特表 2024-509601 垂直共振器型面発光レーザ及びヘッドジンバル組立品並びに製作プロセス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-04

(54)【発明の名称】垂直共振器型面発光レーザ及びヘッドジンバル組立品並びに製作プロセス

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/183 20060101AFI20240226BHJP

   H01S 5/022 20210101ALI20240226BHJP

   H01S 5/02315 20210101ALI20240226BHJP

   G11B 21/21 20060101ALI20240226BHJP

   G11B 5/02 20060101ALI20240226BHJP

   G11B 5/60 20060101ALI20240226BHJP

【ＦＩ】

H01S5/183

H01S5/022

H01S5/02315

G11B21/21 C

G11B5/02 T

G11B5/60 P

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023555660

(86)(22)【出願日】2022-06-13

(85)【翻訳文提出日】2023-09-11

(86)【国際出願番号】 US2022033279

(87)【国際公開番号】W WO2022266001

(87)【国際公開日】2022-12-22

(31)【優先権主張番号】63/211,288

(32)【優先日】2021-06-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/211,302

(32)【優先日】2021-06-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】504056130

【氏名又は名称】ウェスタン デジタル テクノロジーズ インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100207837

【弁理士】

【氏名又は名称】小松原 寿美

(72)【発明者】

【氏名】松本 拓也

(72)【発明者】

【氏名】スタイプ、バリー シー．

【テーマコード（参考）】

5F173

【Ｆターム（参考）】

5F173AC00

5F173AD02

5F173AK21

5F173AP33

5F173AR99

5F173MA10

5F173MC30

5F173MD62

5F173MD74

5F173MD84

(57)【要約】

本開示の実施形態は、概して、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、ＶＣＳＥＬを取り付けるためのヘッドジンバル組立品、そのような物品を組み込んだデバイス、及びＶＣＳＥＬを形成するためのプロセスに関する。一実施形態では、ＶＣＳＥＬデバイスが提供される。ＶＣＳＥＬデバイスは、スライダに取り付けるためのチップであって、チップは、複数の表面及びノッチを有し、複数の表面は、スライダに面する下部表面と、下部表面の反対側の上部表面と、複数の側部表面と、を含む、チップを含み、ノッチは、下部表面からかつ上部表面に向かって間隔を空けた凹状のエッジを形成し、ノッチは、肩部、側部、及び肩部と側部との間の角度（θ１）を有する。ＶＣＳＥＬデバイスは、チップの複数の表面のうちの１つ以上の上に任意の組み合わせで位置付けられた２つのレーザダイオード電極を更に含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）デバイスであって、
スライダ上に取り付けるためのチップであって、前記チップが、複数の表面及びノッチを有し、前記複数の表面が、
前記スライダに面する下部表面と、
前記下部表面の反対側の上部表面と、
複数の側部表面と、を含む、チップと、
前記複数の表面のうちの１つ以上の上に任意の組み合わせで位置付けられた２つのレーザダイオード電極と、を備え、
前記ノッチが、前記下部表面からかつ前記上部表面に向かって間隔を空けた凹状のエッジを形成し、前記ノッチが肩部、側部、及び前記肩部と前記側部との間の角度（θ１）を有する、ＶＣＳＥＬデバイス。

【請求項2】

前記ノッチが、約１０μｍ～約５０μｍの深さを有するか、
前記角度（θ１）が、９０°より大きくかつ１８０°より小さいか、又は、
それらの組み合わせである、請求項１に記載のＶＣＳＥＬデバイス。

【請求項3】

前記角度（θ１）が、約１００°～約１６０°である、請求項２に記載のＶＣＳＥＬデバイス。

【請求項4】

前記角度（θ１）が１８０°であり、前記肩部及び前記側部が連続して平らな表面を形成している、請求項１に記載のＶＣＳＥＬデバイス。

【請求項5】

前記肩部が、前記下部表面と実質的に平行であり、前記側部が、前記肩部に実質的に垂直である、請求項１に記載のＶＣＳＥＬデバイス。

【請求項6】

第１のレーザダイオード電極の少なくとも一部が、前記ノッチの前記肩部及び前記側部の上に位置付けられている、請求項１に記載のＶＣＳＥＬデバイス。

【請求項7】

第２のレーザダイオード電極が、前記第１のレーザダイオード電極が位置付けられている側部表面とは異なる側部表面上に位置付けられている、請求項６に記載のＶＣＳＥＬデバイス。

【請求項8】

前記２つのレーザダイオード電極が、同じ側部表面上に位置付けられている、請求項６に記載のＶＣＳＥＬデバイス。

【請求項9】

請求項１に記載のＶＣＳＥＬデバイスを備える、磁気媒体ドライブ。

【請求項10】

垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）デバイスであって、
スライダ上に取り付けるためのチップであって、前記チップが、複数の表面を有し、前記複数の表面が、
前記スライダに面する前記チップの下部表面と、
前記下部表面の反対側の前記チップの上部表面と、
複数の側部表面と、を含み、前記複数の側部表面のうちの第１の側部表面が、前記下部表面に垂直な直線（α）から角度（θ３）をなして傾斜している、チップと、
前記チップの前記複数の表面のうちの１つ以上の上に任意の組み合わせで位置付けられた２つのレーザダイオード電極と、を備える、ＶＣＳＥＬデバイス。

【請求項11】

前記角度（θ３）が、約１０°以下である、請求項１０に記載のＶＣＳＥＬデバイス。

【請求項12】

前記角度（θ３）が、約５°以下である、請求項１１に記載のＶＣＳＥＬデバイス。

【請求項13】

少なくとも１つのレーザダイオード電極が、前記第１の側部表面上に位置付けられている、請求項１０に記載のＶＣＳＥＬデバイス。

【請求項14】

前記２つのレーザダイオード電極が、前記第１の側部表面上に位置付けられている、請求項１０に記載のＶＣＳＥＬデバイス。

【請求項15】

前記２つのレーザダイオード電極が、異なる側部表面上に位置付けられている、請求項１０に記載のＶＣＳＥＬデバイス。

【請求項16】

請求項１０に記載のＶＣＳＥＬデバイスを備える、磁気媒体ドライブ。

【請求項17】

ヘッドジンバル組立品であって、
サスペンションと、
前記サスペンション上に取り付けられたスライダと、
前記スライダ上に取り付けられた垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）デバイスであって、
前記スライダ上に取り付けるためのチップであって、前記チップが、複数の表面及びノッチを有し、前記複数の表面が、
前記スライダに面する前記チップの下部表面と、
上部表面の反対側の前記チップの上部表面と、
複数の側部表面と、を含む、チップと、
前記チップの前記複数の表面のうちの１つ以上の上に任意の組み合わせで位置付けられた２つのレーザダイオード電極と、を備える、ＶＣＳＥＬデバイスと、を備え、
前記ノッチが、前記下部表面からかつ前記上部表面に向かって間隔を空けた凹状のエッジを形成し、前記ノッチが肩部、側部、及び前記肩部と前記側部との間の角度（θ１）を有する、ヘッドジンバル組立品。

【請求項18】

前記２つのレーザダイオード電極が、前記サスペンションの１つ以上の電極に接続されている、請求項１７に記載のヘッドジンバル組立品。

【請求項19】

前記２つのレーザダイオード電極が、前記チップの異なる表面上に位置付けられている、請求項１７に記載のヘッドジンバル組立品。

【請求項20】

前記２つのレーザダイオード電極が、前記チップの同じ表面上に位置付けられている、請求項１７に記載のヘッドジンバル組立品。

【請求項21】

請求項１７に記載のヘッドジンバル組立品を備える、磁気媒体ドライブ。

【請求項22】

ヘッドジンバル組立品であって、
垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）デバイスであって、
スライダ上に取り付けるためのチップであって、前記チップが、複数の表面を有し、前記複数の表面が、
前記スライダに面する前記チップの下部表面と、
前記下部表面の反対側の前記チップの上部表面と、
複数の側部表面と、を含み、前記複数の側部表面のうちの第１の側部表面が、前記下部表面に垂直な直線（α）から角度（θ３）をなして傾斜している、チップと、
前記チップの前記複数の表面のうちの１つ以上の上に任意の組み合わせで位置付けられた２つのレーザダイオード電極と、を備える、ＶＣＳＥＬデバイスと、
前記チップの前記上部表面に結合された金属パッドと、を備える、ヘッドジンバル組立品。

【請求項23】

前記金属パッドの金属が、前記２つのレーザダイオード電極のうちの少なくとも１つの金属と接合されている、請求項２２に記載のヘッドジンバル組立品。

【請求項24】

前記ヘッドジンバル組立品が、サスペンションを更に備え、
前記２つのレーザダイオード電極が、前記サスペンションの１つ以上の電極に接続されている、請求項２２に記載のヘッドジンバル組立品。

【請求項25】

請求項２２に記載のヘッドジンバル組立品を備える、磁気媒体ドライブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本出願は、米国２０２１年６月１６日に提出された米国特許仮出願第６３／２１１，２８８号及び２０２１年６月１６日に提出された米国仮出願第６３／２１１，３０２号の優先権を主張し、それらの各々は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

（発明の分野）
本開示の実施形態は、概して、垂直共振器型面発光レーザ、垂直共振器型面発光レーザを取り付けるためのヘッドジンバル組立品、そのような物品を組み込んだデバイス、及び垂直共振器型面発光レーザを形成するためのプロセスに関する。

【背景技術】

【0003】

関連技術の説明
熱アシスト磁気記録（Heat-assisted magnetic recording、ＨＡＭＲ）は、磁気記録媒体の記録密度を向上させるエネルギーアシスト記録技術の一種である。ＨＡＭＲでは、レーザ源は、近接場トランスデューサ（near-field transducer、ＮＦＴ）を励起して磁気記録媒体の書き込み位置で熱を生成するレーザ源などの熱を生成するために、書き込み要素の隣又は近くに位置する。ＨＡＭＲに熱を提供する１つのアプローチには、垂直共振器型面発光レーザ（vertical cavity surface emitting laser、ＶＣＳＥＬ）を使用して、レーザ光を磁気記録ヘッドを通して磁気媒体に向けることが含まれる。ここで、ＶＣＳＥＬはスライダの上部表面に取り付けられ、１つ以上のレーザビームがＶＣＳＥＬの下部表面から放射され、ＨＡＭＲヘッド内の対応する数の導波管構造に向けられる。導波管構造はマルチモード干渉（multimode interference、ＭＭＩ）デバイスに送り込まれ、その後、ＭＭＩが、近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）に焦点を合わせるための導波管内にレーザを向ける。

【0004】

従来のＶＣＳＥＬは、他のレーザ、例えばエッジ発光レーザダイオードと比較してコストが削減されており、モードホッピングがないが、従来のＶＣＳＥＬでは、導波管とレーザの間の結合を最大化するためのアクティブ位置合わせが可能ではない。このようなアクティブ位置合わせの欠如は、ＶＣＳＥＬのレーザダイオード電極がスライダの上部表面に接続されているか、又は面している結果である。更に、ＶＣＳＥＬのレーザダイオード電極がスライダに接続されているため、スライダ製作時に複雑な裏面パターン化プロセスが典型的に採用される。

【0005】

新規かつ改良されたＶＣＳＥＬ、ＶＣＳＥＬを取り付けるためのヘッドジンバル組立品（head gimbal assembly、ＨＧＡ）、及びそのような部品を組み込んだデバイスが求められている。

【発明の概要】

【0006】

本開示の実施形態は、概して、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、ＶＣＳＥＬを取り付けるためのヘッドジンバル組立品、そのような物品を組み込んだデバイス、及びＶＣＳＥＬを形成するためのプロセスに関連する。

【0007】

一実施形態では、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）デバイスが提供される。ＶＣＳＥＬデバイスは、スライダに取り付けるためのチップであって、チップは、複数の表面及びノッチを有し、複数の表面は、スライダに面するチップの下部表面と、上部表面の反対側のチップの上部表面と、複数の側部表面と、を含む、チップを含み、ノッチは、下部表面から上部表面に向かって間隔を空けた凹状のエッジを形成し、ノッチは、肩部、側部、及び肩部と側部との間の角度（θ１）を有する。ＶＣＳＥＬデバイスは、チップの複数の表面のうちの１つ以上の上に任意の組み合わせで位置付けられた２つのレーザダイオード電極を更に含む。

