(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）エアベアリング面と直交する第１の側面と、前記第１の側面と反対側に位置する第２の側面と、エアベアリング面に沿って設けられ、クロストラック方向における幅を有する第１のエッジを前記第１の側面と共に構成し、かつ、前記第２の側面と共に第２のエッジを構成する端面とを有する主磁極層と、
（ｂ）光導波路と、
（ｃ）前記主磁極層と面する第１の側面を形成する磁性コアと、前記磁性コアを覆い、前記光導波路と対向する尖端部へ向かうように収束し第２および第３の側面を形成するプラズモン生成層と、エアベアリング面に沿った端面とを含むプラズモンアンテナと、
（ｄ）前記磁性コアと磁気的に結合し、前記プラズモン生成層とエアベアリング面との間に位置する磁性層と
を備え、
前記主磁極層は、記録動作の際に磁気記録媒体上に及ぶ記録磁界を生成し、
前記光導波路は、光源から前記プラズモンアンテナへ電磁放射を導くものであり、
前記プラズモン生成層は、前記光導波路からの電磁放射と結合したときに前記尖端部の近傍にエッジプラズモンモードを形成するものであり、
前記磁性層は、前記主磁極層からの磁束および前記エッジプラズモンモードのエネルギーを前記磁気記録媒体における局所領域に導き、その局所領域を加熱し、その保磁力および磁気異方性を低下させるものである
熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項２】
前記主磁極層の第１の側面は、前記プラズモンアンテナの第１の側面と接している
請求項１記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項３】
前記主磁極層の第１の側面と前記プラズモンアンテナの第１の側面との間に設けられた非磁性分離層をさらに備えた
請求項１記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項４】
前記磁性コアは、Ｃｏ（コバルト），Ｆｅ（鉄）およびＮｉ（ニッケル）のうちの１種以上の元素からなり、または、Ｃｏ，ＦｅおよびＮｉのうちの１種以上の元素と、Ｂ（ボロン），Ｓｉ（ケイ素），Ａｌ（アルミニウム），Ｔａ（タンタル），Ｒｕ（ルテニウム），Ｏ（酸素）およびＮ（窒素）のうちの１種以上の元素との化合物からなる
請求項１記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項５】
前記プラズモン生成層は、Ａｕ（金），Ａｇ（銀），Ｃｕ（銅），Ａｌ（アルミニウム），Ｔｉ（チタン），Ｔａ（タンタル）およびＧｅ（ゲルマニウム）のうちの１種以上を含む非磁性材料からなる
請求項１記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項６】
前記光導波路は、エアベアリング面に沿った端面を有する
請求項１記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項７】
前記光導波路は、エアベアリング面から後退した端面を有する
請求項１記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項８】
前記プラズモン生成層の端面は、エアベアリング面から５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の距離に位置する
請求項１記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項９】
前記プラズモンアンテナは、エアベアリング面に平行な断面が三角形状を有し、
前記磁性層は、そのエアベアリング面に平行な断面が前記プラズモンアンテナと実質的に同じ三角形状を有し、前記主磁極層の第１のエッジと接している
請求項２記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１０】
前記プラズモンアンテナは、エアベアリング面に平行な断面が三角形状を有し、
前記磁性層は、そのエアベアリング面に平行な断面が前記プラズモンアンテナと実質的に同じ三角形状を有し、前記主磁極層の第１の側面と対向する側面が前記非磁性分離層と接している
請求項３記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１１】
第１から第３の側面を有する磁気シールド層をさらに備え、
前記磁気シールド層の第１の側面はエアベアリング面に沿った面であり、
前記磁気シールド層の第２の側面は前記第１の側面と反対側に位置し、前記光導波路の端面と対向しており、
前記磁気シールド層の第３の側面は前記プラズモンアンテナの尖端部と対向し、前記光導波路の第１の側面と共通平面を構成している
請求項７記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１２】
前記光導波路はエアベアリング面から後退した端面を有し、
第１から第３の側面を有する磁気シールド層をさらに備え、
前記磁気シールド層の第１の側面はエアベアリング面に沿った面であり、
前記磁気シールド層の第２の側面は前記第１の側面と反対側に位置し、前記光導波路の端面と対向しており、
前記磁気シールド層の第３の側面は前記プラズモンアンテナの尖端部と対向し、前記光導波路の第１の側面と共通平面を構成している
請求項７記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１３】
前記プラズモンアンテナは三角形状の断面を有し、
前記磁性層は、
エアベアリング面と平行な断面が台形であり、
前記主磁極層の第１のエッジと接すると共にクロストラック方向において前記第１のエッジと同じ幅を有する第１の側面と、
前記第１の側面と反対側に位置し、前記第１のエッジよりも大きな幅を有する第２の側面とを含む
請求項２記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１４】
前記プラズモンアンテナは三角形状の断面を有し、
前記磁性層は、
エアベアリング面と平行な断面が長方形であり、
前記非磁性分離層と接すると共にクロストラック方向において前記第１のエッジと同じ幅を有する第１の側面と、
前記第１の側面と反対側に位置し、前記第１のエッジと実質的に同じ幅を有する第２の側面とを含む
請求項３記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１５】
前記光導波路は、エアベアリング面から後退しており、
第１から第３の側面を有する磁気シールド層をさらに備え、
前記磁気シールド層の第１の側面はエアベアリング面に沿って設けられ、
前記磁気シールド層の第２の側面は前記磁気シールド層の第１の側面と反対側に位置し、前記光導波路の端面と対向しており、
前記磁気シールド層の第３の側面は前記プラズモンアンテナの尖端部と対向し、前記光導波路の第１の側面と共通平面を構成している
請求項１３記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１６】
前記光導波路は、エアベアリング面から後退しており、
第１から第３の側面を有する磁気シールド層をさらに備え、
前記磁気シールド層の第１の側面はエアベアリング面に沿って設けられ、
前記磁気シールド層の第２の側面は前記磁気シールド層の第１の側面と反対側に位置し、前記光導波路の端面と対向しており、
前記磁気シールド層の第３の側面は前記プラズモンアンテナの尖端部と対向し、前記光導波路の第１の側面と共通平面を構成している
請求項１４記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１７】
前記プラズモン生成層の端面は、前記主磁極層から遠ざかり前記尖端部に近づくほどエアベアリング面に近づくように傾斜している
請求項１記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１８】
（ａ）エアベアリング面に沿った端面を有し、記録動作の際に磁気記録媒体上に及ぶ記録磁界を生成する主磁極層と、
（ｂ）光導波路と、
（ｃ）前記光導波路に対向する尖端部を含む三角形状の断面の下部、および前記主磁極層と接すると共に溝を有する上面を含む上部を有するプラズモン生成層と、前記溝を埋める磁性コアとを備えたプラズモンアンテナと、
（ｄ）前記磁性コアと磁気的に結合し、前記プラズモン生成層とエアベアリング面との間に位置する磁性層と
を備え、
前記光導波路は、前記プラズモンアンテナと対向する側面を有し、光源から前記プラズモンアンテナへ電磁放射を導くものであり、
前記プラズモン生成層の下部および上部は、エアベアリング面に近い側において共通の傾斜した端面を構成し、
