(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光出力面からレーザ光を出射する半導体レーザと、
前記半導体レーザに集積された薄膜磁気トランスデューサとを備え、
前記薄膜磁気トランスデューサは、磁気ギャップを有する磁気回路と、前記磁気回路を構成するコアに巻回されたコイルとを備え、
前記磁気ギャップは、前記レーザ光出力面のレーザ光出射位置に形成され、前記磁気ギャップのギャップ長が前記レーザ光出力面における前記レーザ光の前記ギャップ長の方向のサイズよりも小さいことを特徴とする光磁気素子。
【請求項２】
前記薄膜磁気トランスデューサは、前記レーザ光出力面上に複数の前記磁気ギャップを有する構成の請求項１記載の光磁気素子。
【請求項３】
前記コイルは、前記コアに円筒状に巻回された構成の請求項１記載の光磁気素子。
【請求項４】
前記コイルは、前記コアに円盤状に巻回された構成の請求項１記載の光磁気素子。
【請求項５】
前記半導体レーザは、端面発光型半導体レーザであり、
前記磁気ギャップおよび前記コイルは、前記端面発光型半導体レーザの前記レーザ光出射面上に形成された構成の請求項１記載の光磁気素子。
【請求項６】
前記半導体レーザは、面発光型半導体レーザであり、
前記磁気ギャップおよび前記コイルは、前記面発光型半導体レーザの前記レーザ光出力面上に形成された構成の請求項１記載の光磁気素子。
【請求項７】
レーザ光出力面からレーザ光を出射する半導体レーザと、
前記レーザ光出力面のレーザ光出射位置に開口を有する遮光体と、
前記遮光体の前記開口上に磁気ギャップを有し、前記半導体レーザに集積された薄膜磁気トランスデューサとを備え、
前記磁気ギャップは、そのギャップ長が前記開口の前記ギャップ長の方向のサイズよりも小さいことを特徴とする光磁気素子。
【請求項８】
前記半導体レーザは、面発光型半導体レーザであり、
前記遮光体は、前記面発光型半導体レーザの前記レーザ光出力面側に設けられる電極を兼ねた構成の請求項７記載の光磁気素子。
【請求項９】
前記開口は、ギャップ幅方向の長さが前記磁気ギャップのギャップ幅より小さい構成の請求項８記載の光磁気素子。
【請求項１０】
前記開口は、前記磁気ギャップを介して対向配置された一対の磁極のうち一方の磁極側に形成された構成の請求項８記載の光磁気素子。
【請求項１１】
前記遮光体は、前記開口内に前記開口より小さいサイズを有する微小金属体を備えた構成の請求項８記載の光磁気素子。
【請求項１２】
前記遮光体は、前記磁気ギャップを介して対向配置された一対の磁極とほぼ同一面となるように前記一対の磁極の周囲に形成された構成の請求項８記載の光磁気素子。
【請求項１３】
レーザ光出力面からレーザ光を出射する半導体レーザと、
前記半導体レーザに集積され、磁気ギャップを有する薄膜磁気トランスデューサ、および磁気抵抗センサとを備え、
前記磁気ギャップは、前記レーザ光出力面のレーザ光出射位置に形成され、前記磁気ギャップのギャップ長が前記レーザ光出力面における前記レーザ光の前記ギャップ長の方向のサイズよりも小さいことを特徴とする光磁気素子。
【請求項１４】
前記磁気抵抗センサは、前記半導体レーザに熱抵抗膜を介して集積され、
前記薄膜磁気トランズジューサは、前記磁気抵抗センサに集積された構成の請求項１３記載の光磁気素子。
【請求項１５】
前記薄膜磁気トランスデューサは、前記半導体レーザに集積され、
前記磁気抵抗センサは、前記薄膜磁気トランスデューサに集積された構成の請求項１３記載の光磁気素子。
【請求項１６】
記録媒体に向けてレーザ光を出射するレーザ光出力面と、
前記レーザ光出力面から出射された前記レーザ光の一部が照射されるように配置された一対の磁極を有し、前記一対の磁極から前記記録媒体に磁界を印加する薄膜磁気トランスデューサとを備え、
前記一対の磁極間の磁気ギャップは、そのギャップ長が前記レーザ光出力面における前記レーザ光の前記ギャップ長の方向のサイズよりも小さいことを特徴とする光磁気素子。
【請求項１７】
レーザ光出力面からレーザ光を出射する半導体レーザと、前記レーザ光出力面上に磁気ギャップを有し、前記半導体レーザに集積された薄膜磁気トランスデューサとを具備する光磁気素子と、
前記光磁気素子を保持して記録媒体上を相対的に所定の方向に浮上走行する浮上スライダとを備え、
前記薄膜磁気トランスデューサは、前記磁気ギャップを有する磁気回路と、前記磁気回路を構成するコアに巻回されたコイルとを備え、
前記磁気ギャップは、前記レーザ光出力面の前記レーザ光出射位置に形成され、前記磁気ギャップのギャップ長が前記レーザ光出力面における前記レーザ光の前記ギャップ長の方向のサイズよりも小さいことを特徴とする光磁気ヘッド。
【請求項１８】
前記磁気ギャップは、前記所定の方向に対して垂直方向に形成された構成の請求項１７記載の光磁気ヘッド。
【請求項１９】
前記磁気ギャップは、前記所定の方向に対して平行方向に形成された構成の請求項１７記載の光磁気ヘッド。
【請求項２０】
前記開口は、前記磁気ギャップより前記所定の方向側に配置された構成の請求項１７記載の光磁気ヘッド。
【請求項２１】
レーザ光出力面からレーザ光を出射する半導体レーザと、前記レーザ光出力面のレーザ光出射位置に開口を有する遮光体と、前記遮光体の前記開口上に磁気ギャップを有し、前記半導体レーザに集積された薄膜磁気トランスデューサとを具備する光磁気素子と、
前記光磁気素子を保持して記録媒体上を相対的に所定の方向に浮上走行する浮上スライダとを備え、
前記磁気ギャップは、そのギャップ長が前記開口の前記ギャップ長の方向のサイズよりも小さいことを特徴とする光磁気ヘッド。
【請求項２２】
レーザ光を出射する半導体レーザと、
前記半導体レーザからの前記レーザ光が入射する入射面、および前記入射面に入射した前記レーザ光が集光されて光スポットが形成される被集光面を有する透明集光用媒体と、
前記被集光面上に集積され、磁気ギャップを有する磁気回路と、
前記磁気回路を構成するコアに巻回されたコイルとを具備する薄膜磁気トランスデューサとを備え、
前記磁気ギャップは、前記被集光面の前記光スポットが形成される位置に形成され、前記磁気ギャップのギャップ長が前記被集光面に形成される前記光スポットの前記ギャップ長の方向のサイズよりも小さいことを特徴とする光磁気ヘッド。
【請求項２３】
前記薄膜磁気トランスデューサは、前記被集光面上に複数の前記磁気ギャップを有する構成の請求項２２記載の光磁気ヘッド。
【請求項２４】
前記コイルは、前記コアに円筒状に巻回された構成の請求項２２記載の光磁気ヘッド。
【請求項２５】
前記コイルは、前記コアに円盤状に巻回された構成の請求項２２記載の光磁気ヘッド。
【請求項２６】
前記透明集光用媒体は、半球面状のソリッドイマージョンレンズあるいは裁底球状のスーパーソリッドイマージョンレンズからなる構成の請求項２２記載の光磁気ヘッド。
【請求項２７】
前記透明集光用媒体は、前記入射面に入射した前記レーザ光を反射して前記被集光面上に前記光スポットを形成させる反射面を有する構成の請求項２２記載の光磁気ヘッド。
【請求項２８】
前記反射面は、回転放物面の一部から構成された請求項２７記載の光磁気ヘッド。
【請求項２９】
前記透明集光用媒体は、ほぼ同一の屈折率を有する第１の透明媒体と第２の透明媒体から構成され、
前記第１の透明媒体は、前記入射面を有し、
前記第２の透明媒体は、前記被集光面を有し、記録媒体上を浮上走行する浮上スライダである構成の請求項２２記載の光磁気ヘッド。
【請求項３０】
レーザ光を出射する半導体レーザと、
前記半導体レーザからの前記レーザ光が入射する入射面、および前記入射面に入射した前記レーザ光が集光されて光スポットが形成される被集光面を有する透明集光用媒体と、
前記被集光面の前記光スポットが形成される位置に前記光スポットより小さいサイズの開口を有する遮光体と、
前記被集光面上に集積され、前記遮光体の前記開口上に磁気ギャップを有する薄膜磁気トランスデューサとを備え、
前記磁気ギャップは、そのギャップ長が前記開口の前記ギャップ長の方向のサイズよりも小さいことを特徴とする光磁気ヘッド。
【請求項３１】
前記開口は、ギャップ幅方向の長さが前記磁気ギャップのギャップ幅より小さい構成の請求項３０記載の光磁気ヘッド。
【請求項３２】
前記開口は、前記磁気ギャップを介して対向は位置された一対の磁極のうち一方の磁極側に形成された構成の請求項３０記載の光磁気ヘッド。
【請求項３３】
前記遮光体は、前記開口内に前記開口より小さいサイズを有する微小金属体を備えた構成の請求項３０記載の光磁気ヘッド。
【請求項３４】
レーザ光出力面からレーザ光を出射する半導体レーザと、前記半導体レーザに集積され、磁気ギャップを有する薄膜磁気トランスデューサ、および磁気抵抗センサとを具備する光磁気素子と、
前記光磁気素子を保持して記録媒体上を浮上走行する浮上スライダとを備え、
