特許 6066656 近接場光利用ヘッド及びそれを備えた情報記録再生装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6066656

(24)【登録日】2017年1月6日

(45)【発行日】2017年1月25日

(54)【発明の名称】近接場光利用ヘッド及びそれを備えた情報記録再生装置

(51)【国際特許分類】

   G11B 5/31 20060101AFI20170116BHJP

   G11B 5/02 20060101ALI20170116BHJP

【ＦＩ】

   G11B5/31 Z

   G11B5/02 T

【請求項の数】8

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-221457(P2012-221457)

(22)【出願日】2012年10月3日

(65)【公開番号】特開2013-211087(P2013-211087A)

(43)【公開日】2013年10月10日

【審査請求日】2015年8月6日

(31)【優先権主張番号】特願2012-43221(P2012-43221)

(32)【優先日】2012年2月29日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002325

【氏名又は名称】セイコーインスツル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142837

【弁理士】

【氏名又は名称】内野 則彰

(74)【代理人】

【識別番号】100123685

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 信行

(72)【発明者】

【氏名】平田 雅一

【審査官】 斎藤 眞

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１６３８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１５２８９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４８９９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ１１Ｂ ５／００−５／０２４

Ｇ１１Ｂ ５／３１

Ｇ０２Ｂ ６／１２−６／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光束を一方から他方へ伝搬し、記録媒体に照射される近接場光を発生するコアを有し、前記記録媒体を前記近接場光によって加熱するとともに前記記録媒体に対して記録磁界を与える近接場光利用ヘッドにおいて、
前記コアは、
基面と、前記基面に対して傾斜する第１面と、前記第１面に対して傾斜する第２面と、
前記第１面の辺と前記第２面の辺とが交わる交辺と、
前記第１面において前記交辺と反対側の第１端部と、
前記第２面において前記交辺と反対側の第２端部とを有し、
前記交辺は、前記第１端部および前記第２端部より前記基面側に設けられ、
前記基面と前記交辺との距離は、前記一方から前記他方に向けて短くなり、
前記近接場光を発生する光発生部が、前記他方に設けられ、
前記第１面および前記第２面は金属膜が形成され、前記光束の方向と所定の角度をなす近接場光利用ヘッド。

【請求項2】

前記第１面および前記第２面には第１の金属膜が形成され、前記基面には第２の金属膜が形成される請求項１の近接場光利用ヘッド。

【請求項3】

前記第２面は、前記記録磁界を前記記録媒体に与える磁極を介して前記第１面と対向し、前記磁極は前記第１の金属膜を介して前記交辺に隣接している請求項２の近接場光利用ヘッド。

【請求項4】

前記磁極と前記第１の金属膜との間には保護膜が形成される請求項３の近接場光利用ヘッド。

【請求項5】

前記磁極に磁界を発生させるコイルと、前記コアを保持するスライダとを有する請求項３の近接場光利用ヘッド。

【請求項6】

前記コアは、前記光発生部に向うにつれて前記光束のスポットサイズを絞り込むスポットサイズ変換器を構成する請求項１の近接場光利用ヘッド。

【請求項7】

前記コアは、前記光発生部に向うにつれて前記光束のスポット形状を変形させるスポット形状変換器を構成する請求項１または請求項６の近接場光利用ヘッド。

【請求項8】

請求項１の近接場光利用ヘッドを前記記録媒体の直上に支持するヘッドジンバルアセンブリを有する情報記録再生装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、近接場光を利用して記録媒体に各種の情報を記録再生するヘッド及びそれを備えた情報記録再生装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、コンピュータ機器におけるハードディスクドライブ等の情報記録再生装置は、より大量かつ高密度情報の記録再生を行いたい等のニーズを受けて、さらなる高密度化が求められている。そのため、隣り合う磁区同士の影響や、熱揺らぎを最小限に抑えるために、保磁力の強いものを記録媒体として採用することが考えられている。そのため、記録媒体に情報を記録することが困難になっていた。

【0003】

そこで、上述した不具合を解消するために、近接場光を利用して磁区を局所的に加熱して一時的に保磁力を低下させ、その間に記録媒体への書き込みを行う熱アシスト磁気記録方式の記録ヘッドおよび情報記録再生装置が考案され開発が進められている。

【0004】

熱アシスト磁気記録方式による記録ヘッドには、近接場光を発生させるための近接場光素子およびそれを駆動させるための光学系が必要となる。これら近接場光素子と光学系は、各種のものが考案されている。

【0005】

例えば特許文献１および特許文献２に示されるように、主磁極に隣接するように近接場光を発生する金等からなる光散乱体を設け、レーザからの光を光散乱体に照射する構成が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００５−００４９０１号公報