前記プラズモン生成層は、前記光導波路からの電磁放射と結合したときに前記尖端部の近傍にエッジプラズモンモードを形成するものであり、
前記磁性層は、前記主磁極層からの磁束および前記エッジプラズモンモードのエネルギーを前記磁気記録媒体における局所領域に導き、その局所領域を加熱し、その保磁力および磁気異方性を低下させるものである
熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１９】
（ａ）光導波路の上に誘電体層を形成してなる基体を用意する工程と、
（ｂ）前記誘電体層の上面の一部に、尖端部に収束する１対の内面を含み、第１の方向へ延在する第１の溝を形成する工程と、
（ｃ）第１の磁性層を、前記第１の方向において第１の長さに亘って延在するように、前記第１の溝の内面および前記誘電体層の上面を覆うように形成する工程と、
（ｄ）前記第１の磁性層によって覆われていない領域における前記第１の溝の内面を少なくとも覆うようにプラズモン生成層を形成する工程と、
（ｅ）前記プラズモン生成層および第１の磁性層を覆うように第２の磁性層を堆積させ、プラズモンアンテナを形成する工程と、
（ｆ）前記第１の磁性層、第２の磁性層および誘電体層の端面を研磨することによりエアベアリング面を形成するラッピング工程と
を含み、
前記プラズモン生成層は、前記第１の溝の尖端部と接する下端よりも上端が前記エアベアリング面から遠い位置となるように傾斜した端面を有するように形成し、
前記ラッピング工程では、前記プラズモン生成層と前記エアベアリング面との間に前記第１の磁性層が残存するように研磨を行う
熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項２０】
前記プラズモン生成層を形成する工程では、
前記第１の溝と平行に延伸し、かつ前記第１の溝の上方に位置する第２の溝を上面の一部に含む上部をさらに形成する
請求項１９記載の熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項２１】
前記第２の溝を埋めるように前記第２の磁性層を形成することで磁性コアを形成する
請求項２０記載の熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項２２】
前記第１の溝を前記プラズモン生成層によって部分的に満たし、
前記第２の磁性層を、前記第１の溝を埋めることにより、磁性コアと、前記第１の溝と反対側において前記磁性コアと接する主磁極層とを形成する
請求項１９記載の熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項２３】
前記第２の磁性層の上に非磁性分離層を形成したのち、その非磁性分離層の上に第３の磁性層を形成することにより主磁極層を形成する
請求項１９記載の熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項２４】
前記磁性コアを、Ｃｏ（コバルト），Ｆｅ（鉄）およびＮｉ（ニッケル）のうちの１種以上の元素によって形成し、または、Ｃｏ，ＦｅおよびＮｉのうちの１種以上の元素と、Ｂ（ボロン），Ｓｉ（ケイ素），Ａｌ（アルミニウム），Ｔａ（タンタル），Ｒｕ（ルテニウム），Ｏ（酸素）およびＮ（窒素）のうちの１種以上の元素との化合物によって形成する
請求項１９記載の熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項２５】
前記プラズモン生成層を、Ａｕ（金），Ａｇ（銀），Ｃｕ（銅），Ａｌ（アルミニウム），Ｔｉ（チタン），Ｔａ（タンタル）およびＧｅ（ゲルマニウム）のうちの１種以上を含む非磁性材料によって形成する
請求項１９記載の熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項２６】
エアベアリング面から５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の距離に端面が位置するように前記プラズモン生成層を形成する
請求項１９記載の熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項２７】
前記第１の磁性層と前記第２の磁性層とを同一の材料によって形成する
請求項１９記載の熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱アシスト磁気記録（ＴＡＭＲ：thermally assisted magnetic recording）に基づく磁気再生記録複合ヘッドに関し、特に、磁性コアアンテナ（ＭＣＡ：magnetic core antenna）が、エアベアリング面（ＡＢＳ：air bearing surface）からリセスされたプラズモン生成層（plasmon generator layer）を有することによって、磁気記録媒体における磁界ピークと加熱プロファイルピークとの間隔を最小化し、それにより、記録効率を向上させるとともに、データ密度を増加させる構造に関する。 
【背景技術】
【０００２】
ＴＡＭＲは、次世代の磁気記録技術の１つとして期待されており、これを用いれば、１インチ四方あたり最大１〜１０テラビットのデータ密度での記録が可能となるであろう。ＴＡＭＲにおいては、磁気記録媒体の小さな領域の温度を、キュリー温度近くまで上昇させる。キュリー温度においては、保磁力および磁気異方性の双方が大幅に低下し、高記録密度スキームの微小な記録ヘッドにおいて特徴的にみられる弱い記録磁界によってでも、磁気記録をより容易に実現することができる。ＴＡＭＲでは、記録処理の際、光源からの光パワーを変換して、磁気記録媒体を局所的に加熱する。それにより、媒体粒子の磁化をスイッチングするのに要する記録磁界の強度を一時的に低下させる。このようにして、記録技術の現状を鑑みると、ＴＡＭＲ単独で作用する場合、または高磁界勾配とともに作用する場合における鋭い温度勾配によって、データ記録密度をより向上させることができる。
【０００３】
ＴＡＭＲヘッドは、従来の記録ヘッドの構成要素に加えて、通常、光導波路（ＷＧ：optical wave guide）と、プラズモンアンテナ（ＰＡ：plasmon antenna）またはプラズモンジェネレータ（ＰＧ：plasmon generator）とを備えている。ＷＧは中間経路として機能し、外部からのレーザ光を、ＰＡまたはＰＧへと導く。ＰＡもしくはＰＧにおいて、光学モードは、ＰＡの局所的なプラズモンモード、またはＰＧの伝播プラズモンモードと結合する。光エネルギーがプラズモンエネルギーに変換されると、ＰＡにおける局所的なプラズモン励起、またはＰＧに沿ったエネルギー変換によって、プラズモンエネルギーは磁気記録媒体における加熱が必要な箇所に集中する。最適なＴＡＭＲ性能を実現するためには、記録ヘッドからの磁界によって、加熱スポットを正確に位置合わせすることが理想的である。しかしながら、現在のＴＡＭＲヘッドでは、このような位置合わせの実現は困難である。このため、マイクロ波アシスト磁気記録（ＭＡＭＲ：microwave assisting magnetic recording）ヘッドのような他の磁気記録形態に対抗するため、ＴＡＭＲヘッドの構成を改善する必要がある。
【０００４】
特許文献１に開示されている熱アシスト磁気ヘッド構造は、例えば図１（Ａ）に示したように、光導波路に結合するエッジプラズモンモードを用いている。この従来の磁気記録構造の構成要素としては、主磁極１と、リターンポール３と、記録コイル５とが含まれ、これらは、エアベアリング面に沿って形成されている。エアベアリング面（ＡＢＳ）８から眺めると、左側の図に示したようにプラズモンジェネレータ（ＰＧ：plasmon generator）２は三角形状をなしている。また、図１（Ａ）の右側の図（断面図）に示したように、ＰＧ２は、光導波路（ＷＧ）４に近接する端部を備えている。ＷＧ４は、入力された光波６をＡＢＳ８へと導くとともに、ＡＢＳ８から一定の距離を有する位置まで後退している。光波６は、励起されたエッジプラズモン（ＥＰ：edge plasmon）モード７と結合するとともに、ＷＧ４と対向するＰＧ２の尖ったエッジ９に沿って伝播する。ＥＰモード７は、さらに、ＡＢＳ８へと光パワーを移動させ、ＰＧ２の下方に配置された磁気記録媒体（図示せず）を局所的に加熱する。ＰＧ２は、通常、Ａｇ（銀）およびＡｕ（金）などの貴金属からなる。これらの貴金属は、光学的に駆動される表面プラズモンモードを生じさせるのに優れているとされている。ＥＰモード７の局所的な閉じ込めは、ＰＧ２の三角形の尖端部の角度および丸みの大きさによって決定される。
【０００５】
