(57)【要約】【課題】所望の位置においてのみ十分な強度を有する近接場光が発生するプラズモン・アンテナを提供する。【解決手段】このプラズモン・アンテナにおいては、近接場光が発生する側の端面が、平坦であって少なくとも３つの頂点又は丸められた角を有する形状を有しており、この平坦な端面とは反対側の光を受ける端面が、これら少なくとも３つの頂点又は丸められた角のうちの１つに向かうにつれて平坦な端面に近づくように、平坦な端面に対して傾斜している。このようなプラズモン・アンテナの光を受ける端面に光が照射されると、プラズモン・アンテナ全体が薄くなっていく先の頂点又は角においてのみ、十分な強度を有する近接場光が発生可能となる。ここで、平坦な端面に対する光を受ける端面の傾斜角を１０度以上であって６０度以下とすることによって、所望の近接場光と、付随して発生する各近接場光との強度比を十分に高くすることができる。【選択図】図５
2010080044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近接場光が発生する側の端面が、平坦であって少なくとも３つの頂点又は丸められた角を有する形状を有しており、該平坦な端面とは反対側の光を受ける端面が、該少なくとも３つの頂点又は丸められた角のうちの１つに向かうにつれて該平坦な端面に近づくように、該平坦な端面に対して傾斜していることを特徴とするプラズモン・アンテナ。
【請求項２】
前記平坦な端面に対する前記光を受ける端面の傾斜角が１０度以上であって６０度以下であることを特徴とする、請求項１に記載のプラズモン・アンテナ。
【請求項３】
前記プラズモン・アンテナが、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ及びＩｒの群から選択された１つの元素、又は該群から選択された少なくとも２つの元素からなる合金で形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のプラズモン・アンテナ。
【請求項４】
前記平坦な端面は、二等辺の三角形状を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のプラズモン・アンテナ。
【請求項５】
基板の素子形成面に、磁気記録媒体にデータを書き込むための書き込みヘッド素子と、プラズモン・アンテナと、該プラズモン・アンテナまで光を導くための導波路とを備えており、
前記プラズモン・アンテナの近接場光が発生する側の端面が、媒体対向面の平坦な一部となっていて、少なくとも３つの頂点又は丸められた角を有する形状を有しており、該平坦な端面とは反対側の前記光を受ける端面が、該少なくとも３つの頂点又は丸められた角のうちの１つに向かうにつれて該平坦な端面に近づくように、該平坦な端面に対して傾斜している
ことを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項６】
前記平坦な端面に対する前記光を受ける端面の傾斜角が１０度以上であって６０度以下であることを特徴とする、請求項５に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項７】
前記プラズモン・アンテナが、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ及びＩｒの群から選択された１つの元素、又は該群から選択された少なくとも２つの元素からなる合金で形成されていることを特徴とする、請求項５又は６に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項８】
前記平坦な端面は、二等辺の三角形状を有することを特徴とする、請求項５から７のいずれか１項に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項９】
光源が、前記ヘッドの媒体対向面とは反対側に設けられており、前記導波路が、媒体対向面とは反対側に該光源から光を受ける端面を備えていることを特徴とする、請求項５から８のいずれか１項に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１０】
サスペンションと、該サスペンションに取り付けられた、請求項５から９のいずれか１項に記載の熱アシスト磁気記録ヘッドとを備えていることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の、少なくとも１つのヘッドジンバルアセンブリと、
少なくとも１つの磁気記録媒体と
前記導波路を伝播する光に係る発光動作を制御し、また前記少なくとも１つの磁気記録媒体に対して前記熱アシスト磁気記録ヘッドが行う書き込み動作を制御するための記録及び発光制御回路と
を備えていることを特徴とする磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を受けて近接場光を発生させるプラズモン・アンテナに関し、さらに、このプラズモン・アンテナを用い、熱アシスト磁気記録方法によってデータの書き込みを行う熱アシスト磁気記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置の高記録密度化に伴い、薄膜磁気ヘッド及び磁気記録媒体のさらなる性能の向上が要求されている。薄膜磁気ヘッドとしては、読み出し用の磁気抵抗（ＭＲ）素子と書き込み用の電磁変換素子とを積層した構造である複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。
【０００３】
一方、磁気記録媒体は、一般にいわば磁性微粒子が集合した不連続体であり、それぞれの磁性微粒子は単磁区構造となっている。ここで、１つの記録ビットは、複数の磁性微粒子から構成されている。従って、記録密度を高めるためには、磁性微粒子を小さくして、記録ビットの境界の凹凸を減少させなければならない。しかし、磁性微粒子を小さくすると、体積減少に伴う磁化の熱安定性の低下が問題となる。
【０００４】
この問題への対策として、磁性微粒子の磁気異方性エネルギーＫＵを大きくすることが考えられるが、このＫＵの増加は、磁気記録媒体の異方性磁界（保磁力）の増加をもたらす。これに対して、薄膜磁気ヘッドによる書き込み磁界強度の上限は、ヘッド内の磁気コアを構成する軟磁性材料の飽和磁束密度でほぼ決定されてしまう。従って、磁気記録媒体の保持力が、この書き込み磁界強度の上限から決まる許容値を超えると書き込みが不可能となってしまう。
【０００５】
近年、このような熱安定性の問題を解決する１つの方法として、ＫＵの大きな磁性材料を用いる一方で、書き込み磁界印加の直前に磁気記録媒体に熱を加えることによって、異方性磁界を小さくして書き込みを行う、いわゆる熱アシスト磁気記録方式が提案されている。この熱アシスト磁気記録方式については、現在、近接場光プローブ、いわゆるプラズモン・アンテナを用いて近接場光を発生させ、この近接場光を磁気記録媒体に照射する方法が盛んに研究されている。例えば、特許文献１においては、基板上に形成された円錐体等の形状をした金属の散乱体と、その散乱体の周辺に形成された誘電体等の膜とを備えた近接場光プローブが開示されている。また、特許文献２においては、基板表面に形成された平板状の散乱体からなる近接場光プローブが開示されている。さらに、特許文献３においては、磁気記録媒体に向かうくちばし部分を有する近接場光プローブ、いわゆるナノビーク型の近接場光プローブを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２５５２５４号公報
【特許文献２】特開２００３−１１４１８４号公報
【特許文献３】特開２００４−１５１０４６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、以上に述べたようなプラズモン・アンテナを用いて熱アシスト磁気記録を実現しようとした場合、以下に述べるような困難な問題が生じ得る。
