特許 6362309 磁気ヘッド及び製造方法

(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】6362309

(24)【登録日】2018年7月6日

(45)【発行日】2018年7月25日

(54)【発明の名称】磁気ヘッド及び製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/042 20060101AFI20180712BHJP

   G11B 5/02 20060101ALI20180712BHJP

   G11B 5/31 20060101ALI20180712BHJP

   G11B 7/125 20120101ALI20180712BHJP

【ＦＩ】

   H01S5/042 612

   G11B5/02 T

   G11B5/31 D

   G11B7/125 Z

【請求項の数】7

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2013-163331(P2013-163331)

(22)【出願日】2013年8月6日

(65)【公開番号】特開2014-53600(P2014-53600A)

(43)【公開日】2014年3月20日

【審査請求日】2016年8月3日

(31)【優先権主張番号】特願2012-177069(P2012-177069)

(32)【優先日】2012年8月9日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】315016837

【氏名又は名称】株式会社イノバステラ

(74)【代理人】

【識別番号】100104765

【弁理士】

【氏名又は名称】江上 達夫

(74)【代理人】

【識別番号】100107331

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 聡延

(72)【発明者】

【氏名】糟谷 孝幸

(72)【発明者】

【氏名】杉浦 聡

【審査官】 大和田 有軌

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−３５１０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０１６３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０４７０４９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１３／０４７００３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／１１１８１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１４６０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１４６８８８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−１５２９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１０８５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０６１７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１１４０９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３０６０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０８４８８４１９（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１４９９３０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 Takuya Matsumoto, et al.，“Integrated head design using a nanobeak antenna for thermally assisted magnetic recording”，Optics Express，２０１２年 ８月 ２日，Vol.20，No.17，p.18946-18954

【文献】 松本拓也，“熱アシスト磁気記録への近接場光の応用”，光学，２０１３年 １月，第42巻，第1号，p.26-31

【文献】 「次世代光メモリとシステム技術」，株式会社シーエムシー出版，２００９年 １月３１日，p.142-151

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｓ ３／００ − ５／５０

Ｈ０１Ｌ ３３／００ − ３３／６４

Ｇ１１Ｂ ５／０２

Ｇ１１Ｂ ５／３１

Ｇ１１Ｂ ７／１２ − ７／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電極層と、
第２電極層と、
前記第１電極層及び前記第２電極層に挟持された発光層と、
磁気記録媒体に記録再生を行う磁気デバイスと
が積層された磁気ヘッドであって、
前記磁気ヘッドの積層方向に交わる交差方向に沿って前記磁気記録媒体と対向するＡＢＳ面である対向面を有しており、
前記第１電極層は、突起部を備え、
（ｉ）前記突起部は、前記発光層における発光に起因したエネルギーを前記突起部から近接場光として取り出し可能なように、前記対向面に露出していると共に前記交差方向に沿って突き出ており、且つ、（ｉｉ）前記交差方向に沿って、当該突起部の少なくとも一部の端面が前記第２電極層の端面よりも前記磁気ヘッドの外部側であって且つ前記対向面側に位置している
ことを特徴とする磁気ヘッド。

【請求項2】

前記突起部は、前記発光層における発光に起因したエネルギーを取り出すことで前記近接場光を発生させる
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。

【請求項3】

前記突起部は、前記発光層における発光に起因したエネルギーを用いて前記近接場光を発生する近接場光発生部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気ヘッド。

【請求項4】

前記突起部は、前記発光層における発光に起因したエネルギーを取り出すことで当該磁気ヘッドに対向する前記磁気記録媒体にヒートスポットを形成することが可能である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の磁気ヘッド。

【請求項5】

前記第２電極層は、前記第１電極層よりも前記磁気デバイスに近い位置に配置されている
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の磁気ヘッド。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載の磁気ヘッドを製造するための製造方法であって、
前記磁気デバイスを形成する第１工程と、
前記磁気デバイス上に前記第１電極層及び前記第２電極層のうちのいずれか一方を形成する第２工程と、
前記第１電極層及び前記第２電極層のうちのいずれか一方上に前記発光層が積層されるように、前記発光層を形成する第３工程と、
前記発光層上に前記第１電極層及び前記第２電極層のうちのいずれか他方が積層されるように、前記第１電極層及び前記第２電極層のうちのいずれか他方を形成する第４工程と
を備えることを特徴とする製造方法。

【請求項7】

前記第１電極層の一部が前記交差方向に沿って突き出ることで前記第１電極層の形状が前記突起部を備える形状となるように、前記第１電極層をパターニングする第５工程と、
前記交差方向に沿って前記突起部の少なくとも一部の端面が前記第２電極層の端面よりも前記磁気ヘッドの外部側であって且つ前記対向面側に位置するように、前記第２電極層の一部を除去する第６工程と
を更に備える
ことを特徴とする請求項６に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、光を用いてエネルギーを集中させた微小スポットを提供する光デバイス、このような光デバイスを備える磁気ヘッド、このような光デバイス若しくはこのような磁気ヘッドを製造するための製造方法、及び近接場光を用いてエネルギーを集中させた微小スポットを提供する近接場光デバイスの技術分野に関する。

【背景技術】

【0002】

さらなる高密度磁気記録が可能な技術として、熱アシスト磁気記録（ＨＡＭＲ）方式が注目されている。熱アシスト磁気記録については、近接場光発生部でレーザ光を近接場光に変換して、変換された近接場光を磁気記録媒体の表面の一部に照射して局所的に磁気記録媒体の温度を上げて磁気記録を行う技術が提案されている（特許文献１〜８参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−３３５０２８号公報

【特許文献2】米国特許第８，２８６，３２９号

【特許文献3】特開２００２−２９８３１２号公報

【特許文献4】特開２００９−０６００５７号公報

【特許文献5】特開２００９−１６３８３４号公報

【特許文献6】特開２０１０−１４６６５５号公報

【特許文献7】特開２０１０−１４６６６３号公報

【特許文献8】特開２００３−０４５００４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、エネルギーを集中させた微小スポットを効率的に発生させることができるこのような光デバイスを備える磁気ヘッド、このような光デバイス若しくはこのような磁気ヘッドを製造するための製造方法、及び微小サイズの近接場光を生成し、その近接場光に基づくエネルギーを集中させた微小スポットを発生させることができる近接場光デバイスを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の光デバイスは、第１電極層と、第２電極層と、前記第１電極層及び前記第２電極層に挟持された発光層とが積層された光デバイスであって、前記第１電極層は、（ｉ）前記発光層における発光に起因したエネルギーを取り出し可能なように、当該光デバイスの積層方向に交わる交差方向に沿って突き出た突起部であって、且つ、（ｉｉ）前記交差方向に沿って、当該突起部の少なくとも一部の端面が前記第２電極層の端面よりも前記光デバイスの外部側に位置している突起部を備える。

【0006】

本発明の第１の磁気ヘッドは、第１電極層と、第２電極層と、前記第１電極層及び前記第２電極層に挟持された発光層と、磁気記録媒体に記録再生を行う磁気デバイスとが積層された磁気ヘッドであって、前記第１電極層は、当該磁気ヘッドのＡＢＳ面に露出している近接場光発生部を有する。