前記磁気ギャップは、前記レーザ光出力面のレーザ光出射位置に形成され、前記磁気ギャップのギャップ長が前記レーザ光出力面における前記レーザ光の前記ギャップ長の方向のサイズよりも小さいことを特徴とする光磁気ヘッド。
【請求項３５】
レーザ光出力面からレーザ光を出射する半導体レーザと、前記レーザ光出力面のレーザ光出射位置に開口を有する遮光体と、前記半導体レーザに集積され、前記遮光体の前記開口上に磁気ギャップを有する薄膜磁気トランスデューサ、および磁気抵抗センサとを具備する光磁気素子と、
前記光磁気素子を保持して記録媒体上を相対的に所定の方向に浮上走行する浮上スライダとを備え、
前記磁気ギャップは、そのギャップ長が前記開口の前記ギャップ長の方向のサイズよりも小さいことを特徴とする光磁気ヘッド。
【請求項３６】
前記磁気抵抗センサは、前記半導体レーザに熱抵抗膜を介して集積され、前記薄膜磁気トランズジューサは、前記磁気抵抗センサに集積された構成の請求項３４または３５記載の光磁気ヘッド。
【請求項３７】
前記薄膜磁気トランスデューサは、前記半導体レーザに集積され、前記磁気抵抗センサは、前記薄膜磁気トランスデューサに集積された構成の請求項３４または３５記載の光磁気ヘッド。
【請求項３８】
レーザ光出力面からレーザ光を出射する半導体レーザと、前記レーザ光出力面上に磁気ギャップを有し、前記半導体レーザに集積された薄膜磁気トランスデューサとを具備する光磁気素子と、
記録媒体が表面に形成されたディスクと、
前記光磁気素子を保持して前記記録媒体上を浮上走行する浮上スライダと、
前記浮上スライダを前記ディスクに対して相対的に移動させる移動手段とを備え、
前記薄膜磁気トランスデューサは、磁気ギャップを有する磁気回路と、前記磁気回路を構成するコアに巻回されたコイルとを備え、
前記磁気ギャップは、前記レーザ光出力面のレーザ光出射位置に形成され、前記磁気ギャップのギャップ長が前記レーザ光出力面における前記レーザ光の前記ギャップ長の方向のサイズよりも小さいことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３９】
レーザ光を出射する半導体レーザと、前記半導体レーザからの前記レーザ光が入射する入射面、および前記入射面に入射した前記レーザ光が集光されて光スポットが形成される被集光面を有する透明集光用媒体と、前記被集光面上に集積され、磁気ギャップを有する薄膜磁気トランスデューサとを具備する光磁気素子と、
記録媒体が表面に形成されたディスクと、
前記光磁気素子を保持して前記記録媒体上を浮上走行する浮上スライダと、前記浮上スライダを前記ディスクに対して相対的に移動させる移動手段とを備え、
前記磁気ギャップは、前記被集光面の前記光スポットが形成される位置に形成され、前記磁気ギャップのギャップ長が前記被集光面に形成される前記光スポットの前記ギャップ長の方向のサイズよりも小さいことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項４０】
前記半導体レーザは、前記記録媒体への記録時に、パルス的に前記レーザ光を出射する構成の請求項３８または３９記載の磁気ディスク装置。
【請求項４１】
前記半導体レーザは、前記記録媒体からの再生時に、連続的あるいはパルス的に前記レーザ光を出射する構成の請求項３８または３９記載の磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録膜や光磁気記録膜に光スポットと磁界により記録し、磁気ギャップあるいは磁気センサにより再生する光アシスト磁気(ＯＡＭ：Optically Assisted Magnetic)記録を行う光磁気素子、光磁気ヘッドおよび磁気ディスク装置に関し、特に、光アシスト磁気記録を行え、小型化および記録密度の向上が図れ、高転送レート化が可能な光磁気素子、光磁気ヘッドおよび磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記録膜を用いて記録・再生を行うハードディスク装置では、再生用に磁気抵抗効果を用いた磁気抵抗センサすなわちＭＲ（Magnetoresistive）センサや、さらに高感度・高解像度のＧＭＲ（Giant-magnetoresistive）センサが開発され（以下、両者を総称してＭＲセンサと略す。）、この数年、年率６０％の割合で高密度化が図られてきた。しかし、ここにきてSuper Para-magnetic効果、すなわちある磁区の磁化の方向が、熱的擾乱に基づき隣接する反対方向の磁化により反転させられる効果のため、面密度が３０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ2程度で限界であることが判明してきた（R.L.White,Tech．Digest of MORIS '99,11-A-03 (1999) P.7）。
【０００３】
これを解決する有力な手段として、ＯＡＭ（Optically assisted Magnetic)記録が提案されている。これは、レーザ光の照射により磁化膜を加熱し、その膜の磁化強度を下げたところで記録することにより、保磁力の高い磁性膜への記録を可能とし、常温での磁化反転を防ぐ方式である。
【０００４】
このような従来の光磁気ヘッドとして、例えば、日経エレクトロニクス（Ｎｏ．７３４，（９９．１．１１．）、Ｐ．３５）に示されるものがある。
【０００５】
図２０は、その光磁気ヘッドを示す。この光磁気ヘッド１００は、対物レンズ１０５によりＳＩＬ１０６の被集光面１０６ｂに光スポット１０７を形成し、かつ、その周りにコイル１１０を設け、このコイル１１０に記録用の情報信号に基づいて磁界を変調しながら、上記被集光面１０６ｂから染み出す近接場光１０７ａを、光ディスク５１上の光磁気記録膜５１ａにパルス的に照射して記録を行い（これを磁界変調記録（Laser-pumped Modified Field Magnetic(ＬＰ−ＭＦＭ)記録と称し、これにより光スポット径以下の長さの記録マークの形成が可能となる）、再生は、磁気抵抗薄膜を検出部とする磁気センサ１１１を用いて行う。この方式では、ＳＩＬ１０６の屈折率に反比例して集光スポット１０７の微細化ができるため、幅０．３μｍ程度の微小な記録磁区の形成ができ、高密度化が可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の光磁気ヘッドによると、変調磁界を付与するコイルおよび磁気情報を読み出す磁気センサを半導体レーザや光学系とは別個に設けていたため、光磁気ヘッドが大型化し、また、軽量化に限界があるために高転送レート化が図れないという問題がある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、光アシスト磁気記録を行え、小型化が図れ、高転送レート化が可能な光磁気素子、光磁気ヘッドおよび磁気ディスク装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、記録密度の向上を図った光磁気素子、光磁気ヘッドおよび磁気ディスク装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光出力面からレーザ光を出射する半導体レーザと、前記半導体レーザに集積された薄膜磁気トランスデューサとを備え、前記薄膜磁気トランスデューサは、磁気ギャップを有する磁気回路と、前記磁気回路を構成するコアに巻回されたコイルとを備え、前記磁気ギャップは、前記レーザ光出力面のレーザ光出射位置に形成され、前記磁気ギャップのギャップ長が前記レーザ光出力面における前記レーザ光の前記ギャップ長の方向のサイズよりも小さいことを特徴とする光磁気素子を提供する。
上記構成により、薄膜磁気トランスジューサを半導体レーザに集積することにより、別個に設けたのと比較して光磁気素子が小型・軽量になる。薄膜磁気トランスデューサの磁気ギャップのサイズで決まる磁気記録媒体上の微小領域に光アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光出力面からレーザ光を出射する半導体レーザと、前記レーザ光出力面のレーザ光出射位置に開口を有する遮光体と、前記レーザ光出力面上に磁気ギャップを有し、前記半導体レーザに集積された薄膜磁気トランスデューサとを備えたことを特徴とする光磁気素子を提供する。
上記構成によれば、開口と磁気ギャップの微小化により記録密度が向上する。
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光出力面からレーザ光を出射する半導体レーザと、前記半導体レーザに集積された薄膜磁気トランスデューサおよび磁気抵抗センサとを備えたことを特徴とする光磁気素子を提供する。
上記構成により、従来の確立した、磁気抵抗センサや薄膜磁気トランスデューサの作製プロセスを用いて半導体レーザと一体で連続して磁気抵抗センサと薄膜磁気トランスデューサを形成することが可能となる。従って、別個に設けたのと比較して光磁気素子が小型・軽量になる。また、薄膜磁気トランスデューサの磁気ギャップのサイズで決まる磁気記録媒体上の微小領域に光アシスト磁気記録を行い、磁気センサにより再生が可能となる。
