(57)【要約】【課題】磁気記録素子において、静電気の蓄積を抑え、静電気の放電に伴うプラズモン発生部の形状変化を低減する。【解決手段】磁気記録素子５は、基盤２と、媒体対向面Ｓに端部が位置する記録用のメインポール１０と、レーザ光を伝播させる導波路１５と、プラズモン発生部１６と、を有している。プラズモン発生部１６は、基盤２から離れて位置し、導波路１５の一部と対向しながら媒体対向面Ｓまで延びている。プラズモン発生部１６は長手方向に延びる一つの伝搬エッジを有し、伝搬エッジの重複部は導波路１５を伝播するレーザ光と表面プラズモンモードで結合して表面プラズモンを発生させ、伝搬エッジは、重複部で発生した表面プラズモンを近接場光発生部まで伝播させる。磁気記録素子５はさらに、プラズモン発生部１６と基盤２とを電気的に接続する接地要素２２を有している。【選択図】図１
2011192375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基盤と、
媒体対向面に端部が位置する記録用のメインポールと、
レーザ光を伝播させる導波路と、
前記基盤から離れて位置し、前記導波路の一部と対向しながら前記媒体対向面まで延びるプラズモン発生部であって、該プラズモン発生部は長手方向に延びる一つの伝搬エッジを有し、該伝搬エッジは、該長手方向において前記導波路と重複している重複部と、前記媒体対向面の、前記メインポールの前記端部の近傍に位置する近接場光発生部と、を備え、前記伝搬エッジの前記重複部は前記導波路を伝播するレーザ光と表面プラズモンモードで結合して表面プラズモンを発生させ、前記伝搬エッジは、前記重複部で発生した前記表面プラズモンを前記近接場光発生部まで伝播させる、プラズモン発生部と、
前記プラズモン発生部と前記基盤とを電気的に接続する接地要素と、
を有する、磁気記録素子。
【請求項２】
前記プラズモン発生部は、頂点が前記導波路と対向するＶ字型の断面形状を有し、前記伝搬エッジは前記頂点に沿って形成されている、請求項１に記載の磁気記録素子。
【請求項３】
前記プラズモン発生部は、一つの頂点が前記導波路と対向する三角形の断面形状を有し、前記伝搬エッジは前記一つの頂点に沿って形成されている、請求項１に記載の磁気記録素子。
【請求項４】
前記プラズモン発生部は一つの辺が前記導波路と対向する三角形の断面形状を有し、前記伝搬エッジは前記導波路から離れた頂点に沿って形成されている、請求項１に記載の磁気記録素子。
【請求項５】
前記接地要素は、前記導波路を伝播するレーザ光の波長の１/８以上の距離で前記導波路と離隔している、請求項１から４のいずれか１項に記載の磁気記録素子。
【請求項６】
前記接地要素は、前記プラズモン発生部の前記媒体対向面と反対側の端面で該プラズモン発生部と電気的に接続され、前記長手方向と直交する面内で該プラズモン発生部から離隔しながら方向を変え、前記基盤まで延びている、請求項１から５のいずれか１項に記載の磁気記録素子。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の磁気記録素子を備えたスライダ。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１項に記載の磁気記録素子を構成する積層体が形成されたウエハ。
【請求項９】
請求項７に記載のスライダと、前記スライダを弾性的に支持するサスペンションと、を有するヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１０】
請求項７に記載のスライダと、該スライダを支持するとともに、該スライダを磁気記録媒体に対して位置決めする装置と、を有するハードディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク装置に用いられる磁気記録素子に関し、特に熱アシスト型の磁気記録素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスク装置等の磁気記録装置では、高記録密度化に伴い、薄膜磁気ヘッドおよび磁気記録媒体の性能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効果素子（以下、ＭＲ（Magneto Resistive）素子とも記す。）を有する再生ヘッドと、書き込み用の誘導型電磁変換素子（磁気記録素子）を有する記録ヘッドと、を基盤上に積層した複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。ハードディスク装置において、薄膜磁気ヘッドは、磁気記録媒体の表面からわずかに浮上するスライダに設けられる。
【０００３】
磁気記録媒体は、磁性微粒子が集合した不連続媒体であり、各磁性微粒子は単磁区構造をとる。この磁気記録媒体において、１つの記録ビットは複数の磁性微粒子によって構成される。記録密度を高めるためには、隣接する記録ビット間の境界線の凹凸を小さくしなければならず、そのためには、磁性微粒子を小さくしなくてはならない。しかし、磁性微粒子を小さくすると、磁性微粒子の体積の減少に伴って、磁性微粒子の磁化の熱安定性が低下する。この問題を解消するには、磁性微粒子の異方性エネルギーを大きくすることが効果的である。しかし、磁性微粒子の異方性エネルギーを大きくすると、磁気記録媒体の保磁力が大きくなって、既存の磁気ヘッドでは情報の記録が困難になる。従来の磁気記録においてはこのようなトリレンマが存在しており、記録密度の増加に向けた大きな障害となっている。