【特許文献2】特開２００８−１５９１５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、近接場光利用ヘッドでは、近接場光を利用しない磁気記録ヘッドに対して、近接場光を発生させるために追加のエネルギーが必要であり、情報記録再生装置の電力消費が増加してしまう。電力消費の増加は近接場光発生素子の効率にかかっている。近接場光発生素子の効率が低いと電力消費は大きく増加し、近接場光強度を十分に確保しようとすると、損失エネルギーにより近接場光素子が熱で損傷してしまう場合もありうる。上述の従来技術による近接場光素子はこの点において必ずしも十分な効率を有するとは言えず、改善が求められていた。

【0008】

そこで本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、高い光利用効率を有する近接場光素子を有する近接場光利用ヘッドを提案し、それにより低消費電力を実現できる情報記録再生装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、上記目的を達成するために、以下の手段を提供する。
本発明に係る熱アシスト磁気記録のための近接場光利用ヘッドは、光束を一方から他方へ伝搬し、記録媒体に照射される近接場光を発生するコアを有し、記録媒体を近接場光によって加熱するとともに記録媒体に対して記録磁界を与える近接場光利用ヘッドであって、コアは、基面と、基面に対して傾斜する第１面と、第１面に対して傾斜する第２面と、 第１面の辺と第２面の辺とが交わる交辺と、第１面において交辺と反対側の第１端部と、 第２面において交辺と反対側の第２端部とを有し、交辺は、第１端部および第２端部より基面側に設けられ、基面と交辺との距離は、光束が伝搬される方向である一方から他方に向けて短くなり、近接場光を発生する光発生部が、他方に設けられることを特徴とするものである。

【0010】

本発明に係る熱アシスト磁気記録のための近接場光利用ヘッドにおいては、高い光利用効率で光源からの光束を近接場光に変換することができ、よって効率良く記録媒体の微小領域を加熱することができる。

【0011】

また、本発明に係る熱アシスト磁気記録のための近接場光利用ヘッドは、第１面および第２面には第１の金属膜が形成され、基面には第２の金属膜が形成されることを特徴とするものである。

【0012】

本発明に係る熱アシスト磁気記録のための近接場光利用ヘッドにおいては、第１の金属膜と第２の金属膜とそれらに挟まれたコアとによってアンテナ効果を発現することができるため、高い光利用効率で光源からの光束を近接場光に変換することができ、よって効率良く記録媒体の微小領域を加熱することができる。

【0013】

また、本発明に係る熱アシスト磁気記録のための近接場光利用ヘッドは、第２面が記録磁界を記録媒体に与える磁極を介して第１面と対向し、磁極は第１の金属膜を介して交辺に隣接していることを特徴とするものである。

【0014】

本発明に係る熱アシスト磁気記録のための近接場光利用ヘッドにおいては、磁極と光発生部が接近しているため、磁極からの磁束と、光発生部からの近接場光が近接した形で発生する。よって、磁束と近接場光が効率よく協働でき、結果として効率良く記録媒体に微細な磁気情報を記録することができる。

【0015】

また、本発明に係る熱アシスト磁気記録のための近接場光利用ヘッドは、磁極と第１の金属膜との間には保護膜が形成されていることを特徴とするものである。

【0016】

本発明に係る熱アシスト磁気記録のための近接場光利用ヘッドにおいては、磁極と第１の金属膜とを離間する保護膜（離間膜）のために、磁極と第１の金属膜が電気的に絶縁されており、第１の金属膜上の自由電子の波である表面プラズモンへの影響を低減し、効率よく近接場光を発生させることができる。また、磁極と第１の金属膜が合金化することで損傷してしまうことも避けることができる。

【0017】

また、本発明に係る熱アシスト磁気記録のための近接場光利用ヘッドは、コアが光発生部に向うにつれて光束のスポットサイズを絞り込むスポットサイズ変換器を構成することを特徴とするものである。

【0018】

本発明に係る熱アシスト磁気記録のための近接場光利用ヘッドにおいては、大きいスポットサイズを有する光源を用いても、スポットサイズを絞り込むことで光エネルギーの大部分を近接場光に変換させることができ、結果として効率良く記録媒体の微小領域を加熱することができる。

【0019】

また、本発明に係る熱アシスト磁気記録のための近接場光利用ヘッドは、コアが光発生部に向うにつれて光束のスポット形状を変形させるスポット形状変換器を構成することを特徴とするものである。

【0020】

本発明に係る熱アシスト磁気記録のための近接場光利用ヘッドにおいては、楕円状のスポット形状の出射ビームを発生させる半導体レーザを光源として用いても、光利用効率の低下が少ない。

【0021】

また、本発明に係る熱アシスト磁気記録のための近接場光利用ヘッドは、磁極に磁界を発生させるコイルと、コアを保持するスライダとを有することを特徴とするものである。また、本発明に係る情報記録再生装置は近接場光利用ヘッドを記録媒体の直上に支持するヘッドジンバルアセンブリを有するものである。