【0007】

本発明の第２の磁気ヘッドは、第１電極層と、第２電極層と、前記第１電極層及び前記第２電極層に挟持された発光層とが積層された光デバイスであって、前記第１電極層は、（ｉ）前記発光層における発光に起因したエネルギーを取り出すことで当該光デバイスに対向する媒体にヒートスポットを形成することが可能なように、当該光デバイスの積層方向に交わる交差方向に沿って突き出た突起部であって、且つ、（ｉｉ）前記交差方向に沿って、当該突起部の少なくとも一部の端面が前記第２電極層の端面よりも前記光デバイスの外部側に位置している突起部を備える光デバイスと、前記媒体に対する記録再生を行うための磁気デバイスとが積層されている。

【0008】

本発明の第１の製造方法は、上述した本発明の光デバイスを製造するための製造方法であって、前記第１電極層及び前記第２電極層のうちのいずれか一方を形成する第１工程と、前記第１電極層及び前記第２電極層のうちのいずれか一方上に前記発光層が積層されるように、前記発光層を形成する第２工程と、前記発光層上に前記第１電極層及び前記第２電極層のうちのいずれか他方が積層されるように、前記第１電極層及び前記第２電極層のうちのいずれか他方を形成する第３工程とを備える。

【0009】

本発明の第２の製造方法は、上述した本発明の第１又は第２の磁気ヘッドを製造するための製造方法であって、前記磁気デバイスを形成する第１工程と、前記磁気デバイス上に前記第１電極層及び前記第２電極層のうちのいずれか一方が積層されるように、前記第１電極層及び前記第２電極層のうちのいずれか一方を形成する第２工程と、前記第１電極層及び前記第２電極層のうちのいずれか一方上に前記発光層が積層されるように、前記発光層を形成する第３工程と、前記発光層上に前記第１電極層及び前記第２電極層のうちのいずれか他方が積層されるように、前記第１電極層及び前記第２電極層のうちのいずれか他方を形成する第４工程とを備える。

【0010】

本発明の近接場光デバイスは、上記課題を解決するために、光を受光して内部にエネルギーを蓄えることが可能な、盤状の微小共振器と、前記微小共振器の側面に接するように、又は前記側面の近傍に、配置され、前記微小共振器に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部を取り出し可能な近接場光発生部と、を備え、前記微小共振器の形状は、有孔円盤であり、前記微小共振器に設けられた孔の中心は、前記微小共振器の上方から平面的に見て、前記微小共振器の上面の中心から離れている。

【0011】

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施例の磁気ヘッドの構成を示す側面図、斜視図及び上面図である。

【図2】第１実施例の磁気ヘッドと磁気記録媒体との間の位置関係を示す側面図である。

【図3】第１実施例の磁気ヘッドの一の製造工程を示す斜視図である。

【図4】第１実施例の磁気ヘッドの一の製造工程を示す斜視図である。

【図5】第１実施例の磁気ヘッドの一の製造工程を示す斜視図である。

【図6】第１実施例の磁気ヘッドの一の製造工程を示す斜視図である。

【図7】第１実施例の磁気ヘッドの一の製造工程を示す斜視図である。

【図8】第１実施例の磁気ヘッドの一の製造工程を示す斜視図である。

【図9】第１実施例の磁気ヘッドの一の製造工程を示す斜視図である。

【図10】第１実施例の磁気ヘッドの一の製造工程を示す斜視図である。

【図11】第１実施例の磁気ヘッドの変形例の構成を示す斜視図及び上面図である。

【図12】第２実施例に係る近接場光デバイスの概略構成を示す斜視図である。

【図13】第２実施例に係る近接場光デバイスの一変形例の概略構成を示す斜視図である。

【図14】第２実施例に係る近接場光デバイスの他の変形例の概略構成を示す斜視図である。

【図15】第２実施例に係る近接場光デバイスの他の変形例の概略構成を示す斜視図である。

【図16】第２実施例に係るマイクロディスクの変形例を示す平面図である。

【図17】第２実施例に係る近接場光デバイスを用いた磁気ヘッドに適用可能な態様の一例を示す図である。

【図18】第２実施例に係る磁気ヘッドを用いた磁気記録の一例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、光デバイス、磁気ヘッド及び製造方法の実施形態について説明する。

【0014】

（光デバイスの実施形態）
＜１＞
本実施形態の光デバイスは、第１電極層と、第２電極層と、前記第１電極層及び前記第２電極層に挟持された発光層とが積層された光デバイスであって、前記第１電極層は、（ｉ）前記発光層における発光に起因したエネルギーを取り出し可能なように、当該光デバイスの積層方向に交わる交差方向に沿って突き出た突起部であって、且つ、（ｉｉ）前記交差方向に沿って、当該突起部の少なくとも一部の端面が前記第２電極層の端面よりも前記光デバイスの外部側に位置している突起部を備える。

【0015】

本実施形態の光デバイスによれば、第１電極層と、第２電極層と、発光層とが積層されている。発光層は、第１電極層及び第２電極層に印加された電圧に応じて発光する。発光層における発光により、発光層から後述する突起部に向かってエネルギーが流入する。

【0016】

第１電極層は、発光層における発光に起因したエネルギーを取り出し可能な（典型的には、光デバイスの外部に向けて取り出し可能な）突起部を備えている。従って、発光層における発光に起因して発光層から突起部に向かって流入したエネルギーは、突起部によって、光デバイスの外部（例えば、光デバイスに対向する媒体）に向けて取り出される。このようなエネルギーは、例えば、光（例えば、近接場光）として取り出されてもよい。

【0017】

突起部は、光デバイスの積層方向に交わる交差方向に沿って突き出している形状を有している。つまり、突起部は、当該突起部を構成する第１電極層の一部が当該突起部の周囲に位置すると共に当該突起部を構成しない第１電極層の他の一部よりも交差方向に沿って光デバイスの外部側に位置するように、交差方向に沿って且つ光デバイスの外部側に向かって突き出している。

【0018】

加えて、突起部は、当該突起部の少なくとも一部の端面が、交差方向に沿って第２電極層の端面よりも光デバイスの外部側に位置している形状を有している。つまり、突起部は、交差方向に沿って、突起部の少なくとも一部の端面が、第２電極層の端面よりも、光デバイスの外部に近くなる形状を有している。つまり、突起部は、突起部の少なくとも一部の端面から光デバイスの外部に至るまでの交差方向に沿った距離が、第２電極層の端面から光デバイスの外部に至るまでの交差方向に沿った距離よりも短くなる形状を有している。

【0019】

このような本実施形態の光デバイスによれば、第１電極層が突起部を備えているがゆえに、第１電極層が突起部を備えていない場合と比較して、発光層における発光に起因したエネルギーは、突起部を介して取り出されやすくなる。従って、光デバイスは、エネルギーを集中させた微小スポットを効率的に発生させることができる。

【0020】

加えて、突起部の少なくとも一部の端面が第２電極層の端面よりも光デバイスの外部側に位置しているがゆえに、発光層における発光に起因したエネルギーは、第２電極層よりも、第１電極層（典型的には、第１電極層が備える突起部）を介して外部に取り出されやすくなる。従って、光デバイスは、発光層における発光に起因したエネルギーを、第１電極層（典型的には、第１電極層が備える突起部）を介して集中的に取り出すことができる。言い換えれば、発光層における発光に起因したエネルギーが、第１電極層及び第２電極層に分散しにくくなる。従って、光デバイスは、エネルギーを集中させた微小スポットを効率的に発生させることができる。