【０００８】
一般に、多角形状の平板であるプラズモン・アンテナにレーザ光を照射した場合、これらの角各々の位置に近接場光が発生する。例えば、三角形ＡＢＣ状の平板に対して、同三角形の底辺に垂直な電界成分を有するＴＭ偏波光を入射させた場合、底辺の両端にある頂点Ｂ及びＣの各々においても、頂点Ａに発生する近接場光の約半分の強度を有する近接場光が発生することが確認されている。すなわち、近接場光強度比は、頂点Ａ：頂点Ｂ：頂点Ｃ＝２：１：１となる。
【０００９】
しかしながら、磁気記録媒体に照射するべき近接場光は、プラズモン・アンテナにおいて一箇所のみで発生することが理想的である。この一箇所のみで発生した近接場光を用いれば、所望の記録ビットのみを形成することが可能となる。これに対して、例えば、上述したように３頂点から相当の大きさの近接場光が発生してしまうと、磁気記録媒体上に、所望の記録ビットとは別の２つの記録ビットが形成されてしまう恐れがある。実際には、所望の記録ビットのみを形成するために、所望の近接場光と付随して発生する各近接場光との強度比が、少なくとも５：１であることが求められる。このように、発生する近接場光のうち所望の近接場光のみが十分な強度を有するようなプラズモン・アンテナは、実現されるのが困難であった。
【００１０】
従って、本発明の目的は、所望の位置においてのみ十分な強度を有する近接場光が発生するプラズモン・アンテナを提供することにあり、このようなプラズモン・アンテナを備えており所望の記録ビットのみを形成可能な熱アシスト磁気記録ヘッドを提供することにある。また、本発明の目的は、このようなヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）を提供することにあり、さらに、このようなＨＧＡを備えた磁気記録装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、作成が比較的容易なプラズモン・アンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明について説明する前に、本明細書において用いられる用語の定義を行う。本発明による磁気記録ヘッドのスライダ基板の素子形成面に形成された積層構造若しくは素子構造において、基準となる層又は素子から見て、基板側を「下方」とし、その反対側を「上方」とする。また、ある層又は素子において、基板側の部分を「下部」とし、その反対側の部分を「上部」とする。さらに、本発明によるヘッドの実施形態において、必要に応じ、いくつかの図面中、「Ｘ、Ｙ及びＺ軸方向」を規定している。ここで、Ｚ軸方向は、上述した「上下方向」であり、＋Ｚ方向がトレーリング側に相当し、−Ｚ方向がリーディング側に相当する。また、Ｙ軸方向をトラック幅方向とし、Ｘ軸方向をハイト方向とする。
【００１３】
本発明によれば、近接場光が発生する側の端面が、平坦であって少なくとも３つの頂点又は丸められた角を有する形状を有しており、この平坦な端面とは反対側の光を受ける端面が、これら少なくとも３つの頂点又は丸められた角のうちの１つに向かうにつれて平坦な端面に近づくように、平坦な端面に対して傾斜しているプラズモン・アンテナが提供される。このようなプラズモン・アンテナの光を受ける端面に光が照射されると、プラズモン・アンテナ全体が薄くなっていく先の頂点又は角においてのみ、十分な強度を有する近接場光が発生可能となる。
【００１４】
また、この本発明によるプラズモン・アンテナにおいては、平坦な端面に対する光を受ける端面の傾斜角が１０度以上であって６０度以下であることが好ましい。これにより、所望の近接場光と、付随して発生する各近接場光との強度比を、十分に高く（少なくとも５：１に）することができる。さらに、本発明によるプラズモン・アンテナは、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ及びＩｒの群から選択された１つの元素、又はこの群から選択された少なくとも２つの元素からなる合金で形成されていることも好ましい。また、プラズモン・アンテナの平坦な端面は、二等辺の三角形状を有することも好ましい。
【００１５】
本発明によれば、また、基板の素子形成面に、磁気記録媒体にデータを書き込むための書き込みヘッド素子と、プラズモン・アンテナと、このプラズモン・アンテナまで光を導くための導波路とを備えており、このプラズモン・アンテナの近接場光が発生する側の端面が、媒体対向面の平坦な一部となっていて、少なくとも３つの頂点又は丸められた角を有する形状を有しており、この平坦な端面とは反対側の前記光を受ける端面が、これら少なくとも３つの頂点又は丸められた角のうちの１つに向かうにつれて平坦な端面に近づくように、平坦な端面に対して傾斜している熱アシスト磁気記録ヘッドが提供される。
【００１６】
このような、熱アシスト磁気記録ヘッドにおいては、プラズモン・アンテナの光を受ける端面に光が照射されると、プラズモン・アンテナ全体が薄くなっていく先の頂点又は角においてのみ、十分な強度を有する近接場光が発生可能となる。これにより、所望の記録ビットのみを形成することが可能となる。
【００１７】
また、この本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドにおいては、光源が、このヘッドの媒体対向面とは反対側に設けられており、導波路が、媒体対向面とは反対側にこの光源から光を受ける端面を備えていることが好ましい。
【００１８】
また、本発明によれば、サスペンションと、このサスペンションに取り付けられており、以上に述べた熱アシスト磁気記録ヘッドとを備えているＨＧＡが提供される。
【００１９】
さらに、本発明によれば、サスペンションと、このサスペンションに取り付けられた、上述の熱アシスト磁気記録ヘッドとを備えた少なくとも１つのヘッドジンバルアセンブリと、
少なくとも１つの磁気記録媒体と、
導波路を伝播する光に係る発光動作を制御し、また少なくとも１つの磁気記録媒体に対して熱アシスト磁気記録ヘッドが行う書き込み動作を制御するための記録及び発光制御回路と
を備えている磁気記録装置が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、所望の位置においてのみ十分な強度を有する近接場光が発生するプラズモン・アンテナが提供される。また、作成が比較的容易なプラズモン・アンテナが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による磁気記録装置及びＨＧＡの一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの一実施形態を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る導波路及びプラズモン・アンテナの一実施形態を示す斜視図、及び電磁変換素子、導波路及びプラズモン・アンテナのヘッド部端面における端の形状を示す平面図である。
【図４】本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの一実施形態における要部の構成を概略的に示す、図２のＡ面による断面図である。
【図５】本発明によるプラズモン・アンテナの一実施形態の構造を示す斜視図である。
【図６】本発明によるプラズモン・アンテナの他の実施形態を示す斜視図、正面図及び側面図である。
【図７Ａ】導波路及びプラズモン・アンテナの形成方法の一形態を説明するための斜視図および断面図である。
【図７Ｂ】導波路及びプラズモン・アンテナの形成方法の一形態を説明するための斜視図および断面図である。
【図７Ｃ】導波路及びプラズモン・アンテナの形成方法の一形態を説明するための斜視図および断面図である。
【図８】比較例１（一辺：３００ｎｍ）に用いたプラズモン・アンテナを示す概略図、及び比較例１におけるシミュレーション実験の結果を示すグラフである。