理論上、エッジプラズモンジェネレータ（ＥＰＧ：edge plasmon generator）は、ＴＡＭＲスキーム用媒体において、高温度勾配とともに、非常に微小な光スポットを実現するように設計可能である。さらに、ＰＧは、ＡＢＳに対して垂直な方向に十分な長さを有すれば、それを構成する金属の体積が大きくなる。これにより、体積の小さなＰＡ単独の場合とは異なり、ＴＡＭＲ記録の際、局所的な加熱による損傷を回避することができる。ＴＡＭＲにおいて、記録ビットは、記録層の熱スポットの大きさと形状、および磁界勾配と熱勾配間との配向に大きく影響される。磁気記録媒体は、ＥＰＧによって加熱される。ＥＰＧでは、光エネルギーを、ＥＰＧの２つの側面が収束して形成される尖端部（尖端部）周辺に閉じ込め、それにより、いわゆるエッジプラズモン（ＥＰ）モードを形成する。この設計の光スポット、またはＥＰモードの閉じ込めは、明らかに、尖端部の形状、角、および大きさ、ＥＰＧを構成する金属の組成、ならびに尖端部を取り囲む意誘電体材料に依存する。
【０００６】
従来技術において、光加熱プロファイル（optical heating profile）を磁界プロファイルに対して正確に配置するという目的は、十分に達成されていない。図１（Ｂ）の上方のグラフは、一般的なＴＡＭＲヘッドにおける主磁極からの記録磁界プロファイル１２を表し、図１（Ｂ）の下方のグラフは、一般的なＴＡＭＲヘッドにおける加熱プロファイル１３を表す。図１（Ｂ）の各グラフの横軸は、図１（Ａ）に示したＴＡＭＲヘッドのＹ軸方向、即ちダウントラック方向の位置に対応している。図１（Ｂ）の上方のグラフの縦軸は磁界強度Ｈｚを表し、図１（Ｂ）の下方のグラフの縦軸は熱強度Ｐheatを表している。なお、図１（Ｂ）には、ＰＧ２および主磁極１の、ＡＢＳにおける形状および位置が各グラフに対応して記載されている。
【０００７】
図１（Ｂ）に示したように、ヒートスポットは主磁極１のリーディングエッジから離れた位置に生じている。この構成であっても、磁気記録媒体が十分に加熱されれば記録を行うことができるが、最適なものではない。ＴＡＭＲヘッドの機能を最大限に活用するには、加熱プロファイル１３の傾斜が記録磁界プロファイル１２における最大の傾斜部分１０，１１と一致していることが必要である。その場合、結果として、磁気記録の際、磁界勾配（magnetic gradient）と熱勾配（thermal gradient）とは互いに補助し合い、最も効果的な勾配を実現する。厚さおよび構成などの光導波路における構造的制限、ならびにアンテナ設計の選択肢のために、ＴＡＭＲ技術においては、まだ、非常に効果的な磁界勾配と熱勾配との配置は実現されていない。前述のダウントラック方向における不適切な配置の問題に加えて、クロストラック方向における配置もまた、アンテナ加熱スポットの最も高いヘッド磁界へのオーバーレイ（overlay）によって影響を受ける。よって、光エネルギーをプラズモンモードに結合させる効果を損ねることなく、記録処理の際に、加熱スポットと磁界との配置を向上させるために、より優れたＰＡ設計、および最適なＴＡＭＲ構造が望まれている。
【０００８】
特許文献２には、近接場光を最小限の領域に対して用いる近接場光ジェネレータが説明されている。
【０００９】
特許文献３には、直径数十ナノメートルの微小なスポットを有するナノ開口アンテナ（nano aperture antenna）について説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開２０１０／０１０３５５３号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開２０１０／０１２８３７６号明細書
【特許文献３】米国特許第７７１０６８６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の第１の目的は、プラズモンモードの効果を低下させることなく、磁気記録媒体において、磁界プロファイルと加熱プロファイルとの間隔を減少させることのできる熱アシスト磁気記録ヘッドを提供することにある。 
【００１２】
本発明の第２の目的は、既存のツールおよび材料を用いて容易に実現可能であるとともに、さまざまな形状のプラズモンジェネレータ層を可能とするような柔軟性を有する、上記熱アシスト磁気記録ヘッドを製造するための熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的は、本発明において達成される。本発明の第１の熱アシスト磁気記録ヘッドは、
（ａ）エアベアリング面と直交する第１の側面と、前記第１の側面と反対側に位置する第２の側面と、エアベアリング面に沿って設けられ、クロストラック方向における幅を有する第１のエッジを前記第１の側面と共に構成し、かつ、前記第２の側面と共に第２のエッジを構成する端面とを有する主磁極層と、
（ｂ）光導波路と、
（ｃ）前記主磁極層と面する第１の側面を形成する磁性コアと、前記磁性コアを覆い、前記光導波路と対向する尖端部へ向かうように収束し第２および第３の側面を形成するプラズモン生成層と、エアベアリング面に沿った端面とを含むプラズモンアンテナと、
（ｄ）前記磁性コアと磁気的に結合し、前記プラズモン生成層とエアベアリング面との間に位置する磁性層と
を備える。ここで主磁極層は、記録動作の際に磁気記録媒体上に及ぶ記録磁界を生成する。光導波路は、光源からプラズモンアンテナへ電磁放射を導くものである。プラズモン生成層は、光導波路からの電磁放射と結合したときに尖端部の近傍にエッジプラズモンモードを形成するものである。磁性層は、主磁極層からの磁束およびエッジプラズモンモードからのエネルギーを磁気記録媒体における局所領域に導き、その局所領域を加熱し、その保磁力および磁気異方性を低下させるものである。
【００１４】
本発明の第２の熱アシスト磁気記録ヘッドは、
（ａ）エアベアリング面に沿った端面を有し、記録動作の際に磁気記録媒体上に及ぶ記録磁界を生成する主磁極層と、
（ｂ）光導波路と、
（ｃ）前記光導波路に対向する尖端部を含む三角形状の断面の下部、および前記主磁極層と接すると共に溝を有する上面を含む上部を有するプラズモン生成層と、前記溝を埋める磁性コアとを備えたプラズモンアンテナと、
（ｄ）前記磁性コアと磁気的に結合し、前記プラズモン生成層とエアベアリング面との間に位置する磁性層と
を備える。ここで、光導波路は、プラズモンアンテナと対向する側面を有し、光源からプラズモンアンテナへ電磁放射を導くものである。プラズモン生成層の下部および上部は、エアベアリング面に近い側において共通の傾斜した端面を構成する。プラズモン生成層は、光導波路からの電磁放射と結合したときに尖端部の近傍にエッジプラズモンモードを形成するものである。磁性層は、主磁極層からの磁束およびエッジプラズモンモードからのエネルギーを磁気記録媒体における局所領域に導き、その局所領域を加熱し、その保磁力および磁気異方性を低下させるものである。
【００１５】
本発明の熱アシスト磁気記録ヘッドは、プラズモン生成（ＰＧ）層を備えた２つの収束する側面の上を覆う磁性コアアンテナ（ＭＣＡ：magnetic core antenna）と一体化された主磁極層を含む。ＭＣＡは、主磁極のトレーリングサイド、またはリーディングサイドのいずれかの一部に隣接して形成されている。ＭＣＡは、高導電性の非磁性金属によって構成されたＰＧ層からなり、おおよそ直線状に延びるエッジである尖端部（vertex）において交わる２つの側面を備えた三角柱状を有することが好ましい。三角柱の第３の側面、およびＰＧ層の２つの側面に挟まれたコアは、磁性材料からなる。ある実施の形態において、第３の側面、および磁性コアは、主磁極層の側面に隣接してもよく、例えば主磁極層の材料と同じ磁性材料からなる。あるいは、ＭＣＡの第３の側面と、主磁極との間に非磁性分離層を形成してもよい。好適な実施の形態においては、尖端部は、ＡＢＳに対して基本的に垂直に形成されるとともに、光漏れを減少させるために、ＡＢＳから一定の距離だけ後退して設けられた光導波路（ＷＧ）と対向している。あるいは、ＷＧは、ＡＢＳに露出した端部を有していてもよい。尖端部は、ＭＣＡおよびＷＧの長手方向に対して平行な長手方向に、ＴＡＭＲヘッドの後端に向かって延在している。ＰＧ層は、誘電体層（dielectric layer）によって覆われている。誘電体層は、ＭＣＡをＷＧから分離させるとともに、低屈折率を有し、光放射をＷＧからＭＣＡへ効果的に送ることを可能とする。
【００１６】
本発明の重要な特徴は、ＡＢＳに対向するＰＧ層の端面が、ＡＢＳから一定の距離を隔てるように後退している点である。実際には、ＭＣＡの磁性コアがＡＢＳまで延在し、ＰＧ層の端部とＡＢＳとの間に形成された磁性層が、ＡＢＳから見ると、ＭＣＡと同じ形状を有している。すなわち、磁性層の一部が、ＰＧ層の端部からＡＢＳまで、ＰＧ層のＶ字形を踏襲している。もう１つの実施の形態において、ＰＧ層の端部とＡＢＳとの間にある磁性層は、ＡＢＳから見ると、台形状をなす磁極先端部領域の一部となっている。磁極先端部のトレーリングエッジは、ＭＣＡの尖端部とおおよそ同一平面上に形成されている。
【００１７】