【0021】

加えて、本実施形態の光デバイスによれば、突起部を備える第１電極層によって発光層が挟持されているがゆえに、発光層における発光に起因したエネルギーは、当該エネルギーの発生源である発光層に隣接している第１電極層を介して突起部から直接的に取り出される。つまり、本実施形態の光デバイスによれば、発光層が突起部とは物理的に離れた（言い換えれば、分離された）位置に配置されていないがゆえに、物理的に分離された発光層から突起部へと光を導くための導光路を備えていなくともよい。その結果、本実施形態の光デバイスは、導光路における光の損失が減少するがゆえに、発光層における発光に起因したエネルギーを効率的に利用することができる。つまり、光デバイスは、エネルギーを集中させた微小スポットを効率的に発生させることができる。

【0022】

＜２＞
本実施形態の光デバイスの他の態様では、当該光デバイスは、前記交差方向に沿って所望の媒体と対向する対向面を有しており、前記交差方向に沿って、当該突起部の少なくとも一部の端面は前記第２電極層の端面よりも前記対向面側に位置している。

【0023】

この態様によれば、「光デバイスの外部側」とは、実質的には、「光デバイスの対向面側（つまり、光デバイスと対向する媒体側）」と同義である。つまり、「光デバイスの外部側に向かう方向」とは、実質的には、「光デバイスの対向面側（つまり、光デバイスと対向する媒体側）に向かう方向」と同義である。その結果、光デバイスは、上述した各種効果を好適に享受することができる。

【0024】

＜３＞
本実施形態の光デバイスの他の態様では、前記突起部は、前記発光層における発光に起因したエネルギーを取り出すことで近接場光を発生させる。

【0025】

この態様によれば、突起部は、発光層における発光に起因したエネルギーを取り出すことで近接場光を発生させることができる。言い換えれば、突起部は、発光層における発光に起因したエネルギーを、近接場光として取り出すことができる。この場合、光デバイスは、実質的には、近接場光デバイスと称されてもよい。

【0026】

（磁気ヘッドの実施形態）
＜４＞
第１実施形態の磁気ヘッドは、第１電極層と、第２電極層と、前記第１電極層及び前記第２電極層に挟持された発光層と、磁気記録媒体に記録再生を行う磁気デバイスと、が積層された磁気ヘッドであって、前記第１電極層は、前記磁気ヘッドのＡＢＳ面に露出している近接場光発生部を有している。

【0027】

第１実施形態の磁気ヘッドによれば、第１電極層の一部が近接場発生部として機能することにより、工業的に加工がしやすくエネルギーの変換効率が高い熱アシスト磁気記録を行う磁気ヘッドとして機能する。

【0028】

＜５＞
第２実施形態の磁気ヘッドは、第１電極層と、第２電極層と、前記第１電極層及び前記第２電極層に挟持された発光層とが積層された光デバイスであって、前記第１電極層は、（ｉ）前記発光層における発光に起因したエネルギーを取り出すことで当該光デバイスに対向する媒体にヒートスポットを形成することが可能なように、当該光デバイスの積層方向に交わる交差方向に沿って突き出た突起部であって、且つ、（ｉｉ）前記交差方向に沿って、当該突起部の少なくとも一部の端面が前記第２電極層の端面よりも前記光デバイスの外部側に位置している突起部を備える光デバイスと、前記媒体に対する記録再生を行うための磁気デバイスとが積層されている。

【0029】

第２実施形態の磁気ヘッドによれば、上述した本実施形態の光デバイス（但し、各種態様を含む）と磁気デバイスとが積層されることで、磁気ヘッドが構成されている。

【0030】

光デバイスは、当該光デバイスに対向する媒体にヒートスポット（つまり、局所的に加熱処理又は冷却処理が施される領域部分）を形成する。磁気デバイスは、媒体に対する記録再生（例えば、書き込み磁極を用いて媒体に対して信号を記録する信号記録や、読み取り磁極を用いて媒体に記録された信号を再生する信号再生）を行う。

【0031】

磁気デバイスは、光デバイスによって媒体に形成されたヒートスポットに合わせて記録を行うことが好ましい。例えば、磁気デバイスは、ヒートスポットによって保磁力が減少した媒体に対して磁界を媒体に印加することで、熱揺らぎの問題を解消しながら記録を行うことができる。

【0032】

このような第２実施形態の磁気ヘッドは、上述した本実施形態の光デバイスを備えているがゆえに、上述した本実施形態の光デバイスが享受することができる各種効果と同様の効果を好適に享受することができる。

【0033】

尚、上述した本実施形態の光デバイスが採用し得る各種態様に対応して、第１又は第２実施形態の磁気ヘッドもまた、各種態様を採用してもよい。

【0034】

＜６＞
第１又は第２実施形態の磁気ヘッドの他の態様では、前記第２電極層は、前記第１電極層よりも前記磁気デバイスに近い位置に配置されている。

【0035】

この態様によれば、第１電極層が第２電極層よりも磁気デバイスに近い位置に配置されている場合と比較して、ヒートスポットを形成するための突起部を備える第１電極層を磁気デバイスから遠ざけることができる。このため、ヒートスポットを形成するための突起部による磁気デバイスへの影響（例えば、磁気デバイスが行う記録再生への影響）を小さくする又はなくすことができる。

【0036】

（製造方法の実施形態）
＜７＞
第１実施形態の製造方法は、上述した本実施形態の光デバイス（但し、その各種態様を含む）を製造するための製造方法であって、前記第１電極層及び前記第２電極層のうちのいずれか一方を形成する第１工程と、前記第１電極層及び前記第２電極層のうちのいずれか一方上に前記発光層が積層されるように、前記発光層を形成する第２工程と、前記発光層上に前記第１電極層及び前記第２電極層のうちのいずれか他方が積層されるように、前記第１電極層及び前記第２電極層のうちのいずれか他方を形成する第３工程とを備える。

【0037】

第１実施形態の製造方法によれば、第１電極層、第２電極層及び発光層を積層させていく積層プロセス（例えば、半導体製造プロセス）を用いて、本実施形態の光デバイスを製造することができる。従って、第１実施形態の製造方法は、本実施形態の光デバイスを効率的に又は比較的容易に製造することができる。

【0038】

尚、上述した本実施形態の光デバイスが採用し得る各種態様に対応して、第１実施形態の製造方法もまた、各種態様を採用してもよい。

【0039】

＜８＞
第１実施形態の製造方法は、前記第１電極層の一部が前記交差方向に沿って突き出ることで前記第１電極層の形状が前記突起部を備える形状となるように、前記第１電極層をパターニングする第４工程と、前記交差方向に沿って前記突起部の少なくとも一部の端面が前記第２電極層の端面よりも前記光デバイスの外部側に位置するように、前記第２電極層の一部を除去する第５工程とを更に備える。

【0040】

この態様によれば、上述した特徴を有する突起部を備える第１電極層が効率的に又は比較的容易に形成される。

【0041】

＜９＞
第２実施形態の製造方法は、上述した第１又は第２実施形態の磁気ヘッド（但し、その各種態様を含む）を製造するための製造方法であって、前記磁気デバイスを形成する第１工程と、前記磁気デバイス上に前記第１電極層及び前記第２電極層のうちのいずれか一方が積層されるように、前記第１電極層及び前記第２電極層のうちのいずれか一方を形成する第２工程と、前記第１電極層及び前記第２電極層のうちのいずれか一方上に前記発光層が積層されるように、前記発光層を形成する第３工程と、前記発光層上に前記第１電極層及び前記第２電極層のうちのいずれか他方が積層されるように、前記第１電極層及び前記第２電極層のうちのいずれか他方を形成する第４工程とを備える。