【0008】

一実施形態では、ＶＣＳＥＬデバイスが提供される。ＶＣＳＥＬデバイスは、スライダに取り付けるためのチップであって、チップは、複数の表面を有し、複数の表面は、スライダに面するチップの下部表面と、下部表面の反対側のチップの上部表面と、複数の側部表面と、を含む、チップを含み、複数の側部表面のうちの第１の側部表面は、下部表面に垂直な線（α）から角度（θ３）をなして傾斜している。ＶＣＳＥＬデバイスは、チップの複数の表面の１つ以上の上に任意の組み合わせで位置付けられた２つのレーザダイオード電極を更に含む。

【0009】

別の実施形態では、ヘッドジンバル組立品が提供される。ヘッドジンバル組立品は、サスペンションと、サスペンションに取り付けられたスライダと、スライダに取り付けられたＶＣＳＥＬデバイスと、を含む。ヘッドジンバル組立品のＶＣＳＥＬデバイスは、スライダに取り付けるためのチップであって、チップは、複数の表面及びノッチを有し、複数の表面は、スライダに面するチップの下部表面と、上部表面の反対側のチップの上部表面と、複数の側部表面と、を含む、チップと、チップの複数の表面のうちの１つ以上に任意の組み合わせで位置付けられた２つのレーザダイオード電極と、を含み、ノッチは、下部表面からかつ上部表面に向かって間隔を空けた凹状のエッジを形成し、ノッチは、肩部、側部、及び肩部と側部との間の角度（θ１）を有する。

【0010】

別の実施形態では、ヘッドジンバル組立品が提供される。ヘッドジンバル組立品は、ＶＣＳＥＬデバイスであって、スライダに取り付けるためのチップであって、チップは、複数の表面を有し、複数の表面は、スライダに面するチップの下部表面と、下部表面の反対側のチップの上部表面と、複数の側部表面と、を含む、チップを含み、複数の側部表面のうちの第１の側部表面は、下部表面に垂直な線（α）から角度（θ３）をなして傾斜している、ＶＣＳＥＬデバイスと、チップの複数の表面のうちの１つ以上に任意の組み合わせで位置決めされた２つのレーザダイオード電極と、を備える。ヘッドジンバル組立品は、チップの上部表面に結合された金属パッドを更に含む。

【図面の簡単な説明】

【0011】

本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、簡潔に上で要約した本開示のより具体的な説明は、実施形態を参照することによってなされ得、それらのいくつかが添付の図面に例示されている。しかしながら、添付の図面は、本開示の典型的な実施形態のみを例示し、したがって、その範囲を限定するものと見なされるべきではなく、本開示が他の同等に有効な実施形態を認め得ることに留意すべきである。

【図1】本開示の少なくとも１つの実施形態による、ＨＡＭＲ磁気書き込みヘッドを含む例示的な磁気媒体ドライブの概略例示図である。

【図2】本開示の少なくとも１つの実施形態による、磁気ディスクに面したＨＡＭＲ書き込みヘッドの例の断面側面図の一部の実施形態の概略例示図である。

【図3A】本開示の少なくとも１つの実施形態による、レーザダイオード電極を含まないＶＣＳＥＬの表面を示している。

【図3B】本開示の少なくとも１つの実施形態による、そこに結合されたレーザダイオード電極を有する例示的ＶＣＳＥＬの側面図を示している。

【図3C】本開示の少なくとも１つの実施形態による、レーザダイオード電極が下部表面に延在している例示的ＶＣＳＥＬの底面図を示している。

【図4A】本開示の少なくとも１つの実施形態による、そこに例示的ＶＣＳＥＬを取り付けた例示的スライダの断面図（ダウントラック方向）の概略例示図である。

【図4B】本開示の少なくとも１つの実施形態による、図４Ａに示した例示的ＶＣＳＥＬの断面図（クロストラック方向）である。

【図5】本開示の少なくとも１つの実施形態による、例示的熱アシスト磁気記録ヘッドジンバル組立品の一部を斜視図である。

【図6A】本開示の少なくとも１つの実施形態による、例示的ＶＣＳＥＬが取り付けられた例示的スライダの斜視図の概略例示図である。

【図6B】本開示の少なくとも１つの実施形態による、図６Ａに示された例示的ＶＣＳＥＬの底面図である。

【図6C】本開示の少なくとも１つの実施形態による、レーザダイオード電極をＶＣＳＥＬの幅よりも小さい幅を有する単一のトレンチ内に配置された例示的ＶＣＳＥＬの斜視図である。

【図6D】本開示の少なくとも１つの実施形態による、レーザダイオード電極をＶＣＳＥＬの幅と実質的に同じサイズの単一のトレンチ内に配置された例示的ＶＣＳＥＬの斜視図である。

【図7A】本開示の少なくとも１つの実施形態による、例示的ＶＣＳＥＬの斜視図である。

【図7B】本開示の少なくとも１つの実施形態による、図７Ａに示された例示的ＶＣＳＥＬの底面図である。

【図8A】本開示の少なくとも１つの実施形態による、取り付けられた例示的ＶＣＳＥＬを有する例示的スライダの断面図の概略例示図である。

【図8B】本開示の少なくとも１つの実施形態による、例示的ＶＣＳＥＬの斜視図である。

【図8C】本開示の少なくとも１つの実施形態による、図８Ｂに示された例示的ＶＣＳＥＬの底面図である。

【図9A】ＶＣＳＥＬが取り付けられたスライダの断面図の概略例示図である。

【図9B】本開示の少なくとも１つの実施形態による、ＶＣＳＥＬが取り付けられたスライダの断面図（クロストラック方向）の概略例示図である。

【図9C】本開示の少なくとも１つの実施形態による、図９Ｂに示される例示的ＶＣＳＥＬの斜視図の概略例示図である。

【図9D】本開示の少なくとも１つの実施形態による、ＶＣＳＥＬが取り付けられたスライダの断面図（クロストラック方向）の概略例示図である。

【図9E】本開示の少なくとも１つの実施形態による、ＶＣＳＥＬが取り付けられたスライダの断面図（クロストラック方向）の概略例示図である。

【図9F】本開示の少なくとも１つの実施形態による、ＶＣＳＥＬが取り付けられたスライダの断面図（クロストラック方向）の概略例示図である。

【図10A】本開示の少なくとも１つの実施形態による、ＶＣＳＥＬの側部表面上に電極を形成するための例示的プロセスの選択された動作を示すプロセスフロー図である。

【図10B】本開示の少なくとも１つの実施形態による、ＶＣＳＥＬの側部表面上に電極を形成するための例示的プロセの選択された動作を示すフローチャートである。

【図11】本開示の少なくとも１つの実施形態による、ＶＣＳＥＬの側部表面上に電極を形成するための例示的プロセスの選択された動作を示すプロセスフロー図である。

【図12】本開示の少なくとも１つの実施形態による、ＶＣＳＥＬの側部表面上に電極を形成するための例示的プロセスの選択された動作を示すプロセスフロー図である。

【図13】本開示の少なくとも１つの実施形態による、ＶＣＳＥＬの側部表面上に電極を形成するための例示的プロセスの選択された動作を示すプロセスフロー図である。

【図14】本開示の少なくとも１つの実施形態による、ＶＣＳＥＬの側部表面上に電極を形成するための例示的プロセスの選択された動作を示すプロセスフロー図である。

【図15】本開示の少なくとも１つの実施形態による、ＶＣＳＥＬの側部表面上に電極を形成するための例示的プロセスの選択された動作を示すプロセスフロー図である。

【図16】本開示の少なくとも１つの実施形態による、ＶＣＳＥＬの側部表面上に電極を形成するための例示的プロセスの選択された動作を示すプロセスフロー図である。

【図17】本開示の少なくとも１つの実施形態による、ＶＣＳＥＬの側部表面上に電極を形成するための例示的プロセスの選択された動作を示すプロセスフロー図である。

【図18A】本開示の少なくとも１つの実施形態による、加工中に形成された側部壁の可変角度を示すウェハの一部である。

【図18B】本開示の少なくとも１つの実施形態による、加工後に形成されたＶＣＳＥＬ内の図１８Ａからの角度付き側部壁の場所を示している。

【図19】本開示の少なくとも１つの実施形態による、ＶＣＳＥＬの異なる側部にトレンチをエッチングするプロセスの変形を示している。

【0012】

理解を容易にするために、図面に共通する同一の要素を示すために、可能な限り、同一の参照番号を使用している。一実施形態で開示される要素は、特に断ることなく、他の実施形態に有益に利用され得ることが企図される。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本開示の実施形態は、概して、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、ＶＣＳＥＬを取り付けるためのヘッドジンバル組立品、及びそのような物品、例えば、磁気媒体ドライブ、を組み込んだデバイスに関連する。本明細書で説明されるＶＣＳＥＬを製作するためのプロセスについても説明する。

【0014】

発明者らは、従来のＶＣＳＥＬとは異なり、ＶＣＳＥＬのレーザダイオード電極をスライダに接続された表面とは異なるＶＣＳＥＬ表面上に置くなど、アクティブ位置合わせを可能にする新しい改良型ＶＣＳＥＬを発見した。簡単に言うと、及びいくつかの実施形態では、本明細書で説明されているＶＣＳＥＬは、スライダに取り付けるための多表面チップを含む。チップの第１の表面はスライダに面し、チップの第２の表面は第１の表面の反対側にあり、側部表面は、その上に２つのレーザダイオード電極が位置付けられるか又はそこに結合され得る。レーザダイオード電極はＶＣＳＥＬの側部表面上に結合又は位置付けられているため、ＶＣＳＥＬ及びＶＣＳＥＬを組み込んだデバイスの使用中にアクティブ位置合わせを達成することができる。加えて、本明細書で説明されたＶＣＳＥＬは、ＶＣＳＥＬを組み込んだスライダ及びＨＧＡの製造工程を簡素化し、コストを低減することができる。

【0015】

図１は、ＨＡＭＲ磁気書き込みヘッドを含む磁気媒体ドライブの特定の実施形態の概略例示図である。そのような磁気媒体ドライブは、単一のドライブ／デバイスであり得、複数のドライブ／デバイスを含み得る。例示を容易にするために、実施形態に従って単一のディスクドライブが示されている。ディスクドライブ１００は、スピンドル１１４で支持され、ドライブモータ１１８で回転可能な磁気ディスク１１２（少なくとも１つの回転可能な磁気記録媒体と呼ばれることがある）が少なくとも１つ含む。各磁気ディスク１１２上の磁気記録は、磁気ディスク１１２上の同心データトラック（図示せず）の環状パターンなどの、データトラックの任意の好適なパターンの形態である。

【0016】

少なくとも１つのスライダ１１３は、磁気ディスク１１２の近くに位置付けられる。各スライダ１１３は、１つ以上の読み取りヘッドとＨＡＭＲ書き込みヘッドなどの１つ以上の書き込みヘッドを含むヘッド組立品１２１（読み取り／記録ヘッド組立品など）を支持する。動作において、磁気ディスク１１２が回転すると、スライダ１１３はディスク表面１２２の上を放射状に出入りして移動するため、ヘッド組立品１２１は、必要なデータが書き込まれる磁気ディスク１１２の異なるトラックにアクセスし得る。各スライダ１１３は、サスペンション１１５によってアクチュエータアーム１１９に固着されている。サスペンション１１５は、スライダ１１３をディスク表面１２２に向かって付勢するわずかなばね力を提供する。各アクチュエータアーム１１９は、アクチュエータ１２７に固着されている。図１に示されるようなアクチュエータ１２７は、ボイスコイルモータ（ｖｏｉｃｅ ｃｏｉｌ ｍｏｔｏｒ、ＶＣＭ）であり得る。ＶＣＭは、固定磁場内で移動可能なコイルを含み、コイル移動の方向及び速度は、制御ユニット１２９によって供給されるモータ電流信号によって制御される。