１つの実施態様においては、ＡＢＳに対向するＰＧ層の端部は、ＡＢＳに対して平行である平面に形成されてもよい。もう１つの実施態様においては、ＡＢＳと対向するＰＧ層の端部は、尖端部が、三角形状をなすＭＣＡの、第３の側面まで延在する他の２つのＰＧ層のエッジよりも、ＡＢＳに対して垂直な方向において、より大きな長さを有するように傾斜している。ＰＧ層を傾斜した形状にすると、ＰＧ層とＡＢＳとの間にある磁性層へ徐々に磁束を集中させることができるようになる。磁性層は、磁気記録媒体における同じ箇所に記録磁界とプラズモンモードとをもたらし、熱勾配と磁界勾配との重なり領域を増加させる。
【００１８】
本発明は、また、ＷＧの端部とＡＢＳとの間に、磁気シールドを形成した実施の形態も含む。したがって、磁気シールドは、ＡＢＳに沿った第１の側面、ＭＣＡの頂点に面する第２の側面、および第１の側面に対しておおよそ平行であるとともに、ＷＧの端部に対向する第３の側面を備えている。
【００１９】
本発明の熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法は、
（ａ）光導波路の上に誘電体層を形成してなる基体を用意する工程と、
（ｂ）前記誘電体層の上面の一部に、尖端部に収束する１対の内面を含み、第１の方向へ延在する第１の溝を形成する工程と、
（ｃ）第１の磁性層を、前記第１の方向において第１の長さに亘って延在するように、前記第１の溝の内面および前記誘電体層の上面を覆うように形成する工程と、
（ｄ）前記第１の磁性層によって覆われていない領域における前記第１の溝の内面を少なくとも覆うようにプラズモン生成層を形成する工程と、
（ｅ）前記プラズモン生成層および第１の磁性層を覆うように第２の磁性層を堆積させ、プラズモンアンテナを形成する工程と、
（ｆ）前記第１の磁性層、第２の磁性層および誘電体層の端面を研磨することによりエアベアリング面を形成するラッピング工程と
を含むものである。ここで、プラズモン生成層は、第１の溝の尖端部と接する下端よりも上端がエアベアリング面から遠い位置となるように傾斜した端面を有するように形成される。また、ラッピング工程では、プラズモン生成層とエアベアリング面との間に第１の磁性層が残存するように研磨を行う。
【００２０】
本発明の熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法は、ＡＢＳからリセスしたＰＧ層を有するＭＣＡの製造方法を含む。誘電体ギャップ層などの非磁性基板に、第１の平面および最終的なＡＢＳに対して垂直な方向の長手方向に、Ｖ字形の溝を形成する。第１の磁性層を、基板の上に堆積し、溝の側壁を覆う。それから、フォトレジストパターニングおよびエッチング工程を施し、第１の平面の側面に沿った領域にある磁性層を残し、磁性層を取り除く。それから、プラズモンジェネレータ材料を堆積し、第１の磁性層を取り除いた、溝の２つの側壁それぞれの露出部分の上に、ＰＧ層を形成する。他の実施の形態においては、ＰＧ層が溝の露出部分を埋めるだけでなく、溝のいずれの側の上の基板の一部も覆うように、ＰＧ層を堆積する。全ての実施の形態において、ＰＧ層は、第１の平面に対向する端部を有する。この端部は、第１の平面に対して平行であってもよく、または、堆積の際にシェーディング効果を用いて傾斜させてもよい。第１の平面に対して垂直であるとともに、溝を長手方向に二分割する平面に沿った断面図によると、傾斜したＰＧの端部は、ＷＧに面するＰＧ層の上部エッジが、溝の下部において基板に接触する頂点よりも、第１の平面から大きな距離を持ってリセスされている構成を有する。最後に、第２の磁性層を、ＰＧ層および、第１の磁性層の上に堆積し、第１および第２の磁性層からなる主磁極を形成する。第２の磁性層は、第１の磁性層と同じ組成としてもよい。第２の磁性層の一部は、ＰＧ層と接する磁性コアを形成する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の熱アシスト磁気記録ヘッドによれば、プラズモン生成層とエアベアリング面との間に磁性層を設けるようにしたので、記録磁界プロファイルのピーク位置と加熱エネルギープロファイルのピーク位置とをより近づけることができる。よって、記録磁界の強度を低減しつつ、効率的な高密度記録を実現することができる。また、本発明の熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法によれば、上記本発明の熱アシスト磁気記録ヘッドを簡便に製造することができる。 
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来のＴＡＭＲヘッドの構成を表す模式図、ならびに、そのＴＡＭＲヘッドにおける磁気プロファイルおよび加熱プロファイルを模式的に示す特性図である。
【図２】本出願の発明者らが先に出願したＴＡＭＲヘッドにおけるプラズモンアンテナおよび光導波路構造を示す模式図である。
【図３】図２に示したプラズモンアンテナおよび光導波路構造を有するＴＡＭＲヘッドの構成、ならびに、そのＴＡＭＲヘッドにおける記録磁界プロファイルおよび加熱プロファイルを表す特性図である。
【図４】各種プラズモン生成層の厚さと、プラズモンモードに結合した光エネルギーとの関係を表す特性図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態としてのＴＡＭＲヘッドを表す模式図である。
【図６】図５に示したＴＡＭＲヘッドの変形例を表す模式図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態としてのＴＡＭＲヘッドを表す模式図である。
【図８】図７に示したＴＡＭＲヘッドの変形例を表す模式図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態としてのＴＡＭＲヘッドを表す模式図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態としてのＴＡＭＲヘッドを表す模式図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態としてのＴＡＭＲヘッドを表す模式図である。
【図１２】本発明の第６の実施の形態としてのＴＡＭＲヘッドを表す模式図である。
【図１３】本発明の第７の実施の形態としてのＴＡＭＲヘッドを表す模式図である。
【図１４】本発明の第８の実施の形態としてのＴＡＭＲヘッドを表す模式図である。
【図１５】本発明の第９の実施の形態としてのＴＡＭＲヘッドの要部を表す斜視図および分解斜視図である。
【図１６】図１５に示したＴＡＭＲヘッドの製造方法における一工程を表す断面図である。
【図１７】図１６に続く一工程を表す断面図である。
【図１８】図１７に続く一工程を表す断面図である。
【図１９】図１８に続く一工程を表す断面図である。
【図２０】図１９に続く一工程を表す断面図である。
【図２１】図２０に続く一工程を表す断面図である。
【図２２】従来のＭＣＡ構造を有するＴＡＭＲヘッドの要部を表す模式図、およびそのＴＡＭＲヘッドから磁気記録媒体に及ぶプラズモン強度に関する特性図である。
【図２３】本発明のＭＣＡ構造を有するＴＡＭＲヘッドの要部を表す模式図、およびそのＴＡＭＲヘッドから磁気記録媒体に及ぶプラズモン強度に関する特性図である。
【図２４】本発明のＭＣＡ構造の、ダウントラック方向における有効記録磁界強度を表す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の目的、特徴および利点は、以下に記載の好適な実施の形態の説明に照らして理解される。好適な実施の形態の説明は、添付図面に照らして理解される。なお、本発明は、先に出願された米国特許出願第１２／４５６２９０号および米国特許出願第１２／８０２０９６号に関連するものである。
【００２４】
本実施の形態の熱アシスト磁気記録（ＴＡＭＲ）ヘッドは、磁性コアの２つの側面上に形成されるとともに、光導波路（ＷＧ）に面する尖端部に収束するプラズモン生成（ＰＧ）層を含む磁性コアアンテナ（ＭＣＡ：magnetic core antenna）を備えたものである。ＰＧ層の端部を、ＡＢＳからリセスすることによって、プラズモン結合効果を大きく減少させることなく、磁気記録媒体における加熱スポットと記録磁界分布のピークとの重なり領域を、より大きくすることができる。以下の実施の形態においては、主磁極のトレーリングサイドに隣接した、または隣接するように形成された、三角形状の断面を有するＭＣＡを示すが、本発明はこれに限定されず、他の多角形状の断面を有するＭＣＡを採用することができる。また、このＴＡＭＲヘッドは、再生ヘッドと一体化された再生／記録複合ヘッドの一部であってもよい。
【００２５】