【0022】

本発明に係る情報記録再生装置においては、本発明の熱アシスト磁気記録のための近接場光利用ヘッドを備えているので、情報記録時の消費電力を低減させることができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明に係る熱アシスト磁気記録のための近接場光利用ヘッドによれば、高い光利用効率で光源からの光束を近接場光に変換することができ、よって効率良く記録媒体の微小領域を加熱することができ、それにより情報記録時の消費電力の小さい情報記録再生装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の第１実施形態に係る情報記録再生装置を示す構成図である。

【図2】図１に示す情報記録再生装置のヘッドジンバルアセンブリの斜視図である。

【図3】図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。

【図4】図３のうちコア３１１の構造を示した斜視図である。

【図5】図３のうち導光部と主磁極３１０の記録媒体Ｄ近傍の一部を拡大した図である。

【図6】図５をスライダ２の記録媒体Ｄに面する側であるＡＢＳから見た下面図である。

【図7】コア３１１、微小ギャップ３１５の製造方法を示す図である。左側の図はコア３１１の平面図であり、右側の図は左側の一点鎖線ＢＢ’から右方向の断面をみたときの断面図である。

【図8】本発明の第１実施形態のバリエーションを示す図であり、図６と同じ方向から見た下面図である。

【図9】本発明の第１実施形態の別のバリエーションを示す図であり、図６と同じ方向から見た下面図である。

【図10】本発明の第１実施形態のさらに別のバリエーションを示す図であり、図６と同じ方向から見た下面図である。

【図11】本発明の第１第１実施形態のもう１つの別のバリエーションを示す図であり、図６と同じ方向から見た下面図である。

【図12】本発明の第２実施形態を示す図であり、図２と同じ方向から見た断面図である。

【図13】本発明の第３実施形態を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

（第１実施形態）
以下、本発明に係る第１実施形態の基本構成を、図１から図７を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る情報記録再生装置１を示す構成図である。なお、本実施形態の情報記録再生装置１は、磁気記録層を有する記録媒体Ｄに対して、熱アシスト磁気記録方式で書き込みを行う装置である。

【0026】

図１に示すように本実施形態の情報記録再生装置１において、スライダ２が固定されたサスペンション３が、キャリッジ１１に固定されている。スライダ２とサスペンション３を合わせて、ヘッドジンバルアセンブリ１２と呼ぶ。円盤状の記録媒体Ｄはスピンドルモータ７によって所定の方向に回転する。キャリッジ１１はピボット１０を中心に回転可能になっており、制御部５からの制御信号によって制御されるアクチュエータ６によって回転し、スライダ２を記録媒体Ｄ表面の所定の位置に配置することができる。ハウジング９はアルミニウムなどから成る箱状（図１では説明を分かりやすくするため、ハウジング９の周囲を取り囲む周壁を省略している）ものであり、上記の部品をその内部に格納している。スピンドルモータ７はハウジング９の底面に固定されている。スライダ２は記録媒体Ｄに向けて磁場を発生させる記録素子（図示略）と、近接場光を発生する導光部（図示略）と、記録媒体Ｄに記録された情報を再生する再生素子（図示略）を有している。記録素子と再生素子は、サスペンション３およびキャリッジ１１に沿って敷設されたフレキシブル配線１３、キャリッジ１１側面に設けられたターミナル１４およびフラットケーブル４を介して制御部５に接続されている。

【0027】

記録媒体Ｄは１枚でも良いが、図１に示すように複数枚設けても良い。記録媒体Ｄの枚数が増えれば、ヘッドジンバルアセンブリ１２の個数も増加する。図１では記録媒体Ｄの片面側のみにヘッドジンバルアセンブリ１２を配置した構成を示しているが、両面に配置しても良い。よって、ヘッドジンバルアセンブリ１２の個数は、最大で記録媒体Ｄの枚数の倍になる。これにより、情報記録再生装置１台当たりの記録容量の増加を図ることができる。

【0028】

図２は本実施形態に係るヘッドジンバルアセンブリ１２の拡大図である。サスペンション３は、ステンレス薄板を材料とするベースプレート２０１、ヒンジ２０２、ロードビーム２０３、フレクシャ２０４からなる。ベースプレート２０１は、その一部に設けられた取り付け穴２０１ａにより、キャリッジ１１に固定されている。ヒンジ２０２はベースプレート２０１とロードビーム２０３を接続している。ヒンジ２０２はベースプレート２０１とロードビーム２０３よりも薄くなっており、ヒンジ２０２を中心としてサスペンション３がたわむようになっている。フレクシャ２０４はロードビーム２０３、ヒンジ２０２に固定された細長い部材であり、ロードビーム２０３やベースプレート２０１よりも薄くなっており、たわみやすく出来ている。フレクシャ２０４の先端には略直方体形状のスライダ２が固定されている。