半導体レーザ上に薄膜磁気トランスデューサを積層した後、磁気抵抗センサを積層してもよい。これにより、磁気抵抗センサが半導体レーザから離れて形成されるため、半導体レーザの発熱によって磁気抵抗センサの感度や寿命が劣化するのを防ぐことができる。
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光出力面からレーザ光を出射する半導体レーザと、前記レーザ光出力面上に磁気ギャップを有し、前記半導体レーザに集積された薄膜磁気トランスデューサとを具備する光磁気素子と、前記光磁気素子を保持して記録媒体上を相対的に所定の方向に浮上走行する浮上スライダとを備え、前記薄膜磁気トランスデューサは、前記磁気ギャップを有する磁気回路と、前記磁気回路を構成するコアに巻回されたコイルとを備え、前記磁気ギャップは、前記レーザ光出力面の前記レーザ光出射位置に形成され、前記磁気ギャップのギャップ長が前記レーザ光出力面における前記レーザ光の前記ギャップ長の方向のサイズよりも小さいことを特徴とする光磁気ヘッドを提供する。
上記構成により、薄膜磁気トランスジューサを半導体レーザに集積することにより、別個に設けたのと比較して光磁気ヘッドが小型・軽量になる。
【００１２】
本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光出力面からレーザ光を出射する半導体レーザと、前記レーザ光出力面のレーザ光出射位置に開口を有する遮光体と、前記レーザ光出力面上に磁気ギャップを有し、前記半導体レーザに集積された薄膜磁気トランスデューサとを具備する光磁気素子と、前記光磁気素子を保持して記録媒体上を相対的に所定の方向に浮上走行する浮上スライダとを備えたことを特徴とする光磁気ヘッドを提供する。
上記構成により、開口および磁気ギャップの微小化により記録密度が向上する。
【００１３】
本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光を出射する半導体レーザと、前記半導体レーザからの前記レーザ光が入射する入射面、および前記入射面に入射した前記レーザ光が集光されて光スポットが形成される被集光面を有する透明集光用媒体と、前記被集光面上に集積され、磁気ギャップを有する磁気回路と、前記磁気回路を構成するコアに巻回されたコイルとを具備する薄膜磁気トランスデューサとを備えたことを特徴とする光磁気ヘッドを提供する。
上記構成により、磁気ギャップを有する磁気回路とコイルからなる薄膜磁気トランスジューサを透明集光用媒体の被集光面上に集積することにより、別個に設けたのと比較して光磁気ヘッドが小型・軽量になる。
【００１４】
本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光を出射する半導体レーザと、前記半導体レーザからの前記レーザ光が入射する入射面、および前記入射面に入射した前記レーザ光が集光されて光スポットが形成される被集光面を有する透明集光用媒体と、前記被集光面の前記光スポットが形成される位置に前記光スポットより小さいサイズの開口を有する遮光体と、前記被集光面上に集積され、磁気ギャップを有する薄膜磁気トランスデューサとを備えたことを特徴とする光磁気ヘッドを提供する。
上記構成により、開口および磁気ギャップの微小化により記録密度が向上する。
【００１５】
本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光出力面からレーザ光を出射する半導体レーザと、前記半導体レーザに集積された薄膜磁気トランスデューサおよび磁気抵抗センサとを具備する光磁気素子と、前記光磁気素子を保持して記録媒体上を浮上走行する浮上スライダとを備えたことを特徴とする光磁気ヘッドを提供する。
上記構成により、従来の確立した、磁気抵抗センサや薄膜磁気トランスデューサの作製プロセスを用いて半導体レーザと一体で連続して磁気抵抗センサと薄膜磁気トランスデューサを形成することが可能となる。従って、別個に設けたのと比較して光磁気ヘッドが小型・軽量になる。また、薄膜磁気トランスデューサの磁気ギャップのサイズで決まる磁気記録媒体上の微小領域に光アシスト磁気記録を行い、磁気センサにより再生が可能となる。
【００１６】
本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光出力面からレーザ光を出射する半導体レーザと、前記レーザ光出力面のレーザ光出射位置に開口を有する遮光体と、前記半導体レーザに集積され、前記レーザ光出力面上に磁気ギャップを有する薄膜磁気トランスデューサ、および磁気抵抗センサとを具備する光磁気素子と、前記光磁気素子を保持して記録媒体上を相対的に所定の方向に浮上走行する浮上スライダとを備えたことを特徴とする光磁気ヘッドを提供する。
上記構成により、従来の確立した、磁気抵抗センサや薄膜磁気トランスデューサの作製プロセスを用いて半導体レーザと一体で連続して磁気抵抗センサと薄膜磁気トランスデューサを形成することが可能となる。従って、別個に設けたのと比較して光磁気ヘッドが小型・軽量になる。また、開口および磁気ギャップの微小化により記録密度が向上する。
【００１７】
本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光出力面からレーザ光を出射する半導体レーザと、前記レーザ光出力面上に磁気ギャップを有し、前記半導体レーザに集積された薄膜磁気トランスデューサとを具備する光磁気素子と、記録媒体が表面に形成されたディスクと、前記光磁気素子を保持して前記記録媒体上を浮上走行する浮上スライダと、前記浮上スライダを前記ディスクに対して相対的に移動させる移動手段とを備え、前記薄膜磁気トランスデューサは、磁気ギャップを有する磁気回路と、前記磁気回路を構成するコアに巻回されたコイルとを備え、前記磁気ギャップは、前記レーザ光出力面のレーザ光出射位置に形成され、前記磁気ギャップのギャップ長が前記レーザ光出力面における前記レーザ光の前記ギャップ長の方向のサイズよりも小さいことを特徴とする磁気ディスク装置を提供する。
上記構成により、薄膜磁気トランスジューサを半導体レーザに集積することにより、別個に設けたのと比較して光磁気素子、ひいては磁気ディスク装置が小型・軽量になる。
【００１８】
本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光を出射する半導体レーザと、前記半導体レーザからの前記レーザ光が入射する入射面、および前記入射面に入射した前記レーザ光が集光されて光スポットが形成される被集光面を有する透明集光用媒体と、前記被集光面上に集積され、磁気ギャップを有する薄膜磁気トランスデューサとを具備する光磁気素子と、記録媒体が表面に形成されたディスクと、前記光磁気素子を保持して前記記録媒体上を浮上走行する浮上スライダと、前記浮上スライダを前記ディスクに対して相対的に移動させる移動手段とを備えたことを特徴とする磁気ディスク装置を提供する。
上記構成により、磁気ギャップを有する磁気回路とコイルからなる薄膜磁気トランスジューサを透明集光用媒体の被集光面上に集積することにより、別個に設けたのと比較して光磁気素子、ひいては磁気ディスク装置が小型・軽量になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光磁気素子を示し、（ａ）は光磁気素子の主要部を示す断面図、（ｂ）はレーザ光出力面側の端面図、（ｃ）は上面図である。この光磁気素子１は、半導体レーザ部２と、半導体レーザ部２の表面に集積された薄膜磁気トランスデューサ２０とを有する。
【００２０】
半導体レーザ部２は、埋め込みリッジ型のレーザ、利得ガイド型レーザ、埋め込みヘテロ型、プロトン打ち込みにより発振領域を限定した型等のどのような型のレーザでも使用可能であるが、本実施の形態では、通常の埋め込みリッジ型レーザを使用しており、主に基板３の上に順次形成されたｎ型クラッド層４ａ、活性層５、ｐ型クラッド層４ｂ、電流狭窄層６およびｐ型キャップ層７と、ｎ型電極（陰電極）８と、ｐ型電極（陽電極）９とから構成される。レーザ部２としては、例えば、赤色（６５０ｎｍ）のレーザ光を発生するＡｌＧａＩｎＰ系のレーザを用いることができるが、これに限るものではなく、赤外や青色のレーザでも使用可能である。また、本実施の形態では、単一基本モード発振のレーザを使用しているが、多モードレーザでもよく、また、発振領域の狭い型のレーザ、あるいは活性層５とは大きく屈折率の異なる材料で発振領域を限定した型のレーザでもよい。発振領域の狭い型のレーザや発振領域を限定した型のレーザを用いることにより、発振領域の体積を小さくでき、高効率化が図れる。
【００２１】