図２は、本発明者らが先に出願（米国特許出願１２／４５６２９０）したＭＣＡ２２を含むＴＡＭＲヘッドの要部構成を表す概略図である。ＭＣＡ２２が三角柱状をなすことによって、エッジプラズモンモード（edge plasmon mode）２７をＷＧ２３からの入射光２６に結合させている。従来の技術とは異なり、ＭＣＡ２２は、磁性コア２１と、エッジプラズモンジェネレータとしても知られるプラズモン生成（ＰＧ）層２４とを含む。ＰＧ層２４は、光導波路（ＷＧ）２３と対向した磁性コア２１の２つの側面を覆い、厚さｃを有するように形成されている。光レーザなどによって生成された入射光Ｌは、光導波路２３に入射し、その内部を光周波数電磁放射（optical frequency electromagnetic radiation）２６として伝播する。エッジプラズモンモード２７は、光周波数電磁放射２６と放射結合することによって生成され、ＰＧ層２４の内部をＡＢＳへ向かうように伝播する。一方、磁性コア２１は、ＭＣＡの加熱ポイント付近に磁束を集中させ、記録の際に、磁気記録媒体の加熱箇所における磁界（図示せず）を増強する。このようにして、ＭＣＡ２２は、効果的に磁極の延長となり、ＰＧ層２４で生成されたエッジプラズモンによって加熱される磁気記録媒体領域とオーバーラップする最大勾配を有する磁界を生成する。このような重なりにより、主磁極層からの記録磁界が有する、磁気記録媒体の局所的な磁化を変化させる効果を向上させる。それにより、磁気記録性能は大幅に向上し、微小な表面領域に制限することが可能となる。 
【００２６】
図３（Ａ）は、図２に示したＭＣＡを有するＴＡＭＲヘッド構造を表す図である。図３（Ａ）に示したように、このＴＡＭＲヘッドは、主磁極層１９と、この主磁極層１９と離間して対向し、プラズモンを伝播するエッジを有するＭＣＡ２２とを備える。ここで、主磁極１９および磁性コア２１は例えばＣｏＦｅからなり、ＰＧ層２４は例えばＡｕ（金）からなる。主磁極１９からの記録磁界２８の一部は、ＡＢＳ２０に近接するＭＣＡ２２の端部を通って、磁気記録媒体（図示せず）へと送られる。このように、磁性コア２１は、記録動作の際、磁界生成構造の一部となる。光導波路２３は、プラズモンモード２７を伝播するＭＣＡ２２のエッジ（尖端部）に面し、光周波数電磁放射２６をＡｕからなるＰＧ層２４の内部のエッジプラズモンモード２７と結合させる。
【００２７】
図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示したＭＣＡ２２を備えたＴＡＭＲヘッドの記録磁界プロファイル（曲線２９）、およびＭＣＡ２２の代わりに、純金アンテナ（図１（Ａ））を用いた例の記録磁界プロファイル（曲線２５）を表した特性図である。図３（Ｂ）において、横軸はダウントラック方向における磁極の中心からの距離をミクロン単位で表わし、縦軸は磁界強度を表している。曲線２９は、磁性コア２１があることから、主磁極１９のエッジを越えた位置に、さらに磁界ピークＰを有する。それゆえ、従来の構造の例（曲線２５）と比較すると、ピーク磁界とＰＧ層２４のエッジ（破線Ａ）との間の距離が大幅に減少している。しかしながら、ピーク磁界および磁性コア２１からの記録磁界における最も鋭い勾配の位置は、通常、磁性コア２１の外側のエッジの内部（ＰＧ層２４の左のエッジの左側）にあるのに対して、加熱スポットは、通常、ＰＧ層２４のエッジ、または図の破線Ａの右側に位置する。
【００２８】
そこで、記録磁界ピーク位置と加熱スポット（エネルギーピーク位置）との距離をさらに減少させるために考えられる解決策としては、ＭＣＡのＰＧ層２４をより薄くすることが挙げられる。図４は、図３に示したＴＡＭＲヘッドの、さまざまな厚さのＭＣＡのＰＧ層２４におけるエッジプラズモンモードを通して送られるパワーに関するシミュレーション結果を表すグラフである。この際、ＭＣＡにおいて、磁性コアの大きさ、および長手方向に沿ったＰＧ層の厚さは同一であるとする。Ａｇ（銀）合金の場合（曲線５１）、およびＡｕ膜の場合（曲線５２）の双方を、ＰＧ層として検討している。パワー値を、ＭＣＡの代わりに、固体のＡｇ合金アンテナを使用する場合に、プラズモンモードに送られるパワーのパーセンテージとして示している。明らかにわかることは、ＭＣＡのＰＧ層２４の厚さが減少するにしたがって、プラズモンモードへと結合した光エネルギーの効果が大幅に減少するということである。従って、ＰＧ層の厚さを薄くした場合、磁気記録媒体の加熱も減少させることが望ましい。それゆえ、現在のＴＡＭＲヘッドにおいては、記録磁界ピーク位置と加熱ピーク位置との間隔を減少させることと、磁気記録媒体の効果的な加熱を実現することとの間で板挟みになっている。ＴＡＭＲが高密度記録スキームとして検討されるためには、プラズモン結合効果を大幅に低下させることなく、記録磁界ピーク位置と加熱ピーク位置との間隔を減少させることが望ましい。
【００２９】
ここで、前段落に示したＴＡＭＲ設計における課題に対処するための、ＭＣＡ構造の変形例を開示する。具体的には、ここに説明するさまざまな実施の形態においては、ＰＧ層はＡＢＳから一定の距離を持ってリセスされており、他方、磁性層はＰＧ層の端部からＡＢＳへと延在するとともに、ＡＢＳから見ると、ＭＣＡと同じ形状をなしている。さらに他の実施の形態においては、磁性層は、ＡＢＳから見ると、ＭＣＡの形状とは異なる形状をなしている。全ての実施の形態における主な特徴は、ＰＧ層の端部とＡＢＳとの間の磁性層が、プラズモンモードと主磁極からの磁界とを同時に送り、それによって、磁気記録媒体における加熱効果を大幅に損なうことなく、記録磁界ピークと加熱スポット（エネルギーピーク位置）とをより接近させ、重なり領域を拡大することができることである。
【００３０】
［第１の実施の形態］
図５（Ａ）〜５（Ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＴＡＭＲヘッドの概略構造を表している。図５（Ａ）は、本実施の形態のＴＡＭＲヘッドの側面図（上側の図）、およびＡＢＳから眺めた図（下側の図）である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示したＡＢＳから眺めた図（下側の図）のＢ−Ｂ線に沿った断面を表している。このＢ−Ｂ線に沿った断面は、ＡＢＳ３０からＺ軸方向に延在し、このＴＡＭＲヘッドを二分割するものである。さらに、図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿った断面を表している。なお、図５（Ａ）〜５（Ｃ）では、磁気コイルおよびシールドなど、ＴＡＭＲヘッドの他の層の図示を省略している。
【００３１】
このＴＡＭＲヘッドは、主磁極層３１と、磁性コア３３およびＰＧ層３２からなるＭＣＡ構造３４と、光導波路３７と、磁性層３１ｅとを備えている。以下で示される図において、Ｘ軸はクロストラック方向を示し、Ｙ軸はダウントラック方向を示し、Ｚ軸は、ＡＢＳ３０と直交する方向を示している。主磁極層３１は、磁性材料によって構成され、記録動作の際に磁気記録媒体（図示せず）に及ぶ記録磁界を生成するものである。主磁極層３１は、ＡＢＳ３０に沿った磁極先端部と呼ばれる端面３１ｐと、この端面３１ｐ（ＡＢＳ３０）と直交する側面３１Ｓ１と、この側面３１Ｓ１と反対側に位置し、端面３１ｐ（ＡＢＳ３０）と直交する側面３１Ｓ２とを有している。端面３１ｐは、クロストラック方向に幅を有するエッジ３１ａを側面３１Ｓ１と共に構成し、かつ、側面３１Ｓ２と共にエッジ３１ｂを構成している。
【００３２】
光導波路３７は、光源（図示せず）からＭＣＡ構造へ電磁放射を導くものであり、例えばＡＢＳ３０から後退した端面３７Ｐを有している。光導波路３７の端面３７Ｐと、ＡＢＳ３０との間には、誘電体層３５が形成されている。なお、端面３７ＰがＡＢＳ３０に沿って設けられていてもよい。
【００３３】
ＭＣＡ構造３４は、ＡＢＳ３０と平行な断面において三角形状をなしている。ＭＣＡ構造３４における主磁極層３１と面する側面３４Ｓ１は、主磁極層３１の側面３１Ｓ２と接している。ＰＧ層３２は、光導波路３７からの電磁放射と結合したときに、尖端部３２ｖ（後出）の近傍にエッジプラズモンモードを形成するものである。ＰＧ層３２は、例えば約１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚みを有し、Ａｕ（金），Ａｇ（銀），Ｃｕ（銅），Ａｌ（アルミニウム），Ｔｉ（チタン），Ｔａ（タンタル）およびＧｅ（ゲルマニウム）のうちの１種以上を含む非磁性材料層である。ＰＧ層３２は、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の距離ｓだけＡＢＳ３０から後退（リセス）した位置に設けられている。
【００３４】