【0029】

スライダ２の表面のうちフレクシャ２０４に固定された面の反対面は、記録媒体Ｄに対向する面である。この面は回転する記録媒体Ｄによって生じた空気流の粘性から、スライダ２が浮上するための圧力を発生させる面であり、ＡＢＳ（Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ）と呼ばれている。ＡＢＳ上には図示を略した凹凸形状が設けられており、スライダ２と記録媒体Ｄ間に所望の圧力分布を発生させている。スライダ２を記録媒体Ｄから離そうとする正圧とスライダ２を記録媒体Ｄに引き付けようとする負圧と、サスペンション３による押しつけ力の釣り合いで、スライダ２は所望の状態で浮上している。記録媒体Ｄとスライダ２のすきまの最低値は１０ｎｍ以下となっている。サスペンション３による押しつけ力は主にヒンジ２０２の弾性により発生している。また、記録媒体Ｄ表面のうねりに対して、ヒンジ２０２およびフレクシャ２０４がたわむことで、所望の浮上状態を維持することが出来る。

【0030】

フレクシャ２０４上にはフレキシブル配線１３が設けられている。フレクシャ２０４は略コ字状の開口部を有しており、この開口部に囲まれて舌状となったパッド部２０４ａ上にスライダ２が固定されている。スライダ２の端部のうち、サスペンション３の根本側（キャリッジ１１側）は流入端と呼ばれている。その反対のサスペンション３の先端側は、スライダ２の流出端と呼ばれている。これらは、前述の記録媒体Ｄによる空気流の方向に基づいて名付けられている。サスペンション３の根本側から延設されたフレキシブル配線１３は途中から２本に分岐し、前述の開口部およびスライダ２の両側を回り込むように、スライダ２の流出端側に接続されている。

【0031】

図３は図２のＡ−Ａ’断面を示す図である。スライダ２はスライダ基部３０１、記録素子、導光部、再生素子３０４、レーザユニット５０１から構成される。スライダ基部３０１の流出端側の側面に、再生素子３０４、記録素子および導光部が積層されている。また、スライダ基部３０１とパッド部２０４ａの間にはレーザユニット５０１が設けられている。レーザユニット５０１はレーザ基板５０２とレーザ５０３から構成されており、レーザ５０３はレーザ基板５０２に固定されている。レーザ基板５０２はスライダ基部３０１およびパッド部２０４ａに固定されている。レーザ５０３は端面発光型レーザであり、レーザ光が出射する端面はＡＢＳと略平行をなし、レーザ５０３と導光部が光学的に接続されている。レーザ５０３はレーザ基板５０２およびフレキシブル配線１３等を介して制御部５に接続されている。制御部５の電気信号に基づいてレーザ５０３が発光動作するようになっている。スライダ基部３０１は略直方体状の部材であり、ＡｌＴｉＣ材等からなる。

【0032】

記録素子は、再生素子３０４の流出端側の側面に固定された副磁極３０６と、ヨーク３０７を介して副磁極３０６に接続され記録媒体Ｄに対して垂直な記録磁界を印加する主磁極３１０と、ヨーク３０７を中心としてヨーク３０７の周囲を螺旋状に巻回するコイル３０８とを備えている。主磁極３１０、副磁極３０６及びヨーク３０７は、磁束密度が高い高飽和磁束密度（Ｂｓ）材料（例えば、ＣｏＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金等）により形成されている。また、コイル３０８は、ショートしないように、隣り合うコイル線間、ヨーク３０７、主磁極３１０、副磁極３０６との間に隙間が空くように配置されており、この状態で絶縁性を有するクラッド３１２（後述）によってモールドされている。そして、コイル３０８は、フレキシブル配線１３を介して制御部５に接続されており、情報に応じて変調された電流が制御部５から供給されるようになっている。よって、主磁極３１０、副磁極３０６、ヨーク３０７及びコイル３０８は、全体として電磁石を構成している。なお、主磁極３１０及び副磁極３０６は、記録媒体Ｄに対向する端面がスライダ２のＡＢＳと面一となるように設計されている。

【0033】

導光部は、多面体のコア３１１と、コア３１１を内部に閉じ込めるクラッド３１２と、後述の第１の金属膜３１３と第２の金属膜３１４から構成されており、全体として略板状に形成されている。コア３１１は、一端側がフレクシャ２０４側に向くと共に、他端側が記録媒体Ｄ側に向いた状態で、主磁極３１０と副磁極３０６に挟まれるように、かつヨーク３０７を貫通するように配置されている。ヨーク３０７がコア３１１を貫通する構成でも良い。コア３１１は光学的に透明でクラッド３１２よりも屈折率が大きい材料で構成されている。例えばコア３１１にゲルマニウムをドープしたＳｉＯ２を用い、クラッド３１２に純ＳｉＯ２を用いることができる。また、コア３１１にＴａ２Ｏ５を用い、クラッド３１２にアルミナを用いることもできる。レーザ５０３からのレーザ光が赤外光であればコア３１１にシリコンを用いることもできる。コア３１１の一端側の一部はクラッド３１２から露出しており、レーザ５０３の出射端面と対向しており、前述の導光部とレーザ５０３との光学的接続を実現している。