薄膜磁気トランスデューサ２０は、パーマロイ等の軟磁性体からなるコア２４、ヨーク２７および磁極部３２から構成され、半導体レーザ部２のレーザ光出力面に磁気ギャップ３４を有する磁気回路３０と、磁気回路３０のコア２４に巻回されたコイル２５（２５ａ，２５ｂ）、コイル２５ａ，２５ｂからそれぞれ延在する一対のリード線２８、および一対のリード線２８の先端にそれぞれ設けられたパッド２９から構成され、半導体レーザ部２の上面に配置されたＣｕ薄膜からなるコイル部２１とを備える。なお、磁気ギャップ３４と一対の磁極先端部３３とからギャップ部３１を構成する。
【００２２】
次に、光磁気素子１の製造方法の一例を説明する。半導体レーザ部２を形成した後、そのｐ型電極９をＳｉＯ2等からなる絶縁膜２２により平坦化埋め込みを行い、その後に薄膜磁気トランスデューサ２０を形成する。すなわち、通常の薄膜プロセスによりＣｕ薄膜からなる下部コイル２５ａをスパッタリングおよびリソグラフィにより形成し、さらに絶縁膜２３により平坦化埋め込みを行い、Ｃｕ薄膜からなるコア２４、上部コイル２５ｂおよびヨーク２７を絶縁膜２６に埋め込んで形成する。このようにしてコイル部２１を完成する。その後、ヘキ開の後、後端面側に誘電体多層膜からなる高反射膜１１ｂを、レーザ光出力面側にやはり誘電体多層膜からなる部分透過膜１１ａを各々蒸着してレーザを完成し、そのレーザ光出力面上に、磁極部３２および磁気ギャップ３４をスパッタリングおよびリソグラフィにより形成し、本実施の形態の光磁気素子１を完成する。磁極部３２は、部分透過膜１１ａに埋め込んで両者の表面が同一平面となるように作製する。
【００２３】
次に、この第１の実施の形態の動作を説明する。記録時は、レーザ光１０と磁界を磁気記録媒体（図示せず）の同一場所に印加することが可能であるので、レーザ光の照射によって磁気記録媒体の記録部を昇温してその部分の保磁力を下げ、変調磁界により記録を行う、いわゆる光アシスト磁気記録を行う。本実施の形態では、レーザ光１０のサイズは特に制限されておらず、活性層５の発振領域で決る最適なサイズのままであるので最高の出力が得られ、そのサイズは活性層５の平行方向に２〜３μｍ、垂直方向に１μｍ程度である。このレーザ光１０の照射により、レーザ光１０のサイズと同程度の記録領域が加熱され、その加熱領域内に位置する磁極先端部３３から発生する磁界により記録がなされる。その記録領域のサイズは、磁極先端部３３の長さ（以下「ギャップ幅」という。）と磁気ギャップ３４の長さ（以下「ギャップ長」という。）程度となる。磁気ギャップ３４のギャップ長は、レーザ光出力面におけるレーザ光１０のギャップ長の方向のサイズよりも小さくしている。再生時は、磁気記録媒体からの漏れ磁界上を磁気ギャップ３４が通過する時に磁極部３２に入射する磁束の変化をコイル２５により電流に変換することにより、記録媒体に記録された情報を再生する。
【００２４】
上述した第１の実施の形態によれば、半導体レーザ部２に薄膜磁気トランスジューサ２０を集積した構成であるので、光磁気素子１のサイズは殆ど半導体レーザ部２のサイズに等しく、非常に小型な光磁気素子を提供できる。
また、磁気記録媒体をレーザ光により加熱昇温して記録するため、室温で保磁力の高い媒体でも記録でき、記録の安定性を増すことができる。
また、再生時にもレーザ光を記録マークに照射できるため、室温において磁化が弱く、昇温によって磁化が増加するＴｅＦｅＣｏ等の膜を使用して、昇温により再生感度を増大させることも可能である。その場合には、半導体レーザを連続的に点灯してもよく、また、記録マーク位置に同期してパルス的に点灯してもよい。前者の場合には、同期が不要なため、点灯回路を単純化でき、後者の場合には、レーザ光のエネルギー効率を上げることができ、出射部の加熱を防ぐことができる。
また、コイル２５から磁気ギャップ３４までの距離を１０μｍ程度あるいはそれ以下に短縮できるとともに、磁極部３２の幅を広くすることができるので、磁気抵抗を下げることができる。また、コイル２５はコア２４に円筒状に巻回しているため、円盤状に巻回する場合に比べてコイル長を短くできるので、電気抵抗を減らすことができる。従って、これらにより高速度・高密度の記録が可能となる。
【００２５】
図２および図３は、本発明の第２の実施の形態に係る光磁気素子を示す。この光磁気素子１は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、半導体レーザ部２のレーザ光出力面に開口１３を有する遮光体１２を形成し、その遮光体１２の上に磁気ギャップ３４を形成したものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。遮光体１２の材料としては、Ａｕを用いることができるが、ＡｇやＡｌ等の金属材料でもよい。
【００２６】
なお、遮光体は、図２(ｃ）の１２ａで示すように、磁極部３２と同一平面をなし、磁極部３２を囲むように形成してもよい。これにより、開口１３と磁気ギャップ３４とが同一平面上に形成されるため、それぞれの加工精度を上げることができる。
【００２７】
図３（ａ）〜（ｆ）は、開口１３とギャップ部３１の変形例を示す。図３（ａ）は、開口１３のサイズを磁気ギャップ３４よりも一回り大きく形成した例であり、開口１３は、主に磁気ギャップ３４の記録上流側Ａに広く形成されている。このため、レーザ光の出力を比較的大きくできるとともに、ギャップ部３１での磁界が印加される直前に磁気記録媒体を加熱し、昇温されたところで記録がなされるため、効率良く加熱ができる。
【００２８】
図３（ｂ）は、開口１３の幅Ｗをギャップ幅ＧＷよりも狭くした例であり、これにより、磁気記録媒体の昇温部をギャップ幅よりも狭くできる。磁極先端部３３では、通常周辺部に磁界が広がり、その漏れ磁界により、記録幅が抑えられ、記録トラック幅を狭くすることが難しいが、この例によれば、開口１３のサイズで決まるレーザ光により、記録幅が抑えられるため、より高密度の記録が可能となる。
【００２９】
図３（ｃ）は、開口１３の中に開口１３のサイズよりも小さな微小金属体１４を形成した例である。このように開口１３を微小金属体１４に対し同軸上に形成することにより、開口１３のサイズがレーザの波長の１／１０と微小な場合でも伝播光を放出でき、レーザ光の強度を増すことができる。また、中心の微小金属体１４により、近接場光を散乱したり、微小金属体１４において励起されるプラズモンから放射される近接場光を記録媒体の昇温に利用することができ、さらに高強度のレーザ光を使用することが可能となる。
【００３０】
図３（ｄ）は、一対の磁極先端部３３，３３を相対向するように形成した例であり、これにより、磁気ギャップ３４および磁極先端部３２をより微細に加工でき、磁界印加範囲を狭めることができる。開口１３は、この磁気ギャップ３４を含むように大きく形成してもよく、また磁気ギャップ３４の内側に形成してもよい。これらによりさらに記録範囲を狭めることができ、高密度化が可能となる。
【００３１】
図３（ｅ），（ｆ）は、一対の磁極先端部３３，３３の一方の近傍に開口１３を設け、その磁極先端部３３付近の磁気記録媒体のみを加熱昇温し、他方の磁極先端部３３周辺の温度上昇をできるだけ抑えるものである。磁気ギャップ３４下のギャップ垂直方向（紙面に垂直方向）の磁界は、それぞれの磁極先端部３３において最大となり、それぞれの磁極先端部３３での磁界方向は互いに反対方向となる。従って、この構成により、その磁界の一方向が通る記録媒体の一部のみを加熱することができ、微小領域の光アシスト磁気記録が可能となり、さらに高密度化ができる。この構成では、磁界が記録媒体に対しての垂直部分のみを使用するため、実質的に単極方の磁極が形成され、特に垂直磁気記録媒体の記録に適し、垂直磁気記録において微小領域の記録を可能とする。
【００３２】
上述した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が得られるとともに、レーザ光１０のサイズが開口１３程度となるため、加熱領域を微細化でき、記録媒体の記録部分以外の加熱を低減することができる。また、開口１３以外の部分のレーザ光は遮光体１２により反射されてレーザに戻り、レーザ発振に寄与するため、光利用効率を高めることができる。
また、開口１３と磁気ギャップ３３両者の重ね合わせにより、記録領域を限定できるため、それぞれ単独で行うよりも微小な記録マークが形成でき、高密度化が可能となる。また、開口１３と磁気ギャップ３４両者の重ね合わせにより、垂直方向の磁界が存在する部分のみを記録できるため、垂直磁気媒体の記録に適した光磁気ヘッドが構成できる。
【００３３】
図４は、参考例１の光磁気素子を示す。この参考例１は、レーザ光を放射する開口１３を磁気ギャップ３４に対して先行する位置に配置し、かつ、開口１３の形状を記録トラック８０に沿って長い長方状とし、各辺を記録トラック８０に対してそれぞれ垂直及び平行に形成したものである。
【００３４】
