射された光のスポット径は、前記他方の磁気ヘッドの前記媒体対向面における前記磁極の径よりも大きい請求項１〜６のいずれかに記載の磁気記録装置。
前記光出射部は導波路の端面である請求項１〜７のいずれかに記載の磁気記録装置。
前記記録媒体における各磁気記録層は、複数のディスクリートトラックを形成している請求項１〜８のいずれか記載の磁気記録装置。