【0034】

再生素子３０４は、記録媒体Ｄから漏れ出ている磁界の大きさに応じて電気抵抗が変化する磁気抵抗効果膜である。この再生素子３０４には、図示しないリード膜等およびフレキシブル基板１３を介して制御部５からバイアス電流が供給されている。これにより制御部５は、記録媒体Ｄから漏れ出た磁界の変化を電圧の変化として検出することでき、この電圧の変化から信号の再生を行うことができるようになっている。

【0035】

コア３１１の詳細形状について図４を参照して説明する。コア３１１の一端側は、一端側から他端側（コア３１１の先端側）に向かう長手方向に直交する断面が、台形形状を有している。また、一端側と他端側の中間付近は三角断面となっており、よってコア３１１は三角断面の稜線３１１ａを有している。他端側近傍では稜線３１１ａが二股に分かれた稜線３１１ｂとなっており、この稜線３１１ｂ間は２つの傾斜したコア３１１の側面が交わる傾斜Ｖ溝３１１ｃとなっている。今後、コア３１１のうち稜線が二股に分かれたところから他端までをコア先端３１１ｄと呼ぶ。コア３１１の一端側はフレクシャ２０４が存在する側であり、他端側はＡＢＳが存在する側である。この一端側をコア３１１の一方、他端側をコア３１１の他方と呼ぶこともある。近接場光に変換される光束はコア３１１の一方から他方に向かって伝搬される。また、２つの傾斜したコア３１１の側面が交わる傾斜Ｖ溝３１１ｃの底を交辺３１１ｅと呼ぶ。傾斜Ｖ溝３１１ｃは、交辺３１１ｅを中心として互いに傾斜する第１面３１１ｆと第２面３１１ｇを有する。コア３１１の稜線３１１ａと二股の稜線３１１ｂが設けられる反対側の面を基面３１１ｈと呼ぶ。基面３１１ｈに傾斜して形成される第１面３１１ｆは、第２面３１１ｇとも傾斜して形成されている。稜線３１１ａと二股の稜線３１１ｂは他端側に近づくにつれて基面３１１ｈに近づくように形成されている。二股の稜線３１１ｂの二股の一方は第１端部であり、二股の他方は第２端部である。第１端部は第１面３１１ｆの一辺を構成している。第２端部は第２面３１１ｇの一辺を構成している。これら第１端部と第２端部とが平面視において略Ｖ字型を構成している。第１端部と第２端部に稜線３１１ａを合せて平面視で略Ｙ字型となっている。第１面３１１ｆは、交辺３１１ｅ、第１端部、およびコア３１１の先端で囲まれる三角形の形状となっている。第２面３１１ｇは、交辺３１１ｅ、第２端部、およびコア３１１の先端で囲まれる三角形の形状となっている。第１端部と第２端部は、交辺３１１ｅと交わっており、その交わる点で稜線３１１ａとも交わっている。かかる位置関係においては、第１端部は、交辺３１１ｅと交点を共有しつつ、第１面３１１ｆにおいて交辺３１１ｅの反対側に設けられている。また、第２端部は、交辺３１１ｅと交点を共有しつつ、第２面３１１ｇにおいて交辺３１１ｅの反対側に設けられている。
交辺３１１ｅは、稜線３１１ａが存在する一方から、コア先端３１１ｄの他端である他方に向かって、基面３１１ｈに近づくように勾配を持って形成されている。つまり、傾斜Ｖ溝３１１ｃは、コア先端３１１ｄの他端に向かうにつれて、Ｖ溝の彫りが徐々に深くなるように形成されている。コア先端３１１ｄの他端、つまり、コア３１１の先端である記録媒体に対向して面する面（ＡＢＳ）、には光発生部である微小ギャップ３１５が形成されている。微小ギャップ３１５は、コア先端３１１ｄの他端に近づくにつれて、交辺３１１ｅと基面３１１ｈとが徐々に近づいていき、交辺３１１ｅと基面３１１ｈとが最も近づいた位置、つまり、交辺３１１ｅ、基面３１１ｈおよびコア先端３１１ｄの他端とがほぼ交わる位置に形成されている。第１面３１１ｆと第２面３１１ｇが交辺３１１ｅを挟んでなす角度は２０度から６０度が良い。また、交辺３１１ｅの曲率半径は小さいほど良く、１００ｎｍから数ｎｍである。これらにより、高い光利用効率で光源からの光束を近接場光に変換することができ、効率的に記録媒体の微小領域を加熱することができる。
コア３１１は、一端側からコア先端３１１ｄ手前までにおいて、その断面積が他端側に向かって漸次減少するように絞り成形されている。例えば、稜線３１１ａが他端側に近づくにつれて基面３１１ｈに近づくように形成されている。また、断面形状が台形から三角形に変化することも合わせて、コア３１１とクラッド３１２は、導入された光束のスポット形状を変換させるスポット形状変換器と、スポットサイズを絞るスポットサイズ変換器とを兼ねて構成している。つまり、コア３１１の一端側からコア先端３１１ｄ手前までにおいて、その断面積が他端側に向かって漸次減少するように絞り成形されているスポットサイズ変換器と、コア３１１の断面形状が台形から三角形に変化するスポット形状変換器を有している。一般に楕円状のスポット形状の出射ビームを発生させる半導体レーザをレーザ５０３として用いた場合、スポット形状変換器を有することは光利用効率の面で有利となる。

