(57)【要約】【課題】アンテナの硬質性および製造性を改善するために合金膜を含むプラズモンアンテナを使用する熱アシスト磁気書込みヘッドを提供する。【解決手段】プラズモン加熱デバイスを有する熱アシスト書込みヘッドを提供する。プラズモン加熱デバイスは、熱アシスト書込みヘッドのエアベアリング面に位置するプラズモンアンテナを有する。プラズモンアンテナは、プラズモンアンテナを構成するために使用されるイオンミリングおよび化学機械研磨などのプロセスに耐えるのに十分に硬質である合金から構成される。プラズモンアンテナは、好ましくは、ＡｕＸから構成され、Ｘは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、またはＰｔであり、５原子パーセント未満の濃度を有する。【選択図】図１
2012113805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱アシスト磁気書込みヘッドで使用するための加熱デバイスであって、
プラズモンアンテナを備え、
前記プラズモンアンテナは金属合金を含む、加熱デバイス。
【請求項２】
前記金属合金は、金合金ＡｕＸであり、ＸはＣｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔである、請求項１に記載の加熱デバイス。
【請求項３】
前記金属合金は、金合金ＡｕＸであり、ＸはＣｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔであり、前記Ｘの濃度は５原子パーセント未満である、請求項１に記載の加熱デバイス。
【請求項４】
前記金属合金は、銅合金ＣｕＸであり、ＸはＮｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔである、請求項１に記載の加熱デバイス。
【請求項５】
前記金属合金は、銅合金ＣｕＸであり、ＸはＮｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔであり、前記Ｘの濃度は５原子パーセント未満である、請求項１に記載の加熱デバイス。
【請求項６】
前記金属合金は、銀合金ＡｇＸであり、ＸはＣｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔである、請求項１に記載の加熱デバイス。
【請求項７】
前記金属合金は、銀合金ＡｇＸであり、ＸはＣｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔであり、前記Ｘの濃度は５原子パーセント未満である、請求項１に記載の加熱デバイス。
【請求項８】
前記金属合金は、アルミニウム合金ＡｌＸであり、ＸはＣｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔである、請求項１に記載の加熱デバイス。
【請求項９】
前記金属合金は、アルミニウム合金ＡｌＸであり、ＸはＣｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔであり、前記Ｘの濃度は５原子パーセント未満である、請求項１に記載の加熱デバイス。
【請求項１０】
前記プラズモンアンテナの少なくとも一方のエッジに接触する開口をさらに備える、請求項１に記載の加熱デバイス。
【請求項１１】
熱アシスト磁気書込みヘッドであって、
金属合金を含む金属Ｅ形アンテナを備える近接場変換器と、
磁極と、
前記磁極に接続された磁気リップとを備える、熱アシスト磁気書込みヘッド。
【請求項１２】
前記金属Ｅ形アンテナは、金合金ＡｕＸを含み、ＸはＣｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔであり、誘電体Ｃ形開口は、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、またはＳｉＯｘＮｙを含む、請求項１１に記載の熱アシスト磁気書込みヘッド。
【請求項１３】
前記金属Ｅ形アンテナは、金合金ＡｕＸを含み、ＸはＣｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔであり、前記Ｘの濃度は５原子パーセント未満であり、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、またはＳｉＯｘＮｙを含む誘電体Ｃ形開口をさらに備える、請求項１１に記載の熱アシスト磁気書込みヘッド。
【請求項１４】