【図９】実施例１に用いたプラズモン・アンテナを示す概略図、及び実施例１（一辺：３００ｎｍ）におけるシミュレーション実験の結果を示すグラフである。
【図１０】実施例２（一辺：３００ｎｍ）に用いたプラズモン・アンテナを示す概略図、及び実施例２におけるシミュレーション実験の結果を示すグラフである。
【図１１】実施例３（一辺：３００ｎｍ）に用いたプラズモン・アンテナを示す概略図、及び実施例３におけるシミュレーション実験の結果を示すグラフである。
【図１２】種々の傾斜角θＰＡ及び辺長を有するプラズモン・アンテナにおける強度比ＩＲＭＡＸを示す、表１に示したデータのグラフである。
【図１３】従来のナノビーク型のプラズモン・アンテナ及び実施例３のプラズモン・アンテナを示す概略図、及び両者における近接場光強度を比較したグラフである。
【図１４】異なる構成材料を用いた本発明に係るプラズモン・アンテナにおける近接場光強度を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
図１は、本発明による磁気記録装置及びＨＧＡの一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。ここで、ＨＧＡの斜視図においては、ＨＧＡの磁気記録媒体表面に対向する側が上になって表示されている。
【００２４】
図１に示した磁気記録装置としての磁気ディスク装置は、スピンドルモータ１１の回転軸の回りを回転する、磁気記録媒体としての複数の磁気ディスク１０と、複数の駆動アーム１４が設けられたアセンブリキャリッジ装置１２と、各駆動アーム１４の先端部に取り付けられており熱アシスト磁気記録ヘッドである薄膜磁気ヘッド２１を備えたヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）１７と、薄膜磁気ヘッドヘッド２１の書き込み及び読み出し動作を制御し、さらに、後述する熱アシスト磁気記録用のレーザ光を発生させる光源であるレーザダイオードの発光動作を制御するための記録再生及び発光制御回路１３とを備えている。
【００２５】
本実施形態において、磁気ディスク１０は、垂直磁気記録用であり、ディスク基板に、軟磁性裏打ち層、中間層及び記録層（垂直磁化層）が順次積層された構造を有している。アセンブリキャリッジ装置１２は、薄膜磁気ヘッド２１を、磁気ディスク１０に形成されており記録ビットが並ぶトラック上に位置決めするための装置である。同装置内において、駆動アーム１４は、ピボットベアリング軸１６に沿った方向にスタックされており、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５によってこの軸１６を中心にして角揺動可能となっている。なお、本発明に係る磁気ディスク装置の構造は、以上に述べた構造に限定されるものではない。磁気ディスク１０、駆動アーム１４、ＨＧＡ１７及びスライダ２１は、単数であってもよい。
【００２６】
同じく図１によれば、ＨＧＡ１７において、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に固着されており弾性を有するフレクシャ２０１と、ロードビーム２００の基部に設けられたベースプレート２０２と、フレクシャ２０１上に設けられておりリード導体及びその両端に電気的に接続された接続パッドからなる配線部材２０３とを備えている。薄膜磁気ヘッド２１は、各磁気ディスク１０の表面に対して所定の間隔（浮上量）をもって対向するように、サスペンション２０の先端部であってフレクシャ２０１に固着されている。さらに、配線部材２０３の一端が、薄膜磁気ヘッド２１の端子電極に電気的に接続されている。なお、サスペンション２０の構造も、以上に述べた構造に限定されるものではない。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チップが装着されていてもよい。
【００２７】
図２は、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッド２１の一実施形態を示す斜視図である。
【００２８】
図２によれば、熱アシスト磁気記録ヘッドである薄膜磁気ヘッド２１は、スライダ２２及び光源ユニット２３を備えている。スライダ２２は、アルチック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等から形成されており、適切な浮上量を得るように加工された媒体対向面である浮上面（ＡＢＳ）２２００を有するスライダ基板２２０と、ＡＢＳ２２００とは垂直な素子形成面２２０２上に形成されたヘッド部２２１とを備えている。また、光源ユニット２３は、アルチック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等から形成されており、接着面２３００を有するユニット基板２３０と、接着面２３００とは垂直な光源設置面２３０２に設けられた光源としてのレーザダイオード４０とを備えている。ここで、スライダ２２と光源ユニット２３とは、スライダ基板２２０の背面２２０１と、ユニット基板２３０の接着面２３００とを接面させて互いに接着されている。ここで、スライダ基板２２０の背面２２０１は、スライダ基板２２０のＡＢＳ２２００とは反対側の端面のことである。
【００２９】
スライダ２２のスライダ基板２２０の素子形成面２２０２上に形成されたヘッド部２２１は、磁気ディスクからデータを読み出すためのＭＲ素子３３と磁気ディスクにデータを書き込むための電磁変換素子３４とから構成されるヘッド素子３２と、一端面がヘッドの媒体対向面の一部となっており近接場光を発生させる近接場光発生素子としてのプラズモン・アンテナ３６と、光源ユニット２３に備えられた光源としてのレーザダイオード４０からのレーザ光をプラズモン・アンテナ３６に導くための導波路３５と、ＭＲ素子３３、電磁変換素子３４及び導波路層３５（プラズモン・アンテナ３６）を覆うように素子形成面２２０２上に形成された保護層３８と、保護層３８の上面に露出しておりＭＲ素子３３に電気的に接続された一対の端子電極３７０と、同じく保護層３８の上面に露出しており電磁変換素子３４に電気的に接続された一対の端子電極３７１とを備えている。これらの端子電極３７０及び３７１は、フレクシャ２０１（図１）に設けられた配線部材２０３の接続パッドに電気的に接続される。
【００３０】
ＭＲ素子３３、電磁変換素子３４及びプラズモン・アンテナ３６の一端は、ヘッド部２２１の媒体対向面であるヘッド部端面２２１０に達している。ここで、ヘッド部端面２２１０とＡＢＳ２２００とが薄膜磁気ヘッド２１全体の媒体対向面をなしている。実際の書き込み又は読み出し時においては、薄膜磁気ヘッド２１が回転する磁気ディスク表面上において流体力学的に所定の浮上量をもって浮上する。この際、ＭＲ素子３３及び電磁変換素子３４の端が、磁気ディスクの磁気記録層の表面と適当なマグネティックスペーシングを介して対向することになる。この状態において、ＭＲ素子３３が磁気記録層からのデータ信号磁界を感受して読み出しを行い、電磁変換素子３４が磁気記録層にデータ信号磁界を印加して書き込みを行う。ここで、書き込みの際、光源ユニット２３のレーザダイオード４０から導波路３５を通って伝播してきたレーザ光が、プラズモン・アンテナ３６に照射される。これにより、プラズモン・アンテナ３６から近接場光が発生する。この近接場光が、磁気ディスクの記録層部分に照射され、この記録層部分を加熱する。それにより、この記録層部分の異方性磁界（保磁力）が書き込み可能な値にまで低下する。この異方性磁界が低下した記録層部分に書き込み磁界を印加することによって、熱アシスト磁気記録を行うことができる。
【００３１】