【０００４】
この問題を解決する方法として、いわゆる熱アシスト磁気記録という方法が提案されている。この方法では、保磁力の大きな磁気記録媒体を使用し、情報の記録時には、磁気記録媒体のうち情報が記録される部分に対して磁界と同時に熱が加えられる。これによって、情報が記録される部分の温度を上昇させ、保磁力を低下させて情報の記録を行う。
【０００５】
熱アシスト磁気記録では、磁気記録媒体に対して熱を加える手法として近接場光を用いる方法が知られている。近接場光とは物質の周囲に形成される、いわば電磁場の一種である。通常の光は、回折限界のために、波長より小さい領域まで絞り込むことはできない。しかし、波長が揃った光を微小構造体に照射することで、微小構造体のスケールに依存した近接場光が生成され、数十ｎｍといった極小領域への光の絞り込みが可能になる。近接場光を発生させる具体的な方法としては、光によって励起されたプラズモンから近接場光を発生させる近接場光プローブと呼ばれる金属、いわゆるプラズモンアンテナを用いる方法が一般に知られている。
【０００６】
プラズモンアンテナにおいては、光が直接照射されることによって近接場光が発生するが、この手法では照射された光の近接場光への変換効率が低い。プラズモンアンテナに照射された光のエネルギーの大部分は、プラズモンアンテナの表面で反射されたり、熱エネルギーに変換されたりする。プラズモンアンテナのサイズは光の波長以下に設定されるため、プラズモンアンテナの体積は小さい。そのため、プラズモンアンテナにおいて、上記の発熱に伴う温度上昇は非常に大きくなる。
【０００７】
このような温度上昇により、プラズモンアンテナは体積の膨張を引き起こし、磁気記録媒体に対向する面である媒体対向面から突出する。すると、ＭＲ素子の媒体対向面に位置する端部が磁気記録媒体から遠ざかってしまい、その結果、記録動作時に、磁気記録媒体に記録されたサーボ信号を読み取れなくなるという問題が発生する。
【０００８】
そこで、プラズモンアンテナに光を直接照射しない技術が提案されている。例えば、米国特許第７，３３０，４０４号明細書（特許文献１）には、光ファイバー等の導波路を伝搬してきた光をプラズモン発生部に対して、緩衝部を介して、表面プラズモンポラリトンモードで結合させて、プラズモン発生部に表面プラズモンを励起させる技術が開示されている。プラズモン発生部は、媒体対向面に位置し近接場光を発生させる近接場光発生部を有している。導波路と緩衝部の界面では導波路を伝播する光が全反射するが、その際に、エバネッセント光と呼ばれる、緩衝部に染み出す光が発生する。このエバネッセント光と、プラズモン発生部における電荷の集団振動と、が結合して、プラズモン発生部に表面プラズモンが励起される。励起された表面プラズモンは、プラズモン発生部に沿って近接場光発生部まで伝播し、近接場光発生部で近接場光を発生させる。この技術によれば、プラズモン発生部には導波路を伝播する光が直接照射されないので、プラズモン発生部の過度の温度上昇を防止することができる。
【０００９】
磁気記録素子のような薄膜プロセスを用いた素子では、導波路は矩形断面の細長い部材として形成される。導波路は矩形断面のコアであり、導波路はクラッドに取り囲まれている。場合によって、導波路はスポットサイズコンバータと呼ばれるレーザ光を絞る部材を備える。また、導波路とクラッドとスポットサイズコンバータとプラズモン発生部とを合わせたものは、近接場光発生素子と呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第７，３３０，４０４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
薄膜磁気ヘッドは、媒体対向面の形成のためにラッピング加工を受ける。ラッピングの際には薄膜磁気ヘッドに静電気が蓄積され、蓄積された静電気の放電に伴う発熱が生じる。また、ヘッドジンバルアセンブリの作成時やウエハのローバーへの切り出し時にも、媒体対向面の近傍に静電気が蓄積され、同様の現象が生じる可能性がある。プラズモン発生部は一般的にＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ、またはこれらの金属を主成分とする合金から形成されるが、これらの材料は表面張力が大きい。そのため、静電気の放電に伴う発熱により、これらの金属材料の粒成長（凝集）が生じる。この粒成長により、ウエハ工程で形成したプラズモン発生部の形状をナノオーダーのレベルで保つことができず、近接場光の発生効率に多大な影響を与える。
【００１２】
また、導波路から染み出すエバネッセント光を利用するタイプのプラズモン発生部においては、プラズモンの結合にある程度の距離（導波路とプラズモン発生部とが重なりあう長さ）が必要となることから、プラズモン発生部の体積がプラズモンアンテナ型に比べて大きくなりやすい。つまり、従来のプラズモンアンテナより静電気が蓄積されやすい傾向がある。
【００１３】
そこで、本発明は、静電気の蓄積を抑え、静電気の放電に伴うプラズモン発生部の形状変化を低減することのできる磁気記録素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の磁気記録素子は、基盤と、媒体対向面に端部が位置する記録用のメインポールと、レーザ光を伝播させる導波路と、プラズモン発生部と、を有している。プラズモン発生部は、基盤から離れて位置し、導波路の一部と対向しながら媒体対向面まで延びている。プラズモン発生部は長手方向に延びる一つの伝搬エッジを有し、伝搬エッジは、長手方向において導波路と重複している重複部と、媒体対向面の、記録用磁極の端部の近傍に位置する近接場光発生部と、を備え、伝搬エッジの重複部は導波路を伝播するレーザ光と表面プラズモンモードで結合して表面プラズモンを発生させ、伝搬エッジは、重複部で発生した表面プラズモンを近接場光発生部まで伝播させる。磁気記録素子はさらに、プラズモン発生部と基盤とを電気的に接続する接地要素を有している。