【0017】

ディスクドライブ１００の動作中、磁気ディスク１１２の回転は、スライダ１１３とディスク表面１２２との間に空気軸受を生成し、これがスライダ１１３に上向きの力又は揚力を作用させる。したがって、空気軸受は、サスペンション１１５のわずかなばね力と相殺し、通常の動作中、スライダ１１３をディスク表面１２２から、小さい、実質的に一定の間隔だけ離して、ディスク表面１２２のわずかに上方で支持する。

【0018】

ディスクドライブ１００の各種構成要素は、アクセス制御信号及び内部クロック信号などの、制御ユニット１２９によって生成された制御信号によって動作制御される。典型的に、制御ユニット１２９は、論理制御回路、記憶手段、及びマイクロプロセッサを含む。制御ユニット１２９は、ライン１２３のドライブモータ制御信号及びライン１２８のヘッド位置及びシーク制御信号など、様々なシステム動作を制御するための制御信号を生成する。ライン１２８の制御信号は、スライダ１１３を磁気ディスク１１２の目的のデータトラックに最適に移動して位置付けるために、所望の電流プロファイルを提供する。書き込み及び読み取り信号は、記録チャネル１２５によってヘッド組立品１２１に、及びヘッド組立品１２１から通信される。図１の磁気媒体ドライブの特定の実施形態は、複数の媒体、又はディスク、複数のアクチュエータ、及び／又は複数のスライダを更に含み得る。

【0019】

図２は、磁気ディスク１１２に面するＨＡＭＲ書き込みヘッド２３０の断面側面図の特定の実施形態の概略例示図である。ＨＡＭＲ書き込みヘッド２３０は、図１で説明したヘッド組立品１２１の一部又は他の磁気媒体ドライブに使用される記録ヘッドに対応し得る。ＨＡＭＲ書き込みヘッド２３０は、磁気ディスク１１２に面した空気軸受表面（air bearing surface、ＡＢＳ）やガス軸受表面（gas bearing surface、ＧＢＳ）などの媒体対向表面（ＭＦＳ）を含む。図２に示すように、磁気ディスク１１２及びＨＡＭＲ書き込みヘッド２３０は、矢印２８２で指し示されている方向に相対的に移動する（方向を変える必要がある）。

【0020】

ＨＡＭＲ書き込みヘッド２３０は、前方シールド２３４と後方シールド２３８との間に配置された主極２３６を含む。主極２３６は、ＭＦＳにおける主極先端２３７を含むことができる。主極先端２３７は、前方テーパ及び／又は後方テーパを含むか又は含まなくてもよい。主極チップ２３６の周りの２６０コイルが主極先端２３７を励起し、磁気ディスク１１２の磁気媒体に影響を与える書き込み磁場を生成する。磁気ディスク１１２は回転可能にすることができる。いくつかの実施形態では、コイル２６０はらせん構造又は１つ以上のパンケーキ構造のセットである。前方シールド２３４及び／又は後方シールド２３８は、主極２３６の戻り極として作用することができる。磁気ディスク１１２は、ＨＡＭＲ書き込みヘッド２３０に隣接して、又はその下に位置付けられる。コイル２６０内の電流によって生成される磁場は、磁気ディスク１１２内のビットの磁化方向を制御するために使用される。

【0021】

ＨＡＭＲ書き込みヘッド２３０は、主極先端２３７が磁気書き込み磁場を記憶媒体に印加する場所に近接した場所に磁気ディスク１１２を加熱するための構造を含む。導波管２４２は、主極２３６と前方シールド２３４との間に位置付けられている。導波管２４２は、コア層及びコア層を囲むクラッディング層を含むことができる。導波管２４２は、例えば、紫外、赤外、可視光であり得る電磁放射の光源２７８からの光を伝導する。光源２７８は、例えばレーザダイオード、又は光線を導波管２４２に向けるための他の好適なレーザ光源であり得る。光源２７８を導波管２４２に結合するための様々な好適な技術を使用することができる。例えば、光源２７８は、光ファイバ及び外部光学系と組み合わせて光線を導波管２４２に向けるように働き得る。代わりに、光源２７８を導波管２４２に取り付けることができ、光線を外部の光学構成を必要とせずに導波管２４２に直接結合することができる。光線が導波管２４２に内に結合されると、光は導波管２４２を通って伝播し、矢印２８２に示すように、媒体がＨＡＭＲ書き込みヘッド２３０に対して移動すると、媒体の一部を加熱する。

【0022】

ＨＡＭＲ書き込みヘッド２３０は、導波管２４２の端部付近に熱を集中させるための近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）２８４を含む。ＮＦＴ２８４は、ＭＦＳの近く又はＭＦＳにある導波管２４２の中又は導波管２４２に隣接して位置付けられる。導波管２４２からの光はＮＦＴ２８４によって吸収され、ＮＦＴ２８４の外側に沿ってＭＦＳに向かって移動し、ＮＦＴ２８４の先端に電荷を集中させる表面プラズモンを励起し、これは次に磁気ディスクに容量結合し、ジュール加熱によって磁気ディスク１１２の正確な領域を加熱する。ＨＡＭＲ書き込みヘッドのＮＦＴ２８４で可能な設計の１つは、ディスク部分とディスクとＭＦＳとの間に延在するペグを有するロリポップ設計である。ＮＦＴ２８４は、主極２３６に近接して配置され得る。ＮＦＴ２８４は、相対的に熱的絶縁され得、共振している間にレーザ出力のかなりの部分を吸収することができる。

【0023】

上で論じた磁気媒体ドライブ及びＨＡＭＲ書き込みヘッドは、以下で説明するＶＣＳＥＬ及びＨＧＡの様々な実施形態を使用することができる。

【0024】

例示的ＶＣＳＥＬ及びＨＧＡ
本開示の実施形態は、ＶＣＳＥＬ及びＶＣＳＥＬを組み込んだＨＧＡにも関連する。ＶＣＳＥＬは、エッジ発光レーザダイオード（edge emitting laser diode、ＥＥＬＤ）と比較して、ＨＡＭＲの光源としての使用のための多くの重要な利点を有する。現在使用されているＥＥＬＤは、レーザのエッジ発光ファセット面をスライダの上部に直接接着するのが難しいため、典型的には、サブマウントに取り付けられる。このサブマウントは次にスライダに接着される。これに対し、従来のＶＣＳＥＬは、表面発光面にスライダの上部表面に対応する電極と一致する結合電極を有する。これらの電極は、レーザ補助はんだリフローによって接着することができ、レーザを通電するための電気接続としても機能する。サブマウントの必要性を排除することにより、光源コストを大幅に低減することができる。

【0025】

従来のＶＣＳＥＬは、他のレーザ、例えばエッジ発光レーザダイオード（ＥＥＬＤ）と比較してコストが低減されており、モードホッピングがないが、従来のＶＣＳＥＬでは、アクティブ位置合わせが可能ではない。これは、ＶＣＳＥＬのレーザダイオード電極がスライダの上部表面に接続されているか、又は面している結果である。本明細書で説明する実施形態は、最先端のＶＣＳＥＬとは異なり、アクティブ位置合わせを可能にする。

【0026】

図３Ａは、いくつかの実施形態によるＶＣＳＥＬ３００チップの表面を示す。ＶＣＳＥＬ３００は長方形のプリズム形態を有するように示されているが、立方体のような他の好適な形態又は形状が企画される。ＶＣＳＥＬ３００は、スライダに直接的又は間接的に結合できる第１の表面ａ（例えば、下部表面）と、第１の表面ａの反対側の第２の表面ｂ（例えば、上部表面）とを有する。他の面のうちの１つ以上、－第３の表面ｃ（例えば、背部表面）、第４の表面ｄ（例えば、側部表面）、第５の表面ｅ（例えば、側部表面）、及び第６の表面ｆ（例えば、前部表面）－は、１つ以上のレーザダイオード電極（図示せず）をその上に任意の組み合わせで位置付け又は結合するために利用される。第３の表面ｃ、第４の表面ｄ、第５の表面ｅ、第６の表面ｆは、ＶＣＳＥＬ３００の側部表面である。ＶＣＳＥＬの１つ以上の側部表面上に位置付けられる、又はそこに結合されるレーザダイオード電極の数は、１つ又は２つのレーザダイオード電極など、１、２、３、４、５、又は６つのレーザダイオード電極などの任意の好適な数とすることができる。

【0027】

いくつかの実施形態では、２つのレーザダイオード電極が同じ側部表面上に位置付けられるか、又はそこに結合される。例えば、２つのレーザダイオード電極は、第３の表面ｃ上に位置付けられるか、又はそこに結合されることができ、２つのレーザダイオード電極は、第４の表面ｄ上に位置付けられるか、そこに結合されることができ、２つのレーザダイオード電極は、第５の表面ｅ上に位置付けられるか、又はそこに結合することができ、若しくは、２つのレーザダイオード電極は、第６の表面ｆ上に位置付けられるか、又はそこに結合されることができる。

【0028】

いくつかの実施形態では、１つのレーザダイオード電極は、ＶＣＳＥＬの１つの表面上に位置付けられるか、又はそこに結合され、別のレーザダイオード電極が、任意の組み合わせで、ＶＣＳＥＬの異なる表面上に位置付けられるか、又はそこに結合される。例えば、非限定的な例として、一方のレーザダイオード電極は、第３の表面ｃ上に位置付けられるか又はそこに結合されることができ、他方のレーザダイオード電極は、第４の表面ｄ上に位置付けられるか又はそこに結合されることができ、又は、１つのレーザダイオード電極は、第３の表面ｃ上に位置付けられるか又はそこに結合されることができ、他方のレーザダイオード電極は、第５の表面ｅ上に位置付けられるか又はそこに結合されることができる。レーザダイオード電極をＶＣＳＥＬ３００に結合するための他の配向も企画される。

【0029】

本明細書で説明するＶＣＳＥＬは、様々な寸法を有し得る。例えば、いくつかの実施形態では、ＶＣＳＥＬの下部表面（例えば、第１の表面ａ）及び上部表面（例えば、第２の表面ｂ）は、約７５μｍ～約１５０μｍの高さ及び／又は約１００μｍ～約２５０μｍの長さを有する。ＶＣＳＥＬの側部表面は、同じ又は類似の寸法を有し得る。下部表面（例えば、第１の表面ａ）及び上部表面（例えば、第２の表面ｂ）の幅は、約１５０μｍ～約２００μｍなど、約１００μｍ～約２５０μｍとすることができ、及び／又は下部表面（例えば、第１の表面ａ）及び上部表面（例えば、第２の表面ｂ）の長さは、約１５０μｍ～約２００μｍなど、約１００μｍ～約２５０μｍとすることができる。ＶＣＳＥＬのより小さい又はより大きい寸法が企画される。様々な表面の寸法は、同じであっても異なっていてもよい。

【0030】

図３Ｂ及び図３Ｃは、それぞれ、いくつかの実施形態による、ＶＣＳＥＬ３００の側面図及び底面図の概略例示図である。上で説明したように、ＶＣＳＥＬ３００は、側部表面上に１つ以上のレーザダイオード電極を有する。図３Ｂに示す非制限例示図では、ＶＣＳＥＬ３００は、側部表面ｅ上に位置付けられるか、又はそこに結合された２つのレーザダイオード電極３０５（３０６）を有する。

【0031】

図３Ｃに示すように、複数のレーザ開口３０８ａ～３０８ｎがＶＣＳＥＬ３００の下部表面ａ上に配置されている。複数のレーザ開口の代わりに、単一のレーザ開口を利用できると企画されている。レーザ開口の数３０８ａ～３０８ｎは、スライダのスポットサイズコンバータの数と一致する。各々のレーザ開口３０８ａ～３０８ｎは、隣接するレーザ開口から約２μｍ～約１０μｍなど、約１μｍ～約２０μｍの距離３１２の間隔を空けることができる。より長い又はより短い距離３１２が企画される。レーザ開口３０８ａ～３０８ｎは、中心線を中心として位置合わせすることができ、複数のレーザ開口３０８Ａ～３０８ｎは対応する入力レーザに位置合わせすることができる。レーザ開口３０８ａ～３０８ｎは、キャビティの対応するレーザ開口と位置合わせすることもできる（図に示されていない）。図３Ｃに示すように、２つのレーザダイオード電極３０５、３０６は、ＶＣＳＥＬ３００の側部表面ｅから下部表面ａまで延在する。