磁性層３１ｅは、ＭＣＡとＡＢＳ３０との間に形成され、磁性層３１ｅの後方に設けられたＭＣＡと接しており、ＡＢＳ３０と平行な断面形状がＭＣＡと実質的に同じ大きさおよび形状の三角形状となっている。磁性層３１ｅは、主磁極層３１からの磁束およびＰＧ層３２からのエッジプラズモンモードのエネルギーを磁気記録媒体（図示せず）における所定の局所領域に導き、その局所領域を加熱することで保磁力および磁気異方性を低下させるものである。さらに、その加熱された局所領域に、それと実質的にオーバーラップするように主磁極層３１からの記録磁界を伝達する機能をも有する。磁性層３１ｅ、主磁極層３１、および磁性コア３３は、例えば、Ｃｏ（コバルト），Ｆｅ（鉄）およびＮｉ（ニッケル）のうちの１種以上の元素からなり、または、Ｃｏ，ＦｅおよびＮｉのうちの１種以上の元素と、Ｂ（ボロン），Ｓｉ（ケイ素），Ａｌ（アルミニウム），Ｔａ（タンタル），Ｒｕ（ルテニウム），Ｏ（酸素）およびＮ（窒素）のうちの１種以上の元素との化合物からなる。ここで、主磁極層３１、磁性層３１ｅ、および磁性コア３３は、互いに同じ組成であってもよい。
【００３５】
主磁極３１およびＰＧ層３２は、誘電体層３９によって光導波路３７から分離されている。
【００３６】
図５（Ｂ）に示したように、ＰＧ層３２は、光導波路３７に面するエッジ（尖端部３２ｖ）と、ＡＢＳ３０と対向する端面３２ｅとを有する。尖端部３２ｖは、ＡＢＳ３０に対して垂直に延びている。端部３２ｅは、例えばＡＢＳ３０と平行である。但し、後述するように、端部３２ｅは、ＡＢＳ３０に対して傾斜していてもよい。磁性コア３３は、ＡＢＳ３０と平行な断面形状が三角形であり、Ｚ軸方向に延在する三角柱状の部材である。磁性コア３３は、一の側面が主磁極層３１の側面３１Ｓ１と接しており、エッジ３３ｔを形成する他の２つの側面はＰＧ層３２によって覆われている。すなわち、ＰＧ層３２は、磁性コア３３を覆い、光導波路３７と対向する尖端部３２ｖへ向かうように収束する２つの側面３４Ｓ２３４Ｓ３を形成している。
【００３７】
また、このＴＡＭＲヘッドでは、主磁極層３１におけるエッジ３１ａがリーディングエッジである場合は、エッジ３１ｂがトレーリングエッジとなり、エッジ３１ａがトレーリングエッジとなる場合は、エッジ３１ｂがリーディングエッジとなる。
【００３８】
＜第１の実施の形態の変形例＞
図６（Ａ）〜６（Ｃ）は、第１の実施の形態の変形例としてのＴＡＭＲヘッドの要部をそれぞれ表している。図６（Ａ）は本変形例のＴＡＭＲヘッドの側面図であり、図６（Ｂ）は本変形例のＴＡＭＲヘッドをＡＢＳから眺めた図である。さらに、図６（Ｃ）は、図６（Ｂ）に示したＢ−Ｂ線に沿った断面を表している。このＢ−Ｂ線に沿った断面は、ＡＢＳ３０からＺ軸方向に延在し、このＴＡＭＲヘッドを二分割するものである。
【００３９】
本変形例としてのＴＡＭＲヘッドは、ＰＧ層３２の端面３２ｅを、ＡＢＳ３０に対して傾斜した端面３２ｓに置き換えたものである。図５（Ｂ）においては、磁性コア３３のエッジ３３ｔと接する上端３２ｔおよび尖端部３２ｖは、ＡＢＳ３０から互いに等しい距離分だけ後退するようにした。これに対し、本変形例では、上端３２ｔが尖端部３２ｖと比べ、ＡＢＳ３０からより離れた位置まで後退している。磁性コア３３が主磁極層３１と同じ材料によって構成されている場合、磁性コア３３および主磁極層３１を同時に形成し、両者を一体化してもよい。製造容易性という観点からは単一磁性層の形成が好ましいが、磁性コア３３を、主磁極層３１とは異なる材料を用いて別の工程において形成してもよい。本変形例では、傾斜した端面３２ｅを有することにより、ＰＧ層３２とＡＢＳ３０との間の磁性層３１ｅに入る磁束を徐々に集中させることを可能にする。光導波路３７と尖端部３２ｖとの間隔は、Ｙ軸方向における誘電体層３９の厚さであり、５０ｎｍ未満であることが好ましい。
【００４０】
［第２の実施の形態］
図７（Ａ）〜７（Ｃ）は、本発明の第２の実施の形態に係るＴＡＭＲヘッドの概略構造を表している。このＴＡＭＲヘッドでは、非磁性分離層（non-magnetic separation layer）３８が主磁極層３１と磁性コア３３との間に形成されている。すなわち、主磁極層３１と磁性コア３３とが非磁性分離層３８によって分離された構造を有している。これにより、記録（書き込み）処理の際、主磁極層３１は磁性コア３３を磁化する。磁化された磁性コア３３は、主磁極層３１によって生成された記録磁界とは別に、磁気記録媒体（図示せず）に対する記録磁界を生成する。非磁性分離層３８の厚さは、１００ｎｍ未満であることが好ましい。ＰＧ層３２は、第１の実施の形態と同様に、ＡＢＳ３０から後退した位置にある。図７（Ａ）の上方の図は本実施の形態の側面図であり、図７（Ａ）の下方の図はＡＢＳ３０から眺めた図である。磁性層３３ｅは、事実上、磁性コア３３の延長であり、ＰＧ層３２とＡＢＳ３０との間に形成されている。よって、磁性層３３ｅは、磁性コア３３と同じ材料によって構成してもよい。さらに、磁性層３３ｅ、主磁極層３１、および磁性コア３３は、全て、同じ組成によって構成してもよい。この場合、磁性層３３ｅは、ＡＢＳ３０から見て、リセスされたＭＣＡと基本的に同じ大きさの三角形状をなしている。誘電体層３９は、ＰＧ層３２を光導波路３７から分離させている。尖端部３２ｖは、最も近い光導波路３７の側面から、５０ｎｍ未満の位置にあることが好ましい。主磁極層３１のエッジ３１ａは、第１の実施の形態と同様に、リーディングエッジ、またはトレーリングエッジのいずれであってもよい。
【００４１】
図７（Ｂ）は、図５（Ｂ）と対応した断面図である。ＰＧ層３２の端部３２ｅは、ＡＢＳ３０に対して平行に形成されている。但し、後述するように、端部３２ｅは、ＡＢＳ３０に対して傾斜していてもよい。尖端部３２ｖは、誘電体層３９を挟んで光導波路３７と対向し、光導波路３７と平行に延在している。誘電体層３９は、アルミナ、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、またはＭｇＦ2などの低屈折率材料によって構成し、それにより、プラズモンモード（図示せず）が尖端部３２ｖに沿って最適に送られるようにしてもよい。
【００４２】
＜第２の実施の形態の変形例＞
図８（Ａ）〜８（Ｃ）は、第２の実施の形態の変形例としてのＴＡＭＲヘッドの要部をそれぞれ表している。図８（Ａ）は本変形例のＴＡＭＲヘッドの側面図であり、図８（Ｂ）は本変形例のＴＡＭＲヘッドをＡＢＳから眺めた図である。さらに、図８（Ｃ）は、図８（Ｂ）に示したＢ−Ｂ線に沿った断面を表している。このＢ−Ｂ線に沿った断面は、ＡＢＳ３０からＺ軸方向に延在し、このＴＡＭＲヘッドを二分割するものである。
【００４３】
本変形例としてのＴＡＭＲヘッドは、ＰＧ層３２の端面３２ｅを、ＡＢＳ３０に対して傾斜した端面３２ｓに置き換えたものである。図７（Ｂ）においては、磁性コア３３のエッジ３３ｔと接する上端３２ｔおよび尖端部３２ｖは、ＡＢＳ３０から互いに等しい距離分だけ後退するようにした。これに対し、本変形例では、上端３２ｔが尖端部３２ｖと比べ、ＡＢＳ３０からより離れた位置まで後退している。磁性層３３ｅは、ＰＧ層３２からのプラズモンモードをＡＢＳ３０へ伝達すると同時に、主磁極層３１および磁性コア３３からの磁束をＡＢＳ３０および磁気記録媒体（図示せず）へ導くものである。
【００４４】
［第３の実施の形態］
図９（Ａ）〜９（Ｃ）は、本発明の第３の実施の形態に係るＴＡＭＲヘッドの概略構造を表している。このＴＡＭＲヘッドは、磁気シールド３６を追加したことを除き、他は上記第１の実施の形態の変形例（図６（Ａ）〜６（Ｃ））と同様の構成である。磁気シールド３６は、ＡＢＳ３０に沿った端面と、ＡＢＳ３０と反対側にあり光導波路３７と対向する端面と、尖端部３２ｖと対向する側面３６ｓとを有する。側面３６ｓは、尖端部３２ｖに面している光導波路３７の側面３７ｓと同一平面上にあることが好ましい。ギャップ層３５によって、光導波路３７は磁気シールド３６から分離されている。磁気シールド３６は、エッジ３１ａがリーディングエッジである場合にはトレーリングシールドであり、あるいは、エッジ３１ａが主磁極層３１上のトレーリングエッジである場合にはリーディングシールドとなる。本実施の形態においては、上端３２ｔと尖端部３２ｖとを接続する傾斜面３２ｓを有しているが、ＰＧ層３２は、図５（Ｂ）に示したように、ＡＢＳ３０に対して平行に形成された端面３２ｅを有してもよい。当業者であれば理解できるように、磁気シールド構造をＴＡＭＲヘッドに含むことによって、記録処理における光学的性能および磁気的性能の双方を最適化できる場合がある。磁気シールド３６は、例えばＣｏ，ＦｅおよびＮｉのうちの１種以上の元素からなり、または、Ｃｏ，ＦｅおよびＮｉのうちの１種以上の元素と、Ｂ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｔａ，Ｒｕ，ＯおよびＮのうちの１種以上の元素との化合物からなる。
【００４５】
［第４の実施の形態］