【００１５】
プラズモン発生部は接地要素によって、基盤と電気的に接続されている。つまり、プラズモン発生部は接地されているため、ラッピング加工の際に発生する静電気が基盤に流れ、プラズモン発生部への静電気の蓄積が抑制される。このため、静電気の放電によるプラズモン発生部の発熱も抑えられ、プラズモン発生部の形状が維持されやすい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、静電気の蓄積を抑え、静電気の放電に伴うプラズモン発生部の形状変化を低減することのできる磁気記録素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の磁気記録素子を含むスライダの要部断面図である。
【図２】図１に示すスライダの磁気記録素子近傍の拡大図である。
【図３】図１に示すスライダの磁気記録素子近傍の斜視図（メインポール図示及び不図示）である。
【図４】プラズモン発生部の様々な形態を示す断面図である。
【図５】接地要素の幅と出力との関係を示すグラフである。
【図６】接地要素の奥行と出力との関係を示すグラフである。
【図７】接地要素と導波路との距離と、出力と、の関係を示すグラフである。
【図８Ａ】本発明の磁気記録素子の製造に係るウエハの平面図である。
【図８Ｂ】本発明の磁気記録素子の製造に係るローバーの斜視図である。
【図９】本発明のスライダの斜視図である。
【図１０】本発明のスライダが組込まれたヘッドジンバルアセンブリを含むヘッドアームアセンブリの斜視図である。
【図１１】本発明のスライダが組込まれたヘッドアームアセンブリの側方図である。
【図１２】本発明のスライダが組込まれたハードディスク装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の磁気記録素子について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の磁気記録素子を含むスライダの要部断面図である。スライダ１は、アルティック（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ）からなる基盤２の上に、再生ヘッド部を構成するＭＲ素子４と、記録ヘッド部を構成する磁気記録素子５と、が積層されて構成されている。なお、以下の説明で「積層方向」はウエハ工程における成膜方向を意味し、各図における方向ｚに一致する。「積層方向上方」は基盤２からオーバーコート層３６を向く方向を、「積層方向下方」はオーバーコート層３６から基盤２を向く方向を、各々意味する。
【００１９】
スライダ１は、再生ヘッド部として、媒体対向面Ｓに先端部を露出して位置するＭＲ素子４と、ＭＲ素子４を積層方向上下から挟むように設けられた上部シールド層８及び下部シールド層９と、を有している。ＭＲ素子４は、センス電流が膜面と平行な方向に流れるＣＩＰ（Current In Plane）−ＧＭＲ（Gigantic Magneto Resistive） 素子、センス電流が膜面と垂直な方向（積層方向）に流れるＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）−ＧＭＲ（Gigantic Magneto Resistive）素子、トンネル効果を利用したＴＭＲ（Tunneling Magneto Resistive）素子など、磁気抵抗効果を利用した任意の構成を適用することができる。上部シールド層８及び下部シールド層９は、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子及びＴＭＲ素子を適用した場合、センス電流を供給する電極としても利用される。
【００２０】
スライダ１はまた、記録ヘッド部を構成する、いわゆる垂直磁気記録用の磁気記録素子５を備えている。磁気記録素子５は、記録のための主磁極層（以降、メインポールと呼ぶ）１０を有している。メインポール１０は第１本体部１０ａと第２本体部１０ｂと磁極先端部１０ｃとを有し、これらはＮｉ，Ｆｅ，Ｃｏのいずれか２つまたは３つからなる合金などで形成されている。メインポール１０の積層方向下方にはリターンシールド層１１が設けられている。リターンシールド層１１は第１本体部１１ａと第２本体部１１ｂとを有し、これらもＮｉ，Ｆｅ，Ｃｏのいずれか２つまたは３つからなる合金などで形成されている。メインポール１０とリターンシールド層１１は、コンタクト部１２で磁気的に互いに連結されている。本実施形態では、リターンシールド層１１はメインポール１０の積層方向下方に設けられているが、メインポール１０の積層方向上方に設けることもできる。メインポール１０の積層方向上方にはＡｌ2Ｏ3からなるオーバーコート層３６が設けられている。
【００２１】
メインポール１０の周りには、コンタクト部１２を中心としてコイル１３ａ，１３ｂが巻回している。外部からコイル１３ａ，１３ｂに印加された電流によって、メインポール１０に磁束が発生させられる。コイル１３ａ，１３ｂはＣｕ等の導電材料から形成されている。コイル１３ａ，１３ｂは本実施形態では２層設けられているが、１層または３層以上でも構わない。また、巻き数も本実施形態では４巻きであるが、これに限定されない。