【0032】

レーザ開口３０８ａ～３０８ｎの各々は、独立して、約１．５μｍ～約８μｍの直径を有し、２μｍ～１０μｍのピッチであり得るが、より大きい又はより小さい直径及びピッチも企画される。レーザ開口３０８ａ～３０８ｎの中心は、側部から約３５μｍ～約５０μｍの距離３２２だけ間隔を空けることができるが、より大きい又はより小さい距離３２２も企画される。レーザ開口３０８ａ～３０８ｎの中心は、レーザダイオード電極３０５、３０６から約７５μｍ～約９０μｍの距離３２４だけ間隔を空けることができるが、より大きい又はより小さい距離３２４も企画される。

【0033】

図４Ａ及び図４Ｂは、いくつかの実施形態による、ＶＣＳＥＬ４１０チップが取り付けられたスライダ４０４の断面図（それぞれ、ダウントラック方向及びクロストラック方向）の概略例示図４００である。図４Ａ及び図４Ｂに示される概略例示図は、ＨＧＡの一部であり得る。明確にするために、図４Ｂでは特定の特徴にラベルを付けていない。レーザダイオード電極４０５は、ＶＣＳＥＬ４１０の側部表面上に結合されるか、又はそこに位置付けられる。側部表面４１０ｅに結合されたレーザダイオード電極４０５が１つだけ示されているが、別のレーザダイオード電極（例えば、図６Ａに示すレーザダイオード電極４０６）は、ＶＣＳＥＬ４１０の同じ側部表面４１０ｅに結合される。レーザダイオード電極４０５、４０６は、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、ＶＣＳＥＬ４１０の側部表面４１０ｅからＶＣＳＥＬ４１０の下部表面４１０ａまで延在している。

【0034】

図４Ａを参照すると、ＶＣＳＥＬ４１０は、パッド４０１、パッド４０２、及びはんだ付け材料４０３を介してスライダ４０４に取り付けられる。パッド４０１及びパッド４０２は、各々独立して、金属含有層であり得る。スライダ４０４は、基板、例えばＡｌＴｉＣ基板、及び層４２４、例えばアルミナ含有層を含む。パッド４０１は、ＶＣＳＥＬ４１０の下部表面４１０ａに結合され、パッド４０２はスライダ４０４の上部表面４０４ａに結合される。パッド４０１、パッド４０２、及びはんだ付け材料４０３は、はんだ付け後に集合的に接点を形成することができる。はんだ付け材料４０３に加えて、又はその代わりに、導電性接着剤を使用することができる。

【0035】

ＶＣＳＥＬ４１０は、１つ以上のキャビティ４１５ａ～ｎを含み、これらを通って１つ以上のレーザビームがＶＣＳＥＬ４１０を出て、層４２４内に位置付けられた単一の出力導波管４１６に入る。例えば約１～約１６、例えば約３～約１２などの任意の好適な数のキャビティを使用することができる。より多くの又はより少ない数のキャビティも企画される。ＶＣＳＥＬ４１０によって放射される１つ以上のレーザビームの各々は、同じ周波数で動作することができ、位相コヒーレントであることができる。ＶＣＳＥＬ４１０によって放射される１つ以上のレーザビームの各レーザは、約１ｍＷ～約１０ｍＷなど、約２ｍＷ～約８ｍＷなど、約４ｍＷ～約６ｍＷなど、約０．５ｍＷ～約２０ｍＷの出力レベルを有することができる。より多くの又はより少ないパワーレベルも企画される。示されていないが、マルチモード干渉（ＭＭＩ）デバイスを使用し、スライダ４０４内に配置することができる。使用される場合、ＭＭＩデバイスは、キャビティ４１５ａ～４１４ｎから供給されるレーザ光を組み合わせ、単一の出力導波管４１６を介して単一のレーザを放射する。単一の出力導波管４１６は、ＭＭＩデバイスによって受け入れられる複数の入力レーザの組み合わせパワーを含むレーザ光をＭＭＩデバイスから放射することができる。単一出力モードは、光学的パワーを集中させてＮＦＴに結合するために利用することができる。

【0036】

スライダパッド４２５は、スライダ４０４の層４２４の表面に結合される。スライダパッド４２５は、第１のポリイミド層４３０、電極４０９、第２のポリイミド層４３２、及び湾曲部４１９を含む多層構造に結合される。スライダパッド４２５の多層構造への結合は、はんだ付け材料４０７によって成し遂げることができる。はんだ付け材料４０７に加えて、又はその代わりに、導電性接着剤を使用することができる。

【0037】

スライダ４０４を支持するサスペンション（その一部が示されている）は、スライダ４０４のパッド４０２と同じ表面、例えば上部表面４０４ａ上に配置されている。サスペンションは、湾曲部４１９及びロードビーム４１７を含む。ロードビームはサスペンションの本体である。湾曲部４１９はスライダ４０４を保持しており、湾曲部４１９はロードビーム４１７に固着されている。動作中、ロードビーム４１７は、ディンプル４１８を有するディスクに向かってスライダ４０４を押すことができる。湾曲部４１９とスライダ４０４との間には、ワイヤ及び／又は電極（例えば、電極４４０）を含むポリイミド層４２０が配置されている。ワイヤを含むポリイミド層４２０は、スライダ内の構成要素（磁気ヘッド、間隔制御用のヒータなど）に電流又は電圧を印加するため、又はセンサ（リーダ、接触センサ、熱センサ）からの信号をプリアンプに送信するためのものである。

【0038】

図５は、熱アシスト磁気記録ヘッドジンバル組立品５００の一部の斜視図である。ヘッドジンバル組立品５００は、図４Ａ及び図４Ｂに示されるＶＣＳＥＬ構造を含むが、ヘッドジンバル組立品は、本明細書で説明されて示される他のＶＣＳＥＬ構造とともに使用できることが企画される。ヘッドジンバル組立品５００は、上で論じた湾曲部４１９及びロードビーム４１７を含むサスペンション５０１を含む。ワイヤを含むポリイミド層４２０は、湾曲部４１９とスライダ４０４との間に位置付けられる。スライダ４０４上に取り付けられたＶＣＳＥＬ４１０は、ポリイミド層４２０の隣に位置付けられる。湾曲部４１９は、電極５０３，５０５を含む。図５に示す構成では、ＶＣＳＥＬは、レーザダイオード電極４０５及びレーザダイオード電極４０６がそれぞれ電極５０３ａ及５０３ｂに結合することができるように、スライダ上に位置付けられる。電極５０３ａ，５０３ｂは、レーザダイオード電極に電流を供給するように機能する。電極５０５は、スライダパッドに結合され、スライダ内の構成要素（例えば、磁気ヘッド、間隔制御用のヒータなど）に電流又は電圧を印加するように又はセンサ（リーダ、接触センサ、温度センサ）からプリアンプに信号を送信するために機能する。図４Ｂに示される電極４４０は電極５０３ａに対応し、図４Ａの電極４０９は電極５０５に対応する。図４Ｂに示すように、はんだ付け材料４３４を利用して、電極４４０をレーザダイオード電極４０５に結合することができる。

【0039】

図６Ａ及び図６Ｂは、図４Ａ及び図４Ｂに示すＶＣＳＥＬ４１０チップの斜視図及び底面図の概略例示図である。図６Ｃ及び図６Ｄは、ＶＣＳＥＬ４１０チップの非制限変形を例示する。図６Ａ～図６Ｄに示す配向では、レーザダイオード電極４０５、４０６はＶＣＳＥＬ４１０の側部表面４１０ｅ上に位置付けられるか、又はそこに結合される。レーザダイオード電極４０５、４０６は、ＶＣＳＥＬ４１０の側部表面４１０ｅからＶＣＳＥＬ４１０の下部表面４１０ａまで延在している。ＶＣＳＥＬ４１０の下部表面４１０ａに配置されたパッド４０１は、ＶＣＳＥＬ４１０をスライダ、例えば、スライダ４０４に結合するために利用される。いくつかの実施形態では、ＶＣＳＥＬ４１０の４１５ａ～４１４ｎのキャビティには、アクティブ層及びアクティブ層を挟む分散ブラッグリフレクタのような２つのリフレクタ層が含まれる。レーザダイオード電極４０５、４０６は、リフレクタ層又は基板のうちの１つに接続され得る。

【0040】

ＶＣＳＥＬ４１０、６１０、６２０の変形に関しては、電極を配置するトレンチの数と幅が可変であり得る。図６Ａに示すＶＣＳＥＬ４１０の場合、レーザダイオード電極４０５の一部が配置される第１のトレンチ６０１は、レーザダイオード電極４０６が配置される第２のトレンチ６０２から分離されている。

【0041】

図６Ｃに示されるＶＣＳＥＬ６１０を参照すると、レーザダイオード電極４０５、４０６は、ＶＣＳＥＬ６１０の幅よりも小さい幅を有する単一のトレンチ６１２内に配置される。同様に、図６Ｄに示されるＶＣＳＥＬ６２０に関して、レーザダイオード電極４０５、４０６は、ＶＣＳＥＬ６２０の幅と同じサイズ又は実質的に同じサイズの幅を有する単一のトレンチ６２２内に配置される。ＶＣＳＥＬ４１０と同様に、ＶＣＳＥＬ６１０及び６２０はパッド４０１を介してスライダ（例えば、スライダ４０４）上に位置付けることができる。更に、ＶＣＳＥＬ６１０及び６２０のレーザダイオード電極４０５及び４０６は、ＶＣＳＥＬ４１０のように、ＨＧＡの電極５０３ａ、５０３ｂと結合することができる。

【0042】

図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ、ＶＣＳＥＬ７１０チップの斜視図及び底面図の概略例示図である。パッド４０１、キャビティ４１５ａ～ｎ、及びサスペンション上の電極５０３ａ、５０３ｂなどの図７Ａ及び図７Ｂの様々な要素は、図４Ａ及び図４Ｂに関連して上で説明した要素と同じ又は類似であり得る。図７Ａ及び図７Ｂに示される配向では、レーザダイオード電極７０５、７０６は、ＶＣＳＥＬ７１０の２つの異なる表面、－それぞれ側部表面７１０ｅ及び７１０ｄ上に位置付け又はそこに結合される。レーザダイオード電極７０５、７０６は、ＶＣＳＥＬ７１０のそれらのそれぞれの側部表面から下部表面７１０ａまで延在する。

【0043】

図７Ｂを参照すると、レーザダイオード電極７０５は、ＨＧＡ（例えば、ヘッドジンバル組立品５００）のサスペンションの電極５０３ａに結合され、レーザダイオード電極７０６は、サスペンションの電極５０３ｂに結合される。ＶＣＳＥＬ７１０の下部表面７１０ａに配置された、パッド４０１は、ＶＣＳＥＬ７１０をスライダに結合するために利用される。ＶＣＳＥＬ７１０は、図４Ａ及び図４Ｂに示すスライダ４０４のようなスライダ上に位置付けることができるが、レーザダイオード電極７０５、７０６のスライダに対する配向は異なる。ＶＣＳＥＬ７１０チップの性質、特性、及び用途（例えば、ＨＧＡ組立品、磁気媒体ドライブなど）は、上記で説明したＶＣＳＥＬ４１０チップの性質、特性、及び用途と同じか、類似している可能性がある。

【0044】

図８Ａは、いくつかの実施形態による、ＶＣＳＥＬ８１０チップを取り付けたスライダ８０４の側面図８００の概略例示図である。概略例示図８００は、ＨＧＡの一部であり得る。図８Ｂ及び図８Ｃは、図８Ａに示すＶＣＳＥＬ８１０の斜視図及び底面図である。図８Ａ～図８Ｃは、ＶＣＳＥＬ８１０の前部表面８１０ｆにレーザダイオード電極が位置するＶＣＳＥＬの特殊なケースである。これらの実施形態では、サスペンションは、図８Ａに示すように二重層電極を含むことができるが、ＶＣＳＥＬ４１０、ＶＣＳＥＬ６１０、ＶＣＳＥＬ６２０、及びＶＣＳＥＬ７１０は、サスペンション上に単一層の電極を含む。