なお、本実施形態において、導波路３５及びプラズモン・アンテナ３６は、ＭＲ素子３３及び電磁変換素子３４の間、すなわち、電磁変換素子３４のリーディング側（−Ｚ方向）に設けられている。これにより、プラズモン・アンテナ３６から近接場光を照射され加熱された記録層部分は、直ちに書き込み磁界を受け、良好な書き込みが行われる。ただし、導波路３５及びプラズモン・アンテナ３６の位置は、このような位置に限定されるものではなく、プラズモン・アンテナ３６が、電磁変換素子３４のヘッド部端面２２１０側の端に近接していればよい。また、薄膜磁気ヘッド２１は、光源ユニット２３を用いずに、レーザダイオード４０がスライダ２２に直接搭載された形態を有していてもよい。
【００３２】
同じく図２によれば、光源ユニット２３は、ユニット基板２３０と、ユニット基板２３０の光源設置面２３０２に設けられたレーザダイオード４０と、レーザダイオード４０の下面４０１をなす電極に電気的に接続された端子電極４１０と、レーザダイオード４０の上面４０３をなす電極に電気的に接続された端子電極４１１とを備えている。これらの端子電極４１０及び４１１は、フレクシャ２０１（図１）に設けられた配線部材２０３の接続パッドに電気的に接続されている。この両電極４１０及び４１１を介してレーザダイオード４０に所定の電圧を印加すると、レーザダイオード４０の発光面４００に位置する発光中心からレーザ光が放射される。
【００３３】
以上に述べた光源ユニット２３とスライダ２２とを接続することによって、薄膜磁気ヘッド２１が構成される。この接続においては、ユニット基板２３０の接着面２３００とスライダ基板２２０の背面２２０１とを接面させるが、その際、レーザダイオード４０から発生したレーザ光が導波路３５のＡＢＳ２２００とは反対側の端面３５２に丁度入射するように、ユニット基板２３０及びスライダ基板２２０の位置が決定される。なお、スライダ２２及び光源ユニット２３の大きさは任意であるが、例えば、スライダ２２は、トラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅７００μｍ×（Ｚ軸方向の）長さ８５０μｍ×（Ｘ軸方向の）厚み２３０μｍの、いわゆるフェムトスライダであってもよい。この場合、光源ユニット２３は、これよりも一回り小さい大きさ、例えば、トラック幅方向の幅４２５μｍ×長さ３００μｍ×厚み３００μｍであってもよい。
【００３４】
図３（Ａ）は、導波路３５及びプラズモン・アンテナ３６の一実施形態を示す斜視図である。さらに、図３（Ｂ）は、電磁変換素子３４、導波路３５及びプラズモン・アンテナ３６のヘッド部端面２２１０における端の形状を示す平面図である。
【００３５】
導波路３５は、本実施形態において、上述したように集積面２２０２と平行であってＭＲ素子３３と電磁変換素子３４との間に位置しており、図３（Ａ）に示すように、ヘッド部端面２２１０に達した端面３５０から反対側のヘッド部端面２２１１に達した端面３５２まで伸長している。導波路３５の形状は直方体であるが、ヘッド部端面２２１０側の部分がトラック幅方向（Ｙ軸方向）において先細となっていてもよい。導波路３５のトラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅ＷＷＧは、例えば約１〜２００μｍ（マイクロメートル）とすることができ、（Ｚ軸方向の）厚みＴＷＧは、例えば２〜１０μｍとすることができ、（Ｘ軸方向の）高さ（長さ）ＨＷＧは、例えば１０〜３００μｍとすることができる。
【００３６】
また、導波路３５の両側面３５１、下面３５３及び上面３５４は、保護層３８（図２）と接している。ここで、導波路３５は、保護層３８の構成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、保護層３８が、ＳｉＯ２（ｎ＝１.５）から形成されている場合、導波路３５は、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）から形成されていてもよい。さらに、保護層３８が、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）から形成されている場合、導波路３５は、ＳｉＯＸＮＹ（ｎ＝１.７〜１.８５）、Ｔａ２Ｏ５（ｎ＝２.１６）、Ｎｂ２Ｏ５（ｎ＝２.３３）、ＴｉＯ（ｎ＝２.３〜２.５５）又はＴｉＯ２（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ってレーザ光の伝播損失が低く抑えられるだけではなく、保護層３８がクラッドとしての機能を果たし、両側面３５１、下面３５３及び上面３５４での全反射条件が整うことになる。これにより、より多くのレーザ光４８がプラズモン・アンテナ３６に達し、近接場光の発生効率が向上する。
【００３７】
さらに、導波路３５が、誘電材料の多層構造を有しており、上方の層ほど屈折率ｎがより高くなっていてもよい。例えば、ＳｉＯＸＮＹにおいて組成比Ｘ、Ｙの値を適切に変化させた誘電材料を順次積層することにより、このような多層構造が実現する。積層数は、例えば８〜１２層とすることができる。これにより、レーザ光４８が、電界成分の振動方向がＺ軸方向である直線偏光（ＴＭ偏光）である場合、レーザ光４８の端面３５０でのスポットを、Ｚ軸方向（厚みＴＷＧ方向）においてより電磁変換素子３４側（トレーリング側）とすることができる。従って、プラズモン・アンテナ３６を端面３５０においてより電磁変換素子３４側（トレーリング側）に設置することができる。その結果、プラズモン・アンテナ３６の頂点３６ａが、後述する電磁変換素子３４の主磁極層３４０のリーディング側の端辺により近接することになり、書き込みを行う時点において書き込みを行う場所により適切に近接場光を照射することが可能となる。
【００３８】
プラズモン・アンテナ３６は、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、導波路３５の端面３５０に配置されており、その一端面がヘッド部端面２２１０に達した金属等の導電部材である。このプラズモン・アンテナ３６においては、磁気ディスクに対向しており近接場光が発生する側の端面３６０が、平坦であって少なくとも３つの頂点又は丸められた角を有する形状を有している。さらに、この平坦な端面３６０とは反対側のレーザ光４８を受ける端面３６１が、少なくともこれら３つの頂点又は丸められた角のうちの１つに向かうにつれてこの平坦な端面３６０に近づくように、平坦な端面３６０に対して傾斜している。
【００３９】
本実施形態においては、端面３６０は、トレーリング側（＋Ｚ方向）の頂点３６ａ及び底辺３６ｄを有する二等辺三角形状であって、端面３６１は、頂点３６ａに向かうにつれて端面３６０に近づいている。その結果、プラズモン・アンテナ３６全体は、頂点３６ａに向かうにつれて薄くなっている。このようなプラズモン・アンテナ３６の受光端面３６１にレーザ光４８が照射されると、プラズモン・アンテナ３６全体が薄くなっていく先の頂点３６ａにおいてのみ、十分な強度を有する近接場光が発生可能となる。このプラズモン・アンテナ３６の構造及び作用については、後に図５を用いて詳細に説明する。
【００４０】
また、図３（Ｂ）によれば、プラズモン・アンテナ３６の頂点３６ａは、後述する電磁変換素子３４の主磁極層３４０のリーディング側の端辺と対向するように、同端辺の近傍に配置される。ここで、主磁極層３４０は、ヘッド部端面２２１０側から見た場合（すなわち図３（Ｂ）によれば）、長方形又は台形となっている。ヘッド部端面２２１０上におけるこのような構成において、プラズモン・アンテナ３６にレーザ光４８が照射されると、頂点３６ａの近傍にのみ、磁気ディスクの磁気記録層を加熱するのに十分な近接場光が発生する。すなわち、この頂点３６ａの近傍のみが、磁気ディスクの磁気記録層部分を加熱する熱アシスト作用を及ぼすことになる。このように、加熱作用部分の中心である頂点３６ａが、書き込み部分である主磁極層３４０に非常に近い位置にあるので、磁気ディスクの磁気記録層部分に熱を加えた直後に、ほとんど間を置かず、十分な大きさの書き込み磁界を印加することができる。これにより、熱アシストによる安定した書き込み動作が実施可能となる。
【００４１】