同図（ａ）に示す場合は、開口１３の幅Ｗは、レーザ光１０のスポット径およびギャップ幅ＧＷよりも狭いものとし、開口１３の長さＬは、レーザ光１０のスポットの半径程度あるいはそれ以上とする。この構成により、磁気記録媒体の記録トラック８０を記録に先立ってレーザ光１０の照射により加熱し、それによって保磁力を適当な値まで低下させた後、ギャップ部３１の磁界により磁気記録を行う。これにより、マーク長をギャップ長ＧＬによりトラック幅はレーザ光を放射する開口１３の幅Ｗで限定することができ、マーク８１の微細化を図ることができる。また、開口１３の長さＬを上記のように設定することにより、開口１３から放射されるレーザ光１０の強度は大幅に増加する。また、ギャップ部３１では、磁極先端部３３の幅を狭めても、横方向の漏れ磁界があるため、記録磁界の幅を狭めることは難しいが、記録幅は開口１３の幅Ｗで抑えられるため、記録マーク８１に従ってトラック幅を狭めることが可能となる。
【００３５】
同図（ｂ）に示す場合は、垂直磁気記録媒体（特にＴｂＦｅＣｏ等のアモルファス記録媒体）を使用したものであり、磁気ギャップ３４は、記録トラック８０に対して平行方向に配置する。開口１３の幅Ｗは、レーザ光１０のスポット径およびギャップ長ＧＬ程度かより狭いものとし、開口１３の長さＬはレーザ光１０のスポットの半径程度あるいはそれ以上とする。開口１３の磁気ギャップ３４に対する位置は、同図（ｂ）に示すように、磁極先端部３３直下で最大となり、磁極先端部３３では互いに逆方向となる。この構成により、磁気記録媒体の記録トラック８０を記録に先立ってレーザ光１０の照射により加熱し、それによって保磁力を適当な値まで低下させた後、ギャップ部３１の磁界により垂直磁気記録を行う。これにより、トラック幅はレーザ光１０を放射する開口１３の幅Ｗと、ギャップ部３１直下の垂直磁極の幅で限定することができ、ギャップ長ＧＬの１／３程度がそれ以下まで狭めることができる。また、この記録では、マーク長は、磁界の変調速度とディスクの回転速度によって決定される。すなわち、ディスク走行速度が遅く、磁界の１周期に走行する距離がギャップ幅ＧＷよりも短い場合には、先に記録されたマーク８１の後部を次の逆方向の磁界で消しながら記録を行う。これにより高密度記録が可能となる。また、開口１３の長さＬを上記のように設定することにより、開口１３から放射されるレーザ光の強度は大幅に増加する。また、ＴｂＦｅＣｏなどのフェリ磁性の記録媒体を使用した場合、昇温によって磁化が増加するので、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、再生時にレーザ照射を行うことにより、感度を増大させることが可能となる。その場合には、半導体レーザを連続的に点灯してもよく、また、記録マーク位置に同期してパルス的に点灯してもよい。前者の場合には、同期が不要なため、点灯回路を単純化でき、後者の場合には、レーザ光のエネルギー効率を上げることができ、出射部の加熱を防ぐことができる。勿論、保持力の比較的小さな記録媒体を使用した場合には、レーザ光を照射せずに、本実施の形態のヘッドを使用して磁界のみにより記録してもよいことは言う迄もない。
【００３６】
図５は、本発明の第４の実施の形態に係る光磁気素子を示し、（ａ）は光磁気素子のレーザ光出力面を示す端面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側面方向から見た断面図である。この第４の実施の形態は、第１の実施の形態と同様の半導体レーザ部２を用い、薄膜磁気トランスデューサ２０をレーザ部２の上面に配置したものである。
【００３７】
次に、この光磁気素子１の製造方法の一例を説明する。半導体レーザ部２を形成した後、そのｐ型電極９をＳｉＯ2等からなる絶縁膜２２により平坦化埋め込みを行い、その後に磁性膜により下磁極部３２Ａおよびその先端の磁極先端部３３をスパッタリングおよびフォトリソグラフィにより形成し、さらに絶縁膜３６により平坦化し、磁気ギャップ３４を形成した後、コイル２５および上磁極部３２Ｂおよびその先端の磁極先端部３３をスパッタリングおよびフォトリソグラフィを繰り返して形成し、最後に保護膜３８でカバーして光磁気素子１を完成する。
【００３８】
上述した第４の実施の形態によれば、磁極先端部３３および磁気ギャップ３４は、図５（ｃ）に示すように、レーザ部２の出力面に形成されるため、磁気ギャップ３４とレーザ光１０の出力位置は一致しないが、両者の距離は１μｍ程度と狭く、また、レーザ発振のモードは必ずしも単一基本モードでなくてもよいので、レーザ部２のｐ型クラッド層４ｂやキャップ層７の厚さを薄くすることができ、さらに近づけることも可能である。そして、記録時にはレーザ光１０が記録面（図示せず）上を、磁気ギャップ３４に対して先行するように配置することにより、レーザ光によって記録部が昇温され、まだ保磁力が十分低下している状態で磁極先端部３３により記録することができる。
また、レーザ部２の端面部には、従来の共振器用の部分透過膜１１ａ、高反射膜１１ｂを形成するだけでよく、プロセスを大幅に簡素化できる。
【００３９】
図６は、参考例２の光磁気素子を示し、(ａ）はレーザ光出力面を示す端面図、（ｂ）は上面図である。この参考例２は、第１の実施の形態と同様の半導体レーザ部２を用い、薄膜磁気トランスデューサ２０のコイル２５をレーザ部２のレーザ光出力面上に配置し、コイル２５の内側に開口１３を有するパーマロイ等の高透磁率の材料からなる遮光体１２を配置したものである。この参考例２によれば、遮光体１２によって磁界の強度を高めることができ、また、開口１３によってレーザ光出力面から出射されるレーザ光１０のサイズを微小化ができる。なお、開口１３は、本参考例２の場合は円形であるが、矩形状でもよい。矩形状の場合は、各辺を記録トラックに対し平行あるいは垂直とすることにより、記録密度の向上が図れる。
【００４０】
図７は、本発明の第６の実施の形態の光磁気素子を示し、（ａ）は主要部を示す断面図、（ｂ）はレーザ光出力面を示す上面図である。この第６の実施の形態は、活性層に対して垂直方向に発振する面発光型半導体レーザで構成された半導体レーザ部２と、このレーザ部２のレーザ光出力面側に集積された薄膜磁気トランスジューサ２０とを有する。
【００４１】
半導体レーザ部２は、第１の実施の形態と同様にＡｌＧａＩｎＰ系の赤色レーザ（波長６５０ｎｍ）を使用するが、これに限るものではなく、赤外レーザや青色レーザも使用可能である。半導体レーザ部２は、ＧａＡｓからなる基板３上に形成された共振器用のｎ型半導体多層膜１１ｄ、ｎ型スペーサ層４ｃ、活性層５、ｐ型スペーサ層４ｄ、共振器用のｐ型半導体多層膜１１ｃと、ｎ型電極８と、ｐ型電極９とを備える。
【００４２】
次に、この光磁気素子１の製造方法の一例を説明する。まず、半導体レーザ部２を作製する。すなわち、ＧａＡｓからなる基板３上に共振器用のｎ型半導体多層膜１１ｄ、ｎ型スペーサ層４ｃ、活性層５、ｐ型スペーサ層４ｄ、共振器用のｐ型半導体多層膜１１ｃを順次結晶成長させた後、発振領域１５以外の部分６ａをイオン打ち込みにより高抵抗性とする。さらに、ｎ型電極８とｐ型電極９を形成して、レーザ部２を完成する。レーザの出力径は、ｐ型電極９の開口１３あるいはイオン注入領域６ａの径で決まり、例えば、３〜５μｍを有する。次に、レーザ光出力面に磁気回路３０を反応性イオンエッチングによりエッチングし、ｐ型半導体多層膜１１ｃに凹部４１を形成し、ＳｉＯ2等の絶縁膜２２によりｐ型電極９を平坦化埋め込みを行い、第１の実施の形態と同様に、下部コイル２５ａ、コア２４、上部コイル２５ｂ、配線２８、電極パッド２９の順に、それぞれ絶縁膜２２で埋め込みながらコイル部２１を形成し、レーザ光出射位置上にギャップ部３１を形成し、本実施の形態の光磁気素子１を完成する。
【００４３】
上述した第６の実施の形態によれば、第４の実施の形態と同様に、コイル部２１とギャップ部３１を同一面上に連続して形成でき、プロセスの簡素化が可能となる。また、磁気ギャップ３４の位置とレーザ光出射位置を一致させることができ、効率的な磁気記録媒体の加熱が可能となる。また、磁気ギャップ３４をレーザ光出射位置である開口１３が取り囲むように形成しており、比較的低出力の面発光型半導体レーザでも十分記録媒体の保磁力を下げるところまで加熱することができる。なお、ギャップ部３１は、共振器用のｐ型半導体多層膜１１ｃに埋め込んで作製してもよい。その場合には、多層膜１１ｃ表面の保護のために、磁気ギャップ３４内ないし表面に誘電体膜を形成するとよい。また、この誘電体膜の厚さを１/４波長とすることにより、反射防止膜の効果を持たせることも可能である。
【００４４】
図８は、図７に示すギャップ部３１の変形例を示す。同図（ａ）は、図３（ａ）と同様に、遮光体（ｐ型電極と兼ねてもよい）１２を用いて開口１３を磁気ギャップ３４の周囲に設けたものである。これにより、効率良く記録部を加熱することが可能となる。また、図示しないが、図３（ｂ），（ｃ），（ｅ）と同様の形状とすることも可能である。これにより、第２の実施の形態の各変形例と同様の効果が得られる。図８（ｂ）は、図３（ｄ）と同様に、磁極先端部３３を相対向して形成したものであり、磁極先端部３３および磁気ギャップ３４の微細化が可能となる。さらに、図示しないが、図３（ｆ）のように一対の磁極先端部３３の一方の側にのみ開口１３を設けてその開口１３に対応する記録媒体の部分のみの加熱昇温を行うことにより、さらに微細な光アシスト磁気記録が可能となる。