【００２２】
メインポール１０は、媒体対向面Ｓ付近の磁極先端部１０ｃで、膜面直交方向（ｚ方向）だけでなく、トラック幅方向（ｘ方向）にも絞られている。図２を参照すると、メインポール１０の内部に発生した磁束３９は媒体対向面Ｓに向かうにつれて絞られ、媒体対向面Ｓに位置する磁極先端部１０ｃから磁気記録媒体１４に向けて、高記録密度化に対応した微細で強い書込用の磁束３９が放出される。磁気記録媒体１４は垂直磁気記録用の構成を有している。磁気記録媒体１４の表層は記録層１４ａとなっており、磁極先端部１０ｃから放出された磁束３９は記録層１４ａを垂直方向に進み、記録層１４ａの各記録ビット１４ｂを垂直方向（ｙ方向）に磁化させる。磁束３９は記録層１４ａを通過し、その下にある軟磁性体からなる裏打ち層１４ｃで磁気記録媒体１４の面内方向（ｚ方向）に磁路を変え、さらにリターンシールド層１１の近傍で再度垂直方向（ｙ方向）に向きを変え、リターンシールド層１１に吸収される。すなわち、リターンシールド層１１は磁束３９が記録層１４ａを垂直に通過し、Ｕ字型の磁路を描くように、磁束を制御する役目を果たす。
【００２３】
また、リターンシールド層１１の第２本体部１１ｂは、第１本体部１１ａよりトラック幅方向（ｘ方向）に層断面が広いトレーリングシールド部を形成している。このようなリターンシールド層１１を設けることによって、媒体対向面Ｓの近傍において、リターンシールド層１１とメインポール１０との間の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り、読み出し時のエラーレートを小さくすることができる。
【００２４】
図１を参照すると、メインポール１０とリターンシールド層１１との間には、導波路１５と、プラズモン発生部１６と、が設けられている。導波路１５の周囲には導波路１５を包囲するようにクラッド層１８が設けられている。導波路１５はクラッド層１８より高い屈折率を有するコアであり、後述する光源３１から入射したレーザ光４０を導波路１５とクラッド層１８との界面で全反射させながら、レーザ光４０を媒体対向面Ｓに向けて伝搬させる。レーザ光４０の波長が６００ｎｍの場合、クラッド層１８は例えばＳｉＯ2で、導波路１５は例えばＡｌ2Ｏ3で形成することができる。クラッド層１８がＡｌ2Ｏ3で形成される場合、導波路１５は、例えばＴａＯｘで形成することができる。レーザ光の波長が８００ｎｍの場合、クラッド層１８は例えばＡｌ2Ｏ3で、導波路１５は、例えばＴａＯｘで形成することができる。ここで、ＴａＯｘは任意組成の酸化タンタルを意味し、Ｔａ2Ｏ5，ＴａＯ，ＴａＯ2等が典型的であるが、これらに限定されない。導波路１５は光源３１との接続のために、スライダ１の裏面１９まで延びている。本実施形態では導波路１５は媒体対向面Ｓまで延びており、スライダ１を貫通しているが、媒体対向面Ｓ側では途中で終端していてもよい。図示は省略しているが、導波路１５とコンタクト部１２との間には、クラッド層１８が設けられている。
【００２５】
プラズモン発生部１６は基盤２から離れて位置し、導波路１５の一部と対向しながら媒体対向面Ｓまで延びている。プラズモン発生部１６は、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ、またはこれらの金属を主成分とする合金から形成されている。図３（ａ）は、磁気記録素子の近傍の斜視図であり、メインポールの一部が図示されている。図３（ｂ）は、磁気記録素子の近傍の斜視図であり、プラズモン発生部及び後述する接地要素を分かりやすく表示するために、主磁極が省略されている。また、図４（ａ）はプラズモン発生部と導波路のｘ−ｚ平面における断面図である。これらの図に示されているように、プラズモン発生部１６は三角形断面を有する概ね三角柱形状の金属である。特に、図３（ｂ）を参照すると、三角形断面におけるプラズモン発生部１６の３つの頂点は各々、プラズモン発生部１６の長手方向（ｙ方向）に延びる３つのエッジ２０ａ，２０ｂ，２０ｃを構成している。このように、プラズモン発生部１６は、三角形断面における一つの頂点が導波路１５と対向するように形成されており、この一つの頂点が、導波路１５と対向する伝搬エッジ２０ｃを構成している。図４（ａ）を参照すると、三角形断面における３つの辺のうち、導波路１５に面していない一つの辺４１は、導波路１５の積層方向上面１５ａとほぼ平行になっている。以下の説明では、図３，４に示す三角形断面を逆三角形断面という場合がある。
【００２６】
プラズモン発生部１６は導波路１５と概ね平行に、かつ媒体対向面Ｓに対して垂直な方向に延びている。プラズモン発生部１６はスライダ１の裏面１９までは延びていない。導波路対向伝搬エッジ２０ｃは、プラズモン発生部１６の長手方向（ｙ方向）において導波路１５と重複する重複部２１を有している。重複部２１は導波路１５を伝播するレーザ光４０と表面プラズモンモードで結合して表面プラズモン４２を発生させる。プラズモン発生部１６の媒体対向面Ｓ側の端部には近接場光発生部１６ａが形成されている。近接場光発生部１６ａは、媒体対向面Ｓにおいて、磁極先端部１０ｃの近傍に位置している。伝搬エッジ２０ｃは、重複部２１で発生した表面プラズモン４２を伝搬エッジ２０ｃに沿って、近接場光発生部１６ａまで伝播させる。近接場光発生部１６ａからは近接場光３７が発生し、前述したように、情報の記録時には、磁気記録媒体１４のうち情報が記録される部分に対して、磁界と同時に熱が加えられる。これによって、情報が記録される部分の温度が上昇し、保磁力が低下して情報の記録が行われる。