図４は、薄膜磁気ヘッド２１の要部の構成を概略的に示す、図２のＡ面による断面図である。
【００４２】
図４によれば、ＭＲ素子３３は、ＭＲ積層体３３２と、対となってＭＲ積層体３３２及び絶縁層３８１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とを含み、素子形成面２２０２上に形成された絶縁層３８０上に形成されている。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を受けることを防止する。上下部シールド層３３４及び３３０は、例えばフレームめっき法又はスパッタリング法等によって形成された磁性層であり、例えばＮｉＦｅ（パーマロイ）、ＦｅＳｉＡｌ（センダスト）、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ若しくはＣｏＺｒＴａＣｒ等、又はこれらの材料の多層膜等の軟磁性材料からなり、厚さは、例えば０.５〜３μｍ程度である。
【００４３】
ＭＲ積層体３３２は、ＭＲ効果を利用して信号磁界を感受する感磁部であり、例えば、面内通電型巨大磁気抵抗（ＣＩＰ-ＧＭＲ）効果を利用したＣＩＰ-ＧＭＲ積層体、垂直通電型巨大磁気抵抗（ＣＰＰ-ＧＭＲ）効果を利用したＣＰＰ-ＧＭＲ積層体、又はトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）効果を利用したＴＭＲ積層体であってよい。これらのＭＲ効果を利用したＭＲ積層体３３２はいずれにおいても、高い感度で磁気ディスクからの信号磁界を感受する。なお、ＭＲ積層体３３２がＣＰＰ−ＧＭＲ積層体又はＴＭＲ積層体である場合、上下部シールド層３３４及び３３０は、電極としての役割も果たす。一方、ＭＲ積層体３３２がＣＩＰ−ＧＭＲ積層体である場合、ＭＲ積層体３３２と上下部シールド層３３４及び３３０それぞれとの間には絶縁層が設けられ、さらに、ＭＲ積層体３３２に電気的に接続されたＭＲリード層が設けられる。
【００４４】
ＭＲ積層体３３２は、例えば、ＴＭＲ積層体である場合、例えば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ＣｏＦｅ等からなる２つの強磁性層がＲｕ等の非磁性金属層を間に挟んでおり、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てもよい。
【００４５】
同じく図４によれば、電磁変換素子３４は、垂直磁気記録用であって、主磁極層３４０と、ギャップ層３４１と、書き込みコイル層３４３と、コイル絶縁層３４４と、ライトシールド層３４５とを備えている。
【００４６】
主磁極層３４０は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）等の絶縁材料からなる絶縁層３８４上に形成されており、書き込みコイル層３４３に書き込み電流を印加することによって発生した磁束を、書き込みがなされる磁気ディスクの磁気記録層（垂直磁化層）まで収束させながら導くための導磁路である。主磁極層３４０は、主磁極３４００及び主磁極本体部３４０１が順次積層されて互いに磁気的に接続された２層構造を有している。このうち、主磁極３４００は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）等の絶縁材料からなる絶縁層３８４に周囲を絶縁されている。この主磁極３４００は、ヘッド部端面２２１０に達しており、トラック幅方向の小さな幅ＷＰ（図３（Ｂ））を有する主磁極先端部３４００ａと、この主磁極先端部３４００ａの後方に位置しており、主磁極先端部３４００ａの幅よりも大きなトラック幅方向の幅を有する主磁極後端部３４００ｂとを有している。このように、主磁極先端部３４００ａが小さな幅ＷＰを有することによって、微細な書き込み磁界が発生可能となり、トラック幅を高記録密度化に対応した微小値に設定可能となる。また、図３（Ｂ）に示すように、主磁極層３４０のヘッド部端面２２１０上における形状は、長方形又は台形となっている。ここで、上述した主磁極先端部３４００ａの幅ＷＰは、この長方形におけるリーディング側の辺の長さであり、磁気ディスクの記録層に形成されるトラックの幅を規定する。幅ＷＰは、例えば、０.０５〜０.５μｍ程度である。
【００４７】
図４に戻って、主磁極３４００は、主磁極本体部３４０１よりも高い飽和磁束密度を有する軟磁性材料から形成されており、例えば、Ｆｅが主成分である鉄系合金材料である、ＦｅＮｉ、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮｉ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等の軟磁性材料から形成される。主磁極３４００の厚さは、例えば、０.１〜０.８μｍである。
【００４８】
ギャップ層３４１は、主磁極層３４０とライトシールド層３４５とをヘッド端面３００近傍において磁気的に分離させるためのギャップを形成する。ギャップ層３４１は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）、ＳｉＯ２（二酸化珪素）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）若しくはＤＬＣ等の非磁性絶縁材料、又はＲｕ（ルテニウム）等の非磁性導電材料で構成されている。ギャップ層３４１の厚さは、主磁極層３４１とライトシールド層３４５との間のギャップを規定しており、例えば、０.０１〜０.５μｍ程度である。
【００４９】
書き込みコイル層３４３は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）等の絶縁材料からなる絶縁層３４２１上において、１ターンの間に少なくとも主磁極層３４０とライトシールド層３４５との間を通過するように形成されており、バックコンタクト部３４０２を中心として巻回するスパイラル構造を有している。この書き込みコイル層３４３は、例えば、Ｃｕ（銅）等の導電材料から形成されている。ここで、加熱キュアされたフォトレジスト等の絶縁材料からなる書き込みコイル絶縁層３４４が、書き込みコイル層３４３を覆っており、書き込みコイル層と主磁極層３４０及びライトシールド層３４５との間を電気的に絶縁している。
【００５０】
書き込みコイル層３４３は、本実施形態において１層であるが、２層以上又はヘリカルコイルでもよい。また、巻き数も図４での数に限定されるものではなく、例えば、２〜７ターンに設定され得る。
【００５１】
ライトシールド層３４５は、ヘッド部端面２２１０に達しており、磁気ディスクの垂直磁化層の下に設けられた軟磁性裏打ち層から戻ってきた磁束のための導磁路としての役割を果たす。ライトシールド層３４５の厚さは、例えば、０.５〜５μｍ程度である。また、ライトシールド層３４５において、主磁極層３４０と対向する部分は、同じくヘッド部端面２２１０に達しており、主磁極層３４０から発して広がった磁束を取り込むためのトレーリングシールド３４５０となっている。トレーリングシールド３４５０は、本実施形態において、絶縁層３４２０及び主磁極本体部３４０１とともに平坦化されていて、主磁極先端部３４００ａのみならず主磁極後端部３４００ｂ及び主磁極本体部３４０１よりも大きなトラック幅方向の幅を有している。このようなトレーリングシールド３４５０を設けることによって、トレーリングシールド３４５０の端部と主磁極先端部３４００ａ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が低減可能となる。また、ライトシールド層３４５は、軟磁性材料から形成されるが、特に、トレーリングシールド３４５０は、高飽和磁束密度を有する、ＮｉＦｅ（パーマロイ）又は主磁極３４００と同様の鉄系合金材料等から形成される。
【００５２】