【0036】

コア先端３１１ｄと主磁極３１０近傍の詳細構造について図５および図６を用いて説明する。図５はスライダ２のうちコア先端３１１ｄ近傍を拡大した断面図である。図６は図５をスライダ２のＡＢＳ側から見た下面図である。傾斜Ｖ溝３１１ｃは第１の金属膜３１３によって覆われている。つまり、第１面３１１ｆと第２面３１１ｇは、第１の金属膜３１３によって覆われている。また、コア先端３１１ｄの側面のうち傾斜Ｖ溝３１１ｃに対向する側面は第２の金属膜３１４によって覆われている。つまり、基面３１１ｈは、第２の金属膜３１４によって覆われている。コア３１１内部を伝搬する光束の方向と第２の金属膜３１４は略平行に配置され、第１の金属膜３１３は光束の方向と所定の角度をなす。よって、第１の金属膜３１３は、第２の金属膜３１４に対して斜めに備えられており、つまりコア３１１の記録媒体側に向うにつれて第１の金属膜３１３と第２の金属膜３１４との間隔が狭くなるように備えられている。第１の金属膜３１３と第２の金属膜３１４は、傾斜Ｖ溝３１１ｃの交辺３１１ｅにおいて、両者が最も接近した箇所が微小ギャップ３１５を構成しており、そのギャップ間隔は１００ｎｍから数ｎｍ程度である。また、微小ギャップ３１５はＡＢＳと面一となって記録媒体Ｄに向けて露出している。第１の金属膜３１３と第２の金属膜３１４は金、銀、プラチナ等の材料からなっている。レーザ５０３から出射した光は、コア３１１内部にて伝搬され、第１の金属膜３１３と第２の金属膜３１４間で表面プラズモンに変換され、表面プラズモンの状態で微小ギャップ３１５まで伝搬され、記録媒体Ｄに向けて露出した微小ギャップ３１５にて表面プラズモンが近接場光に変換されることで、記録媒体Ｄの微小部位に照射される。第１の金属膜３１３、第２の金属膜３１４およびこれらに挟まれたコア３１１はいわゆるＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）構造を構成しており、電磁波に対するアンテナ効果を有する。よって、レーザ５０３から出射した光を集めて、微小ギャップ３１５にて強力な近接場光を発生させることができる。主磁極３１０は、記録媒体Ｄ近傍では主磁極先端３１０ａを有している。主磁極先端３１０ａの記録媒体Ｄに対向する端面がスライダ２のＡＢＳと面一となっている。主磁極先端３１０ａは第１の金属膜３１３に沿うように、その結果として傾斜Ｖ溝３１１ｃに埋め込まれるように配置される。つまり、主磁極先端３１０ａは、コア３１１の第１面３１１ｆと第２面３１１ｇに挟まれ、交辺３１１ｅに対向する位置まで埋め込まれており、傾斜Ｖ溝３１１ｃと相対する三角錐形状となっている。ただし、主磁極先端３１０ａと第１の金属膜３１３は直接接触しないように保護膜としての離間膜３１６で離間されている。主磁極先端３１０ａと微小ギャップ３１５は、膜厚が数ｎｍ程度の離間膜３１６のみを挟んで接近しているため、主磁極先端３１０ａからの磁束と、微小ギャップ３１５からの近接場光が、近接した形で発生する。離間膜３１６のために、主磁極先端３１０ａと第１の金属膜３１３が電気的に絶縁されており、第１の金属膜３１３上の自由電子の波である表面プラズモンへの影響を低減し、効率よく近接場光を発生させることができる。また、主磁極先端３１０ａと第１の金属膜３１３が合金化することで損傷してしまうことも避けることができる。