【００２７】
プラズモン発生部１６は接地要素２２によって、基盤２と電気的に接続されている。接地要素２２は、Ｔａ，Ｗ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ等の導電性の材料から形成されている。このため、プラズモン発生部１６は実質的に基盤２と等電位に維持され、ラッピング加工の際にプラズモン発生部１６に発生した静電気は基盤２に流れる。後述するように、ラッピング加工の際には、ウエハから切り出されたローバーがラッピング加工の単位となる。そして、ローバーは支持部材を介して接地されるため、基盤２に流れ込んだ静電気は最終的にグラウンドに至り、プラズモン発生部１６での静電気の蓄積が防止される。この結果、静電気の放電に伴うプラズモン発生部１６の発熱が抑制され、プラズモン発生部１６の、特にプラズモン結合に寄与する伝搬エッジ２０ｃの形状が、ナノオーダーで維持される。
【００２８】
接地要素２２は、プラズモン発生部１６の媒体対向面Ｓと反対側の端面１６ｂでプラズモン発生部１６と電気的に接続され、プラズモン発生部１６の長手方向（ｙ方向）と直交する面内２３でプラズモン発生部１６から離隔しながら方向を変え、基盤２まで延びている。具体的には、図３（ｂ）に示すように、接地要素２２は立ち上がり部２２ａで、プラズモン発生部１６から離れる向きに積層方向上方に立ち上がり、横引き部２２ｂで、膜面方向にプラズモン発生部１６から離れる方向に延び、さらに立ち下がり部２２ｃで、積層方向下方に延びて基盤２と接続されている。
【００２９】
接地要素２２は導波路１５を伝搬するレーザ光とプラズモン結合し、レーザ光を吸収する。つまり、接地要素２２はレーザ光の一部を消費し、導波路１５とプラズモン発生部１６とのプラズモン結合効率を低下させ、近接場光の発生効率を低下させる。このため、接地要素２２と導波路１５との間のプラズモン結合の発生を抑制するため、接地要素２２はできるだけ導波路１５から離隔することが望ましい。詳細は後述するが、導波路１５と接地要素２２は、導波路１５を伝搬するレーザ光の波長の１/８程度以上離すことが望ましい。なお、接地要素２２の立ち下がり部２２ｃと導波路１５との距離は、横引き部２２ｂの長さを調整することで十分に確保することができるため、実質的には、導波路１５と接地要素２２の立ち上がり部２２ａとの距離Ｄをレーザ光の波長の１/８程度以上離すことが望ましい。
【００３０】
また、導波路１５とプラズモン発生部１６とのプラズモン結合を阻害しないためには、接地要素２２はできるだけレーザ光に対する吸収係数の小さい材料を用いることが好ましい。吸収係数には波長依存性があり、波長８００ｎｍのレーザ光を用いる場合、接地要素２２の少なくとも導波路１５に近接する部位は、上記の順、すなわちＴａ，Ｗ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒの順で材料を選択することが好ましい。導波路１５に近接する部位は、典型的には立ち上がり部２２ａと横引き部２２ｂであり、さらに立ち下がり部２２ｃのうち、導波路１５の側方に位置する部分を含む。これに対して、立ち下がり部２２ｃのうち、基盤２に近い部位は導波路１５から十分に離隔しているため、材料の制約は小さく、任意の導電性材料を用いることができる。
【００３１】
再び図１を参照すると、スライダ１の裏面１９には光源３１が連結されている。光源３１はレーザダイオードであり、一対の電極３２ａ，３２ｂと、これらに挟まれたＰ（Positive）型及びＮ（Negative）型のクラッド層３３ａ，３３ｂと、両クラッド層３３ａ，３３ｂの間に位置する活性層３４と、有し、劈開面が反射鏡構造になっている。光源３１はスライダ１に適宜の方法で固定されている。レーザ光が連続的に発振する活性層３４はスライダ１の導波路１５と同一直線上に配置されており、活性層３４で発生したレーザ光４０が導波路１５に入射するようになっている。レーザ光４０の波長は特に限定されないが、８００ｎｍ程度の波長が好適に用いられる。
【００３２】
図４（ｂ）は、プラズモン発生部の他の実施形態を示す、図４（ａ）と同様の図である。本実施形態のプラズモン発生部１６は、頂点が導波路１５と対向するＶ字型の断面形状を有し、伝搬エッジ２０ｄはＶ字の頂点に沿って形成されている。プラズモン発生部１６は基盤２側に張り出したメインポール１０の三角形断面の突き出し部１０ｄにＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ、またはこれらの金属を主成分とする合金を積層することによって形成されている。プラズモン結合は伝搬エッジ２０ｄで生じ、近接場光発生部は伝搬エッジ２０ｄの媒体対向面側の端部に形成されている。
【００３３】
図４（ｃ）は、プラズモン発生部の他の実施形態を示す、図４（ａ）と同様の図である。本実施形態のプラズモン発生部１６は、一つの辺４３が導波路１５と対向する三角形の断面形状を有し、全体として三角柱の外形をなしている。プラズモン発生部１６の材料は図４（ａ）に示す実施形態と同じである。プラズモン結合は、本実施形態では導波路１５から離れた頂点に沿って形成された伝搬エッジ２０ｅで生じる。すなわち、プラズモン結合はメインポール１０に対向する伝搬エッジ２０ｅで生じ、近接場光発生部はエッジ２０ｅの媒体対向面側の端部に形成されている。プラズモン発生部１６と導波路１５との間にはクラッド層１８が存在しているが、プラズモン発生部１６と導波路１５は直接接していてもよい。