【0045】

図８Ａを参照すると、ＶＣＳＥＬ８１０は、パッド８０１、パッド８０２、及びはんだ付け材料８０３を介してスライダ８０４に取り付けられる。パッド８０１及びパッド８０２は、各々独立して、金属含有層であり得る。スライダ８０４は、基板、例えばＡｌＴｉＣ基板、及び層８２４、例えばアルミナ含有層を含む。パッド８０１は、ＶＣＳＥＬ８１０の下部表面８１０ａに結合され、パッド８０２はスライダ８０４の上部表面８０４ａに結合される。パッド８０１、パッド８０２、及びはんだ付け材料８０３は、はんだ付け後に集合的に接点を形成することができる。はんだ付け材料８０３に加えて、又はその代わりに、導電性接着剤を使用することができる。

【0046】

レーザダイオード電極８０５は、ＶＣＳＥＬ８１０の前部表面（例えば、前部表面８１０ｆ）上に結合されるか、又はそこに位置付けられる。１つのレーザダイオード電極８０５のみが前部表面８１０ｆに結合されて示されているが、別のレーザダイオード電極（例えば、図８Ｂに示されるレーザダイオード電極８０６）は、ＶＣＳＥＬ８１０の同じ前部表面８１０ｆに結合される。レーザダイオード電極８０５、８０６は、図８Ｂ及び図８Ｃに示すように、ＶＣＳＥＬ８１０の前部表面８１０ｆからＶＣＳＥＬ８１０の下部表面８１０ａまで延在している。

【0047】

ＶＣＳＥＬ８１０は、１つ以上のキャビティ８１５ａ～ｎを含み、これらを通って１つ以上のレーザビームがＶＣＳＥＬ８１０を出て、層８２４内に位置付けられた単一の出力導波管８１６に入る。例えば約１～約１６、例えば約３～約１２などの任意の好適な数のキャビティを使用することができる。より多くの又はより少ない数のキャビティも企画される。ＶＣＳＥＬ８１０によって放射される１つ以上のレーザビームの各々は、同じ周波数で動作することができ、位相コヒーレントであることができる。ＶＣＳＥＬ８１０によって放射される１つ以上のレーザビームの各レーザは、約０．５ｍＷ～約２０ｍＷ、例えば約１ｍＷ～約１０ｍＷ、例えば約２ｍＷ～約８ｍＷ、例えば約４ｍＷ～約６ｍＷ出力レベルを有することができる。より多くの又はより少ないパワーレベルも企画される。示されていないが、マルチモード干渉（ＭＭＩ）デバイスを使用し、スライダ８０４内に配置することができる。使用される場合、ＭＭＩデバイスは、キャビティ８１５ａ～８１４ｎから供給されるレーザ光を組み合わせ、単一の出力導波管８１６を介して単一のレーザを放射する。単一の出力導波管８１６は、ＭＭＩデバイスによって受け入れられる複数の入力レーザの組み合わせパワーを含むレーザ光をＭＭＩデバイスから放射することができる。単一出力モードは、光学的パワーを集中させてＮＦＴに結合するために利用することができる。

【0048】

図８Ａを参照すると、スライダパッド８２５は、スライダ８０４の層８２４の表面に結合される。スライダパッド８２５及びレーザダイオード電極８０５は、下部電極８０９ａを含む積層構造と、下部電極８０９ａの上に配置されたポリイミド層８１１と、ポリイミド層８１１上に配置された上部電極８０９ｂと、に結合されている。スライダパッド８２５及びレーザダイオード電極８０５を多層構造に結合することは、それぞれはんだ付け材料８０７ａと８０７ｂにより成し遂げられ得る。はんだ付け材料８０７ａ、８０７ｂに加えて、又はその代わりに、導電性接着剤を使用することができる。また、レーザダイオード電極８０６は、レーザダイオード電極８０５と同じ、又は類似の方式で多層構造に結合される。

【0049】

スライダ８０４を支持するサスペンション（その一部が示されている）は、スライダ８０４のパッド８０２と同じ表面、例えば上部表面８０４ａ上に配置されている。サスペンションの一部を図８Ａに示す。サスペンションは、湾曲部８１９及びロードビーム８１７を含む。ロードビームはサスペンションの本体である。湾曲部８１９はスライダ８０４を保持しており、湾曲部８１９はロードビーム８１７に固着されている。動作中、ロードビーム８１７は、ディンプル８１８を有するディスクに向かってスライダ８０４を押すことができる。湾曲部８１９とスライダ８０４との間には、ワイヤを含むポリイミド層８２０が配置されている。ワイヤ層は、スライダ内の構成要素（磁気ヘッド、間隔制御用のヒータなど）に電流又は電圧を印加するため、又はセンサ（リーダ、接触センサ、熱センサ）からの信号をプリアンプに送信するためのものである。ＶＣＳＥＬ８１０の底面図（図８Ｃ）には、サスペンション上に電極８２１ａ、８２１ｂが示されている。図８Ｃでは、８２１ａ及び８２１ｂの電極が上側電極８０９ｂに対応する。図８Ｃは、例えばＶＣＳＥＬ８１０のクロストラック方向及びダウントラック方向の方向移動も示す。

【0050】

図４Ａとの１つの違いは、図４Ａに示すものと同じ形式でレーザダイオード電極８０５、８０６が多層構造に結合していないことである。ＶＣＳＥＬ８１０は、図５に示すものと同様の好適な方式でＨＧＡ上に位置付けられ得る。ＶＣＳＥＬ８１０チップの性質、特性、及び用途（例えば、ＨＧＡ組立品、磁気媒体ドライブなど）は、上記で説明したＶＣＳＥＬ４１０チップの性質、特性、及び用途と同じか、類似している可能性がある。

【0051】

本明細書で説明されているＶＣＳＥＬは、例えば、使用中に導波管（例えば、導波管２４２又は単一出力導波管８１６）とレーザとの間の結合を最大化するためのアクティブ位置合わせを可能にする。本明細書で説明されているＶＣＳＥＬは、ＥＥＬＤの出力ビームよりも大きく、より円形である出力ビームを有し、これにより位置合わせ公差及びスライダスポットサイズコンバータへの結合効率が増加する。更に、本明細書で説明されているＶＣＳＥＬは、例えば、１つの縦モード及びＤＢＲミラー選択性を有する非常に短いキャビティ長により、モードホップのない動作を有するが、ＥＥＬＤはモードホップを蒙る。モードホッピングにより、記録プロセス中にレーザ出力のわずかな変化（典型的に１～２％）が突然生じる可能性がある。ＶＣＳＥＬは製造時にバーンインを必要としないため、コストを更に削減する。ＶＣＳＥＬのキャビティ長はＥＥＬＤよりも短く、レーザはスライダの上部に取り付けられているため、全体の高さが低くなり、ディスク間の間隔が低減し、ディスクの数がし、ＨＤＤの容量を増加させる。

【0052】

はんだ付けのために金属パッド（例えば、パッド４０１）の周りにトレンチ又は突起を利用し得る。ＶＣＳＥＬとスライダ（例えば、スライダ４０４）と間のはんだは、はんだ付けプロセス中に膨張し、ＶＣＳＥＬのレーザダイオード電極に接触する場合がある。いくつかの実施形態では、かつはんだ（例えば、はんだ付け材料４０３）がＶＣＳＥＬのレーザダイオード電極に接触するのを防ぐ（又は少なくとも緩和する）ために、はんだ付けのためにパッドの周囲にトレンチ又は突起が形成され得る。トレンチの深さは、例えば約１０μｍであり得るが、それはより大きくてもより小さくてもよい。突起の高さは、金属層の厚さにはんだの厚さを加えたものに等しくすることができるが、それはより大きくてもより小さくてもよい。いくつかの実施形態では、絶縁層がトレンチ又は突出領域の上又は近くに堆積されている場合がある。

【0053】

いくつかの実施形態では、パッドが電気的に絶縁又は接地されている場合に、取り付けのために、レーザダイオード電極のうちの少なくとも１つをパッドと接合することができる。例えば、レーザダイオード電極と取り付け用パッドの間隔はほぼゼロであり得る。

【0054】

凹状特徴又はノッチを備えた例示的ＶＣＳＥＬ
本明細書で説明されている実施形態は、概して、凹状の特徴（ノッチ）を有するＶＣＳＥＬ、及びそのようなＶＣＳＥＬを組み込んだＨＧＡにも関する。図９ＡのＶＣＳＥＬ９１０チップなど、下部表面が平らなＶＣＳＥＬは、時々電気的短絡を起こし得る。図９Ａの概略例示図９００に示すように、レーザダイオード電極９０５のエッジ９０８は、スライダ９０４の上に位置付けられた絶縁層９０１に接触している。はんだ付け材料９３４を利用して、レーザダイオード電極９０５をサスペンションの電極９０３に結合する。絶縁層９０１にピン穴や亀裂を有する場合、はんだ付け材料がスライダ９０４に接触し、電気的短絡を引き起こす可能性がある。

【0055】

発明者らは、凹状の特徴又はノッチを有するＶＣＳＥＬが、電気的短絡の発生を排除するか、又は少なくとも緩和することができることを見出した。図９Ｂは、いくつかの実施形態による、ＶＣＳＥＬ４１０チップが取り付けられたスライダ４０４の断面図（クロストラック方向）の概略例示図９５０である。図９Ｂに示される概略例示図は、ＨＧＡの一部であり得る。更に、図９Ｂの実施形態に示される様々な特徴は、本明細書で説明される他の実施形態とともに使用することができる。レーザダイオード電極４０５は、ＶＣＳＥＬ４１０チップの側部表面上に結合されるか、又はそこに位置付けられる。レーザダイオード電極４０５が１つだけ示されているが、別のレーザダイオード電極（例えば、図６Ａに示すレーザダイオード電極４０６）は、ＶＣＳＥＬ４１０の同じ側部表面に結合され得る。レーザダイオード電極４０５、４０６は、図６Ａ及び６Ｂに示すように、ＶＣＳＥＬ４１０の側部表面４１０ｅからＶＣＳＥＬ４１０の下部表面４１０ａまで延在し得る。ＶＣＳＥＬ４１０は、はんだ付け材料９５４以外にパッド及びはんだ付け材料などによってスライダ４０４に取り付けられる（図には示されていない）。図９Ｂに示すように、スライダ４０４とＶＣＳＥＬ４１０との間に絶縁層９５１が位置付けられる。はんだ付け材料９５４を利用して、レーザダイオード電極９０５をサスペンションの電極９０３に結合する。

【0056】

ＶＣＳＥＬ４１０チップは、高さ（Ｈ１）及び深さ（Ｄ１）を有するノッチ９５２を含む。ノッチ９５２は、少なくとも側部表面４１０ｅの一部に沿って延在する幅Ｗ１（図９Ｃに示す）を有する。ノッチ９５２は、深さＤ１の肩部９５２ａと、スライダ４０４及び絶縁層９５１から間隔を空けた凹状のエッジ９５６を形成する高さＨ１の側部９５２ｂとを有する。ノッチ９５２は、肩部９５２ａと側部９５２ｂとの間の角度θ１を有する。肩部９５２ａは、ＶＣＳＥＬ４１０チップの下部表面４１０ａと平行にすることも、又は実質的に平行にすることもできる。側部９５２ｂは、ＶＣＳＥＬ４１０チップの側部表面４１０ｅと平行にすることも、又は実質的に平行にすることもできる。したがって、肩部９５２ａ及び側部９５２ｂは、垂直にすることも又は実質的に垂直にすることもできる。肩部９５２ａ及び側部９５２ｂの各々は、必要に応じてテーパにすることも又は実質的にテーパにすることもできる。他の例では、ノッチ９５２は、他の好適な形状又はプロファイルを有し得る。