前記金属Ｅ形アンテナは、銅合金ＣｕＸを含み、ＸはＮｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔであり、前記Ｘの濃度は５原子パーセント未満であり、前記Ｘの濃度は５原子パーセント未満であり、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、またはＳｉＯｘＮｙを含む誘電体Ｃ形開口をさらに備える、請求項１１に記載の熱アシスト磁気書込みヘッド。
【請求項１５】
前記金属Ｅ形アンテナは、銀合金ＡｇＸを含み、ＸはＣｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔであり、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、またはＳｉＯｘＮｙを含む誘電体Ｃ形開口をさらに備える、請求項１１に記載の熱アシスト磁気書込みヘッド。
【請求項１６】
前記金属Ｅ形アンテナは、銀合金ＡｇＸを含み、ＸはＣｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔであり、前記Ｘの濃度は５原子パーセント未満であり、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、またはＳｉＯｘＮｙを含む誘電体Ｃ形開口をさらに備える、請求項１１に記載の熱アシスト磁気書込みヘッド。
【請求項１７】
前記金属Ｅ形アンテナは、アルミニウム合金ＡｌＸを含み、ＸはＣｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔであり、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、またはＳｉＯｘＮｙを含む誘電体Ｃ形開口をさらに備える、請求項１１に記載の熱アシスト磁気書込みヘッド。
【請求項１８】
前記金属Ｅ形アンテナは、アルミニウム合金ＡｌＸを含み、ＸはＣｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔであり、前記Ｘの濃度は５原子パーセント未満であり、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、またはＳｉＯｘＮｙを含む誘電体Ｃ形開口をさらに備える、請求項１１に記載の熱アシスト磁気書込みヘッド。
【請求項１９】
熱アシスト磁気書込みヘッドであって、
金属合金を含む三角形ビーク式アンテナを備える近接場変換器と、
ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、またはＳｉＯｘＮｙを含む誘電体Ｃ形開口と、
磁極と、
前記磁極に接続された磁気リップとを備える、熱アシスト磁気書込みヘッド。
【請求項２０】
前記三角形ビーク式アンテナは、金合金ＡｕＸを含み、ＸはＣｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔである、請求項１９に記載の熱アシスト磁気書込みヘッド。
【請求項２１】
前記三角形ビーク式アンテナは、アルミニウム合金ＡｌＸを含み、ＸはＣｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔである、請求項１９に記載の熱アシスト磁気書込みヘッド。
【請求項２２】
前記三角形ビーク式アンテナは、銅合金ＣｕＸを含み、ＸはＮｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔである、請求項１９に記載の熱アシスト磁気書込みヘッド。
【請求項２３】
前記三角形ビーク式アンテナは、金合金ＡｕＸを含み、ＸはＣｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔであり、前記Ｘの濃度は５原子パーセント未満である、請求項１９に記載の熱アシスト磁気書込みヘッド。
【請求項２４】
前記三角形ビーク式アンテナは、アルミニウム合金ＡｌＸを含み、ＸはＣｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔであり、前記Ｘの濃度は５原子パーセント未満である、請求項１９に記載の熱アシスト磁気書込みヘッド。
【請求項２５】
前記三角形ビーク式アンテナは、銅合金ＣｕＸを含み、ＸはＮｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔであり、前記Ｘの濃度は５原子パーセント未満である、請求項１９に記載の熱アシスト磁気書込みヘッド。