【００３４】
図４（ｄ）は、プラズモン発生部１６の他の実施形態を示す、図４（ａ）と同様の図である。本実施形態のプラズモン発生部１６の形状及び材料は図４（ａ）に示す実施形態と同じである。本実施形態では、プラズモン発生部１６と導波路１５との間には緩衝部３５が設けられている。緩衝部３５は導波路１５より小さい屈折率を有し、クラッド層１８とは別に設けられている。緩衝部３５は導波路１５を伝搬するレーザ光を、表面プラズモンモードで、プラズモン発生部１６に結合させる。本実施形態では、プラズモン結合は導波路１５に対向する伝搬エッジ２０ｆで生じ、近接場光発生部は伝搬エッジ２０ｆの媒体対向面側の端部に形成されている。
【００３５】
（実施例）まず、接地要素２２を設けない磁気記録素子を概略以下の手順で製作した。スライダの全体構成は、図１において接地要素２２が省略されたものであり、プラズモン発生部１６は、図４（ａ）に示す逆三角形断面とした。
（１）アルティックの基盤２上に下部シールド層９を形成し、下部シールド層９の上に再生素子であるＭＲ素子４を形成した。
（２）ＭＲ素子４の上に上部シールド層８を形成した。
（３）リターンシールド層１１を形成した。
（４）Ａｌ2Ｏ3からなるクラッド層１８の一部を形成した。
（５）ＴａＯｘからなるコア層（幅０.６mｍ，厚さ０.５mｍ）、すなわち導波路１５を形成し、側部をＡｌ2Ｏ3からなるクラッド層１８の一部で埋めた。
（６）導波路１５の上方にＡｌ2Ｏ3からなるクラッド層１８の別の一部を形成した。なお、クラッド層１８のこの部分は、導波路１５とプラズモン発生部１６との間に介在する誘電体スペーサー層としての機能を有する。
（７）クラッド層１８の上に、逆三角形断面形状のＡｇからなるプラズモン発生部１６を形成した。
（８）プラズモン発生部１６の上にＡｌ2Ｏ3からなるクラッド層１８を形成した。なお、クラッド層１８のこの部分は、プラズモン発生部１６とメインポール１０との間に介在する誘電体スペーサー層としての機能を有する。
（９）メインポール１０及びコイル層を形成した。
（１０）オーバーコート層３６を形成した。
（１１）ウエハをローバーに切断し、ラッピングして媒体対向面Ｓを形成した後、スライダ１として切り出した。
（１２）スライダ１をサスペンションと接合し、ヘッドジンバルアセンブリを作成した。
（１３）波長８００ｎｍの光源（レーザダイオード）３１と導波路１５とを連結した。
【００３６】
本実施例では、接地要素２２の導波路１５との距離Ｄは、図２に示すように、立ち上がり部２２ａにおけるｚ軸方向の距離として定義した。接地要素２２の幅Ｗは、図３（ｂ）に示すように、立ち上がり部２２ａにおけるｘ軸方向の幅として定義した。接地要素２２の奥行Ｈは、図２，３に示すように、立ち上がり部２２ａにおけるｙ軸方向の長さとして定義した。作成したスライダでは、接地要素２２と導波路１５との距離Ｄが０.２５mｍ、接地要素２２の幅Ｗが０.４mｍ、接地要素２２の奥行Ｈが０.４mｍであった。
【００３７】
作成したスライダを、波長８００ｎｍのレーザ光を導入した状態で磁気記録媒体から浮上させ、磁気情報の記録を行った。複数のサンプルについて同一条件で出力を観測したところ、同一の磁気記録媒体を用いているにもかかわらず、サンプル間に出力の大きなバラつきが生じた（表１の「接地要素無」の欄参照）。記録素子の磁界強度や磁界分布はレーザ光の有無の影響を受けないため、出力のバラつきは加熱能力のバラつきによるものと推測される。
【００３８】
【表１】
2011192375.tif 000003
【００３９】
本願発明者は、この要因は、プラズモン発生部１６の伝搬エッジの形状のバラつきにあると考えている。そこで、Ａｇ及びＡｕをシリコン基盤上に２００ｎｍの膜厚で各々成膜し、完成したサンプルを３００℃で２時間加熱した。そして、加熱前後での表面ラフネス（Ｒａ）の変化をＡＦＭ（原子間力顕微鏡）を用いて観察した。Ａｇの場合、表面ラフネス（Ｒａ）は成膜直後が４.０ｎｍであったのに対し、加熱後は８.１ｎｍであった。Ａｕの場合、表面ラフネス（Ｒａ）は成膜直後が３.１ｎｍであったのに対し、加熱後は４.９ｎｍであり、Ａｇ，Ａｕ共にラフネスの悪化が確認された。このラフネスの悪化は、プラズモン発生部１６の伝搬エッジ２０ｃの直線性（凹凸の大きさ）に影響する。ラフネスの増加は加熱によるＡｇあるいはＡｕの粒成長（凝集）に起因して生じると考えられ、伝搬エッジの凹凸を拡大し、直線性を悪化させる。伝搬エッジの凹凸は、たとえそれがナノオーダーの大きさであってもプラズモン伝播効率に大きな影響を与える。計算上は２０ｎｍの欠けがこの伝搬エッジに生じると（つまり、深さ２０ｎｍの凹凸が存在しただけで）、約３０%のプラズモン伝播ロスが生じる。プラズモン発生部１６の先端部にある近接場光発生部１６ａまでプラズモン結合を効率的に伝搬させるためには、伝搬エッジの直線性がナノオーダーのレベルで維持されていることが重要である。このような理由から、プラズモン発生部１６の、特に伝搬エッジにおいては、ラフネスをできる限り抑制することが望ましい。
【００４０】
このラフネスの増加は、ラッピング時のローバーと砥石との摩擦によって静電気がプラズモン発生部１６に蓄積され、その静電気が放電し、発熱が生じることに起因していると考えられる。そこで、本願発明者は、電気的に浮動状態にあるプラズモン発生部１６に接地要素２２を連結するという構成に想到した。