【0057】

いくつかの例では、図９Ｄ及び図９Ｅに関連して以下で更に説明するように、肩部９５２ａは、ＶＣＳＥＬ４１０チップの下部表面４１０ａと平行でなくてもよいか、若しくは実質的に平行でなくてもよく、及び／又は肩部９５２ａ及び側部９５２ｂは、互いに垂直でなくてもよいか、若しくは実質的に垂直でなくてもよい。

【0058】

ノッチ９５２の深さＤ１は、約１０μｍ以下など、約８μｍ以下など、約５μｍ以下など、約３μｍ以下など、例えば約２０μｍ以下とすることができるが、深さＤ１はそれより大きくても小さくてもよい。いくつかの実施形態では、Ｄ１は、ＶＣＳＥＬ４１０チップ上で必ずしも均一ではない。Ｄ１は、Ｄ１がいくつかの場所でＶＣＳＥＬ４１０チップの幅全体に延在し得る場合などでは、約１０μｍ～約３００μｍなど、約２０μｍ～約２５０μｍ、約１５μｍ～約１５０μｍ、又は約５０μｍ～約２００μｍなど、１０μｍより大きくてもよい。ノッチ９５２の高さＨ１は、約５μｍ～約１５μｍなど、又は約２０μｍ～約４０μｍなどの、約５μｍ以上及び／又は約５０μｍ以下とすることができるが、高さＨ１はそれより大きくても小さくもよい。いくつかの実施形態では、レーザダイオード電極４０５、４０６の各々の高さＨ１は、同じであっても異なっていてもよい。例えば、レーザダイオード電極４０５の高さＨ１は、レーザダイオード電極４０６の高さＨ１より大きくてもよく、その逆でもよい。

【0059】

レーザダイオード電極４０５の少なくとも一部はＶＣＳＥＬ４１０チップの表面上に配置されるため、レーザダイオード電極４０５はノッチを有する。すなわち、レーザダイオード電極４０５は、ノッチ９５２の肩部９５２ａ上に配置された表面を有し、ノッチ９５２の側部９５２ｂ上に位置付けられた異なる表面を有する。

【0060】

図９Ｂに示されるように、ＶＣＳＥＬ４１０チップ及びそれに取り付けられたレーザダイオード電極４０５は、図９Ａに示される位置に対して凹状である。図示されていないが、パッド（パッド４０１など）がＶＣＳＥＬ４１０の下部表面４１０ａ上に配置され、ＶＣＳＥＬをスライダ４０４に結合するために使用される。そのような配列を図４Ｂに示す。加えて、レーザダイオード電極４０５は、パッド４０１に対してわずかに凹状であってもよい（図４Ｂにも示されている）。図９Ｂに示すように、ＶＣＳＥＬ４１０の下部表面４１０ａ上に配置されたパッド４０１は、ＶＣＳＥＬ４１０をスライダ、例えば、スライダ４０４に結合するために利用される。サスペンション電極９５３をレーザダイオード電極４０５に結合するはんだ付け材料９５４は、はんだ付け材料が絶縁層９５１に触れないように、凹部エッジ９５６の一部を充填する。はんだ付け材料９５４と絶縁層９５１との間に存在する負の空間（又は空の空間）は、電気的短絡の発生を防止又は少なくとも緩和することができる。高さＨ３は、サスペンション電極９５３の上部表面と絶縁層９５１又はスライダ４０４の上部表面との間の高さ、又は距離を指す。いくつかの例では、ノッチの高さ（Ｈ１）は、高さＨ３と同じか、又はそれに近い。ノッチ（Ｈ１）の高さは、Ｈ３より大きくても小さくてもよく、Ｈ１は約Ｈ３±１０μｍ～約Ｈ３±３０μｍなど、約Ｈ３±１０μｍ～約Ｈ３±２０μｍなどの場合である。しかしながら、ノッチ（Ｈ１）の高さは、例えば、サスペンション電極９５３の高さ又ははんだ付け材料９３４のサイズに基づいて、より大きくてもより小さくてもよい。

【0061】

レーザダイオード電極４０５の下部表面と絶縁層９５１、又はスライダ４０４の上部表面との間の間隔は、同じであっても異なっていてもよい。図９Ｂに示すように、レーザダイオード電極４０５の下部表面（最下表面）は、絶縁層９５１又はスライダ４０４の上部表面に触れる。場合によっては、レーザダイオード電極４０５の下部表面と絶縁層９５１又はスライダ４０４の上部表面との間に間隔が存在してもよい。ＶＣＳＥＬ４１０チップは、接触パッド（例えば、パッド８０１）を用いてスライダに固着されており、レーザダイオード電極４０５は、接触パッドに対してわずかに凹状であってもよい。

【0062】

いくつかの例では、例えば、レーザと導波管（例えば、導波管２４２又は単一出力導波管８１６）との間の結合効率を増加させるために、レーザ開口（例えば、複数のレーザ開口３０８ａ～３０８ｎ）とスライダ（例えば、スライダ４０４）との間の距離を最小化することができる。すなわち、レーザダイオード電極４０５と絶縁層９０１又はスライダ４０４との間に間隔がないことを利用して、レーザと導波管との間の結合効率を増加させることができない。

【0063】

他の例では、レーザダイオード電極４０５が絶縁層９０１（又はスライダ４０４）に触れる場合など、接触パッド（例えば、パッド８０１）と絶縁層９０１（又はスライダ４０４）との間にギャップがあってもよく、パッド８０１と絶縁層９０１（又はスライダ４０４）との間の接着強度が低下する可能性がある。この問題を緩和又は回避するために、レーザダイオード電極４０５の最下表面は、パッド８０１に対してわずかに凹状であってもよく（例えば、約０．２μｍ～約２μｍ、例えば約０．５μｍ～約１μｍ）、したがって、レーザダイオード電極４０５の最下表面は常にパッド８０１にある。そのような場合、例えば、レーザダイオード電極４０５と絶縁層９５１（又はスライダ４０４）の上部表面との間に小さな間隔が存在してもよい。加えて、又は代わりに、レーザダイオード電極４０５、４０６の各々の下部表面と絶縁層９０１（又はスライダ４０４）の上部表面との間の間隔は、同じであっても異なっていてもよい。例えば、レーザダイオード電極４０５が上部反射層に接続され、レーザダイオード電極４０６が下部反射層又は基板に接続される場合、レーザダイオード電極４０５とスライダ４０４との間の間隔は、レーザダイオード電極４０６とスライダ４０４との間の間隔よりも小さくてもよく、あるいはその逆でもよい。

【0064】

図９Ｃは、図９Ｂに示されるＶＣＳＥＬ４１０チップの斜視図の概略例示図９８０である。図９Ｃに示す配向では、レーザダイオード電極４０５、４０６はＶＣＳＥＬ４１０の側部表面４１０ｅ上に位置付けられるか、又はそこに結合されている。レーザダイオード電極４０５、４０６は、ＶＣＳＥＬ４１０の側部表面４１０ｅからＶＣＳＥＬ４１０の下部表面４１０ａまで延在している。図９Ｂに示すように、ＶＣＳＥＬ４１０の下部表面４１０ａ上に配置されたパッド４０１は、ＶＣＳＥＬ４１０をスライダ、例えば、スライダ４０４に結合するために利用される。レーザダイオード電極４０５、４０６は、ＶＣＳＥＬ４１０の幅と同じサイズ又は実質的に同じサイズの幅Ｗ１を有する単一のトレンチ９８２内に配置される。代替的に、レーザダイオード電極４０５、４０６を異なるトレンチに配置することもできる。幅Ｗ２は、レーザダイオード電極４０５、４０６の中心間を表す。いくつかの例では、幅Ｗ２は、Ｗ１の、Ｗ１の約３５％～約５５％など、約４０％～約５０％など、約２５％～約６５％とすることができるが、幅Ｗ２はより大きくても小さくてもよい。高さＨ５は、約５０μｍ～約２５０μｍなど、約７５μｍ～約２００μｍなど、約１００μｍ～約１５０μｍなど、約２０μｍ～約３００μｍとすることができるが、高さＨ５は大きくても小さくてもよい。本明細書で説明する他のＶＣＳＥＬと同様に、ＶＣＳＥＬ４１０のレーザダイオード電極４０５及び４０６は、ＨＧＡの電極５０３ａ、５０３ｂに結合することができる。

【0065】

上で説明したように、ノッチ９５２は、肩部９５２ａ、側部９５２ｂ、及び角度θ１を有する。図９Ｄ及び図９Ｅは、それぞれ、図９Ｂに示されるＶＣＳＥＬ４１０チップの概略例示図９８５及び９９０であり、肩部９５２ａ及び側部９５２ｂが垂直でないか、又は実質的に垂直ではない。すなわち、角度θ１は９０°でなくてもよく、あるいは実質的に９０°でなくてもよい。いくつかの例では、角度θ１は、約９０°～約１８０°など、約９５°～約１７０°など、約１００°～約１６０°など、約１１０°～約１５０°など、約１２０°～約１４０°約９０°以上及び／又は約１８０°以下であり得る。明確にするために、図９Ｄ及び図９Ｅでは特定の特徴のみにラベルを付けている。図９Ｅはまた、肩部９５２ａがＶＣＳＥＬ４１０チップの下部表面４１０ａに対して平行でないか、又は実質的に平行でなくてもよいことを指し示している。

【0066】

他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、図９Ｂ～図９Ｅのいずれかに示される角度θ１は、任意の好適な角度、約０°～２７０°など、０°、５°、１０°、１５°、２０°、２５°、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、５５°、６０°、６５°、７０°、７５°、８０°、８５°、９０°、９５°、１００°、１０５°、１１０°、１１５°、１２０°、１２５°、１３０°、１３５°、１４０°、１４５°、１５０°、１５５°、１６０°、１６５°、１７０°、１７５°、１８０°、１８５°、１９０°、１９５°、２００°、２０５°、２１０°、２１５°、２２０°、２２５°、２３０°、２３５°、２４０°、２４５°、２５０°、２５５°、２６０°、２６５°、２７０°など、又はそれらの範囲であり得る。前述の数値の各々前に、「約」、「少なくとも約」、「約未満」、又は「約以上」という単語を付けることができ、前述の数値はいずれも、オープンエンド範囲を説明するために単独で使用することも、クローズエンド範囲を説明するために組み合わせて使用することもできる。

【0067】

少なくとも１つの実施形態では、肩部９５２ａ及び側部９５２ｂは、肩部９５２ａ及び側部９５２ｂが区別されないように、連続した平らな表面である。そのような例では、角度θ１は１８０°である。

【0068】

少なくとも１つの実施形態では、角度θ１は１８０°を超え、約１８０°以上及び／又は約２７０°以下など、約１９０°～約２６０°など、約２００°～約２５０°など、約２１０°～約２４０°など、約２２０°～約２３０°などである。

【0069】

図９Ｆは、２つ以上のノッチを有するＶＣＳＥＬ４１０チップの一例の概略例示図９９５である。２つのノッチが示されているが、ＶＣＳＥＬ４１０チップは、３つのノッチ又は４つのノッチなど、３つ以上のノッチを有してもよい。明確にするために、図９Ｆでは特定の特徴のみにラベルを付けている。ノッチ９５２が示されている。第２のノッチ９５５も、ノッチ９５２と同じ一般的な特徴を有するように示されている。例えば、第２のノッチ９５５は、深さＤ２の肩部９５５ａと、スライダ４０４及び絶縁層９５１から間隔を空けた凹状のエッジ９５７を形成する高さＨ２の側部９５２ｂとを有する。第２のノッチ９５５は、角度θ２を有する。肩部９５５ａは、ＶＣＳＥＬ４１０チップの下部表面４１０ａと平行にすることも、又は実質的に平行にすることもできる。側部９５５ｂは、ＶＣＳＥＬ４１０チップの側部表面４１０ｅと平行にすることも、又は実質的に平行にすることもできる。したがって、肩部９５５ａ及び側部９５５ｂは、垂直にすることも又は実質的に垂直にすることもできる。肩部９５５ａ及び側部９５５ｂの各々は、必要に応じてテーパにすることも又は実質的にテーパにすることもできる。他の例では、第２のノッチ９５５は、他の好適な形状又はプロファイルを有し得る。