【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に関し、より詳細には、プラズモン加熱デバイスを有する磁気書込みヘッドに関する。プラズモン加熱デバイスは、透明開口、および、ノッチであって、ノッチ内に幅広レーザスポットエネルギーを収束させるためのノッチを有する不透明金属プラズモンアンテナを含む。プラズモンアンテナは、製造中の頑丈さの改善のために独特の金合金から形成される。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの長期メモリの心臓部は、磁気ディスクドライブと呼ばれる組立体である。磁気ディスクドライブは、回転磁気ディスク、回転磁気ディスクの表面に隣接してサスペンションアームによって懸垂保持される書込みおよび読取りヘッド、ならびに、読取りおよび書込みヘッドを、回転ディスク上の選択された環状トラックにわたって（ｏｖｅｒ）配置するためにサスペンションアームを揺動させるアクチュエータを含む。読取りおよび書込みヘッドは、エアベアリング面（ａｉｒ  ｂｅａｒｉｎｇ  ｓｕｒｆａｃｅ）（ＡＢＳ）を有するスライダ上に直接位置付けられる。サスペンションアームは、ディスクの表面に向かってスライダをバイアスさせ、ディスクが回転すると、ディスクに隣接するエアが、ディスクの表面と共に移動する。スライダは、この移動エアのクッション上でディスクの表面にわたって飛翔する。スライダがエアベアリング上に載ると、書込みおよび読取りヘッドは、回転ディスクへの磁気転移の書込み、および回転ディスクからの磁気転移の読取りのために使用される。読取りおよび書込みヘッドは、書込みおよび読取り機能を実装するコンピュータプログラムに従って動作する処理回路要素に接続される。
【０００３】
ＧＭＲまたはＴＭＲセンサなどの磁気抵抗センサが、回転磁気ディスクから磁場を検知するために使用される。センサは、被ピン止め層（ｐｉｎｎｅｄ  ｌａｙｅｒ）および自由層と呼ばれる、第１の強磁性層と第２の強磁性層との間に挟まれた非磁性導電性層またはバリア層を含む。第１および第２のリード線がセンサに接続されて、リード線を通してセンス電流を伝導する。被ピン止め層の磁化は、エアベアリング面（ＡＢＳ）に垂直にピン止めされ、自由層の磁気モーメントはＡＢＳに平行に位置付けられるが、外部磁場に応答して自由に回転できる。被ピン止め層の磁化は、通常、反強磁性層との交換結合によってピン止めされる。
【０００４】
スペーサ層の厚さは、センサを通る伝導電子の平均自由行程未満であるように選択される。この配置構成によって、伝導電子の一部分は、スペーサ層と被ピン止め層および自由層との界面によって散乱される。被ピン止め層および自由層の磁化が、互いに対して平行であるとき、散乱は最小であり、被ピン止め層および自由層の磁化が、反平行であるとき、散乱は最大になる。散乱の変化は、ｃｏｓΘに比例してスピン弁センサの抵抗を変える。ここで、Θは、被ピン止め層の磁化と自由層の磁化との角度である。読取りモードでは、スピン弁センサの抵抗は、回転ディスクからの磁場の大きさに比例して変化する。センス回路がスピン弁センサを通して伝導されると、抵抗変化は、再生信号として検出され処理される電位変化をもたらす。
【０００５】
書込みヘッドは、磁気ディスクの平面に垂直に配向した磁化としてデータを記録する垂直記録ヘッドでありうる。磁気ディスクは、薄い磁気的に硬質の上部層によって覆われた磁気的に軟質の下地層を有する。垂直書込みヘッドは、非常に小さな断面を有する書込み極およびかなりより大きな断面を有する戻り極を有する。強力で非常に集中した磁場が、書込み極から磁気ディスク表面に垂直な方向に放出し、磁気的に硬質の上部層を磁化する。結果として得られる磁束は、その後、軟質の下地層を通って進み、戻り極に戻る。磁束は、十分に拡散しかつ弱いため、戻り極に戻る途中で磁気的に硬質の上部層を通過するときに、書込み極によって記録された信号を消去しないことになる。
【０００６】
ビットの面密度、したがってデータ密度を増加させるために、媒体は、小さな磁気ビットが消磁されないように高い保磁力を有する磁性材料から作製される必要がある。高い保磁力を有する媒体上に書込むために、垂直記録ヘッド内に加熱デバイスが組み込まれなければならない。この加熱要素は、媒体上の磁気ビット上に局所的なホットスポットを生成し、ビットの保磁力を一時的に減少させるため、ビットは、垂直記録ヘッドによって書込まれうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０１７７３０２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、磁気書込み極およびプラズモン加熱デバイスを含む熱アシスト磁気書込みヘッドを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