また、本実施形態においては、ＭＲ素子３３と電磁変換素子３４との間に、絶縁層３８２及び３８３に挟まれた素子間シールド層３９が設けられている。この素子間シールド層３９は、電磁変換素子３４より発生する磁界からＭＲ素子３３をシールドする役割を果たしており、上下部シールド層３３４及び３３０と同じ軟磁性材料で形成されていてもよい。なお、素子間シールド層３９は必ずしも必要ではなく、素子間シールド層３９が存在しない形態も本発明の範囲内となる。また、この素子間シールド層３９と導波路３５との間に、バッキングコイル部が形成されていてもよい。バッキングコイル部は、電磁変換素子３４から発生してＭＲ効果素子３３の上下部シールド層３３４及び３３０を経由する磁束ループを打ち消す磁束を発生させて、磁気ディスクへの不要な書き込み動作又は消去動作である広域隣接トラック消去（ＷＡＴＥ）現象の抑制を図るものである。
【００５３】
同じく図４によれば、レーザダイオード４０は、本実施形態において、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、ｐ電極下地層４０ｈと、ｐ電極４０ｉとが順次積層された構造を含む。この多層構造の劈開面の前後には、全反射による発振を励起するためのＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等からなる反射層が形成されており、反射層４２に、開口が、発光中心４０００を含む活性層４０ｅの位置に設けられている。
【００５４】
放射されるレーザ光の波長λＬは、例えば４００〜６５０ｎｍ程度であってもよい。また、レーザダイオード４０の厚みＴＬＡは、例えば、６０〜２００μｍ程度である。さらに、このレーザダイオード４０の駆動においては、磁気ディスク装置内の電源が使用可能である。実際、磁気ディスク装置は、通常、例えば２Ｖ程度の電源を備えており、レーザ発振動作には十分の電圧を有している。また、レーザダイオード４０の消費電力も、例えば、数十ｍＷ程度であり、磁気ディスク装置内の電源で十分に賄うことができる。実際には、ｐ電極４０ｉに電気的に接続された端子電極４１０とｎ電極４０ａに電気的に接続された端子電極４１１との間に、この電源によって所定の電圧を印加し、レーザダイオード４０を発振させることによって、反射層４２の発光中心４０００を含む開口からレーザ光が放射される。
【００５５】
なお、レーザダイオード４０及び駆動端子電極４１０及び４１１は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、レーザダイオード４０において電極の上下を逆にし、ｎ電極４０ａがユニット基板２３０の光源設置面２３０２に接着されてもよい。また、レーザダイオード４０が、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として、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のものを用いてもよい。さらに、薄膜磁気ヘッド２１がレーザダイオード４０を備えておらず、磁気ディスク装置内に設けられたレーザダイオードの発光中心と導波路３５の端面３５２とが、例えば光ファイバを用いて接続されていてもよい。
【００５６】
図５は、本発明によるプラズモン・アンテナ３６の一実施形態の構造を示す斜視図である。
【００５７】
図５によれば、プラズモン・アンテナ３６は、磁気ディスクに対向しており近接場光が発生する側の平坦な端面３６０と、この平坦な端面３６０とは反対側のレーザ光４８を受ける端面３６１とを備えている。端面３６０は、本実施形態において、トレーリング側（＋Ｚ方向）の頂点３６ａと、底辺３６ｄの両端に位置するリーディング側（−Ｚ方向）の２つの頂点３６ｂ及び３６ｃとを有する二等辺の三角形状となっている。ここで、発生する近接場光の分布をトラックに沿った方向の中心線に関して線対称とすることができるので、二等辺であることが好ましい。また、受光端面３６１は、頂点３６ａに向かうにつれて端面３６０に近づくように、端面３６０に対して傾斜している。その結果、プラズモン・アンテナ３６全体は、頂点３６ａに向かうにつれて薄くなっている。
【００５８】
プラズモン・アンテナ３６は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ若しくはＩｒ等の金属、又はこれらの元素にうち少なくとも２つの元素からなる合金等の導電材料で形成されていることが好ましい。また、端面３６０における頂点３６ａと底辺３６ｄとの（Ｚ軸方向における）距離ＤＰＡは、入射されるレーザ光４８の波長よりも十分に小さく、例えば２０〜４００ｎｍとすることが好ましい。また、底辺３６ｄの幅ＷＰＡも、入射されるレーザ光４８の波長よりも十分に小さく、例えば２０〜４００ｎｍとすることが好ましい。さらに、プラズモン・アンテナ３６の（Ｘ軸方向の）厚みＴＰＡは、例えば３０〜５００ｎｍとすることが好ましい。
【００５９】
このようなプラズモン・アンテナ３６の受光端面３６１に、レーザ光４８が照射されると、プラズモン・アンテナ３６内の自由電子が、レーザ光４８の電界によって一様に強制振動させられる。その結果、プラズモン・アンテナ３６内にプラズモンが励起される。このプラズモンは、プラズモン・アンテナ３６内において、各頂点の近傍に近接場光を発生させる。ここで、本発明によるプラズモン・アンテナ３６によれば、プラズモン・アンテナ３６全体が薄くなっていく先の頂点３６ａに最もプラズモンが集中し、頂点３６ａにおいてのみ十分な強度を有する近接場光が発生可能となるのである。
【００６０】
ここで、端面３６０に対する受光端面３６１の傾斜角θＰＡは、１０°以上であって６０°以下であることが好ましい。これにより、後に実施例を用いて説明するように、プラズモン・アンテナ３６において、熱アシストに用いられる所望の近接場光と、付随して発生する各近接場光との強度比を、少なくとも５：１とすることができる。その結果、磁気ディスクの磁気記録層の所望の位置のみに近接場光を照射することができ、所望の記録ビットのみを形成可能な熱アシスト磁気記録が実現可能となる。
【００６１】
図６（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明によるプラズモン・アンテナの他の実施形態を示す斜視図、正面図及び側面図である。
【００６２】
図６（Ａ）によれば、プラズモン・アンテナ５０においては、磁気ディスクに対向しており近接場光が発生する側の端面５００が、平坦であって五角形状を有している。さらに、この平坦な端面３６０とは反対側のレーザ光４８を受ける端面５０１が、５つの頂点のうちの１つである頂点５０ａに向かうにつれてこの平坦な端面５００に近づくように、平坦な端面５００に対して傾斜している。このような傾斜を有する構成においては、磁気ディスクに対向しており近接場光が発生する側の端面が三角を超えた多角形状であっても、プラズモン・アンテナ５０全体が薄くなっていく先の頂点５０ａに最もプラズモンが集中し、頂点５０ａにおいてのみ十分な強度を有する近接場光が発生可能となる。
【００６３】
図６（Ｂ）によれば、プラズモン・アンテナ５１においては、磁気ディスクに対向しており近接場光が発生する側の端面５１０が、平坦であって３つの丸められた角５１ａ、５１ｂ及び５１ｃを有する三角形状を有している。さらに、この平坦な端面５１０とは反対側のレーザ光４８を受ける端面５１１が、３つの角のうちの１つである角５１ａに向かうにつれてこの平坦な端面５１０に近づくように、平坦な端面５１０に対して傾斜している。このような傾斜を有する構成においては、磁気ディスクに対向しており近接場光が発生する側の端面が少なくとも１つの丸められた角を有する多角形状であっても、プラズモン・アンテナ５１全体が薄くなっていく先の角５１ａに最もプラズモンが集中し、角５１ａにおいてのみ十分な強度を有する近接場光が発生可能となる。ここで、丸められた角の曲率半径は、例えば、５〜１００ｎｍ程度である。
【００６４】