【0070】

いくつかの例では、ノッチ９５２（図９Ｄ及び図９Ｅ）に関して上で説明したものと同様の方法で、肩部９５５ａは、ＶＣＳＥＬ４１０チップの下部表面４１０ａと平行でなくてもよく、又は実質的に平行でなくてもよく、及び／又は肩部９５５ａ及び側部９５５ｂは、互いに垂直でなくてもよく、又は互いに実質的に垂直でなくてもよい。すなわち、角度θ２は９０°でなくてもよく、あるいは実質的に９０°でなくてもよい。

【0071】

いくつかの例では、角度θ２は、約９０°～約１８０°など、約９５°～約１７０°など、約１００°～約１６０°など、約１１０°～約１５０°など、約１２０°～約１４０°など、約９０°以上及び／又は約１８０°以下であり得る。他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、図９Ｆに示される角度θ２は、任意の好適な角度、約０°～２７０°など、０°、５°、１０°、１５°、２０°、２５°、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、５５°、６０°、６５°、７０°、７５°、８０°、８５°、９０°、９５°、１００°、１０５°、１１０°、１１５°、１２０°、１２５°、１３０°、１３５°、１４０°、１４５°、１５０°、１５５°、１６０°、１６５°、１７０°、１７５°、１８０°、１８５°、１９０°、１９５°、２００°、２０５°、２１０°、２１５°、２２０°、２２５°、２３０°、２３５°、２４０°、２４５°、２５０°、２５５°、２６０°、２６５°、２７０°など、又はそれらの範囲であり得る。前述の数値の各々前に、「約」、「少なくとも約」、「約未満」、又は「約以上」という単語を付けることができ、前述の数値はいずれも、オープンエンド範囲を説明するために単独で使用することも、クローズエンド範囲を説明するために組み合わせて使用することもできる。

【0072】

いくつかの例では、角度θ１及び角度θ２は同じであっても異なっていてもよい。必要に応じて、図９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ、及び９Ｆの様々な特徴を組み合わせることができる。

【0073】

凹状の特徴、又はノッチは、以下で説明する１つ以上の製作プロセスによって、本明細書で説明するＶＣＳＥＬ内に製作することができる。例えば、図１５の浅いトレンチ１５０５ａは、図９Ｃのトレンチ９８２に対応することができる。

【0074】

例示的製作プロセス
本開示は、本明細書で説明される１つ以上のＶＣＳＥＬの一部を形成するための製作プロセスにも関する。図１０Ａは、ＶＣＳＥＬの側部表面上に電極を形成するための例示的なプロセス１０５０（図１０Ｂ）中の基板上での選択された動作を示すプロセスフロー図である。

【0075】

このプロセスは、基板１０００ａを選択することから始まる。基板は、好適な基板材料１００１から形成され得る。基板材料１００１に好適な材料には、Ｇａ、Ａｓ、Ａｌ、Ｉｎ、それらの合金、及びそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。例示的な、基板材料１００１に好適な材料の例としては、ＧａＡｓ、ＡｌＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＮ、ＧａＡｓＮ、ＧａＡｓＰ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰが挙げられるが、これらに限定されない。

【0076】

次いで、動作１０５５において、基板材料１００１が好適な方法によってエッチングされてトレンチ１００５が形成される。ウェハ１０００ｂを形成するためのこのエッチングプロセスは、単一段階エッチング処理又は多段階エッチング処理（例えば、２段階エッチング処理、３段階エッチング処理、又はそれ以上の段階）とすることができる。多エッチング処理の各段階でエッチングされる領域は異なり得る。エッチングは、ウェットエッチャント、イオンミリング、反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング、又はそれらの組み合わせを利用したドライエッチングプラズマによって実施することができる。動作１０５５のエッチングプロセスは、ｎ個の深さのｎ個のトレンチを形成するために実施することができる。例えば、第１の深さを有する第１のトレンチが形成され得、第２の深さを有する第２のトレンチが形成され得、第３の深さを有する第３のトレンチが形成され得るなどである。トレンチの深さは、同じであっても異なっていてもよい。動作１０５５の非限定的な例として、エッチングプロセスは、塩素含有材料（例えば、ＨＣｌ及び／又はＣｌ_２）などの好適なエッチャント材料を利用する反応性イオンエッチングによって達成することができるが、任意の数のガス又はそれらの混合物を使用することもできる。動作１０５５のエッチングプロセス中に、非反応性ガス、例えばアルゴンなどのキャリアガスを利用することができる。

【0077】

好適な導電性材料、例えば、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、チタン、ニッケル（Ｎｉ）、貴金属（例：ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、及び／又は金（Ａｕ））、又はそれらの組み合わせを含むシード層１０１０は、次に、動作１０６０で堆積させてウェハ１０００ｃを形成することができる。他の金属も企画される。いくつかの実施形態では、シード層１０１０は、単一層として、又は複数の層として堆積され得る。ここで、例えば、シード層１０１０の複数の層の個々の層ごとに異なる金属を使用することができる。加えて、又は代わりに、シード層１０１０の単一層又は複数の層は、２つ以上のそのような金属の合金を含むことができる。シード層１０１０は、トレンチ１００５内、トレンチ１００５の１つ以上の側部壁、及び／又はトレンチ１００５上に延在する基板の表面上に堆積される。動作１０６０で形成されたシード層は、ＶＣＳＥＬの電極となり得る。金属電極がめっき以外の方法で堆積される場合、シード層は典型的に、下層と呼ばれる。

【0078】

動作１０６０の堆積は、スパッタリング、原子層堆積（atomic layer deposition、ＡＬＤ）、及び／又はイオンビーム堆積（ion beam deposition、ＩＢＤ）などの好適な技術によって実施することができる。スパッタリング、ＡＬＤ、及び／又はＩＢＤに加えて、又はその代替として、電子ビーム及び／又は抵抗蒸着など、シード層１０１０を堆積するための他の好適な金属堆積技術を利用することができる。堆積の方向性は、ＩＢＤを使用する場合に制御することができ、その例は、以下で論じる図１３～１６の様々な例示的プロセススキームに示される（それぞれの図の矢印１３０７、１４０７、１５０７、及び１６０７により指し示されるように）。一般に、ＩＢＤは、トレンチ全体に材料の層を形成したくない場合に使用することができる。ＩＢＤは様々なプロセススキームで示されているが、本明細書で説明されているものには、付加的な又は代替的な堆積技術を利用することができる。角度付き堆積は電極堆積にも使用することができる。

【0079】

いくつかの実施形態では、シード層１０１０を堆積する前に、絶縁層（例えば、ＳｉＯ_２及び／又はＡｌ_２Ｏ_３）を、例えばトレンチ１００５、トレンチ１００５の１つ以上の側部壁、及び／又はトレンチ１００５の上に延在する基板の表面など内のウェハ１０００ｂの少なくとも一部の上に堆積することができる。次いで、必要に応じて、この絶縁層の少なくとも一部の上にシード層１０１０を堆積することができる。絶縁層は、例えば、レーザダイオード電極の隔離を可能にすることができる。

【0080】

次いで、動作１０６５において、フォトレジスト材料１０１５を、シード層１０１０の少なくとも一部上で好適なフォトリソグラフィプロセスによってウェハ１０００ｃ上にパターン化することができる。フォトレジスト材料１０１５は、スプレーコーティング、スピンコーティング、及び／又は他の好適な方法を使用して形成することができる。その上にフォトレジスト材料が配置されたウェハ１０００ｄは、以下に論じる後続の動作において金属含有層のめっきを制御するために利用される。いくつかの実施形態では、フォトレジスト材料１０１５の厚さは、フォトレジスト材料１０１５が後続の動作（例えば、めっき後の動作）で除去されるように選択することができ、例えば、約３μｍ～約１５μｍ、例えば約４μｍ～約１２μｍの厚さの範囲とすることができる。より大きい又はより小さい厚さを有するフォトレジスト材料１０１５が企画される。必要に応じて、例えばＯ_２及び／又は水を水酸化アンモニウム（ＮＨ_４ＯＨ）と組み合わせて使用するプラズマ洗浄を実施して、シード層１０１０の望ましくない部分に残ったフォトレジストの一部又は全てを洗浄することができる。

【0081】

フォトレジスト材料１０１５によって画定される開放領域が形成されると、次いで、動作１０７０において、金属プレート１０２０が好適な方法によってウェハ１０００ｄの少なくとも一部の上に堆積され、ウェハ１０００ｅが形成される。例えば、金属プレート１０２０は、トレンチ１００５上のシード層１０１０の表面上だけでなく、トレンチ内のシード層の一部又はその側部壁などのシード層１０１０の少なくとも一部上にめっきすることができる。金属プレート１０２０は、非金属を含むことができる。動作１０７０に有用な金属の例示的な例としては、非限定的な例として、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、又はそれらの組み合わせなどのシード層について上で論じた金属が挙げられるが、他の金属も企画される。金属プレート１０２０の厚さは変えることができる。いくつかの実施形態では、金属プレート１０２０の厚さは、約２μｍ～約１０μｍなど、約３μｍ～約５μｍなど約１μｍ～約１５μｍである。金属プレート１０２０のより大きい又はより小さい厚さが企画される。

【0082】

金属プレート１０２０はめっきによって堆積することができるが、スパッタリング、真空蒸着、及び／又はイオンビーム堆積（ＩＢＤ）などの他の堆積方法を使用することもできる。スパッタリング、真空蒸着、及び／又はＩＢＤが使用される場合、必要に応じて、動作１０６０（シード層１０１０の形成）をスキップすることができる。上で説明したように、ＩＢＤを使用して金属プレート１０２０の堆積の方向性を制御することができる。例えば、図１３～図１６に示すように、ＩＢＤの方向性は、シード層の堆積について示したものと同じ又は類似の方向（それぞれの図の矢印１３０７、１４０７、１５０７、及び１６０７で指し示す）とすることができる。

【0083】

次いで、動作１０７５で、フォトレジスト材料１０１５の少なくとも一部及び／又はシード層１０１０の少なくとも一部が、ミリングなどの好適な方法によってウェハ１０００ｅから除去される。ウェハ１０００ｆによって示されるように、動作１０７５中に除去されるシード層１０１０の部分には、フォトレジスト材料１０１５の下に以前に配置された部分が含まれ得る。

【0084】

動作１０７５のミリングプロセスは、溶媒、プラズマ洗浄、又はそれらの組み合わせを利用して実施することができる。ここで形成されたウェハ１０００ｆは、基板材料１００１の露出表面、金属プレート１０２０の露出表面、及び／又はシード層１０１０の露出表面などの様々な露出表面を含む。必要に応じて、動作１０７５は、フォトレジスト材料１０１５の少なくとも一部がシード層１０１０の少なくとも一部よりも前に除去される、複数の動作で実施することができる。いくつかの実施形態では、金属プレート１０２０の一部は、シード層１０１０の除去中又は除去後に、例えばミリングによって除去することができる。金属プレート１０２０の厚さはシード層１０１０よりも厚いため、金属プレート１０２０の領域の外側のシード層１０１０は除去されるが、金属プレート１０２０は残る。

【0085】

代わりに、いくつかの実施形態では、ＶＣＳＥＬを形成するための例示的なプロセス１０５０がシード層１０１０をミリングする必要がないように、金属プレート１０２０のめっきの前に、シード層１０１０をフォトリソグラフィを使用してパターン化することができる。

【0086】

次に、任意選択の動作１０８０を実施して、ウェハ１０００ｆの１つ以上の露出部分上にレジストコーティング１０２５を堆積させて、ウェハ１０００ｇを形成することができる。レジストコーティング１０２５は、スプレーコーティング、スピンコーティング、及び／又は他の好適な方法を使用して形成することができる。レジストコーティング１０２５に使用されるフォトレジストタイプの非限定的な例示的な例としては、ＵＶネガレジスト、ｇ／ｉ線ポジレジスト、ＫｒＦポジレジスト、及び／又はＡｒＦポジレジストが挙げられ得る。ウェハ１０００ｇによって例示されるように、堆積により、金属プレート１０２０の少なくとも一部、シード層１０１０の少なくとも一部、基板材料１００１の少なくとも一部、又はそれらの組み合わせ上にレジストコーティング１０２５が形成される。レジストコーティング１０２５は、例えば、後続のダイシング動作中に、金属プレート１０２０、シード層１０１０、基板材料１００１、又はそれらの組み合わせを保護するように機能する。