【0037】

コア３１１、微小ギャップ３１５の製造方法について図７を用いて説明する。図７の左列は平面図、右列はＢ−Ｂ’断面を示す。左列の平面図はコア３１１の基面３１１ｈと反対側の面が見える側からの図である。
まず図７（ａ）に示すように、スライダ基部３０１上に、クラッド３１３の一部を構成する上部クラッド３１２ａ、金属膜母材膜９０１およびコア母材膜９０２を形成する。再生素子３０６やコイル３０８も適宜スライダ基部３０１上に形成するが、ここでは説明を省略する。ここでは素子１つの加工を図示するが、スライダ基部３０１が複数個接続された基板を用いることで複数の素子を一括して加工することができる。コア母材膜９０２上に平面視Ｙ字状のレジストパターン９０３を形成する。レジストパターン９０３はフォトレジストをコア母材膜９０２全面に塗布し、Ｙ字状のマスクパターンにて露光、現像することで形成する。
次に図７（ｂ）に示すように、レジストパターン９０３をコア母材膜９０２にエッチングにより転写する。コア母材膜９０２の材料がＳｉＯ２であれば、ＣＦ系ガスを用いたＲＩＥ（反応性イオンエッチング）によりエッチングすることができる。その後、残ったレジストパターン９０３を有機溶剤や酸を用いて除去する。これによりコア母材膜９０２表面には平面視Ｙ字状かつ矩形断面のパターン９０２ａが形成される。
次に図７（ｃ）に示すように、矩形断面のパターン９０２ａを三角断面および台形断面を有するコア３１１に加工する。これにはＡｒガスを用いたスパッタエッチングを用いる。これによりパターン９０２ａの矩形断面の角が選択的にエッチングされて、傾斜側面を有する三角断面もしくは台形断面に加工される。三角断面の頂点に第１端部と第２端部を有する二股の稜線３１１ｂが形成される。この傾斜側面のうち第１面３１１ｆと第２面３１１ｇは互いに傾斜し対向するように加工される。これにより、コア３１１のうちＹ字の二股部の付け根はこの傾斜側面から構成される傾斜Ｖ溝３１１ｃとなる。この傾斜Ｖ溝３１１ｃは第１面３１１ｆと第２面３１１ｇに囲まれており、第１面３１１ｆと第２面３１１ｇとが交わる交辺３１１ｅは傾斜Ｖ溝３１１ｃの底となっている。交辺３１１ｅは、コア３１１の一方から他方に向かって、つまり、第１端部と第２端部を有する二股の稜線３１１ｂのＹ字が二股部から広がる方向（左列図において左側に向かう方向）にむかって基面３１１ｈに近づくように形成される。このとき金属膜母材膜９０１もエッチングされて第２の金属膜３１４が基面３１１ｈに形成される。
次に図７（ｄ）に示すように、傾斜Ｖ溝３１１ｃ上の第１面３１１ｆと第２面３１１ｇとに第１の金属膜３１３、主磁極先端３１０ａおよびクラッド３１３の一部を構成する上部クラッド３１２ｂを形成し、表面を研磨により平坦化する。上部クラッド３１２ｂの形成にはＣＶＤ（化学的気相成長）法などの成膜法を用いることができる。この後、コア３１１の長軸を横切るように切断、および切断面の研磨をおこない、光発生部である微小ギャップ３１５を形成する。
上記の製造方法は一般的な半導体製造技術を応用することで、微細かつ３次元的な構造を形成することができる。第１面３１１ｆと基面３１１ｈ、第２面３１１ｇと基面３１１ｈ、交辺３１１ｅと基面３１１ｈとが１点に集中する位置に微小ギャップ３１５が設けられるので、多方向から集中した光が拡散する間もなく記録媒体Ｄに照射されるようにすることができ、高い光利用効率を有する近接場光利用ヘッドを容易に製造することができる。

【0038】

図８は本実施形態のバリエーションを示す図であり、図６に対応する。コア先端３１１ｄの側面のうち、第１の金属膜３１３と第２の金属膜３１４に覆われていない側面が遮光膜３１７に覆われている。本実施形態では、第１面３１１ｆ、第２面３１１ｇ、および基面３１１ｈが形成されておらず、傾斜Ｖ溝３１１ｃが形成されていない側の面に遮光膜３１７が形成される。なお、遮光膜３１７は第１の金属膜３１３、第２の金属膜３１４、主磁極先端３１０ａの少なくとも一部が覆われていても良い。遮光膜３１７には反射率の大きい金属材料、例えばアルミニウムを用いると良い。遮光膜３１７表面の金属反射によって光をコア先端３１１ｄ内部に閉じこめることができるため、微小ギャップ３１５に光がより集中しやすくなり、さらに光利用効率が向上できる。