【0042】

第２実施形態の製造方法によれば、磁気デバイス及び光デバイスを積層させていく（つまり、磁気デバイス、並びに、第１電極層、第２電極層及び発光層を積層させていく）積層プロセス（例えば、半導体製造プロセス）を用いて、第１又は第２実施形態の磁気ヘッドを製造することができる。従って、第２実施形態の製造方法は、第１又は第２実施形態の磁気ヘッドを効率的に又は比較的容易に製造することができる。

【0043】

特に、第２実施形態の製造方法は、磁気デバイスと光デバイスとを別々に製造した後に磁気デバイスと光デバイスとを貼り合わせなくとも、磁気ヘッドを製造することができる。従って、第２実施形態の製造方法は、磁気ヘッドの製造工程を簡略化することができるゆえに、磁気ヘッドの製造コストを低減することができる。

【0044】

尚、上述した第１又は第２実施形態の磁気ヘッド又は上述した第１実施形態の製造方法が採用し得る各種態様に対応して、第２実施形態の製造方法もまた、各種態様を採用してもよい。

【0045】

本実施形態のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施例から更に明らかにされる。

【0046】

以上説明したように、本実施形態の光デバイスは、突起部を備える第１電極層と、第２電極層と、発光層とを備える。第１実施形態の磁気ヘッドは、第１電極層と、第２電極層と、発光層と、磁気デバイスとを備える。第２実施形態の磁気ヘッドは、本実施形態の光デバイスと、磁気デバイスとを備える。第１実施形態の製造方法は、第１工程と、第２工程と、第３工程とを備える。第２実施形態の製造方法は、第１工程と、第２工程と、第３工程と、第４工程とを備える。従って、エネルギーを集中させた微小スポットを効率的に発生させることができる。

【実施例】

【0047】

続いて、本発明の光デバイス、磁気ヘッド、製造方法及び近接場光デバイスに係る実施例を、図面に基づいて説明する。尚、以下で参照する各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。

【0048】

（１）第１実施例
はじめに、図１から図１１を参照しながら、本発明の光デバイス、磁気ヘッド及び製造方法の第１実施例について説明する。尚、第１実施例では、光デバイスの一例である近接場光デバイスを用いて説明を進める。

【0049】

（１−１）磁気ヘッドの構成
はじめに、図１及び図２を参照しながら、第１実施例の磁気ヘッド１００の構成について説明する。図１は、第１実施例の磁気ヘッド１００の構成を示す側面図、斜視図及び上面図である。図２は、第１実施例の磁気ヘッド１００と磁気記録媒体２００との間の位置関係を示す側面図である。

【0050】

図１（ａ）から図１（ｃ）に示すように、第１実施例の磁気ヘッド１００は、磁気デバイス１１０と、「光デバイス」の一具体例である近接場光デバイス１２０とを備える。尚、図２に示すように、磁気ヘッド１００の一の面（図２に示す例では、Ｙ軸の正の方向を向いている面）は、磁気記録媒体２００に対向する対向面（いわゆる、ＡＢＳ：Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ）となる。

【0051】

尚、磁気ヘッド１００のＸ軸方向に沿った長さは、例えば２マイクロメートルから３マイクロメートルであってもよい。但し、磁気ヘッド１００のＸ軸方向に沿った長さは、例えば２マイクロメートルから３マイクロメートルとは異なる長さであってもよい。また、磁気ヘッド１００のＺ軸方向に沿った長さは、例えば５マイクロメートルであってもよい。但し、磁気ヘッド１００のＺ軸方向に沿った長さは、例えば５マイクロメートルとは異なる長さであってもよい。

【0052】

磁気デバイス１１０は、磁性体を含む磁気記録媒体２００に対して図示せぬ書き込み磁極により磁界を付与することで、磁気記録媒体２００の微小領域に信号を記録する。加えて、磁気デバイス１１０は、図示せぬ読み取り磁極により磁気記録媒体２００の微小領域における磁界の変化を検知することで、磁気記録媒体２００の微小領域に記録された信号を再生する。

【0053】

磁気デバイス１１０は、例えば、アルティック（Ａｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ）を含む基板１１１と、コイルや磁性体からなる書き込み磁極及び読み取り磁極を含む磁気ヘッド層（積層体）１１２と、ＮｉＦｅ等の磁性材料を含むセパレータ層１１３とがこの順に積層された構造を有している。尚、図面の簡略化のために図示しないものの、磁気ヘッド層１１２のうち磁気記録媒体２００に対向する面（つまり、ＡＢＳ）には、信号を記録するための磁極（いわゆる、記録磁極ないしは書き込み磁極）と、信号を再生するための磁極（いわゆる、再生磁極ないしは読み取り磁極）とが別個独立に形成されていてもよい（後述の図１８参照）。但し、磁気ヘッド層１１２のうち磁気記録媒体２００に対向する面には、信号を記録し且つ信号を再生するための単一の磁極が形成されていてもよい。

【0054】

近接場光デバイス１２０は、磁気デバイス１１０による信号の記録をアシストするために、磁気デバイス１１０が磁界を付与する磁気記録媒体２００の微小領域に対して近接場光によりエネルギーを集中する。具体的には、近接場光デバイス１２０は、磁気記録媒体２００の微小領域に近接場光を介してエネルギーが集中し、当該微小領域の温度を増加させる。つまり、第１実施例の磁気ヘッド１００は、いわゆる熱アシスト記録を行う磁気ヘッドである。

【0055】

近接場光デバイス１２０は、「第２電極層」の一具体例である下部電極層１２１と、発光層１２２と、「第１電極層」の一具体例である上部電極層１２３とがこの順に積層された構造を有している。尚、下部電極層１２１は、上部電極層１２３よりも磁気デバイス１１０に近いことが好ましい。つまり、磁気デバイス１１０が備えるセパレータ層１１３上には、下部電極層１２１と発光層１２２と上部電極層１２３とがこの順に積層されることが好ましい。但し、上部電極層１２３が、下部電極層１２１よりも磁気デバイス１１０に近くともよい。つまり、磁気デバイス１１０が備えるセパレータ層１１３上に、上部電極層１２３と発光層１２２と下部電極層１２１とがこの順に積層されてもよい。

【0056】

尚、上部電極層１２３上に更に、近接場光デバイス１２０を保護するための保護層（例えば、誘電体を材料として含む保護層）が積層されてもよい。

【0057】

下部電極層１２１は、発光層１２２に電圧を印加するための電極である。下部電極層１２１の材料は、例えば、Ａｇ、Ｃｕ及びＡｕのうちの少なくとも一つの単体金属でもよいし、それらの合金でもよい。

【0058】

下部電極層１２１のエッチング特性（例えば、エッチングレート）は、上部電極層１２３のエッチング特性とは異なることが好ましい。このため、下部電極層１２１の材料は、上部電極層１２３の材料とは異なることが好ましい。但し、製造方法を工夫しエッチングマスクを用い下部電極１２１と上部電極１２３をそれぞれ独立的にエッチングできる場合は、下部電極層１２１のエッチング特性は、上部電極層１２３のエッチング特性と同一とする（例えば、下部電極層１２１の材料を、上部電極層１２３の材料と同一とする）ことも可能である。