【００４５】
図９は、参考例３の光磁気素子を示す。この参考例３は、面発光型半導体レーザからなる半導体レーザ部２のレーザ光出力面側に薄膜磁気トランスジューサ２０のコイル２５を配置し、コイル２５の内側にパーマロイ等の高透磁率の材料からなり、開口１３を有する遮光体を兼ねたｐ型電極９を配置したものである。開口１３の形状は、発振領域１５よりサイズの小さい円形でもよく、同図(ｃ）に示すように、長方形でもよい。この参考例３によれば、参考例２と同様の効果が得られる。
【００４６】
図１０に、本発明の第８の実施の形態に係る光磁気素子を示す。この第８の実施の形態は、端面発光型半導体レーザのレーザ部のレーザ光出力面側に形成された開口を有する遮光体１２と、遮光体１２の開口１３上に２つの磁気ギャップ３４ａ，３４ｂを有する磁気回路（図示せず）と、２つの磁気ギャップ３４ａ，３４ｂに入射する磁束の変化をそれぞれ独立して検出するコイル部（図示せず）とを有する。
【００４７】
同図（ａ）は、中心に位置する共通磁極部３２ａと、その両側に位置する個別磁極部３２ｂとを有し、中心の磁極先端部３３ａを共通にして、左右に磁気ギャップ３４ａ，３４ｂを介して磁極先端部３３ｂを形成したものである。コイル部のコイルは独立して２個有するが、コア中心部は共通磁極部３２ａに接続され、構造の簡素化がなされている。遮光体１２は、単一の開口１３を有し、単一の開口１３から出力されるレーザ光は、両方の磁気ギャップ３４ａ，３４ｂを同時に照射する。この構成により、独立に磁界を変調できるギャップ部が２つ相接近して形成されるため、この素子を用いて、相隣接した２つの記録トラック（図示せず）に対し同時に記録・再生を行うことができ、記録再生の転送レートを２倍にできる。なお、磁気ギャップの個数は２つに限らず、さらに用途に応じて増加することが可能である。また、磁気ギャップは、面発光型半導体レーザ上に形成してもよい。なお、このとき、遮光体１２は電極を兼ねてもよい。
【００４８】
図１０（ｂ）は、同図（ａ）の変形例であり、遮光体１２に対角線上に２つの開口１３ａ，１３ｂを形成し、２つの開口１３ａ，１３ｂの上部に磁気ギャップ３４ａ，３４ｂを配置したものである。これにより、記録領域を開口１３ａ，１３ｂのサイズで規定でき、記録領域の微小化、高密度化が可能となる。
【００４９】
図１０（ｃ）は、同図（ａ）のさらに別の変形例であり、遮光体１２に対向するように２つの開口１３ａ，１３ｂを形成し、４つの個別の磁極部３２によって２つの開口１３ａ，１３ｂの上部に磁気ギャップ３４ａ，３４ｂを配置したものである。これにより、磁気回路の構成の自由度を増すことができる。また、２つのコア（図示せず）を相対向して配置するため、面発光型半導体レーザに適用する場合に特に適する変形例である。
【００５０】
図１１は、本発明の第９の実施の形態の磁気ディスク装置を示す。この磁気ディスク装置５０は、磁気ディスク５１と、それを回転するモータ５２と、光磁気ヘッド６０と、光磁気ヘッド６０を回転軸５５を中心に回動可能に支持するスイングアーム５３と、スイングアーム５３を介して光磁気ヘッド６０を走査するリニアモータ５４と、これらの制御回路５６と、記録再生信号を処理する信号処理回路５７から構成され、制御回路５６により所定の回転数で回転する磁気ディスク５１上を光磁気ヘッド６０が浮上走行し、所定の記録トラックを追従しながら記録再生が行われる。なお、磁気ディスク５１は、同図では一枚であるが、複数枚を積層した、いわゆるウィンチェスター型としてもよい。
【００５１】
図１２（ａ）は、図１１に示す磁気ディスク装置５０に使用する光磁気ヘッドを示す。この光磁気ヘッド６０は、磁気ハードディスクドライブに使用される磁気ヘッド用の浮上スライダ６１の後部６２に、第２の実施の形態の光磁気素子１を、コイル部２１側ですなわち活性層５がスライダ６１の後面に平行となる方向に接着したものである。これにより、磁気ギャップ３４は磁気ディスク５１上の記録トラック（図示せず）に対して直交するように配置される。浮上スライダ６１と光磁気素子１の接着は、両者の接着面をＡｕＳｎ等の合金膜からなる接着剤６３を用いてメタライズした後、両者を加熱と超音波を用いて行う。
【００５２】
浮上スライダ６１は、同図（ｂ）に示すように、先端傾斜部６１ａと、左右の凸部６１ｂと、凸部６１ｂ間に形成された凹部６１ｃとを有し、凸部６１ｂと凹部６１ｃとにより磁気ディスク５１に対して正圧と負圧が形成され、数十ｎｍの浮上高を保って安定走行する。
【００５３】
磁気ディスク５１は、ディスク基板５１ｂの表面にＴｅＦｅＣｏからなる光磁気ディスク用の補償温度は室温付近にある磁気記録媒体５１ａを形成したものである。この媒体５１ａの室温での保磁力は２０ｋＯｅと通常の磁気記録用のＣｏＣｒ等の媒体に比べて一桁近くと非常に高く、室温で安定な媒体であるが、レーザ光１０の照射により２００℃以上に加熱してキュリー温度に近づけることにより保磁力は殆どゼロまで低下し、上記の薄膜磁気トランスデューサ２０により十分記録可能となる。また、上記の媒体５１ａの磁化は、２００℃あたりで室温での十倍以上（１００ｅｍｕ／ｃｃ）となるので、再生においてもレーザ光照射により加熱することで、上記の薄膜磁気トランスデューサ２０を再生に用いても、十分信号対雑音比の高い信号再生が可能となる。記録媒体５１ａとしては、従来の面内記録用のＣｏＣｒ等の材料も使用でき、やはり加熱昇温により、保磁力を低くできるため、ＴａやＰｄ等を加えて室温での保磁力を高めた媒体を用いた記録・再生に特に効果がある。
【００５４】
ギャップ部３１は、本実施の形態に用いたものだけでなく、図３に示す各種のものが使用可能である。これらの変形例を使用することにより、レーザ光の照射面積を減らすことができ、あるいは、開口１３のサイズで記録媒体の照射位置、すなわち、保磁力の低下する位置を規定できるため、高密度の記録が可能となる。図３（ｄ），（ｆ）に示す形態のギャップ部３１を使用する場合は、磁気ギャップ３４を磁気ディスク５１のトラック（図示せず）と直交するように配置するために、光磁気素子のレーザ部２の活性層５がディスク後面に対して直交するように配置する。また、図３（ｅ），（ｆ）に示すギャップ部３１を使用する場合は、一方の磁極先端部３３付近の垂直方向の磁界のみが記録に関与するようにできるため、垂直記録膜、特にＴｅＦｅＣｏ等の光磁気記録膜を用いた記録に適する。この磁界急峻な部分の幅は、ギャップ長の１／３以下であり、従って、これにより記録密度を３倍以上とできる。さらに、図３（ｅ）、（ｆ）に示すギャップ部３１を使用する場合は、磁気ギャップ３４の方向を記録トラックに対して平行に配置してもよい。この場合、開口１３は磁気ギャップ３４に対して先行する方向に配置する。このような配置により、記録マークの幅は、開口１３の１／３以下にでき、大幅にトラック幅を狭めることが可能となる。磁気記録では、記録マークの長さは、ディスクの回転数と記録信号の周波数との関連できまるので、周波数を上げることにより、ギャップ長以下の長さのマークが形成可能であるが、トラックの幅は、ギャップ幅で決まる。実際には、ギャップ周辺部に磁界が広がっているため、ギャップ幅以上となる。しかし、上記の方向に磁気ギャップ３４を配置し、開口１３からのレーザ光により加熱して記録することにより、実際のギャップサイズよりもはるかに小さな記録マークを形成することが可能となり、高密度化が達成される。記録に際しては、ギャップ部３１に形成される変調磁界に同期させ、再生に際しては、記録トラック中の同期信号（図示せず）に同期させて、レーザ光をパルス点灯することにより、記録マークの急峻化と微小化が可能となるとともに、パワー効率を上げることができる。
【００５５】
本実施の形態における記録トラックのトラッキングには、レーザ光照射を使用するのでその反射光が半導体レーザの共振器に戻り、レーザの発振状態を変調する効果、すなわち、自己結合効果をを用いてトラック位置誤差信号を形成してもよい。また、薄膜磁気トランスデューサを用いて、トラックずれによる磁界強度の変調を用いて行ってもよい。また、本実施の形態に用いる光磁気素子１としては、第２の実施の形態の光磁気素子を用いたが、これに限らず、他の実施の形態のものでもよく、第８の実施の形態の光磁気素子を用いることにより、高密度化、高転送レート化が可能となる。
【００５６】
上述した第９の実施の形態によれば、従来の磁気ハードディスク装置で使用されていると同程度の光磁気ヘッドが提供できる。また、体積記録密度の高い光アシスト磁気記録装置が提供できる。また、小型の光磁気ヘッドが作製可能なため、高速のトラッキングが可能となる。また、複数のトラックの同時記録・同時再生ができるため、記録再生時の高転送レート化が可能となる。