【００４１】
基盤２とプラズモン発生部１６とを連結する接地要素２２は、上述の各工程（１）〜（７）において、ウエハ上の同じ平面位置に、互いに電気的接続を取りながら、スルーホールを順次形成していくことにより作成できる。従って、接地要素２２は、各工程（１）〜（７）で別々の材料を用いることもできる。本実施例では、接地要素２２の導波路１５に近接する部位にはＴａを用いた。
【００４２】
接地要素２２を設けたスライダについて、接地要素２２を設けないスライダと同様の条件で出力を測定した。結果を表１の「接地要素有」の欄に示す。接地要素２２の設置により、出力は１.７倍に増加し、出力のバラつきは１/４に低減した。
【００４３】
ところで、接地要素２２と導波路１５が近接していると、導波路１５と接地要素２２との間で無駄な共鳴（プラズモン結合）が生じ（図２のＡ部参照。）、導波路１５を伝播する光のエネルギー損失が増大する。そこで、接地要素２２の形状、及び接地要素２２と導波路１５との位置関係を変化させ、その影響を調べた。
【００４４】
まず、接地要素２２の導波路１５との距離Ｄを０.２５mｍ、接地要素２２の奥行Ｈを０.４mｍに固定し、接地要素２２の幅Ｗを０.２〜０.６mｍの間で０.１mｍずつ変化させた（合計５サンプル）。各サンプルは各々１０個作製し、その出力の平均値を求めた。結果を図５に示す。出力の幅依存性は殆ど見られなかった。一般に、導波路内でのレーザ光の伝搬形式としてはシングルモードとマルチモードがあるが、本実施例ではレーザ光はシングルモードで結合し、導波路１５の中心に偏在し、導波路１５の両側側部には実質的にレーザ光が通っていないためであると考えられる。なお、シングルモードとは、ある周波数のレーザ光に対して導波路に単一のモードしか存在できないレーザ光の伝搬形式をいい、マルチモードとは、基本モードとその高次モードを含む２以上のモードが導波路に存在するレーザ光の伝搬形式をいう。
【００４５】
次に、接地要素２２の導波路１５との距離Ｄを０.２５mｍ、接地要素２２の幅Ｗを０.４mｍに固定し、接地要素２２の奥行Ｈを０.２〜２.０mｍの間で０.２mｍずつ変化させた（合計１０サンプル）。各サンプルは各々１０個作製し、その出力の平均値を求めた。結果を図６に示す。奥行Ｈが増加するに従い出力は低下した。これは、奥行Ｈが増加するに伴い、導波路１５と接地要素２２との間でプラズモン結合が生じる領域が増加するためであると考えられる。
【００４６】
次に、接地要素２２の奥行Ｈを０.４mｍ、接地要素２２の幅Ｗを０.４mｍに固定し、接地要素２２の導波路１５との距離Ｄを０.０２５〜０.３７５mｍの間で０.０２５mｍずつ変化させた（合計１５サンプル）。本検討では、レーザ光として、波長８００ｎｍのレーザ光以外に、波長１２００ｎｍのレーザ光も用いた。各サンプルは各々１０個作製し、その出力の平均値を求めた。結果を図７（ａ）に示す。接地要素２２と導波路１５との距離Ｄが増加するに従い出力は上昇した。波長８００ｎｍのレーザ光を用いた場合は０.１００mｍ、波長１２００ｎｍのレーザ光を用いた場合は０.１５０mｍの距離Ｄを境に急激に出力が増加した。図７（ｂ）は横軸に「レーザ光の波長に対する接地要素と導波路との距離の比」を取ってプロットしたグラフであり、いずれの波長についても、「レーザ光の波長に対する接地要素と導波路との距離の比」が１/８を超えると急激に出力が増加した。このように、「レーザ光の波長に対する接地要素と導波路との距離の比」をパラメータとして選択すると、波長に依存しない臨界点が存在することが分かる。
【００４７】
導波路１５から「染み出す」エバネッセント光の染み出し長は、入射光のコア中波長をλ、コア層の屈折率をｎ1、クラッド層の屈折率をｎ2、コア層とクラッド層の界面に対する反射光の入射角をqとすると、式（１）のように表される。なお、染み出し長ｄは、染み出した電場の強度がコア層とクラッド層の界面での電場の強度の（１/ｅ）2となる距離として定義した。
【００４８】
【数１】
2011192375.tif 000004
【００４９】
式（１）より、染み出し長ｄは波長λに比例することがわかる。一般的にいって、接地要素２２が染み出し長ｄよりも離隔していれば、導波路１５と接地要素２２との間の無駄なプラズモン結合は大きく減少すると考えられるから、染み出し長ｄは、距離Ｄの臨界点（出力が大きく増加する臨界点）と密接に関連する。そして、染み出し長ｄは波長λに比例するから、原理的に考察しても、波長λと距離Ｄの臨界点とが比例関係にあることは当然である。よって、レーザ光の波長λに対する距離Ｄの比をパラメータとして選択すれば、波長に依存せず、１/８を境として出力が急激に増加することが理解できよう。結論として、導波路１５と接地要素２２は、レーザ光の波長によらず、レーザ光の波長の１/８程度以上離すことが望ましい。
【００５０】
次に、上述した薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるウエハについて説明する。図８Ａを参照すると、ウエハ１００の上には、少なくとも前述の磁気記録素子５を構成する積層体２１０が成膜されている。ウエハ１００は複数のローバー１０１に分割される。ローバー１０１は、図８Ｂにも示すように、多数のスライダ１を含んでおり、スライダ１の間にはラッピング量の管理のための測定素子１０３があらかじめ形成されていることが望ましい。ローバー１０１は、媒体対向面Ｓをラッピング加工する際の作業単位である。媒体対向面Ｓはローバー１０１に切り出したときにウエハ１００の切断面に沿って現われる。従って、前述のように、ローバー１０１に切り出す際にもスライダ１の媒体対向面Ｓの近傍には静電気が蓄積する可能性がある。ローバー１０１は、ラッピング加工後さらに切断されて、磁気記録素子５を含むスライダ１に分離される。