【0059】

発光層１２２は、下部電極層１２１と上部電極層１２３とに挟持されている。発光層１２２は、下部電極層１２１及び上部電極層１２３を介して印加される電流に応じて発光する。このため、発光層１２２は、例えば、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）や、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や、有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を含んでいてもよい。或いは、発光層１２２は、後述する表面プラズモンを発生させることができるＳｉを含んでいてもよい。

【0060】

なお、発光層１２２は、例えばＩｎＡｓ等からなる複数の量子ドット（或いは、複数の金属ナノパーティクル）を含む、例えばＧａＡｓ基板により構成されていてもよい。この場合、発光層１２２は、複数の量子ドットが多層構造（例えば、一又は複数の量子ドットを含む層がＸ軸方向に多数（例えば、３層から１００層）積層している構造）を有する多層量子ドット型の発光層であってもよい。或いは、発光層１２２は、複数の量子ドットが発光層１２２内で分散している分散量子ドット型の発光層であってもよい。

【0061】

上部電極層１２３は、発光層１２２に電圧を印加するための電極である。上部電極層１２３の材料は、例えば、Ａｇ、Ｃｕ及びＡｕのうちの少なくとも一つの単体金属でもよいし、それらの合金でもよい。

【0062】

上部電極層１２３は、発光層１２０に電流を流すための電極としての機能（電極部）、近接場光を発生するためのＮＦＴ（Ｎｅａｒ-Ｆｉｅｌｄ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）としての機能（近接場光発生部）、及び、発光１２２で発生した光のエネルギーをＮＦＴに伝搬させ且つＮＦＴに集める機能を持つ。図１の例では「突起部」であるペグ（ｐｅｇ）１２３ａがＮＦＴである。

【0063】

ペグ１２３ａは磁気ヘッドのＺ軸方向の中心位置に設けられ、ペグ１２３ａの端面はＡＢＳに接している。このペグ１２３ａに近接場光が生じ、ペグ１２３ａの端面から磁気記録媒体２００の微小領域にエネルギーが集中し、磁気記録媒体２００の微小領域が過熱される。ペグ１２３ａの端面の長さＬは、設計する記録密度や記録されるトラックピッチ、ビット長あるいはビット幅などに応じて決定され、数ナノメーター〜数十ナノメータが好ましい。長さＬを小さくすることにより記録マークを小さくでき、単位面積当たりの記録密度が向上する。

【0064】

つまり、上部電極層１２３のＡＢＳに接する部分を突起状とすることで、発光層１２２で発生した光のエネルギーを効率良くＮＦＴへ導くことが可能となる。

【0065】

ペグ１２３ａの形状は、設計された記録密度に適合する長さＬの端面になるようにＡＢＳ面に向けて徐々に細く（狭く）なるような形状としてもよい。例えば、図１（ｃ）はＡＢＳ面に向かう（言い換えれば、近づく）につれてペグ１２３ａが一定の割合で徐々に細くなると共に、最終的にペグ１２３ａの端面の長さがＬとなる例を示している。図１（ｄ）は、ＡＢＳ面に向かうにつれてペグ１２３ａが一定の割合で徐々に細くなるものの、ＡＢＳ面に向かう途中でペグ１２３ａが細くなる割合が変化する例を示している。また、図１（ｅ）は、ペグ１２３ａの長さがＬに固定されている例を示している。発光層１２２で発生した光のエネルギーを効率良くＮＦＴへ導くための形状は、図１（ｄ）に示すように、途中で角がなるべくでないような滑らかにＮＦＴに向けて電極幅が狭くなるような形状にするのがよい。

【0066】

さらに説明すると、ペグ１２３ａは、磁気ヘッド１００の積層方向（つまり、Ｘ軸方向）に交わる（典型的には、直交する）交差方向（つまり、Ｙ軸方向）に沿って突き出る形状を有している。従って、ペグ１２３ａは、交差方向に沿って磁気ヘッド１００の外部に向かって（言い換えれば、ＡＢＳ又はＡＢＳに対向するはずの磁気記録媒体２００に向かって）突き出る形状を有している。

【0067】

第１実施例では更に、交差方向に着目すると、ペグ１２３ａの端面（具体的には、ＡＢＳに最も近い側の端面であり、図１中のＹ軸の正の方向側の端面）は、下部電極層１２１の端面（具体的には、ＡＢＳに最も近い側の端面であり、図１中のＹ軸の正の方向側の端面）よりも、磁気ヘッド１００の外部側に位置する。つまり、交差方向に着目すると、ペグ１２３ａの端面は、下部電極層１２１の端面よりも、ＡＢＳ側に位置する。言い換えれば、ペグ１２３ａの端面とＡＢＳとの間の交差方向に沿った距離は、下部電極層１２１の端面とＡＢＳとの間の交差方向に沿った距離よりも短くなる。なお、ペグ１２３ａの端面はＡＢＳと同一面になるのが、磁気ヘッド１００の浮上特性の観点から好ましい。

【0068】

このような近接場光デバイス１２０によれば、発光層１２２は、下部電極層１２１及び上部電極層１２３を介して印加される電流に応じて発光する。つまり、下部電極層１２１及び上部電極層１２３を介して印加される電流に応じて、発光層１２２にエネルギーとしてのフォトン（光子）が発生する。発光層１２２の発光に起因して発生したエネルギー（つまり、フォトン）は、例えば、上部電極層１２３により伝搬しＮＦＴとしてのペグ１２３ａで近接場光となり磁気記録媒体２００に流入し得る。或いは、発光層１２２の発光に起因して発生したエネルギー（つまり、フォトン）は、例えば、上部電極層１２３の表面に発生する表面プラズモンとして伝搬しＮＦＴとしてのペグ１２３ａで近接場光となり磁気記録媒体２００に流入し得る。いずれの場合であっても、発光層１２２の発光に起因して発生したエネルギーは、上部電極層１２３が備えるペグ１２３ａに引き寄せられる。その結果、ペグ１２３ａを介して発光層１２２のエネルギーが取り出され、当該エネルギーが近接場光となり、磁気記録媒体２００の微小スポットを昇温さえる
尚、磁気ヘッド１００が熱アシスト記録を行う磁気ヘッドであることを考慮すれば、積層方向（つまり、図１中のＸ軸方向）に沿った上部電極層１２３と磁気ヘッド層１１２との間の距離が過度に大きくなりすぎると、磁気ヘッド１００が熱アシスト記録を適切に行うことが困難になる。なぜならば、近接場光デバイス１２０が近接場光を照射することで温度が増加した磁気記録媒体２００の微小領域に磁気ヘッド層１１２が到達するまでに要する時間が過度に長くなるがゆえに、微小領域に磁気ヘッド層１１２が到達するまでに当該微小領域の温度が低下してしまうからである。一方で、積層方向に沿った上部電極層１２３と磁気ヘッド層１１２との間の距離が過度に小さくなりすぎても、磁気ヘッド１００が熱アシスト記録を適切に行うことが困難になる。なぜならば、近接場光デバイス１２０による近接場光の照射に起因した温度増加の影響が磁気ヘッド層１１２の特性に悪影響を与えかねないからである。このため、積層方向に沿った上部電極層１２３と磁気ヘッド層１１２との間の距離は、熱アシスト記録を適切に行うことができる程度の適切な距離に設定されることが好ましい。