【0087】

次いで、ウェハ１０００ｇは、動作１０８５において、ダイシング、スライス、劈開、又はその他の方法で１つ以上の個別のチップ１０００ｈに切断される。ここで、及びいくつかの実施形態では、ウェハは、ブレード、鋸、スクライブ、レーザダイシング、ステルスダイシング、及び／又は好適な方法を使用する他の好適な装置を用いて、トレンチ１００５に沿って個別のダイに切断される。

【0088】

１つ以上の個々のチップ１０００ｈがレジストコーティング１０２５（例えば、任意選択の動作１０８０中に形成される）を含む場合、レジストコーティング１０２５は、ウェハ１０００ｉを形成するダイシング動作後に除去することができる。レジストコーティング１０２５の除去は、例えば、ウェハをレジスト除去溶液に浸漬すること、ウェハをＯ_２アッシャ内に置くこと、及び／又は他の好適な方法によって実施することができる。

【0089】

他の動作は、例示的なプロセス１０５０の１つ以上の動作の前及び／又は後にウェハを洗浄することを含むことができる。洗浄は、洗浄液への浸漬、超音波洗浄、ＵＶ／Ｏ３洗浄、ブラシ洗浄、研磨、及び／又はＣＯ２洗浄などの好適な方法によって実施することができる。

【0090】

ＶＣＳＥＬの１つ以上の側部表面上にレーザダイオード電極を形成するための他の例示的であるが非限定的な例示的なプロセスフロー図が、図１１～図１７に示されている。図１１～図１７のプロセスは、概して、図１０Ｂに例示されるフローチャートに従うが、しかしながら、任意選択の動作１０８０の任意選択の堆積プロセス（例えば、ウェハ１０００ｇのレジストコーティング１０２５を形成するため）の後に形成されるウェハは、図１１～図１７には例示されていない。

【0091】

図１１～図１７に示される一般的なプロセススキームには、次の動作が含まれる：トレンチをエッチングすること、シード層を堆積すること、フォトレジスト層をパターン化すること、金属にめっきをすること、フォトレジスト層及び／又はシード層の少なくとも一部を除去すること、及びウェハをダイシング／切断すること。これらの動作の実施形態及び実装形態については、本出願の他の箇所で説明する。

【0092】

表Ｉは、いくつかの実施形態による処理中に形成された様々なウェハ及び特徴についての、図１１～図１７に対応する数値リストを示す。上で論じたしたように、シード層堆積（動作１０６０）の方向性は、ＩＢＤを使用して制御することができる。それぞれの図１３～図１６の矢印１３０７、１４０７、１５０７、及び１６０７は、ＶＣＳＥＬ加工中に使用される場合のＩＢＤの方向性を例示する。ＩＢＤは様々なプロセススキームで示されているが、本明細書で説明されているようなシード層の堆積には、付加的な又は代替的な堆積技術を利用することができる。

【0093】

【表1】

【0094】

図１１に示すように、金属プレート１１２０（例えば、電極）は、レーザダイオード電極から絶縁されている（例えば、図６Ｂのレーザダイオード電極４０５及び／又はレーザダイオード電極４０６、図７Ｂのレーザダイオード電極７０５及び／又はレーザダイオード電極７０６、又は図８Ｃのレーザダイオード電極８０５及び／又はレーザダイオード電極８０６）。いくつかの実施形態では、金属プレート１１２０は、レーザダイオード電極まで延在することができ、又は追加の構造を介してレーザダイオード電極に接続することができる。

【0095】

いくつかのプロセス例に例示するように、例えばレーザダイオード電極の下部エッジ及び／又は側部エッジの位置を制御するために、複数のトレンチを形成することができる。例えば、図１５に示すように、２段階エッチングを実施して、浅いトレンチ１５０５ａ及び深いトレンチ１５０５ｂを形成することができる。別の例では、及び図１６に示すように、３段階エッチングを実施して、浅いトレンチ１６０５ａ、第１の深いトレンチ１６０５ｂ、及び第２の深いトレンチ１６０５ｃを形成することができる。多段階エッチングは、好適な方法によって実施することができる。プロセスフロー図に示される基板／ウェハの形状は正方形又は実質的に正方形であるが、他の形状も企画される。同様に、様々な形状のトレンチ及び層が企画される。

【0096】

図１８Ａ及び図１８Ｂは、本開示の少なくとも１つの実施形態による加工の変形例を全体的に例示する。具体的には、図１８Ａは、加工中の側部壁１８０７の可変角度を示すウェハ１８００の一部であり、図１８Ｂは、加工後に形成されたＶＣＳＥＬ１８５０の側部壁１８０７の場所を示す。角度のついた側部壁は、本明細書で説明される１つ以上のエッチングプロセスによって形成することができる。

【0097】

加工中に、及び図１８Ａに示すように、基板をエッチングしてウェハ１８００を形成することができる。エッチングにより、側部壁１８０７を有するトレンチ１８０５が形成される。側部壁１８０７の角度θ３は、例えば、エッチング、シード層１８１０の堆積、フォトレジスト材料１８１５を形成するためのフォトレジストのパターン化、金属堆積、並びに他のプロセス動作のより単純化を行うように選択することができる。例えば、角度θ３がゼロである場合、側部壁へのフォトレジストの露光が困難になる可能性がある。角度θ３に対しゼロ以外の値を選択すると、側部壁１８０７をフォトリソグラフィ及び／又は他のプロセス動作により適したものにすることができる。一例として、角度θ３は、約５°～約１０°など、約１°～約１０°とすることができるが、角度θ３のより大きな又はより小さな値も企画される。代わりに、角度θ３は、０であり得る。図１８Ａ及び図１８Ｂに示される構成では、側部壁１８０７の角度θ３は、それぞれウェハ１８１０又はＶＣＳＥＬ１８５０の垂直線αから測定される。垂直線αは、ＶＣＳＥＬの下部表面４１０ａに対して垂直である（明確にするために、パッド４０１は下部表面４１０ａ上に配置されている）。

【0098】

図１８Ｂは、加工後のＶＣＳＥＬ１８５０の側部壁１８０７の場所を示す。側部壁１８０７は、本明細書のプロセスによって説明されるように、トレンチ１８０５をエッチングすることによって形成することができる。トレンチ１８０５は、下部表面１８０５ａ、上部表面１８０５ｂ、下部表面１８０５ａから上部表面１８０５ｂまでの高さＨ４、及び深さＤ３を有する。深さＤ３は、約８μｍ以下など、約５μｍ以下など、約３μｍ以下など、例えば約１０μｍ以下とすることができるが、深さＤ３はそれより大きくても小さくてもよい。高さＨ４は、約３０μｍ～約１００μｍなど、約５０μｍ～約９０μｍなど、約６０μｍ～約８０μｍなど、約３０μｍ以上とすることができるが、高さＨ４は大きくても小さくてもよい。

【0099】

例示されるように、レーザダイオード電極４０５、４０６は、側部壁１８０７上及びトレンチ１８０５内に位置付けられる。側部壁１８０７は、ＶＣＳＥＬ４１０の側部表面４１０ｅの一部、又は本明細書で説明したＶＣＳＥＬの他の表面であり得る。レーザダイオード電極４０５、４０６は、ＶＣＳＥＬ４１０の下部表面４１０ａまで延在することができる。パッド４０１は、下部表面４１０ａ上に配置されている。上で説明したように、レーザダイオード電極４０５、４０６は、例えばめっき、スパッタリング、真空蒸着、及び／又はＩＢＤによってシード層１８１０上に金属を堆積した後に形成することができる。スパッタリング、真空蒸着、及び／又はＩＢＤが使用される場合、必要に応じて、シード層堆積をスキップすることができる。

【0100】

角度のついた側部壁は、本明細書で説明される１つ以上の実施形態も用いて利用することができる。

【0101】

図１９は、本開示の少なくとも１つの実施形態による、ＶＣＳＥＬの異なる側部上にトレンチ１９２５をエッチングするプロセスの変形１９００を示している。ここで、ＶＣＳＥＬの反対側（レーザダイオード電極１９０８のない側部１９２０）は、ＶＣＳＥＬ加工中にエッチングされてトレンチ１９２５を形成することができる。この追加のエッチングは、例えば、基板のより簡単なダイシングを可能にするトレンチの幅を増加させるために実施することができる（ダイシング鋸の幅は数字１９１０及び１９１５で例示されている）。加えて、又は代わりに、追加のエッチングを実施して、堆積されるフォトレジスト材料の厚さを低減させることができ、それによってフォトレジスト材料のより等角のコーティングが可能になる。更に、追加のエッチングは、フォトリソグラフィプロセス中に側部壁をフォトレジスト材料に対する簡単な露光を可能にすることができる。図１９に示されるプロセスの変形は、本明細書で説明される１つ以上のプロセスフロー図とともに利用され得る。

【0102】

本明細書では、ＶＣＳＥＬ、ＶＣＳＥＬを取り付けるためのＨＧＡ、及び磁気媒体ドライブなどのそのような物品を組み込んだデバイスが提供される。ＶＣＳＥＬを製作するためのプロセスについても提供される。角度付き側部壁及び凹状の特徴を有するＶＣＳＥＬについても説明される。本明細書で説明される実施形態は、従来のＶＣＳＥＬとは異なり、例えば、使用中に導波管とレーザとの間の結合を最大化するためのアクティブ位置合わせを可能にする。

【0103】

前述では、本開示の実施形態を参照する。しかしながら、本開示は、具体的に説明される実施形態に限定されないことを理解されたい。その代わりに、異なる実施形態に関連するか否かにかかわらず、前述の特徴及び要素の任意の組み合わせが、本開示を実装及び実践するために企画される。更に、本開示の実施形態は、他の可能な解決策に勝る、及び／又は先行技術に勝る利点を達成し得るが、特定の利点が所与の実施形態によって達成されるか否かは、本開示を限定するものではない。したがって、前述の態様、特徴、実施形態及び利点は単なる例示であり、特許請求の範囲に明示的に記載されている場合を除き、添付の特許請求の範囲の要素又は制限とはみなされない。同様に、「本開示」への言及は、本明細書に開示される任意の発明の主題の一般化として解釈されるものではなく、請求項に明示的に記載されている場合を除いて、添付の特許請求の範囲の要素又は限定であると見なされるべきではない。

【0104】

本開示の目的では、特に明記しない限り、本明細書の詳細な説明及び特許請求の範囲内の全ての数値は、示された値の「約」又は「およそ」によって修飾され、当業者によって予想される実験誤差及び変動を考慮する。簡潔にするために、ある特定の範囲のみが本明細書に明示的に開示されている。しかしながら、任意の下限からの範囲は、明示的に列挙されていない範囲を列挙するために任意の上限と組み合わされてもよく、同様に、任意の下限からの範囲は、明示的に列挙されていない範囲を列挙するために任意の他の下限と組み合わされてもよく、同じ方法で、任意の上限からの範囲が、明示的に列挙されていない範囲を列挙するために任意の他の上限と組み合わされてもよい。加えて、範囲内では、明示的に列挙されていなくても、その終点間の全ての点又は個々の値が含まれる。したがって、全ての点又は個々の値は、明示的に列挙されていない範囲を列挙するために、任意の他の点又は個々の値又は任意の他の下限又は上限と組み合わされた独自の下限又は上限として機能し得る。

【0105】

本明細書で使用されるとき、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、別段の指定がない限り、又は文脈に別途明確に示されていない限り、「少なくとも１つの」を意味するものとする。

【0106】

上記は本開示の実施形態を目的とするが、本開示の他の及び更なる実施形態が、その基本的範囲から逸脱することなく考案され得、その範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図9D】

【図9E】

【図9F】

【図10A】

【図10B】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18A】

【図18B】

【図19】

【国際調査報告】