【0039】

図９は本実施形態の別のバリエーションを示す図であり、図６に対応する。図６と比べて離間膜３１６を廃した構造になっており、第１面３１１ｆ、第２面３１１ｇに第１の金属膜３１３が直接接触し、主磁極先端３１０ａと第１の金属膜３１３が直接接触する。図６と比べて単純な構造であるため製造が容易になる。また、主磁極先端３１０ａと微小ギャップ３１５とをさらに接近させることができるので、磁束と近接場光がさらに効率よく協働できるようになり、記録媒体への微細磁気情報の記録効率をさらに向上することができる。

【0040】

図１０は本実施形態のさらに別のバリエーションを示す図であり、図６に対応する。図６においてはＷ字型の断面となっているコア３１１であるが、このようにＭ字型の断面となっていても良い。この構造により基面３１１ｈに形成される第２の金属膜３１４の幅を調整することができる。ＭＩＭ構造のアンテナ効果は共鳴現象に由来するものであるから、その効果は各部の寸法に依存する。図６と比べて、第２の金属膜３１４の幅を調整することで第１の金属膜３１３、第２の金属膜３１４およびこれらに挟まれたコア３１１からなるＭＩＭ構造のアンテナ効果を高めることができる。よって、レーザ５０３から出射した光を集めて、微小ギャップ３１５にてより強力な近接場光を発生させることができる。

【0041】

図１１は本実施形態のさらに別のバリエーションを示す図であり、図６に対応する。図６においては、主磁極先端３１０ａが第１面３１１ｆと第２面３１１ｇが張る三角形を満たすような三角形断面を有しているが、図１１に示すような五角形断面としても良い。第１の金属膜３１３および離間膜３１６も、必ずしも第１面３１１ｆおよび第２面３１１ｇの全体を覆う必要はなく、五角形断面の主磁極先端３１０ａと同じ幅で第１面３１１ｆおよび第２面３１１ｇを覆っても良い。主磁極先端を五角形にすることで、上述の実施形態よりも幅(図中の上下方向)を狭くすることが出来る。よって、主磁極先端から出る磁束がより狭い断面で、かつ密度がより大きくなった状態となる。よって、情報記録時の近接場光との協働がより効率的となり、微細な領域へのデータ記録の精度をさらに向上することができるようになる。

【0042】

本実施形態によって、レーザ５０３からコア３１１により伝搬された光束は、一度第１の金属膜３１３と第２の金属膜３１４間の第１面３１１ｆ、第２面３１１ｇ、基面３１１ｈ、および交辺３１１ｅにおける表面プラズモンを介して、微小ギャップ３１５から近接場光として初めてスライダ２表面に発生し、記録媒体Ｄの微小領域を加熱する。本構成により、高い光利用効率でレーザ５０３からの光束を近接場光に変換することができ、よって効率良く記録媒体Ｄの微小領域を加熱することができる。ひいては情報記録再生装置１の消費電力を低減させることができる。

【0043】

（第２実施形態）
図１２は本発明に係る第２実施形態を示す図であり、第１実施形態における図３に対応する。この場合、スライダ基部３０１、記録素子３０２、導光素子、再生素子３０４が、単純に積層されている。主磁極３１０が第２の金属膜３１４側に配置される。本実施形態においては、第１実施形態と同様な効果を有し、かつ第１実施形態に比べて単純な構造であるため製造が容易になる。

【0044】

（第３実施形態）
図１３は本発明に係る第３実施形態を示す図であり、第１実施形態における図４に対応する。この場合、コア３１１のうちコア先端３１１ｄ以外の部分では断面の変化しない単純な三角柱となっており、断面変化を必要とするスポット形状変換器、スポットサイズ変換器の機能は有さず、クラッド３１２と合わせて単なる光導波路となっている。レーザ５０３からの光束のスポット形状が真円であり、スポットサイズが十分小さければ、このような構成でも光利用効率は低下しない。また、三角柱の代わりに四角柱等どのような多面体形状でも良い。本実施形態においては、第１実施形態と同様な効果を有し、かつ第１実施形態に比べて単純な構造であるため製造が容易になる。

【0045】

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、上述した実施形態で挙げた構成等はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。また、上述した各実施形態を適宜組み合わせて採用することも可能である。

【符号の説明】

【0046】

Ｄ 記録媒体
１ 情報記録再生装置
２ スライダ
３ サスペンション
１１ キャリッジ
１２ ヘッドジンバルアセンブリ
１３ フレキシブル配線
２０４ フレクシャ
２０４ａ パッド部
３０６ 副磁極
３０８ コイル
３１０ 主磁極
３１１ コア
３１１ａ 稜線
３１１ｃ 傾斜Ｖ溝
３１１ｅ 交辺
３１１ｆ 第１面
３１１ｇ 第２面
３１１ｈ 基面
３１２ クラッド
３１３ 第1の金属膜
３１４ 第２の金属膜
３１５ 微小ギャップ
３１６ 離間膜（保護膜）
３１７ 遮光膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】