プラズモン加熱デバイスは、不透明で金属のプラズモンアンテナおよびプラズモンアンテナに隣接する開口を含む。磁気リップ構造は、開口が磁気リップ構造とプラズモンアンテナとの間にあるように、プラズモンアンテナに対向して配設される。アンテナは、製造を容易にするように設計された金合金から構成される。
【００１０】
プラズモン加熱デバイス用のアンテナの製造は、最終形状を画定するために、イオンミリングおよび化学機械研磨などの種々の製造ステップを必要とする。純粋なＡｕは、性能を目的として良好なアンテナ材料であるが、この材料は、アンテナを形成するために必要であるこれらのプロセスに十分に耐えない。たとえば、イオンミリングは、純粋なＡｕの側壁上に粗さを生成し、化学機械研磨は、アンテナの表面を粗化し、これらの粗さは共に、アンテナの性能を減少させる。さらに、Ａｕが軟質金属であるため、ラッピング中に、研磨粒子が金に埋め込まれる。
【００１１】
本発明は、金属合金でアンテナを構成することによってこれらの問題を克服する。この合金は、少量（たとえば、５原子パーセント未満）の元素Ｘを含むＡｕＸ、ＡｇＸ、ＣｕＸ、またはＡｌＸでありうる。ここで、Ｘは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、またはＰｔである。これは、プラズモンデバイスの性能に著しく影響を及ぼすことなく、製造プロセスに耐えるのに十分な硬質性をアンテナ材料に与える。
【００１２】
本発明のこれらのまた他の特徴および利点は、図に関連して考えられる好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読むことによって明らかになるであろう。図では、同じ参照数字は、全体を通して同じ要素を示す。
【００１３】
本発明の特質および利点ならびに好ましい使用モードをより完全に理解するために、一定比例尺に従わない添付図面に関連して読まれる以下の詳細な説明が参照されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明が具現化されうるディスクドライブシステムの略図である。
【図２】図１のライン２−２から切取ったスライダのＡＢＳ視図であり、スライダ上の磁気ヘッドの場所を示す。
【図３】本発明の実施形態による磁気書込みヘッドの側断面図である。
【図４】図３の円４−４から切り取られた磁気書込みヘッドの一部分の拡大図である。
【図５】図４のライン５−５から見た、書込みヘッドの一部分のＡＢＳ視図である。
【図６】本発明の代替の実施形態による合金金属膜を含む近方場変換器加熱要素を示す書込みヘッドの断面図である。
【図７】図６の実施形態からの合金金属膜を含む加熱要素のプラズモンアンテナの上面図である。
【図８】本発明によって提供されるアンテナ画定部（ａｎｔｅｎｎａ  ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）の改善を示す種々の中間製造ステージの１つのステージにおけるプラズモン加熱デバイスのアンテナの図である。
【図９】本発明によって提供されるアンテナ画定部の改善を示す種々の中間製造ステージの別のステージにおけるプラズモン加熱デバイスのアンテナの図である。
【図１０】本発明によって提供されるアンテナ画定部の改善を示す種々の中間製造ステージの別のステージにおけるプラズモン加熱デバイスのアンテナの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下の説明は、本発明を実行するために現在のところ考えられる最良の実施形態である。この説明は、本発明の一般的な原理を示すために行われ、本明細書で請求される本発明の概念を制限することは意図されていない。
【００１６】
ここで図１を参照して、本発明を具現化するディスクドライブ１００が示される。図１に示すように、少なくとも１つの回転可能磁気ディスク１１２は、スピンドル１１４上で支持され、ディスクドライブモータ１１８によって回転する。各ディスク上での磁気記録は、磁気ディスク１１２上の同心データトラックの環状パターン（図示せず）の形態である。
【００１７】