【0069】

このような第１実施例の磁気ヘッド１００によれば、上部電極層１２３がペグ１２３ａを備えているがゆえに、上部電極層１２３がペグ１２３ａを備えていない場合と比較して、発光層１２２における発光に起因したエネルギーは、ペグ１２３ａを介して取り出されやすくなる。従って、磁気ヘッド１００（具体的には、磁気ヘッド１００が備える近接場光デバイス１２０）は、磁気記録媒体２００上においてエネルギーを集中させた微小スポットを効率的に発生させることができる。

【0070】

加えて、ペグ１２３ａの少なくとも一部の端面が下部電極層１２１の端面よりもＡＢＳ側に位置しているがゆえに、発光層１２２における発光に起因したエネルギーは、下部電極層１２１よりも、上部電極層１２３（典型的には、上部電極層１２３が備えるペグ１２３ａ）を介して外部に取り出されやすくなる。従って、磁気ヘッド１００（具体的には、磁気ヘッド１００が備える近接場光デバイス１２０）は、発光層１２２における発光に起因したエネルギーを、上部電極層１２３（典型的には、上部電極層１２３が備えるペグ１２３ａ）を介して集中的に取り出すことができる。従って、磁気ヘッド１００（具体的には、磁気ヘッド１００が備える近接場光デバイス１２０）は、磁気記録媒体２００上においてエネルギーを集中させた微小スポットを効率的に発生させることができる。

【0071】

加えて、第１実施例の磁気ヘッド１００によれば、ペグ１２３ａを備える上部電極層１２３によって発光層１２２が挟持されているがゆえに、発光層１２２における発光に起因したエネルギーは、当該エネルギーの発生源である発光層１２２に隣接している上部電極層１２３を介してペグ１２３ａから直接的に取り出される。つまり、発光層１２２がペグ１２３ａとは物理的に離れた（言い換えれば、分離された）位置に配置されていないがゆえに、物理的に分離された発光層１２２からペグ１２３ａへと光を導くための導光路を備えていなくともよい。その結果、導光路における光の損失が減少するがゆえに、磁気ヘッド１００（具体的には、磁気ヘッド１００が備える近接場光デバイス１２０）は、発光層１２２における発光に起因したエネルギーを効率的に利用することができる。つまり、磁気ヘッド１００（具体的には、磁気ヘッド１００が備える近接場光デバイス１２０）は、磁気記録媒体２００上においてエネルギーを集中させた微小スポットを効率的に発生させることができる。

【0072】

（１−２）磁気ヘッドの製造方法
続いて、図３から図１０を参照しながら、第１実施例の磁気ヘッド１００の製造方法について説明する。図３から図１０は、夫々、第１実施例の磁気ヘッド１００の一の製造工程を示す斜視図である。

【0073】

図３に示すように、まずは、基板１１１が用意される。

【0074】

その後、図４に示すように、半導体製造プロセスを用いて、基板１１１上に、磁気ヘッド層１１２が形成される。その後、図４に示すように、半導体製造プロセスを用いて、磁気ヘッド層１１２上に、セパレータ層１１３が形成される。

【0075】

その後、図５に示すように、半導体製造プロセスを用いて、セパレータ層１１３上に、下部電極層１２１が形成される。尚、この段階では、下部電極層１２１の形状（特に、積層方向に直交する交差方向であって、図５中のＹＺ平面に沿った形状）は、基板１１１、磁気ヘッド層１１２及びセパレータ層１１３の形状と同一であってもよい。

【0076】

その後、図６に示すように、半導体製造プロセスを用いて、下部電極層１２１上に、発光層１２２が形成される。その後、図６に示すように、半導体製造プロセスを用いて、発光層１２２上に、上部電極層１２２が形成される。尚、この段階では、上部電極層１２３の形状（特に、積層方向に直交する交差方向であって、図６中のＹＺ平面に沿った形状）は、基板１１１、磁気ヘッド層１１２及びセパレータ層１１３、並びに下部電極層１２１及び発光層１２２の形状と同一であってもよい。

【0077】

その後、図７に示すように、上部電極層１２３がパターニングされる（図７のパターンは図１（ｃ）で記述したパターンに相当する）。このとき、上部電極層１２３は、近接場光を発生させるＮＦＴ部（ペグ１２３ａに相当）として機能し得るＮＦＴ部及び当該ＮＦＴ部よりもＡＢＳ側に位置すると共に後述する工程において磁気ヘッド１００をＡＢＳ側から平面研磨する際のストッパとして機能し得る研磨ストップ部を有するようにパターニングされる。尚、研磨ストップ部は、研磨が行われる研磨面（図７中のＸＺ平面）に沿った幅（図７中のＺ軸に沿った方向）が異なる複数種類のパターン１２４ａ及び１２４ｂが、研磨面に直交する方向（実質的には、ＡＢＳに直交する方向であり、図７中のＹ軸方向）に沿って並ぶ構造を有していてもよい。更に、ＮＦＴ部との境界に隣接する（つまり、ペグ１２３ａになり得る構造部分に隣接する）研磨ストップ部のパターン１２４ｂの幅（つまり、研磨件に沿った幅）は、ペグ１２３ａの幅とは異なることが好ましい。

【0078】

尚、図７では、上部電極層１２３のパターニングが電子線リソグラフィを用いて行われる例を示している。しかしながら、上部電極層１２３のパターニングは、電子線リソグラフィ以外の方法（例えば、フォトリソグラフィ等）を用いて行われてもよい。

【0079】

その後、図８に示すように、ＡＢＳ側から、磁気ヘッド１００の平面研磨（例えば、ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）が行われる。ここで、幅が異なる複数種類のパターン１２４ａ及び１２４ｂが研磨面に直交する方向に沿って並び且つＮＦＴ部との境界に隣接する研磨ストップ部のパターン１２４ｂの幅がペグ１２３ａの幅とは異なるがゆえに、図８の下部のグラフに示すように、平面研磨の研磨状態（例えば、研磨圧等）を示す研磨信号は、時間の経過に応じて変化する。具体的には、パターン１２４ａを研磨している時点での研磨信号は、パターン１２４ｂを研磨している時点での研磨信号とは異なる。同様に、パターン１２４ｂを研磨している時点での研磨信号は、ペグ１２３ｂを研磨している時点での研磨信号とは異なる。従って、研磨信号が、パターン１２４ｂを研磨している時点での研磨信号からペグ１２３ｂを研磨している時点での研磨信号へと切り替わった時点（図８の下部のグラフにおける時点ｔ１）から所定時間を経過した後に平面研磨が停止されれば、所望の長さ（具体的には、図８中のＹ軸に沿った長さであり、例えば、５０ｎｍ又はそれ以下の長さ）を有するペグ１２３ａが比較的容易に形成される。

【0080】

このような平面研磨が終了した結果、図９に示すように、所望の長さを有するペグ１２３ａを備える磁気ヘッド１００が形成される。

【0081】

その後、図１０に示すように、ペグ１２３ａの端面が下部電極層１２１の端面よりも磁気ヘッド１００の外部側に位置するように、下部電極層１２１が選択的にエッチングされる。このような下部電極層１２１の選択的なエッチングは、下部電極層１２１のエッチング特性と上部電極層１２３（更には、その他の層）のエッチング特性とを変えることで比較的容易に実現される。