【００５７】
図１３は、本発明の第１０の実施の形態に係る光磁気ヘッドを示す。この光磁気ヘッド６０は、図１２に示す第９の実施の形態の光磁気ヘッドにおいて、浮上スライダ６１と光磁気素子１との間にＧＭＲ（Giant Magnetic Sencer）からなる磁気センサ７０を薄膜プロセスを用いて形成したものである。
【００５８】
磁気センサ７０は、磁気遮蔽膜７１に絶縁膜７４，７５を介して挟まれた、磁界検出部であるスピンバルブ７３と電極７２から構成されており、微小磁界を高感度で検出することができる。
【００５９】
本実施の形態においては、信号再生にはＧＭＲセンサ７０を使用するため、再生時に加熱を行わないので、媒体としてはＣｏＣｒＴａやＧａＦｅＣｏ等の常温において磁化の大きな媒体を使用する。光磁気素子としては、他の実施の形態のもの用いることが可能である。ただし、ＧＭＲセンサは、熱に弱いので、接着剤６３には絶縁層を挟んで断熱性を上げる。また、記録時のレーザ光は短時間のパルス点灯とする。
【００６０】
この第１０の実施の形態によれば、ＧＭＲセンサにより高感度の磁界検出が可能となるため、高密度化だけでなく、高転送レートの記録再生が可能となる。
【００６１】
図１４は、本発明の第１１の実施の形態に係る光磁気ヘッドの主要部を示し、（ａ）は側面から見た断面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は底面の拡大図である。この光磁気ヘッド１００は、レーザビーム２ａを出射する半導体レーザ１０２と、半導体レーザ１０２からのレーザビーム２ａを平行ビーム２ｂに整形するコリメータレンズ１０３と、コリメータレンズ１０３からの平行ビーム２ｂを垂直方向に反射するミラー１０４と、ミラー１０４で反射した平行ビーム２ｂを収束させる対物レンズ１０５と、対物レンズ１０５により収束された光２ｃが入射し、被集光面１０６ｂに光スポット１０７を形成する透明集光用媒体１０６と、透明集光用媒体１０６の被集光面１０６ｂの光スポット位置の表面に光スポット１０７より小さいサイズの磁気ギャップを有する薄膜磁気トランスデューサ２０とを有する。
【００６２】
半導体レーザ１０２には、例えば、赤色（６５０ｎｍ）のレーザ光を発生するＡｌＧａＩｎＰ系のレーザを用いることができるが、これに限るものではなく、赤外や青色のレーザでも使用可能である。また、本実施の形態では、レーザ用半導体のヘキ開面を光共振器に使用して活性層に平行に発振する、いわゆる、端面発光型半導体レーザや、活性層に平行に形成した共振器により活性層の垂直方向に発振する、いわゆる面発光型半導体レーザを使用してもよい。端面発光型半導体レーザを使用した場合は、ビーム広がり角が大きいため、コリメータレンズ１０３との距離を狭めることができ、光磁気ヘッド１００の小型化が可能となる。また、面発光型半導体レーザを使用した場合は、出力ビームが円形であるため、コリメータレンズ１０３でのけられを少なくして集光することができので、光利用効率を上げることができる。
【００６３】
透明集光用媒体１０６は、例えば、重フリントガラスからなる屈折率約２．０の半球上のソリッドイマージョンレンズを用いる。対物レンズ１０５の開口数は、０．７であり、被集光面１０６ｂ上に形成される光スポット１０７のサイズは約０．２５μｍである。この光スポット１０７からは、伝播成分と近接場成分が混在したレーザ光１０７ａが放射される。ただし、レーザ光１０７ａは、被集光面１０６ｂから放射された後、急速に広がるため、照射領域を光スポット１０７の径程度とするためには、レーザ波長の数分の一の位置まで記録媒体を近づけなければならない。なお、透明集光用媒体１０６として、裁底球状のスーパーソリッドイマージョンレンズを用いてもよい。
【００６４】
薄膜磁気トランスデューサ２０は、同図（ｂ）、（ｃ）に示すように、パーマロイ等の軟磁性体からなるコア２４、ヨーク２７および磁極部３２から構成され、光スポット位置に磁気ギャップ３４を有する磁気回路３０と、コイル２５、リード線２８およびパッド（図示せず）から構成されたコイル部２１とを備える。なお、磁気ギャップ３４と一対の磁極先端部３３とからギャップ部３１を構成する。透明集光用媒体１０６は、被集光面１０６ｂの光スポット位置に凸部１１６を残し、その周囲に凹部１１５を形成している。ギャップ部２１は、同図（ｃ）に示すように、凸部１１６上に磁極先端部３３と磁気ギャップ３４を有する。磁極先端部３３の表面と被集光面１０６ｂとはほぼ同一平面をなすように形成されている。磁気ギャップ３４の長さは０．１μｍ、幅は０．１５μｍであり、プロセス技術の進展とともにさらに微小化することも可能である。薄膜磁気トランスデューサ２０の磁極先端部３３以外の磁気回路３０、コイル２５、リード線２８は、凹部１１５内に配置されている。
【００６５】
図１５は、薄膜磁気トランスデューサ２０の製造方法の一例を示し、(ａ）は側面から見た断面図、(ｂ）は正面から見た断面図である。透明集光用媒体１０６の被集光面１０６ｂを、光スポット位置に凸部１１６が残こり、ドライエッチングにより凸部１１６の中心に凹部１１５ａ、凸部１１６の周囲に凹部１１５を形成した後、薄膜磁気トランスジューサ２０を構成するそれぞれの層をスパッタリングとフォトリソグラフィにより形成する。すなわち、通常の薄膜プロセスによりＣｕ薄膜からなる上部コイル２５ｂをスパッタリングで被着した後、パターニングを行い、ＳｉＯ2膜により平坦化埋め込みをする。次に、磁気回路３０用のパーマロイ等の軟磁性膜をスパッタリングにより被着した後、同様にパターニング、平坦化埋め込みを行う。さらに、下部コイル２５ａ、リード線２８およびパッド２９、および磁気回路３０の磁極部３２とその先端の磁極先端部３３を同様の工程を繰り返して形成し、薄膜磁気トランスデューサ２０を完成する。磁極部３２とその先端の磁極先端部３３は、被集光面１０６ｂに埋め込み、両者の表面が同一平面をなすように作製する。また、本実施の形態においても、図３および図４に示した、磁気ギャップおよび開口を有する遮光体を用いて記録密度の増大を図れることは言う迄もない。
【００６６】
次に、この光磁気ヘッド１００の動作を説明する。記録時は、磁気ディスク５１の基板５１ｂ上に形成された磁気記録媒体５１ａにレーザ光と磁界を印加することが可能であるので、レーザ光の照射により磁気記録媒体５１ａの記録部分を昇温してその位置の保磁力を下げ、変調磁界により記録を行う、いわゆる光アシスト磁気記録を行う。磁極先端部３３間の磁気ギャップ３４のサイズで決まるサイズの記録マークが形成される。再生時は、磁気記録媒体５１ａからの漏れ磁界上をギャップ部３１が通過する時の磁極先端部３３に入射する磁束の変化をコイル２５により電流に変換することにより、磁気記録媒体５１ａに記録された情報を再生する。
【００６７】
上述した第１１の実施の形態によれば、透明集光用媒体１０６の被集光面１０６ｂに薄膜磁気トランスジューサ２０を積層したので、光アシスト磁気記録を行うことができるとともに、光磁気ヘッドの小型・軽量化を図れ、高転送レート化が可能となる。また、室温において高保磁力を有する磁気記録媒体を記録に使用できるため、安定で長寿命の磁気記録が可能となる。また、ＴｂＦｅＣｏなどのフェリ磁性の記録媒体を使用した場合、昇温によって磁化が増加するので、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、再生時にレーザ照射を行うことにより、感度を増大させることが可能となる。その場合には、半導体レーザを連続的に点灯してもよく、また、記録マーク位置に同期してパルス的に点灯してもよい。前者の場合には、同期が不要なため、点灯回路を単純化でき、後者の場合には、レーザ光のエネルギー効率を上げることができ、出射部の加熱を防ぐことができる。勿論、保持力の比較的小さな記録媒体を使用した場合には、レーザ光を照射せずに、本実施の形態のヘッドを使用して磁界のみにより記録してもよいことは言う迄もない。
【００６８】
図１６は、本発明の第１２の実施の形態に係る光磁気ヘッドを示す。この光磁気ヘッドは、第１１の実施の形態において、透明集光用媒体を反射面１０６ｃを有する透明集光用媒体１０６と、被集光面１０６ｂを有する浮上スライダ１０９とから構成したものであり、他分は第1１の実施の形態と同様に構成されている。 反射面１０６ｃは、回転放物面の一部から構成される。透明集光用媒体１０６と浮上スライダ１０９は、ほぼ同一屈折率を有する材料、例えば、屈折率約２．０の重フリントガラスからなる。また、浮上スライダ１０９の被集光面１０６ｂ上には、薄膜磁気トランスデューサ２０が、光スポット位置にはその磁気ギャップ２３が形成されている。
【００６９】