少なくとも１つのスライダ１１３は、磁気ディスク１１２の近くに位置決めされ、各スライダ１１３は、１つまたは複数の磁気ヘッド組立体１２１を支持する。磁気ディスクが回転するにつれて、スライダ１１３は、所望のデータが書込まれる磁気ディスクの異なるトラックに磁気ヘッド組立体１２１がアクセスできるように、ディスク表面１２２にわたって半径方向に内側にまた外側に移動する。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に取付けられる。サスペンション１１５は、スライダ１１３をディスク表面１２２に対してバイアスさせ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、アクチュエータ手段１２７に取付けられる。図１に示すアクチュエータ手段１２７は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）であってよい。ＶＣＭは、一定磁場内で可動のコイルを備え、コイル移動の方向および速度は、コントローラ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。
【００１８】
ディスク記憶システムの動作中に、磁気ディスク１１２の回転は、スライダ１１３とディスク表面１２２との間にエアベアリングを生成し、スライダ１１３に上向き力または揚力を及ぼす。そのため、エアベアリングは、通常動作中に、サスペンション１１５のわずかなばね力と釣り合い、小さな実質的に一定の間隔だけ、ディスク表面から離れかつディスク表面のわずか上のところでスライダ１１３を支持する。
【００１９】
ディスク記憶システムの種々のコンポーネントは、アクセス制御信号および内部クロック信号などの、制御ユニット１２９によって生成される制御信号によって動作が制御される。通常、制御ユニット１２９は、ロジック制御回路、記憶手段、およびマイクロプロセッサを備える。制御ユニット１２９は、種々のシステム動作を制御するために、ライン上のドライブ駆動制御信号１２３およびライン１２８上のヘッド位置およびシーク制御信号などの制御信号を生成する。ライン１２８上の制御信号は、スライダ１１３を、ディスク１１２上の所望のデータトラックに最適に移動させ位置決めするために、所望の電流プロファイルを提供する。書込みおよび読取り信号は、記録チャネル１２５によって書込みおよび読取りヘッド１２１に伝達される、および書込みおよび読取りヘッド１２１から伝達される。
【００２０】
図２を参照して、スライダ１１３内の磁気ヘッド１２１の配向がより詳細に見ることができる。図２は、スライダ１１３のＡＢＳ視図であり、見てわかるように、誘導書込みヘッドおよび読取りセンサを含む磁気ヘッドは、スライダのトレーリングエッジに位置付けられる。典型的な磁気ディスク記憶システムおよび図１の添付図の上記説明は、示すだけのためのものである。ディスク記憶システムが、多数のディスクおよびアクチュエータを含んでもよく、また、各アクチュエータがいくつかのスライダを支持してもよいことが明らかであるべきである。
【００２１】
ここで図３を参照して、図２に示すヘッド１２１などの磁気ヘッドに組み込まれてもよい書込みヘッド３００が述べられる。書込みヘッド３００は、エアベアリング面（ＡＢＳ）および磁気戻り極３０４まで延在する書込み極３０２を含みうる。戻り極３０４は、ＡＢＳにおける書込み極３０２の断面より大きい断面をＡＢＳにおいて有する。書込み極３０２は、ＡＢＳから除去された領域内で整形層３０６に接続されうる。磁気後方ギャップ層３０８は、ＡＢＳから除去された領域内で整形層３０６を戻り層３０４に接続し、それにより、ＡＢＳから除去された領域内で書込み極３０２を戻り極３０４に磁気的に接続する。書込み極３０２、戻り層３０４、整形層３０６、および後方ギャップ層３０８は全て、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、またはＣｏＮｉＦｅなどの磁性材料から構成される。書込み極３０２はまた、磁性材料から構成され、好ましくは、非磁性材料の薄い層によって分離されたＣｏＦｅなどの高磁気モーメント材料の層の積重ねから構成される。
【００２２】
図３に断面で示す導電性書込みコイル３１０は、書込み極３０２と戻り極３０４との間を通過してもよく、または、同様に書込み極３０２の上を通過してもよい。書込み極３０２は、Ｃｕなどの非磁性で導電性の材料から構成され、アルミナなどの非磁性で電気絶縁性の材料３１２内に埋め込まれうる。
【００２３】
ひき続き図３を参照して、プラズモン加熱デバイス３１４は、磁気媒体１１２を局所的に加熱するために書込み極３０２に隣接して設けることができる。プラズモン加熱デバイス３１４は、後方ギャップ層３０８を超えて延在できるように、後方ギャップ層３０８内の開口を通過する。磁気媒体１１２は、書込み極３０２に対して矢印３１６によって示す方向に進む。したがって、見てわかるように、プラズモン加熱デバイス３１４は、書込み極３０２から上流にあり、すなわち換言すれば、書込み極３０２に対してリーディング方向にある。加熱デバイス３１４は、書込み極３０２からすぐ上流にある領域内で磁気媒体１１２を局所的に加熱し、磁気媒体の保磁力を一時的に減少させる。これは、普通なら保磁力が高過ぎて書込むことができない磁気媒体に対する書込みを著しく容易にする。加熱デバイス３１４が有効に機能するために、加熱デバイス３１４は、できる限り書込み極の近くに位置しなければならない。さらに、加熱デバイス３１４は、隣接するデータトラックまたは同じトラック上の下流データを消磁することを回避するために媒体１１２上の非常に小さなエリアだけを加熱しなければならない。