【0082】

尚、下部電極層１２１が選択的にエッチングされることに加えて又は代えて、ペグ１２３ａの端面が下部電極層１２１の端面よりも磁気ヘッド１００の外部側に位置するように、下部電極層１２１が形成された時点で下部電極層１２１が予めパターニングされていてもよい。この場合、下部電極層１２１のエッチング特性と上部電極層１２３（更には、その他の層）のエッチング特性とは、同一であってもよい。

【0083】

このように、第１実施例では、基板１１１上に磁気ヘッド層１１２、セパレータ層１１３、下部電極層１２１、発光層１２２及び上部電極層１２３を積層させていく積層プロセス（例えば、半導体製造プロセス）を用いて、磁気ヘッド１００が製造される。従って、第１実施例の磁気ヘッド１００が効率的に又は比較的容易に製造される。

【0084】

特に、第１実施例では、磁気デバイス１１０と近接場光デバイス１２０とを別々に製造した後に磁気デバイス１１０と近接場光デバイス１２０とを貼り合わせる製造方法に代えて、上述した積層プロセスを用いて、磁気ヘッド１００が製造される。従って、第１実施例では、磁気ヘッド１００の製造工程が簡略化されるがゆえに、磁気ヘッド１００の製造コストが低減される。

【0085】

（１−３）変形例
続いて、図１１を参照しながら、第１実施例の磁気ヘッド１００の変形例について説明する。図１１は、第１実施例の磁気ヘッド１００の変形例の構成を示す斜視図及び上面図である。

【0086】

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、変形例の磁気ヘッド１００ａは、ペグ１２３ａが上部電極層１２３と物理的に分離しているという点においいて、ペグ１２３ａが上部電極層１２３と物理的に一体化している上述した磁気ヘッド１００とは異なる。このような変形例の磁気ヘッド１００ａであっても、上述した各種効果を好適に享受することができることは言うまでもない。

【0087】

（２）第２実施例
続いて、図１２から図１８を参照しながら、第２実施例の近接場光デバイスについて説明を進める。

【0088】

（２−１）近接場光デバイスの構成
続いて、第２実施例に係る近接場光デバイスの構成について、図１２を参照して説明する。図１２は、第２実施例に係る近接場光デバイスの概略構成を示す斜視図である。

【0089】

図１２において、近接場光デバイス１は、例えば金（Ａｕ）等の金属からなる金属ロッド１１と、例えばＧａＡｓ等の半導体からなるマイクロディスク１２と、を備えて構成されている。ここで特に、マイクロディスク１２は、その上面から下面に向かう方向に穴１３が形成されている。尚、第２実施例に係る「金属ロッド１１」及び「マイクロディスク１２」は、夫々、本発明に係る「近接場光発生部」及び「微小共振器」の一例である。

【0090】

図１２では図示を省略しているが、マイクロディスク１２近傍には、例えば光導波路等が配置されており、光源（図示せず）から出射された光がマイクロディスク１２に導かれるように構成されている（図１２中の“入射光”参照）。尚、図に示しているような入射方向に限ることはなく様々な方向からマイクロディスク１２に光を照射してもよい。また、マイクロディスク１２が自ら発光するマイクロディスクレーザとする構成も可能である。

【0091】

ところで、マイクロディスクに、例えば穴や角等が形成されている場合、或いは、該マイクロディスクを構成する材料の分布に偏りがある場合、マイクロディスクに入射した光に起因して該マイクロディスク内に蓄えられるエネルギーに偏りが生じることが知られている。（例えば”Trends in Nano-and Micro-Cavities”, 2011, 109-152 Chapter 4 ”Review on unidirectional light emission from ultralow-loss modes in deformed microdisks”, Jan Wiersig, Julia Unterhinninghofen, Institut fur Theoretische Physik, Universitat Magdeburg, Postfach 4120, D-39016 Magdeburg, Germany参照）。

【0092】

そこで、本願発明者は、マイクロディスク内のエネルギー分布が比較的高い箇所の近傍に、又は該高い箇所に接するように、金属ロッド或いは金属粒子が配置された近接場光デバイスを構成した（図１２参照）。ここで、マイクロディスク内のエネルギー分布が比較的高い箇所は、実験的若しくは経験的に、又はシミュレーションによって求めればよい。

【0093】

このように、例えば穴や角等が形成されている非対称のマイクロディスクから金属ロッド或いは金属粒子を用いてエネルギーを取り出し微小サイズの近接場光を生成し、その近接場光のエネルギーが集中した微小スポットを発生するようにした。本発明の近接場光デバイスを応用することにより、微小光源或いはエネルギーが集中した微小スポットを必要とする、例えば熱アシスト磁気記録、光通信用の集積光源、微小照明、近接場光顕微鏡等にも応用できる。

【0094】

近接場光デバイス１の動作時に、光が穴が形成されているマイクロディスク１２に入射すると、該マイクロディスク１２内に蓄えられるエネルギーの分布に偏りが生じる（具体的には例えば、マイクロディスク１２の金属ロッド１１側に、より多くのエネルギーが分布する）。この結果、金属ロッド１１を穴１３の近傍（又は穴１３の近傍のマイクロディスク１２の側面に接する位置）に設置することにより、穴や角等が形成されていないマイクロディスクと比べて、大きなエネルギーをマイクロディスク１２から取り出すことができる。

【0095】

このため、金属ロッド１１に、適切に近接場光を発生させることができる。近接場光による微小スポットのサイズは、金属ロッド１１の大きさに依存するので、所望する微小スポットのサイズに合わせて該金属ロッド１１の大きさを適宜設定すればよい。金属ロッド１１に限らず、金属ナノパーティクルで構成するようにしてもよい。

【0096】

尚、参考までに、上記特許文献１〜４に記載の熱アシスト磁気記録用の記録ヘッドの構成では、例えば対物レンズや光導波路を用いてレーザ光を集光させているが、集光された光のスポット径を、光の波長以下のサイズに絞り込むことはできない。他方、近接場発生部である金属導体は、例えば数十ナノメートル以下と、光の波長以下のサイズである。このため、集光されたレーザ光の大部分は近接場光の発生に寄与せず、光の利用効率が低いという技術的問題点がある。

【0097】

尚、「マイクロディスク」は、円盤に限定されるものではなく、盤状であればよい。本実施形態において「円盤」は、真円に限らず、例えば楕円等、丸みのある形状であればよい。

【0098】

（２−２）変形例
次に、第２実施例に係る近接場光デバイスの各種変形例について、図１３乃至図１６を参照して説明する。

【0099】

図１３に示す近接場光デバイス２の上面から下面に向かう方向に穴１３が形成されているマイクロディスク１４は、例えばＩｎＡｓ等からなる複数の量子ドット、或いは、複数の金属ナノパーティクルを含む、例えばＧａＡｓ基板により構成されている。このように構成すれば、該マイクロディスク１４に入射する光の吸収効率を向上させることができる。半導体基板はシリコン（Ｓｉ）ベースでもよく、金属ナノパーティクルは金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）等マイクロディスク１４に入射する入射光に応じて様々な種類の金属単体或いは合金を用いることができる。

【0100】

量子ドットのサイズを制御することにより、自由にバンドギャップを制御可能である。これにより任意の波長の光を効率的に吸収可能にマイクロディスク１４を設計することができる。例えば入射光にＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等からの白色光を用い、量子ドットのサイズに合った波長をマイクロディスク１４に吸収させることが可能である。これにより、入射光はレーザ光源以外の光源も利用可能となる。