図１０（Ａ）〜１０（Ｃ）は、本発明の第４の実施の形態に係るＴＡＭＲヘッドの概略構造を表している。このＴＡＭＲヘッドは、磁気シールド３６を追加したことを除き、他は上記第２の実施の形態の変形例（図８（Ａ）〜８（Ｃ））と同様の構成である。また、磁気シールド３６は、上記第３の実施の形態のＴＡＭＲヘッドが有するものと同様の構成である。
【００４６】
［第５の実施の形態］
図１１（Ａ）〜１１（Ｃ）は、本発明の第５の実施の形態に係るＴＡＭＲヘッドの概略構造を表している。このＴＡＭＲヘッドは、磁性層３１ｅの形状が異なることの除き、他は上記第１の実施の形態の変形例（図６（Ａ）〜６（Ｃ））と同様の構成である。具体的には、上記第１の実施の形態の変形例では、図６（Ｂ）に示したように、磁性層３１ｅのＡＢＳ３０と平行な断面形状をＭＣＡ構造と同じ三角形とした。これに対し、本実施の形態では、図１１（Ｂ）に示したように、磁性層３１ｅを台形状とした。磁性層３１ｅの第１の側面は、エッジ３１ｂを含む主磁極３１の側面３１Ｓ２と接するように設けられている。磁性層３１ｅの第１の側面は、クロストラック方向（Ｘ軸方向）において、エッジ３１ｂの幅と実質的に同じ幅を有する。磁性層３１ｅのエッジ３１ｂとは反対側の側面３１ｃは、側面３１Ｓ２に対して平行であるとともに尖端部３２ｖを含む平面に沿って形成されている。側面３１ｃは、クロストラック方向に沿って、第１の側面（エッジ３１ｂ）よりも大きな幅を有することが好ましい。さらに、エッジ３１ｂと側面３１ｃとを繋ぐ２つの側面は、主磁極層３１においてエッジ３１ａとエッジ３１ｂと接続する２つの側面の延長上に位置する。
【００４７】
［第６の実施の形態］
図１２（Ａ）〜１２（Ｃ）は、本発明の第６の実施の形態に係るＴＡＭＲヘッドの概略構造を表している。このＴＡＭＲヘッドは、磁性層３３ｅの形状が異なることの除き、他は上記第２の実施の形態の変形例（図８（Ａ）〜８（Ｃ））と同様の構成である。具体的には、上記第２の実施の形態の変形例では、図８（Ｂ）に示したように、磁性層３３ｅのＡＢＳ３０と平行な断面形状をＭＣＡ構造と同じ三角形とした。これに対し、本実施の形態では、図１２（Ｂ）に示したように、磁性層３３ｅをＭＣＡ構造よりも大きな矩形状とした。磁性層３３ｅの第１の側面３３ａは、非磁性分離層３８を挟んでエッジ３１ｂと対向している。さらに、側面３３ａは、クロストラック方向においてエッジ３１ｂの幅と実質的に同じ幅を有する。磁性層３３ｅの、側面３３ａとは反対側に位置する第２の側面３３ｂは、Ｚ軸方向へ延在するとともに尖端部３２ｖを含む平面に沿って形成されている。側面３３ｂの幅は、側面３３ａの幅と基本的に同じである。側面３３ａを側面３３ｂに接続する２つの側面は、ＡＢＳ３０に対して垂直に形成されるとともに、ＡＢＳ３０からＺ軸方向へ延在している。
【００４８】
［第７の実施の形態］
図１３（Ａ）〜１３（Ｃ）は、本発明の第７の実施の形態に係るＴＡＭＲヘッドの概略構造を表している。このＴＡＭＲヘッドは、磁気シールド３６を追加したことを除き、他は上記第５の実施の形態（図１１（Ａ）〜１１（Ｃ））と同様の構成である。また、磁気シールド３６は、上記第３の実施の形態のＴＡＭＲヘッドが有するものと同様の構成である。
【００４９】
［第８の実施の形態］
図１４（Ａ）〜１４（Ｃ）は、本発明の第８の実施の形態に係るＴＡＭＲヘッドの概略構造を表している。このＴＡＭＲヘッドは、磁気シールド３６を追加したことを除き、他は上記第６の実施の形態（図１２（Ａ）〜１２（Ｃ））と同様の構成である。また、磁気シールド３６は、上記第３の実施の形態のＴＡＭＲヘッドが有するものと同様の構成である。
【００５０】
［第９の実施の形態］
図１５（Ａ）は、本発明の第９の実施の形態に係るＴＡＭＲヘッドの要部を表す斜視図である。このＴＡＭＲヘッドは、主磁極層３１と、光導波路（図示せず）と、磁性コア３３およびＰＧ層３２を有するＭＣＡ構造と、磁性コア３３と磁気的に結合した磁性層３１ｅとを備えている。
【００５１】
ＰＧ層３２は、誘電体層３９と主磁極層３１との間に形成されている。ＰＧ層３２は、光導波路に対向する尖端部３２ｖを含む三角形状の断面を有する下部と、主磁極層３１と接すると共に側壁３２ｗを含む溝が形成された上面３２ｈを含む上部とを有する。磁性コア３３は、側壁３２ｗを含む溝を埋めるように設けられている。ＰＧ層３２の下部および上部は、ＡＢＳに近い側において共通の傾斜した端面を構成している。磁性層３１ｅは、磁性コア３３の延長として機能し、ＰＧ層３２の端面３２ｓとＡＢＳとの間に形成されている。ＡＢＳには、主磁極層３１の端面３１ｆと、誘電体層３９の端面３９ｆとが含まれている。本実施の形態は、第１の実施の形態と比較してＰＧ層３２が大幅に厚くなっている。具体的には、ＰＧ層３２は、誘電体層３９に形成された２つの側壁３９ｗを有する溝を埋めるように設けられている。図１５（Ｂ）に示したように、ＰＧ層３２の下部は、ＡＢＳに対して傾斜した端面３２ｓを有し、側壁３９ｗで画定されるＶ字形の溝の内部に形成されている。ＰＧ層３２の上部は、その下部と接続されており、一対の側面部３２ｋを含んでいる。一対の側面部３２ｋは、誘電体層３９における頂点３９ｖを含む溝の両側の上面３９ｈを覆うように設けられている。一対の側面部３２ｋは、それぞれ、端面３２ｓと同一平面に含まれる傾斜した端面３２ｓ２と、上面３９ｈに対して平行に形成された上面３２ｈとを有する。このＴＡＭＲヘッドにおいて、側壁３２ｗを含む溝は、ＰＧ層３２の上面３２ｈに形成されるとともに、磁性コア３３によって埋められている。磁性コア３３は、主磁極層３１と連結されており、主磁極層３１は、さらに、磁性コア３３の両側にあるＰＧ層３２の側面部３２ｋと接している。この場合、磁性層３１ｅは、端面３２ｓ，３２ｓ２とＡＢＳとの間において、ＡＢＳに平行な断面がＰＧ層３２と同一の形状を有している。磁性層３１ｅは、ＰＧ層３２からのプラズモンモードと、磁性コア３３および上面３１ｔを有する主磁極層３１からの磁束とを同時に磁気記録媒体（図示せず）へ導くように機能する。ＰＧ層３２は、光導波路（図示せず）に対向する尖端部３２ｖまで延在する三角形状の下部と、下部の尖端部３２ｖと反対側の側面に沿って下部に隣接する側面部３２ｋを含む上部とを有する。ＭＣＡ構造は、ＰＧ層３２と、側壁３２ｗを含む溝を埋める磁性コア３３とを含み、ＡＢＳから見ると、おおよそ矩形状をなしている。さらに、磁性層３１ｅは、端面３２ｓ，３２ｓ２とＡＢＳとの間において、ＰＧ層３２と同一形状を有するとともに、磁性コア３３と磁気的に接続している。
【００５２】
本発明は、ＭＣＡにリセスされたＰＧ層を備えたＴＡＭＲヘッドの製造方法を含むものである。本実施の形態のＴＡＭＲヘッドの製造方法では、まず、ＡＢＳに沿って第１の磁性層を形成し、それに続いて、プラズモン層を堆積する。そののち、第１の磁性層およびプラズモン層の上に、第２の磁性層を堆積することによって、ＭＣＡの磁性コアと、それを覆う主磁極層とを同時に形成する。なお、当業者であれば理解できるように、第１〜８の実施の形態のいずれかに示したＴＡＭＲヘッドを製造する場合についても実質的に同様である。
【００５３】
以下、図１６〜２１を参照して、本実施の形態（第９の実施の形態）に係るＴＡＭＲヘッドを製造するための製造方法について説明する。
【００５４】
図１６を参照する。誘電体層３９としての基板を、下部構造（sub-structure）（図示せず）の上に形成する。下部構造は、通常、ＡｌＴｉＣからなる基板と、センサ構造を含む再生ヘッド（図示せず）とによって構成する。下部構造は、通常、さらに、Ｚ軸方向を長手方向とする光導波路を含む。誘電体層３９は、化学気相成長法（ＣＶＤ：chemical vapor deposition）、またはプラズマ蒸着法（ＰＶＤ：plasma vapor deposition）などによって堆積し、必要に応じて、ＣＭＰ（chemical mechanical polishing）工程によって平坦化してもよい。ここにおけるＺ軸方向は、ＴＡＭＲヘッドの後端部へ向かう方向である。側壁３９ｗと頂点３９ｖとを有する溝６０を、一般的なフォトレジストパターニング、およびエッチング工程によって、上面３９ｈに形成する。頂点３９ｖは、基本的に、ＴＡＭＲヘッドのクロストラック方向、およびダウントラック方向に対して垂直に形成されたエッジである。それゆえ、溝６０は、後続の工程において形成するＡＢＳに対して垂直な方向に、長手方向を有する。平面Ｃ−Ｃは、溝６０を二分割する。図１６（Ｂ）の右図において、平面４２−４２は、素子の前端部を表す。当然ながら、ＡＢＳは、ＴＡＭＲの層全てを形成し、ラッピング処理（lapping process）が完了した後に、平面４２−４２に対しておおよそ平行、かつ平面４２−４２からＺ軸方向に形成する。
【００５５】