【００２４】
図４は、図３の円４から見た、プラズモン加熱デバイス３１４の一部分の拡大図を示す。図５は、図４のライン５−５から見た図４に示す構造のＡＢＳ視図を示す。図４を参照して、プラズモン加熱デバイス３１４は、光導波路４０２を含み、光導波路４０２は、タンタル酸化物（Ｔａ２Ｏ５）、チタン酸化物（ＴｉＯ２）、ニオブ酸化物（Ｎｂ２Ｏ５）、ジルコニウム酸化物（ＺｎＯ２）、ランタン酸化物（Ｌａ３Ｏ３）、イットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）、スカンジウム酸化物（Ｓｃ２Ｏ３）、あるいは、これらの酸化物の２元系、３元系、または４元系の組合せなどの酸化物から構成されうる。導波路４０２はまた、シリコン酸窒化物（ＳｉＯｘＮｙ）、タンタル酸窒化物（ＴａＯｘＮｙ）、チタン酸窒化物（ＴｉＯｘＮｙ）、およびジルコニウム酸窒化物（ＺｒＯｘＮｙ）などの酸窒化物から構成されうる。
【００２５】
光導波路４０２は、アルミナなどの材料でありうるクラッディング材料４０４によって囲まれる。プラズモン加熱デバイス３１４はまた、ＡＢＳに位置する不透明金属アンテナ４０６を含む。磁気金属リップ４０８は、書込み極３０２から、磁気リップ４０８とアンテナ４０６との間に形成された開口４１０に向かって延在してもよい。
【００２６】
アンテナ４０６、磁気リップ４０８、および開口４１０は、図５を参照してより明確に見ることができ、図５は、図４のライン５−５から見た構造のＡＢＳ視図を示す。図５を見てわかるように、アルミナなどの材料でありうるクラッディング材料４０４は、アンテナ４０６の下の空間を充填する。アンテナ４０８の両側の空間４１２は、クラッディング材料４０４でありうる、または、アンテナ４０６は、磁気リップ４０８の側面を上方に延在しうる。あるいは、磁気リップ４０８は、側部空間４１２を充填するために外側に延在しうる。
【００２７】
ひき続き図５を参照して、プラズモンアンテナ４０６は、開口４１０に隣接して形成され、両者の間に界面５０４を形成する。プラズモンアンテナ４０６は、プラズモンアンテナ４０６を画定するために使用される製造プロセスに耐えるのに十分な硬質性を有する金属合金から構成される。純粋のＡｕは、その独特の電気光学的特性のために、アンテナ４０６の構成にとってよい候補であることになる。しかし、純粋のＡｕから構成されるプラズモンデバイスの高スループット作製は、純粋のＡｕが軟質性であるために、困難である。たとえば、アンテナを画定するために使用されるイオンミリングは、著しく粗い側壁を有するアンテナ４０６をもたらし、一方、化学機械研磨は、アンテナ４０６の上部表面に粗さをもたらす。ナノスケールプラズモン開口４１０およびアンテナ４０６の寸法制御は、非常に重要である。開口４１０の後方エッジ上の８ｎｍの粗さは、その性能を１５％減少させうる。
【００２８】
そのために、アンテナ４０６は、アンテナ４０６の構成に必要な処理ステップに耐えるのに十分な硬質性を有するＡｕ合金から構成され、スムーズなエッジを有する非常に輪郭のはっきりしたアンテナをもたらす。アンテナ４０６は、ＡｕＸから構成されうる。ここで、Ｘは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔである。好ましくは、ＡｕＸから構成されるアンテナ４０６は、５原子パーセント未満であるＸの濃度を有する。意外にも、プラズモンデバイスの性能が、これらの合金元素の添加によってあまり影響を受けないことを本発明者等は発見した。その理由は、最適性能が、純粋の金（Ａｕ）の使用によって達成されうるだけであると、以前は考えられていたからである。
【００２９】
磁気リップ４０８は、書込み極３０２に磁気的に結合し、書込み極３０２の一部として磁気的に機能する。磁気リップ４０８は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、および／またはＮｉを含む２元系または３元系化合物（たとえば、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＣｒ、ＣｏＦｅＮｉ）などの磁性金属から構成され、ほとんどのリーディングエッジ５０６は、リップの書込みエッジ５０６として機能する。開口４１０は、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３などの低屈折率誘電体材料または１．７５未満の屈折率を有するある他の同様な誘電体から構成される。