【００５１】
図９を参照すると、スライダ１は、ほぼ六面体形状をなしており、そのうちの一面は磁気記録媒体１４と対向する媒体対向面Ｓとなっている。
【００５２】
図１０を参照すると、ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、スライダ１と、スライダ１を弾性的に支持するサスペンション２２１と、を備えている。サスペンション２２１は、ステンレス鋼によって形成された板ばね状のロードビーム２２２と、ロードビーム２２２の一端部に設けられたフレクシャ２２３と、ロードビーム２２２の他端部に設けられたベースプレート２２４と、を有している。フレクシャ２２３にはスライダ１が接合され、スライダ１に適度な自由度を与える。フレクシャ２２３の、スライダ１が取り付けられる部分には、スライダ１の姿勢を一定に保つためのジンバル部が設けられている。
【００５３】
スライダ１は、回転駆動される円盤状の磁気記録媒体（ハードディスク）１４に対向するように、ハードディスク装置内に配置されている。図１０では、磁気記録媒体（ハードディスク）１４はスライダ１の上方に位置している。磁気記録媒体１４が図１０における矢印の向きに回転すると、磁気記録媒体１４とスライダ１との間を通過する空気流によって、スライダ１に、下向きの揚力が生じる。スライダ１は、この揚力によって磁気記録媒体１４の表面から浮上する。
【００５４】
ヘッドジンバルアセンブリ２２０をアーム２３０に取り付けたものはヘッドアームアセンブリ２２１と呼ばれる。アーム２３０は、スライダ１を磁気記録媒体１４のトラック横断方向に移動させる。アーム２３０の一端はベースプレート２２４に取り付けられている。アーム２３０の他端部には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２３１が取り付けられている。アーム２３０の中間部には軸受け部２３３が設けられている。アーム２３０は、軸受け部２３３に取り付けられた軸２３４によって回動自在に支持されている。アーム２３０及び、アーム２３０を駆動するボイスコイルモータは、アクチュエータを構成する。
【００５５】
次に、図１１及び図１２を参照して、上述したスライダ１が組込まれたヘッドスタックアセンブリとハードディスク装置について説明する。ヘッドスタックアセンブリとは、複数のアームを有するキャリッジの各アームにヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものである。図１１はヘッドスタックアセンブリの側面図、図１２はハードディスク装置の平面図である。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、複数のアーム２３０を有するキャリッジ２５１を有している。各アーム２３０には、ヘッドジンバルアセンブリ２２０が、互いに間隔を開けて垂直方向に並ぶように取り付けられている。キャリッジ２５１の、アーム２３０の反対側には、ボイスコイル１３モータの一部となるコイル２５３が取り付けられている。ボイスコイルモータは、コイル２５３を挟んで対向する位置に配置された永久磁石２６３を有している。
【００５６】
図１２を参照すると、ヘッドスタックアセンブリ２５０は、ハードディスク装置に組込まれている。ハードディスク装置は、スピンドルモータ２６１に取り付けられた複数枚の磁気記録媒体１４を有している。磁気記録媒体１４毎に、磁気記録媒体１４を挟んで対向するように２つのスライダ１が配置されている。スライダ１を除くヘッドスタックアセンブリ２５０及びアクチュエータは、スライダ１を支持すると共に、スライダ１を磁気記録媒体１４に対して位置決めする。スライダ１はアクチュエータによって、磁気記録媒体１４のトラック横断方向に動かされ、磁気記録媒体１４に対して位置決めされる。スライダ１は、記録ヘッドによって磁気記録媒体１４に情報を記録し、再生ヘッドによって磁気記録媒体１４に記録されている情報を再生する。
【符号の説明】
【００５７】
１  スライダ
２  基盤
５  磁気記録素子
１０  メインポール
１５  導波路
１６  プラズモン発生部
１６ａ  近接場光発生部
２０ｃ  伝搬エッジ
２１  重複部
２２  接地要素
Ｓ  媒体対向面
【図１】
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【図２】
2011192375.tif 000006
【図３】
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【図４】
2011192375.tif 000008
【図５】
2011192375.tif 000009
【図６】
2011192375.tif 000010
【図７】
2011192375.tif 000011
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
2011192375.tif 000013
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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