次に、この第１２の実施の形態の動作を説明する。半導体レーザ１０２の出力レーザ光２ａは、コリメータレンズ１０３により平行光２ｂとされた後、透明集光用媒体１０６の入射面１０６ａに入射し、その反射面１０６ｃとその表面に形成された反射膜１０６ｄによって反射され、浮上スライダ１０９の被集光面１０６ｂに集光されて光スポット１０７を形成する。第１１の実施の形態と同様に、磁気記録媒体５１ａに対して光アシスト磁気記録および光アシスト磁気再生が行われる。
【００７０】
上述した第１２の実施の形態によれば、反射面１０６ｃの開口数を０．８以上と第１５の実施の形態で使用した透明集光用媒体１０６よりも大きくできるため、光スポット１０７のサイズを第１５の実施の形態よりも小さくでき、光利用効率を上げることができる。なお、図３に示す第２の実施の形態で使用した遮光体１９、各種の開口１３および磁気先端部３３を被集光面１０６ｂに形成してもよい。これにより、第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
図１７は、本発明の第１３の実施の形態に係る光磁気ヘッドを示す。この光磁気ヘッド１００は、第１２の実施の形態において、磁気ギャップ３４の下流側にＧＭＲ（Giant Magnetic Sencer）からなる磁気センサ７０を配置したものであり、他は第１２実施の形態と同様に構成されている。磁気センサ７０は、磁気遮蔽膜７１に絶縁膜７４，７５を介して挟まれた、磁界検出部であるスピンバルブ７３と電極７２から構成されており、微小磁界を高感度で検出することができる。本実施の形態の磁気記録媒体５１ａは、信号再生にはＧＭＲセンサ７０を使用するため、再生時に加熱を行わないので、ＣｏＣｒＴａやＧａＦｅＣｏ等の常温において磁化の大きなものを使用する。光磁気素子１は、上述した各実施の形態のものが使用可能である。半導体レーザ部２は、ＧＭＲセンサ７０が熱に弱いことを考慮して、記録時に短時間のパルス点灯により駆動される。
【００７２】
上述した第１３の実施の形態によれば、ＧＭＲセンサにより高感度の磁界検出が可能となるため、高密度化だけでなく、高転送レートの記録再生が可能となる。
【００７３】
図１８（ａ），（ｂ）は、本発明の第１４の実施の形態に係る光磁気ヘッドを示し、（ａ）はその主要部を示す断面図、（ｂ）は底面図である。この第１４の実施の形態の光磁気ヘッド６０は、同図（ａ）に示すように、導電性のＧａＮ基板からなる浮上スライダ６１を有し、この浮上スライダ６１の先端面６１ｄにｎ型電極８を形成し、浮上スライダ６１の後端面６２上に、開口１３を有する遮光体１２を備えた半導体レーザ部２を集積し、この半導体レーザ部２の後方に第２の実施の形態と同様の薄膜磁気トランスデューサ２０を集積し、さらにこの薄膜磁気トランスデューサ２０の後方に図１３に示したのと同様の磁気センサ７０を集積し、底面にスライダー面６５を形成し、これによりレーザ光と磁気ギャップを近接させて光ディスク５１の磁気記録媒体５１ａ上を走行可能とし、磁気記録膜や光磁気記録膜への光アシスト磁気記録を行うとともに、磁気センサ７０による信号再生を可能としたものである。また、本実施の形態では、半導体レーザ部２の発熱の影響が磁気センサ７０に及ぶのを避けるため、薄膜磁気トランスデューサ２０の上に磁気センサ７０を形成しており、従来の磁気ヘッドとは反転した構造を取っている。なお、半導体レーザ部２、ｎ型電極８、薄膜磁気トランスデューサ２０および磁気センサ７０によって光磁気素子を構成している。
【００７４】
スライダー面６５は、先端の傾斜面６１ａ、浮上スライダ６１の下面、および半導体レーザ発振部２の出射面６６に形成された凸部６１ｂおよび凹部６１ｃとから構成され、傾斜面６１ａが流入した空気流６７上を凸部６１ｂおよび凹部６１ｃが走行し、それぞれ正圧と負圧を生じることにより適当な浮上高で浮上走行可能としている。
【００７５】
なお、薄膜磁気トランスデューサ２０としては、第２の実施の形態と同様のものを使用したが、これに限らず、他の実施の形態と同様のものも使用可能であり、同様の効果を得ることができる。また、半導体レーザ部２は、第１〜第３の実施の形態に示したものなどが使用可能であり、同様の効果を得ることができる。
【００７６】
図１９（ａ），（ｂ）は、本発明の第１５の実施の形態に係る光磁気ヘッドを示し、（ａ）はその主要部を示す断面図、（ｂ）は底面図である。この第１５の実施の形態の光磁気ヘッド６０は、同図（ａ）に示すように、半導体レーザ部２の上には、ポリイミドの熱絶縁膜７６を介して、磁気センサ７０、薄膜磁気トランスデューサ２０の順に集積されており、第１４の実施の形態とは磁気センサ７０と薄膜磁気トランスデューサ２０の位置関係が逆になっている点以外は、第１４の実施の形態と同様である。これにより、磁気センサ７０と薄膜磁気トランスデューサ２０の形成順序が、従来の磁気ヘッドと同様であるため、信頼性の高い、確立した作製プロセスがそのまま使用でき、安価で信頼性の高い浮上記録ヘッドが提供できる。
【００７７】
なお、第１１〜第１５の実施の形態の光磁気ヘッドを図１１に示す磁気ディスク装置に適用してもよい。また、透明集光用媒体１０６あるいは浮上スライダ１０９の被集光面１０６ｂに形成したギャップ部３１の下部に開口を有する遮光体を配置してもよく、その場合のギャップ部３１および開口は、図３(ａ）〜(ｆ）に示すものを用いてもよく、図４(ａ），(ｂ）に示すような位置関係にしてもよく、図１０(ａ），(ｂ），(ｃ）に示すように複数の磁気ギャップを形成してもよい。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、半導体レーザあるいは透明集光用媒体に光磁気薄膜トランスジューサを集積したので、光アシスト磁気記録を行うことができるとともに、小型・軽量化が図れ、高転送レート化が可能となる。
また、半導体レーザのレーザ光出力面、あるいは透明集光用媒体の被集光面に開口を有する遮光体と、磁気ギャップを設けることにより、開口および磁気ギャップの微小化により記録密度の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光磁気素子に関し、(ａ）は主要部を示す断面図、（ｂ）はレーザ光出力面側の端面図、（ｃ）は上面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る光磁気素子に関し、(ａ）はレーザ光出力面側の端面図、(ｂ）は上面図、(ｃ）は変形例を示す上面図である。
【図３】（ａ）〜（ｆ）は本発明の第２の実施の形態に係る光磁気素子の他の変形例を示す図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は参考例１の光磁気素子を示す図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る光磁気素子に関し、レーザ光出力面を示す端面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側面方向から見た断面図である。
【図６】参考例２の光磁気素子に関し、(ａ）はレーザ光出力面を示す端面図、(ｂ）は上面図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態に係る光磁気素子に関し、（ａ）は主要部を示す断面図、（ｂ）はレーザ光出力面を示す上面図である。
【図８】(ａ），(ｂ）は第６の実施の形態の変形例を示す図である。
【図９】参考例３の光磁気素子に関し、（ａ）は主要部を示す断面図、（ｂ）はレーザ光出力面を示す上面図、(ｃ）は変形例を示す図である。
【図１０】(ａ），(ｂ），(ｃ）は本発明の第８の実施の形態に係る光磁気素子のギャップ部と開口を示す図である。
【図１１】本発明の第９の実施の形態に係る磁気ディスク装置を示す斜視図である。
【図１２】第９の実施の形態に係る光磁気ヘッドに関し、(ａ）は側面図、(ｂ）は底面図である。
【図１３】本発明の第１０の実施の形態に係る光磁気ヘッドを示す図である。
【図１４】本発明の第１１の実施の形態に係る光磁気ヘッドに関し、(ａ）は側面から見た断面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は底面の拡大図である。
【図１５】第１１の実施の形態に係る薄膜磁気トランスデューサの製造方法の一例を示し、(ａ）は側面から見た断面図、(ｂ）は正面から見た断面図である。
【図１６】本発明の第１２の実施の形態に係る光磁気ヘッドを示す図である。
【図１７】本発明の第１３の実施の形態に係る光磁気ヘッドを示す図である。
【図１８】本発明の第１４の実施の形態に係る光磁気ヘッドを示し、（ａ）はその主要図を示す断面図、（ｂ）は底面図である。
【図１９】本発明の第１５の実施の形態に係る光磁気ヘッドを示し、（ａ）はその主要図を示す断面図、（ｂ）は底面図である。
【図２０】従来の光磁気ヘッドを示す図である。
【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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