図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃは、導波路及びプラズモン・アンテナの形成方法の一形態を説明するための斜視図および断面図である。
【００６５】
最初に、図７Ａ（Ａ）に示すように、Ａｌ２Ｏ３等の絶縁層３８３上に、導波路の一部となる、絶縁層３８３よりも屈折率の高いＴａ２Ｏ５等の誘電体膜３５ａを成膜し、その上に、Ａｕ等の金属層３６を成膜し、さらにその上に、リフトオフ用の底部が窪んだレジストパターン５５を形成する。次いで、図７Ａ（Ｂ）に示すように、イオンミリング法等を用いて、レジストパターン５５の直下を除いて、金属層３６の不要部分を除去することにより、誘電体膜３５ａの上に下部が広い台形状の断面を有する金属層３６のパターンが形成される。その後、図７Ａ（Ｃ）に示すように、レジストパターン５５を除去した後に、断面が台形状の金属層３６の両斜面側からイオンミリング法により各斜面の一部をそれぞれ除去して、断面が三角形状である金属層３６を形成する。
【００６６】
次いで、図７Ａ（Ｄ）に示すように、金属層３６を覆うように誘電体膜３５ａ上に誘電体膜３５ａと同じ材料からなる誘電体膜３５ｂを成膜する。さらに、誘電体膜３５ｂ上に誘電体膜３５ａと同じ材料からなる誘電体膜３５ｃを成膜する。次いで、将来媒体対向面が形成される側に、金属層３６の端面を形成するためのレジストパターン５６を積層する。その後、図７Ｂ（Ａ）に示すように、イオンミリング法により、誘電体膜３５ａ、金属層３６、誘電体膜３５ｂ及び誘電体膜３５ｃの一部を除去する。
【００６７】
さらに、図７Ｂ（Ｂ）に示すように、誘電体膜３５ｃ上にＴａ等のハードマスク材料を成膜し、レジスト５８を用いてハードマスク５７を形成する。ここで、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法を用いてエッチングを行い、図７Ｂ（Ｃ）に示すように、誘電体膜３５ａ、金属層３６、誘電体膜３５ｂ及び誘電体膜３５ｃの傾斜面を形成する。この傾斜面は、金属層３６の傾斜した端面３６１を含む。この際、この傾斜面の傾斜角θＰＡは、各層の材料及びＲＩＥ条件を選択することによって所望の値に設定することができる。なお、ＲＩＥ法の代わりに、イオンを斜めに入射させるイオンミリング法を用いてこの傾斜面を形成することも可能である。その後、図７Ｂ（Ｄ）に示すように、誘電体膜３５ａと同じ材料からなる誘電体膜３５ｄを、この傾斜面を覆うように成膜して平坦化する。さらに、誘電体膜３５ａ、３５ｂ、３５ｃ及び３５ｄを、所定の幅となるようにパターニングすることによって、図７Ｃ（Ａ）に示すように、導波路３５が形成される。
【００６８】
さらに、その後、図７Ｃ（Ｂ）に示すように、導波路３５を覆うようにして絶縁層３８３と同じ材料からなる絶縁層３８４を形成する。これによりクラッドとしての絶縁層３８が完成する。その後、ＭＲハイト加工としての研磨を施すことによって、所定の厚みＴＰＡを有するプラズモン・アンテナ３６が形成される。ここで、プラズモン・アンテナ３６の端面３６０は、研磨された平坦面となる。
【００６９】
（比較例１及び実施例１〜４）
以下、本発明によるプラズモン・アンテナにおける近接場光の発生効果を、比較例１及び実施例１〜４として行われたシミュレーション実験の結果を用いて示す。
【００７０】
プラズモン・アンテナにおける近接場光発生のシミュレーション実験は、電磁場解析である３次元の有限差分時間領域法（Finite-Difference Time-Domain method: FDTD method）を用いて行われた。シミュレーション実験に用いられた系は、図５に示されたプラズモン・アンテナ（３６）において、傾斜角θＰＡ＝０°（比較例１）、θＰＡ＝１５°（実施例１）、θＰＡ＝３０°（実施例２）、及びθＰＡ＝４５°（実施例３）の４つであった。いずれのプラズモン・アンテナにおいても、レーザ光４８を受ける端面とは反対側の近接場光が発生する端面の形状は、一辺が３００、２００又は１００ｎｍの正三角形であった。一辺が３００ｎｍの場合、高さは約２６０ｎｍとなる。入射レーザ光４８は、波長λＬが６５０ｎｍであって、電界成分の振動方向がＺ軸方向であるＴＭ偏光を有する平面波であった。シミュレーションにおけるメッシュサイズは均一であって２ｎｍであった。また、発生する近接場光の強度値は、２ｎｍ×２ｎｍ×２ｎｍの立方体中での値であった。また、プラズモン・アンテナ３６の構成材料はＡｕであり、屈折率の実数部ｎＲが０.２０６であって、虚数部ｎＩが３.５１７であった。
【００７１】
図８（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、比較例１（一辺：３００ｎｍ）に用いたプラズモン・アンテナ７０を示す概略図、及び比較例１におけるシミュレーション実験の結果を示すグラフである。また、図９（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、実施例１に用いたプラズモン・アンテナ７１を示す概略図、及び実施例１（一辺：３００ｎｍ）におけるシミュレーション実験の結果を示すグラフである。また、図１０（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、実施例２（一辺：３００ｎｍ）に用いたプラズモン・アンテナ７２を示す概略図、及び実施例２におけるシミュレーション実験の結果を示すグラフである。また、図１１（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、実施例３（一辺：３００ｎｍ）に用いたプラズモン・アンテナ７３を示す概略図、及び実施例３におけるシミュレーション実験の結果を示すグラフである。
【００７２】
各グラフ図８（Ｂ）、図９（Ｂ）、図１０（Ｂ）及び図１１（Ｂ）において、実線は、それぞれ図８（Ａ）、図９（Ａ）、図１０（Ａ）及び図１１（Ａ）におけるラインＡ上を走査した際の近接場光強度である。また、点線は、それぞれ図８（Ａ）、図９（Ａ）、図１０（Ａ）及び図１１（Ａ）におけるラインＢ上を走査した際の近接場光強度である。
【００７３】
図８（Ｂ）によれば、比較例１における、一辺が３００ｎｍの正三角形状である傾斜角θＰＡ＝０°のプラズモン・アンテナ７０においては、３つの頂点７０ａ、７０ｂ及び７０ｃの近傍の位置においてのみ近接場光が発生している。このうち、頂点７０ａ近傍において最も近接場光強度が高い。その強度比は、頂点７０ａ：頂点７０ｂ：頂点７０ｃ＝２.１：１：１であり、頂点７０ａ以外の頂点部分においても、相当の近接場光が発生していることが理解される。
【００７４】
これに対して、図９（Ｂ）によれば、実施例１における、一辺が３００ｎｍの正三角形状である傾斜角θＰＡ＝１５°のプラズモン・アンテナ７１においては、同じく、３つの頂点７１ａ、７１ｂ及び７１ｃの近傍の位置においてのみ近接場光が発生しており、頂点７１ａ近傍において最も近接場光強度が高い。その強度比は、頂点７１ａ：頂点７１ｂ：頂点７１ｃ＝７.９：１：１である。すなわち、頂点７１ａおける強度比は、実際の熱アシスト磁気記録において所望の記録ビットのみを形成可能とするための基準である５：１：１の場合よりも、より高くなっている。
【００７５】
また、図１０（Ｂ）及び図１１（Ｂ）によれば、実施例２及び３（一辺：３００ｎｍ）における傾斜角θＰＡ＝３０°及び４５°のプラズモン・アンテナ７２及び７３それぞれにおいては、その強度比はそれぞれ、９.３：１：１及び１３.８：１：１となり、同じく所望の記録ビットのみを形成可能とするための基準である５：１：１の場合よりも、頂点７２ａ及び７３ａにおける強度比がより高くなっている。
【００７６】
ここで、一辺が３００、２００及び１００ｎｍの正三角形状であって種々の傾斜角θＰＡを有するプラズモン・アンテナにおいて、近接場光強度が最も高くなる頂点（上述した７０ａ、７１ａ、７２ａ、７３ａ等）における、他の頂点での強度に対する強度比ＩＲＭＡＸを、シミュレーション実験により求めた結果を表１に示す。