【0101】

図１４に示す近接場光デバイス３では、マイクロディスクとして、マイクロディスクレーザ１５が用いられている。このように構成すれば、例えば光源や光導波路等を別途設ける必要がないので、実用上非常に有利である。

【0102】

図１５に示す近接場光デバイス４のマイクロディスク１６は、マイクロディスクレーザと、該マイクロディスクレーザの上に積層されたフォトニッククリスタル層と、により構成されている。このように構成すれば、マイクロディスク１６における光の閉じ込め効率を向上させることができる。尚、図１５に記載のマイクロディスクレーザには、例えば図１４に示したような穴があるマイクロディスクレーザが用いられている。

【0103】

マイクロディスクは、図１６（ａ）及び（ｂ）に示すように、円盤に穴が形成されたもの（図１６（ａ）は、図１２に記載の近接場光デバイス１に対応）に限られない。例えば図１６（ｃ）に示すように、ＧａＡｓ基板に、ＧａＡｓとは異なる材料（例えばシリコン（Ｓｉ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）等）の塊が埋め込まれることによって、マイクロディスクが形成されてもよい。また、図１６（ｄ）に示すように、側面に突起が形成された円盤を、マイクロディスクとしてもよい。更に、マイクロディスクは円盤に限らず、例えば図１６（ｅ）に示すように、ハート型等の円盤以外の形状であってよい。

【0104】

図１６（ｂ）以外の各例において、図１２で説明したのと同様、穴や突起（或いは角）の近傍又は突起（或いは角）に接するように金属ロッドを配置させる。前述した穴の場合と同様に、角の場合においてもマイクロディスク内に蓄えられるエネルギーの分布に偏りが生じ、角の近傍に金属ロッドを配置することでより大きなエネルギーを取り出すことができる。

【0105】

尚、図１６（ｃ）において、「ＧａＡｓ基板」及び「ＧａＡｓとは異なる材料の塊」は、夫々、本発明に係る「第１の部分」及び「第２の部分」の一例である。「第１の部分」及び「第２の部分」は上述の例に限らず、様々な材料の組み合わせが可能である。

【0106】

（２−３）応用例
次に、第２実施例に係る近接場光デバイスを、熱アシスト磁気記録における磁気ヘッドに用いた磁気記録について、図１７及び図１８を参照して説明する。図１７は、実施形態に係る近接場光デバイスを用いた磁気ヘッドに適用可能な態様の一例を示す図である。図１８は、実施形態に係る磁気ヘッドを用いた磁気記録の一例を説明する図である。

【0107】

図１７において、近接場光デバイスは、マイクロディスクレーザと、該マイクロディスクレーザの上面及び下面の両方に夫々積層されたクラッド層と、該マイクロディスクレーザに電力を供給するための電極と、を備えて構成されている。マイクロディスクの電極に外部電源（図示せず）から電力が供給されることにより、マイクロディスクレーザが発光する。マイクロディスクレーザは、例えば図１２乃至図１６に示した、いずれかの形状で構成されている。

【0108】

上述の如く構成されたマイクロディスクの側面には、金属ロッド（例えば図１２参照）の一例としての金粒子（Ａｕ Ｐａｒｔｉｃｌｅ）が誘電体により接続されている。マイクロディスクレーザと金粒子とは、近接場相互作用を及ぼす距離を保つように配置されている。また、マイクロディスクレーザの側面と金粒子とが接触していてもよい。

【0109】

次に、磁気記録の構成の一例を、図１８を参照して説明する。図１８に示す構成では、動作時に、入力信号に応じて近接場光デバイスの電極に電力が供給されることにより、マイクロディスクレーザが発光する。そして、マイクロディスクレーザが発光することに起因して、金粒子と、該金粒子と対向する磁気記録媒体の一部とが一体となり発生する近接場光により磁気記録媒体にエネルギーが与えられる。この結果、近接場光によりエネルギーを与えられた磁気記録媒体の微小領域の保磁力が下がり、書き込み磁極による磁気記録を容易に行うことが可能となる。他方、磁気記録媒体に記録された記録信号の読み出しは、読み取り磁極により行われる。

【0110】

尚、上述した第１実施例の各種構成の少なくとも一部と、上述した第２実施例の各種構成の少なくとも一部とが適宜組み合わせられてもよい。例えば、第１実施例の「発光層１２２」及び「ペグ１２３ａ」が第２実施例の「マイクロディスク１２」及び「金属ロッド１１」に相当し得ることを考慮すれば、第１実施例の近接場光デバイス１２０が備える発光層１２２が、第２実施例のマイクロディスク１２と同様に、穴１３を備えていてもよい。
以上の実施例に加えて、以下の付記を記載する。
（付記１０）
付記１０に記載の近接場光デバイスは、光を受光して内部にエネルギーを蓄えることが可能な、盤状の微小共振器と、前記微小共振器の側面に接するように、又は前記側面の近傍に、配置され、前記微小共振器に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部を取り出し可能な近接場光発生部と、を備え、前記微小共振器の形状は、有孔円盤であり、前記微小共振器に設けられた孔の中心は、前記微小共振器の上方から平面的に見て、前記微小共振器の上面の中心から離れていることを特徴とする近接場光デバイスである。
（付記１１）
付記１１に記載の近接場光デバイスは、前記微小共振器は、その内部に、複数の量子ドット又は複数の金属ナノパーティクルを含むことを特徴とする付記１０に記載の近接場光デバイスである。
（付記１２）
付記１２に記載の近接場光デバイスは、前記微小共振器は、マイクロディスク共振器を用いたレーザであることを特徴とする付記１０に記載の近接場光デバイスである。
（付記１３）
付記１３に記載の近接場光デバイスは、前記微小共振器は、マイクロディスク共振器を用いたレーザと、前記マイクロディスク共振器を用いたレーザの上に積層されたフォトニッククリスタル層と、を有することを特徴とする付記１０に記載の近接場光デバイスである。
（付記１４）
付記１４に記載の近接場光デバイスは、光を受光して内部にエネルギーを蓄えることが可能な、盤状の微小共振器と、前記微小共振器の側面に接するように、又は前記側面の近傍に、配置され、前記微小共振器に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部を取り出し可能な近接場光発生部と、を備え、前記微小共振器は、前記近接場光発生部と対向する尖端部を有することを特徴とする近接場光デバイスである。
（付記１５）
付記１５に記載の近接場光デバイスは、光を受光して内部にエネルギーを蓄えることが可能な、盤状の微小共振器と、前記微小共振器の側面に接するように、又は前記側面の近傍に、配置され、前記微小共振器に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部を取り出し可能な近接場光発生部と、を備え、前記微小共振器は、一の材料からなる第１の部分と、前記一の材料とは異なる他の材料からなる第２の部分と、を有することを特徴とする近接場光デバイスである。

【0111】

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う光デバイス、磁気ヘッド及び製造方法、並びに近接場光デバイスもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0112】

１、２、３、４ 近接場光デバイス
１１ 金属ロッド
１２、１４、１５、１６ マイクロディスク
１００ 磁気ヘッド
１１０ 磁気デバイス
１２０ 近接場光デバイス
１２１ 下部電極層
１２２ 発光層
１２３ 上部電極層
１２３ａ ペグ

【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】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】