【００３０】
光が導波路４０２（図４）を通して進むとき、プラズモン波が、アンテナ４０６と開口４１０との間の接合部５０４で形成される。アンテナ４０６と開口４１０との間の接合部５０４は、ノッチ５０８を持つように形成される。このノッチ５０８は、所望の場所でプラズモン波のノードを形成するように設計される。
【００３１】
レーザ光は、スライダの屈曲側において導波路断面に入射し、光は、導波路によって運ばれ、「Ｅ」形プラズモンアンテナ４０６で送出される。金属−誘電体界面５０４に衝突する光は、ノッチに平行な分極を有し、したがって、共鳴プラズモン波を生成する。「Ｅ」形アンテナ４０６の広い「ウィング（ｗｉｎｇ）」領域は、電荷リザーバとして働き、したがって、境界条件を設定する。「避雷針（ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ−ｒｏｄ）」効果のために、空間電荷濃度は、アンテナの残りの部分と比較してアンテナ４０６の１００ｎｍ未満の寸法のノッチ５０８において増加する。波長未満の寸法の光エネルギーのこの濃度は、ノッチ５０８におけるホットスポットの生成をもたらす。このホットスポットは、その場所の保磁力を一時的に低めるように、磁気媒体１１２（図３）を局所的に加熱するために使用される。ホットスポットは、他のいかなる加熱方法を使用して可能であるよりも小さくかつ収束させて、媒体の著しく収束されかつ小さなエリア内で媒体１１２を加熱する。
【００３２】
図８−１０は、種々の中間製造ステージにおけるプラズモンデバイスの一部分を示し、本発明に従って構築されたアンテナが、スムーズな側面およびスムーズな上側表面を有する輪郭のはっきりしたアンテナを形成するこれらのプロセスにどのように耐えることができるかを示す。
【００３３】
ここで図８を参照して、基板３１２が設けられる。これは、図３を参照して上述した絶縁充填層３１２であり、アルミナなどの材料から構成されうる。その後、クラッディング層４０４が基板３１２を覆って堆積される。上述したように、クラッディング材料はまた、プラズモン加熱デバイスのクラッディングを画定するように構成されたアルミナなどの材料でありうる。その後、金属合金アンテナ材料４０６が、クラッディング材料４０４を覆って堆積される。上述したように、アンテナ材料４０６は、ＡｕＸ、ＣｕＸ、ＡｇＸ、またはＡｌＸの合金であり、Ｘは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｙ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはＰｔであり、合金は、Ｘが５原子パーセント未満（しかし、Ｘは０より大きい原子パーセント）である。
【００３４】
その後、開口材料４１０が、アンテナ材料４０６を覆って堆積され、開口が、アルミナＳｉＯｘまたはＳｉＯｘＮｙなどの低屈折率（１．７５未満）を有する材料から構成される。このステージで、フォトリソグラフィが行われて、図５に示すようにアンテナおよび開口についての所望の形状が得られ、ＣＭＰプロセスが使用されて、図５に示す表面５１２が平坦化される。その後、ＣｏＦｅなどの磁気リップ材料４０８が、開口材料を覆って堆積される。別のＣＭＰステップが使用されて、図５に示すようにＡｕＸ表面５１４が平坦化されうる。マスキング材料６０２が、磁気リップ材料４０８を覆って堆積される。マスク材料６０２は、フォトレジスト材料でありうるが、１つまたは複数の硬質（ｈａｒｄ）マスク層、画像転写層、および底部反射防止コーティング（ｂｏｔｔｏｍ  ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ｃｏａｔｉｎｇ）（ＢＡＲＣ）（図示せず）などの層も含みうる。
【００３５】
その後、図９を参照して、マスク６０２が、フォトリソグラフィ的にパターニングされて、エアベアリング面（ＡＢＳ）から所望の場所に後方エッジ６０４を有するマスクが形成される。その後、イオンミリングプロセスが実施されて、マスク６０２の画像が下地層４０８、４１０、４０６、および４０４上に転写され、図１０に示す構造が残る。純粋なＡｕが開口材料４０６として使用された場合、このイオンミリングは、波形であり輪郭のはっきりしない表面をなす後方エッジ１００２をもたらすことになる。この波形は、デバイスの性能を大幅に低下させることになる。アンテナ４０６が、上述したより硬質の金属合金から構成されるため、イオンミリングは、アンテナ４０６上にスムーズで平坦で輪郭のはっきりした後方エッジ１００２を生成する。その後、導波路材料が、後方エッジ１００２と良好に接触するように堆積される。