なお、第１〜８の実施の形態では、ＰＧ層３２の堆積は、溝６０に収まるように形成される。これは、適切なフォトレジストマスク（photoresist mask）を用いて、上面３９ｈを覆い、ＰＧ材料が、上面３９ｈの領域に堆積しないようにすることによって実現できる。このように、他の実施の形態においては、ＰＧ層３２は溝６０の一部のみを埋める。以下に述べるように、これに続く、第２の磁性層の堆積によって、溝６０内の磁性コア３３を形成し、それにより、三角形状をなすＭＣＡ構造を形成するとともに、磁性コア３３の表面に隣接し、それを覆う主磁極層３１を形成してもよい。さらに、合計３回の磁性層の堆積を含んでもよい。第２の磁性層の堆積によって、磁性コア３３と、それを覆う主磁極層３１とを形成するのではなく、磁性コア３３を別の工程によって形成してもよい。例えば、第２，４，６，８の実施の形態のＴＡＭＲヘッドにおいて、前述したように、第２の磁性層の堆積によって磁性コア３３を形成し、それに続いて非磁性分離層３８を堆積し、それから、第３の磁性層堆積によって、主磁極層３１を形成するようにしてもよい。
【００５６】
次に、図１７を参照する。磁性層３１ｅを、イオンビーム蒸着（ＩＢＤ：ion beam deposition）、ＣＶＤ、またはＰＶＤなどの従来技術を用いて、誘電体層３９の上に堆積する。ＡＢＳから見た図に示すように、本実施の形態においては、磁性層３１ｅによって溝６０を部分的に埋めることにより、頂点３１ｖにおいて収束する側壁３１ｒを形成するとともに、磁性層３１ｅによって表面３９ｈの一部を覆うことにより、部分的に埋められた溝６０ａのいずれの側の上にも部分３１ｓを形成する。他の実施の形態（図示せず）においては、堆積する時間を延長し、磁性層３１ｅが溝６０を完全に埋めるとともに、Ｙ軸方向により大きな厚みを有するようにしてもよい。図１７（Ｂ）に示したＣ−Ｃ断面図において、磁性層３１ｅは、Ｚ軸方向に相当の距離を持って延在している。
【００５７】
次に、図１８を参照する。フォトマスクとしても知られるフォトレジスト４３を、通常のリソグラフィ技術（lithography technique）を用いて、平面４２−４２に沿って磁性層３１ｅの一端部上に形成する。フォトレジスト４３は、平面４２−４２から長さｄを有するように延在し、それ以外の領域においては、磁性層３１ｅを覆わないように形成される。そののち、エッチング処理を施すことによって、磁性層３１ｅの保護されていない領域を除去し、それにより、上面３９ｈおよび溝６０を含む誘電体層３９の一部を露出させる。例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：reactive ion etch）を用いてエッチング処理を行ってもよい。あるいは、イオンビームエッチング（ＩＢＥ：ion beam etch）を用いて、磁性層３１ｅの保護されていない領域を取り除いてもよい。
【００５８】
次に、図１９を参照する。ＰＧ層３２を、図１８で行ったエッチング処理の際に生成した、溝６０および上面３９ｈの露出した領域の上に堆積する。フォトレジスト４３およびＰＧ層３２は、クロストラック方向において溝６０から距離ｎの範囲に延在してもよい。図１９では、ＰＧ層３２が、Ｙ軸方向における磁性層３１ｅの厚さよりも実質的に大きい、最大の厚さｔを備えるように形成される場合を示している。しかしながら、磁性層３１ｅがＰＧ層３２よりも大幅に厚く、ｔ以上の厚さを有するようにしてもよい。そののち、第２の溝を、溝６０の上方にある上面３２ｈに形成する。第２の溝は、側壁３２ｗと、実質的に頂点３９ｖと平行に形成された頂点３２ｖとによって規定されるものである。また、第１〜８の実施の形態では、ＰＧ層３２が溝６０の露出部分を完全に埋め、頂点３２ｖを、誘電体層３９の上面３９ｈの上方に一定の距離を持って形成してもよい。なお、ＰＧ層３２は、平面４２−４２に対して傾斜した端面３２ｓを有することが好ましい。傾斜した端面３２ｓは、堆積の際に、よく知られたシェーディング効果を用いて形成してもよい。例えば、頂点３２ｖは、平面４２−４２から距離ｄを有するようにリセスしてもよい。
【００５９】
次に、図２０に示したように、フォトレジスト４３を、従来のストリッピング法（stripping method）によって除去する。これにより、平面４２−４２に露出した端面を有する磁性層３１ｅが現れる。ＰＧ層３２は、誘電体層３９と接する側において距離ｄだけ平面４２−４２から後退している。一方、頂点３２ｖは、距離ｄよりも平面４２−４２から離れた位置まで後退している。
【００６０】
次に、図２１に示したように、主磁極層３１を、ＰＧ層３２および磁性層３１ｅの上に電着（electrodeposite）するか、またはＩＢＤ法を用いて形成する。主磁極層３１と磁性層３１ｅとは、一体として単一の磁極として機能する。周知のラッピング工程を用いて、平面４２−４２に沿った端面を所定量研磨することでＡＢＳ３０−３０を形成する。すなわち、ラッピング工程によって、主磁極層３１、磁性層３１ｅ、および誘電体層３９の、平面４２−４２に沿った一部を取り除き、ラッピング工程を施す前にあった平面４２−４２の位置に対しておおよそ平行であるＡＢＳ３０−３０を形成する。
【実施例】
【００６１】
図２２（Ａ）は、主磁極３１に隣接するとともに、Ａｕからなり、ＡＢＳ３０まで延在するＰＧ層３２を有するＭＣＡ構造を備えた比較例としてのＴＡＭＲヘッドの要部断面図である。図２２（Ａ）には、ＡＢＳ３０と対向するように配置された磁気記録媒体４０を併せて示している。図２２（Ｂ）は、図２２（Ａ）のＴＡＭＲヘッドにおいてＰＧ層３２の厚さを４０ｎｍとした場合の、磁気記録媒体４０に及ぶプラズモン強度（plasmon intensity）分布に関するシミュレーション結果を表す特性図である。
【００６２】
一方、図２３（Ａ）は、ＭＣＡのＰＧ層３２が磁性層３１ｅによってＡＢＳ３０から分離されたＭＣＡ構造を備えた本発明のＴＡＭＲヘッドの要部断面図である。ＰＧ層３２は、厚さ４０ｎｍのＡｕ層であり、ＡＢＳ３０から１０ｎｍの距離だけ後退している。図２３（Ｂ）は、図２３（Ａ）のＴＡＭＲヘッドにおける、磁気記録媒体４０に及ぶプラズモン強度分布に関するシミュレーション結果を表す特性図である。図２３（Ｂ）の最大強度は、図２３（Ｂ）の最大強度の約８６％である。
【００６３】
図２４は、リセスされたＰＧ層を有する本発明のＭＣＡ構造（曲線５４）、およびＡＢＳに露出したＰＧ層を有する比較例としてのＭＣＡ構造（曲線５３）の、ダウントラック方向において有効な記録磁界のプロファイルである。曲線５４のピーク磁界は、曲線５３のピーク磁界と比較して５００Ｏｅ高く、かつ、加熱スポット位置の方向に約４０ｎｍ移動しているという利点を有している。よって、図２３（Ａ）に示したＭＣＡ、および本発明の他の実施の形態は、高密度ＴＡＭＲ記録に望まれる２点、すなわち、磁界をより高くすること、および、磁界勾配の位置と熱勾配の位置との間隔をより狭くすることの双方を実現している。リセスされたＰＧ層を有するＭＣＡ構造を用いた場合、磁気記録媒体におけるプラズモンの最大強度が低下する理由としては、磁性層が、金、または他のＰＧ材料ほど、効果的にプラズモンを運ばないことによると考えられる。しかしながら、磁界ピークと加熱ピークとの間隔を減少させることにより、記録の際、リセスされていないＰＧ層構造を用いる場合よりも、磁気記録媒体の磁化反転箇所に対し、より効果的に書込を行うことができると考えられる。すなわち、熱勾配の生じる位置と磁界勾配の生じる位置との重なり領域を増加させることにより、磁気記録媒体における磁化反転が生じやすくなり、より高密度での記録を実現することができる。
【００６４】
従来のＴＡＭＲヘッドと比較して、本発明が優れている点は、本発明によれば、磁気記録媒体における、加熱スポット領域と、記録磁界の勾配を含む領域との重なりを大きくすることができる点である。したがって、ここに説明した本実施の形態によって生成される熱アシスト特性は、従来よりも効果的であり、記録処理の際、より弱い印加磁界を用いても磁気記録媒体の磁化反転を生じさせることができる。ＡＢＳからリセスされたＰＧ層は、磁気性能を向上させるとともに、データ密度を増加させるためのトレーリングシールド、またはリーディングシールドに適合し、ＰＧ層とＡＢＳとの間にある磁性層へと、徐々に磁束を集中させるように、傾斜されていてもよい。
【００６５】
以上、いくつかの実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例において説明した態様に限定されず、本発明の趣旨から外れることがない限りにおいて、製造方法、プロセス、材料、構造などについての種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００６６】
３１…主磁極層、３１ｅ，３３ｅ…磁性層、３２…プラズモン生成（ＰＧ）層、３２ｖ…尖端部、３３…磁気コア、３４…ＭＣＡ構造、３６…磁気シールド、３７…光導波路、３８…非磁性分離層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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