【表１】
2010080044.tif 000003
【００７７】
さらに、図１２は、種々の傾斜角θＰＡ及び辺長を有するプラズモン・アンテナにおける強度比ＩＲＭＡＸを示す、表１に示したデータのグラフである。
【００７８】
図１２及び表１によれば、三角形の一辺の長さが３００、２００及び１００ｎｍのいずれの場合においても、傾斜角θＰＡが１０°以上であって６０°以下の範囲内にあれば、所望の５以上となる強度比ＩＲＭＡＸが実現している。従って、傾斜角θＰＡは、１０°以上であって６０°以下であることが好ましいことが理解される。
【００７９】
（ナノビーク型との比較）
図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、従来のナノビーク型のプラズモン・アンテナ及び実施例３のプラズモン・アンテナを示す概略図、及び両者における近接場光強度を比較したグラフである。
【００８０】
図１３（Ａ）によれば、プラズモン・アンテナ７４はナノビーク型であり、レーザ光４８を受ける端面が一辺３００ｎｍの正三角形状であり、この端面とは反対側の端面７４０が、入射レーザ光４８の進行方向に対して垂直な面から４５°だけ傾斜している。プラズモン・アンテナ７４全体は、頂点７４ａに向かって先太となっており、頂点７４ａが磁気記録媒体に最も近い位置に配置され、この頂点７４ａから発生した近接場光が使用される。ここで、プラズモン・アンテナ７４の構成材料はＡｕであった。これに対して、図１３（Ｂ）によれば、プラズモン・アンテナ７３は、図１１（Ａ）に示したものと同じであり、傾斜角θＰＡ＝４５°の受光端面を有していた。ここで、プラズモン・アンテナ７３の構成材料は同じくＡｕであった。
【００８１】
これらプラズモン・アンテナ７３及び７４の頂点７３ａ及び７４ａにおける近接場光強度を比較したところ、図１３（Ｃ）に示すように、本発明のプラズモン・アンテナ７３の近接場光強度は、４８９０（Ｖ／ｍ）２であって、プラズモン・アンテナ７４の強度４１００（Ｖ／ｍ）２の約１.２倍の値となった。このように、本発明のプラズモン・アンテナは、同程度のサイズのナノビーク型プラズモン・アンテナに比べて、より高い近接場光強度を実現可能であることが理解される。
【００８２】
なお、このナノビーク型のプラズモン・アンテナは、さらに、以下の形成上の問題点を有する。すなわち、近接場光を発生させるくちばし部分（頂点７４ａ）の形成は、実際のヘッドの製造において、薄膜ウェハ工程においてではなく、その後、加工バーを切り出した後のＡＢＳ加工の際に行われなければならず、工数がかかってしまう。さらに、この形成の際、イオンビームを斜めに固定してミリングを行うとすると、磁極まで切削されてしまう恐れも生じ得る。また、くちばし部分（頂点７４ａ）の形成後、ＡＢＳに彫り込みが形成され易い。このような彫り込みは、ヘッドの浮上を不安定にする原因となり得る。この彫り込みを絶縁材料で埋め込む対策も考えられるが、埋め込みのための成膜の後、ラッピングを行う必要がある。この際、ラッピングの公差は一般的に少なくとも±１０ｎｍであって、くちばし部分の頂点７４ａの位置で精度良く研磨を終了することが非常に困難であり、歩留まり良く形成することができない。
【００８３】
これに対して、本発明に係るプラズモン・アンテナにおいては、例えば図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃに示したように、レーザ光を受ける端面の傾斜を、実際のヘッドの製造での薄膜ウェハ工程において形成することができる。従って、本発明に係るプラズモン・アンテナは、ナノビーク型と比較して、容易に精度良く作製可能となる。
（異なる構成材料のプラズモン・アンテナにおける比較）
【００８４】
図１４（Ａ）及び（Ｂ）は、異なる構成材料を用いた本発明に係るプラズモン・アンテナにおける近接場光強度を示したグラフである。
【００８５】
図１４（Ａ）及び（Ｂ）のいずれのプラズモン・アンテナにおいても、端面は一辺が３００ｎｍの正三角形状であり、傾斜角θＰＡ＝３０°であった。ここで、図１４（Ａ）のプラズモン・アンテナは、Ａｕで構成されており、図１４（Ｂ）のプラズモン・アンテナは、ＡｕＣｕで構成されていた。Ａｕの屈折率の実数部ｎＲは０.２０６であって、虚数部ｎＩは３.５１７であり、上述したシミュレーション実験に用いた値と同じであった。また、ＡｕＣｕの屈折率の実数部ｎＲは０.２６６であって、虚数部ｎＩは３.４９８であった。これら図１４（Ａ）及び（Ｂ）のシミュレーション実験の結果を比較すると、本発明のプラズモン・アンテナは、構成材料がＡｕ及びＡｕＣｕである場合それぞれにおいてほぼ同様の強度分布を示し、いずれにおいても所望の５以上となる強度比ＩＲＭＡＸが実現することが理解される、
【００８６】
以上、本発明によれば、所望の位置においてのみ十分な強度を有する近接場光が発生し、所望の記録ビットのみを形成可能な熱アシスト磁気記録ヘッドが実現されることが理解される。これにより、良好なマイクロ波アシスト磁気記録を実現することが可能となり、例えば、１Ｔｂｉｔｓ／ｉｎ２を超える記録密度の達成に貢献し得る。
【００８７】
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。
【符号の説明】
【００８８】
１０  磁気ディスク
１１  スピンドルモータ
１２  アセンブリキャリッジ装置
１３  記録再生及び発光制御回路
１４  駆動アーム
１５  ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
１６  ピボットベアリング軸
１７  ＨＧＡ
２０  サスペンション
２１  薄膜磁気ヘッド
２２  スライダ
２２０  スライダ基板
２２００  ＡＢＳ
２２０１  背面
２２０２  素子形成面
２２１  ヘッド部
２２１０、２２１２  ヘッド部端面
２３  光源ユニット
２３０  ユニット基板
２３００  接着面
２３０２  光源設置面
３２  ヘッド素子
３３  磁気抵抗（ＭＲ）素子
３４  電磁変換素子
３４０  主磁極層
３４００  主磁極
３４００ａ  主磁極先端部
３４０１  主磁極本体部
３４５  ライトシールド層
３４５０  トレーリングシールド
３５  導波路
３５０、３５２  導波路の端面
３６、５０、５１、７０、７１、７２、７３、７４  プラズモン・アンテナ
３６０、５００、５１０  平坦な端面
３６１  レーザ光を受ける端面
３６ａ  頂点
３６ｄ  底辺
３７０、３７１、４１０、４１１  端子電極
３８  保護層
３９  素子間シールド層
４０  レーザダイオード
４００  発光面
４０００  発光中心
４０ａ  ｎ電極
４０ｅ  活性層
４０ｉ  ｐ電極
４２  反射層
４８  レーザ光
５５、５６  レジストパターン
５７  ハードマスク
７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７４ａ  頂点
【図１】
2010080044.tif 000004
【図２】
2010080044.tif 000005
【図３】
2010080044.tif 000006
【図４】
2010080044.tif 000007
【図５】
2010080044.tif 000008
【図６】
2010080044.tif 000009
【図７Ａ】
2010080044.tif 000010
【図７Ｂ】
2010080044.tif 000011
【図７Ｃ】
2010080044.tif 000012
【図８】
2010080044.tif 000013
【図９】
2010080044.tif 000014
【図１０】
2010080044.tif 000015
【図１１】
2010080044.tif 000016
【図１２】
2010080044.tif 000017
【図１３】
2010080044.tif 000018
【図１４】
2010080044.tif 000019