【００３６】
図４に示すエアベアリング面（ＡＢＳ）を画定するために、スライシングおよびラッピングプロセスが、スライダ作製レベルで実施される。ラッピングプロセスは、研磨粒子を含む研磨スラリの使用を含む。純粋なＡｕがアンテナ材料４０６として使用される場合、この軟質性は、これらの研磨粒子が、アンテナのＡＢＳ表面に埋め込まれることを可能にし、それにより、アンテナ４０６の性能が低下する。アンテナが、より硬質な金属合金から構成されるため、粒子のこの埋め込みは起こらず、アンテナの性能が維持される。
【００３７】
さらに、磁気アンテナ４０６は、先に論じた形状以外の形状を有しうる。たとえば、アンテナ４０６は、エアベアリング面において点にまで狭くなる鳥のくちばしと同様の形状を有するナノビーク（ｎａｎｏ−ｂｅａｋ）設計でありうる。図６および７は、アンテナがナノビークアンテナ８０４である本発明のこうした実施形態を示す。ナノビークアンテナ８０４は、磁気リップ４０８に隣接し、かつ、磁気リップ４０８から、上述した１つまたは複数の材料から構成されてもよい拡散バリア層５０２によって分離されたクラッディング材料４０４内に位置する。ＡＢＳから測定されるナノビーク金属８０４および拡散バリア層５０２の長さは、図８に示す磁気リップ４０８の長さと同じである。見てわかるように、アンテナ８０４は、ＡＢＳにおいてテーパ付き点を有する。導波路８０２は、上側戻り極３０２から非磁性スペーサ層８０６によって分離されうる。アンテナのトップダウン図が、図７に示され、図７では、アンテナ８０４はまた、トップダウンから見るとＡＢＳにおいて点にまで細くなることが見てわかる。導波路４０２を通って進む光は、アンテナに引き寄せられ、アンテナ８０４の尖った先端において非常に収束したホットスポットを形成する。このホットスポットからの熱もやはり、アンテナ８０４と磁気リップ４０８との間で拡散を生じうる。しかし、この拡散は、両者の間の拡散バリア層５０２の存在によって防止される。したがって、拡散バリア層５０２の存在は、先に述べた実施形態で提供したのと同じ利点を、今述べている実施形態において提供する。
【００３８】
他のアンテナ形状は、ロリポップ（ｌｏｌｌｉｐｏｐ）形状、蝶ネクタイ（ｂｏｗ  ｔｉｅ）形状、またはツーロッド（ｔｗｏ−ｒｏｄ）アンテナを含む。同様に、開口４１０の形状または構成も変わりうる。たとえば、開口は、「Ｃ」形状、三角形形状を有しうる、または、隆起導波路開口として構成されうる。さらに、ＮＦＴは、微小開口レーザ（Ｖｅｒｙ  Ｓｍａｌｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ  Ｌａｓｅｒ）（ＶＳＡＬ）でありうる。
【００３９】
種々の実施形態が上述されたが、種々の実施形態は、制限としてではなく、例としてだけ提示されたことが理解されるべきである。本発明の範囲内に入る他の実施形態はまた、当業者に明らかでありうる。したがって、本発明の広がりおよび範囲は、上述した例示的な実施形態のうちのいかなる実施形態によっても制限されるべきではなく、添付特許請求の範囲およびその均等物に従ってだけ規定されるべきである。
【符号の説明】
【００４０】
１００  ディスクドライブ
１１２  磁気ディスク
１１３  スライダ
１１４  スピンドル
１１５  サスペンション
１１８  ドライブモータ
１１９  アクチュエータアーム
１２１  磁気ヘッド組立体
１２２  ディスク表面
１２３  駆動制御
１２５  データ記録チャネル
１２７  ＶＣＭ（アクチュエータ手段）
１２８  ライン
１２９  制御ユニット
３００  書込みヘッド
３０２  書込み極
３０４  磁気戻り極
３０６  整形層
３０８  磁気後方ギャップ層
３１０  導電性書込みコイル
３１２  非磁性で電気絶縁性材料
３１４  プラズモン加熱デバイス
４０２  光導波路
４０４  クラッディング材料
４０６  不透明金属アンテナ
４０８  磁気金属リップ
４１０  開口材料
４１２  側部空間
５０２  拡散バリア層
５０４  界面
５０６  リーディングエッジ
５０８  ノッチ
６０２  マスキング材料
６０４、１００２  後方エッジ
８０２  導波路
８０４  ナノビークアンテナ
８０６  非磁性スペーサ層
【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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