(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
その温度での保磁力がトラックエッジ部の記録磁界とほぼ一致するような等温線を形成するように記録磁極の幅程度の媒体磁性膜の微小領域のみを選択的に加熱する熱源素子と、
前記熱源素子の周囲に形成され、前記記録磁極を有する記録素子とを具備し、
前記記録磁極の先端部が、トラック幅方向にこの順で積層された第一の高飽和磁束密度膜、第一の中飽和磁束密度膜、第一の低飽和磁束密度膜、第二の低飽和磁束密度膜、第二の中飽和磁束密度膜、第二の高飽和磁束密度膜の積層体を有することを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項２】
その温度での保磁力がトラックエッジ部の記録磁界とほぼ一致するような等温線を形成するように記録磁極の幅程度の媒体磁性膜の微小領域のみを選択的に加熱する熱源素子と、
前記熱源素子の周囲に形成され、前記記録磁極を有する記録素子とを具備し、
前記記録磁極の先端部が、トラック中心付近の記録磁極厚がトラックエッジ付近の記録磁極厚よりも薄くなるよう調整されていることを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項３】
その温度での保磁力がトラックエッジ部の記録磁界とほぼ一致するような等温線を形成するように記録磁極の幅程度の媒体磁性膜の微小領域のみを選択的に加熱する熱源素子と、
前記熱源素子の周囲に形成され、前記記録磁極を有する記録素子とを具備し、
前記記録磁極の先端部が、トラック中心付近の記録ギャップ厚がトラックエッジ付近の記録ギャップ厚よりも厚くなるよう調整されていることを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の熱アシスト磁気記録ヘッドを有することを特徴とする熱アシスト磁気記録装置。
【請求項５】
その温度での保磁力がトラックエッジ部の記録磁界とほぼ一致するような等温線を形成するように記録磁極の幅程度の媒体磁性膜の微小領域のみを選択的に加熱する熱源素子と、
前記熱源素子の周囲に形成され、前記記録磁極を有する記録素子とを具備し、
トラック中心付近の前記記録磁極の先端部と媒体間の距離がトラックエッジ付近の前記記録磁極の先端部と媒体間の距離よりも長くなるように調整されていることを特徴とする熱アシスト磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、媒体を加熱して磁気的に情報の記録再生を行うための熱アシスト磁気記録ヘッド及びこれを搭載する熱アシスト磁気記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気的に情報の記録再生を行う磁気記録装置は、大容量、高速、安価な情報記憶手段として発展を続けている。特に近年のハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の進展は著しく、製品レベルで記録密度は１０Ｇｂ／ｉｎ２を、内部データ転送速度は１００Ｍｂｐｓを超え、メガバイト単価は数円／ＭＢに低価格化している。ＨＤＤの高密度化は、信号処理、メカ・サーボ、ヘッド、媒体、ＨＤＩなど複数の要素技術の集大成として進展してきているが、近年、媒体の熱擾乱問題がＨＤＤの高密度化の阻害要因として顕在化しつつある。
【０００３】
磁気記録の高密度化は、記録セルの微細化により実現するが、記録セルの微細化により媒体からの信号磁界が減少する為、所定の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）を確保する上では、媒体ノイズの低減化が必須となる。媒体ノイズの主因は、磁化転移部の乱れであり、乱れの大きさは媒体の磁化反転単位に比例する。磁気媒体には多結晶磁性粒子からなる薄膜（多粒子系薄膜）が用いられているが、多粒子系薄膜の磁化反転単位は、粒子間に磁気的な交換相互作用が作用する場合は、交換結合された複数の磁性粒子から構成される。
【０００４】
従来、例えば数１００Ｍｂ／ｉｎ２から数Ｇｂ／ｉｎ２の記録密度においては、媒体の低ノイズ化は主に、磁性粒子間の交換相互作用を低減し磁化反転単位を小さくする事で実現してきた。最新の１０Ｇｂ／ｉｎ２級の磁気媒体では、磁化反転単位は磁性粒子２〜３個分にまで縮小されており、近い将来、磁化反転単位は磁性粒子一つに相当するまで縮小するものと予測される。
【０００５】
従って今後さらに磁化反転単位を縮小して所定のＳ／Ｎを確保する為には、磁性粒子の大きさ自身を小さくする必要がある。磁性粒子の体積をＶとおくと粒子の持つ磁気的エネルギーはＫｕＶで表わされる。ここでＫｕは粒子の磁気異方性エネルギー密度である。低ノイズ化の為にＶを小さくするとＫｕＶが小さくなり室温付近の熱エネルギーによって記録情報が乱れる、という熱擾乱問題が顕在化する。Ｓｈａｌｌｏｋ等の解析によれば、粒子の磁気的エネルギーと熱エネルギー（ｋＴ；ｋ：ボルツマン定数、Ｔ：絶対温度）の比、ＫｕＶ／ｋＴは１００程度の値でないと記録寿命の信頼性を損ねる。
【０００６】
従来から媒体磁性膜に用いられてきたCoCr基合金のＫｕ（２〜３×１０６ｅｒｇ／ｃｃ）では、低ノイズ化の為に粒径微細化を進めると熱擾乱耐性の確保が困難な状況に至りつつある。そこで近年、CoPt,FePdなど１０７ｅｒｇ／ｃｃ以上のＫｕを示す磁性膜材料が注目を浴びてきているが、粒径微細化と熱擾乱耐性を両立する為に、単純にＫｕを上げると別の問題が顕在化する。それは記録感度の問題である。
【０００７】
媒体磁性膜のＫｕを上げると媒体の記録保磁力（Ｈｃ０=Ｋｕ／Ｉｓｂ；Ｉｓｂ：媒体磁性膜の正味の磁化）が上昇し、Ｈｃ０に比例して飽和記録に必要な磁界が増加する。記録ヘッドから発生し媒体に印加されるの記録磁界は記録コイルへの通電電流の他に、記録磁極材料、磁極形状、スペーシング、媒体の種類、膜厚などに依存するが、高密度化に伴い記録磁極先端部のサイズが縮小する事を考慮すると、発生磁界の大きさには限界がある。例えば最も発生磁界の大きな単磁極ヘッドと軟磁性裏打ち垂直媒体の組合せでも、記録磁界の大きさは高々１０ｋＯｅ程度が限界である。一方で将来の高密度・低ノイズ媒体に必要な５ｎｍ程度の粒径で、十分な熱擾乱耐性を得る上では、１０７ｅｒｇ／ｃｃ以上のＫｕを示す磁性膜材料を採用する必要があるが、その場合、室温付近における媒体の記録に必要な磁界は１０ｋＯｅを軽く上回る為、記録が出来なくなる。従って単純に媒体のＫｕを増加させてしまうと、記録自体が出来ないという問題が顕在化するのである。
【０００８】
上記した様に、従来の多粒子系媒体を用いた磁気記録では、低ノイズ化、熱擾乱耐性の確保、記録感度の確保がトレードオフの関係に有り、これが記録密度の限界を与える。この問題を解決する提案として、熱アシスト磁気記録方式がある。
【０００９】
多粒子系媒体を用いる熱アシスト磁気記録方式では、十分にノイズが低くなる程度に微細な磁性粒子を用い、熱擾乱耐性を確保する為に室温付近で高いＫｕを示す記録層を用いる。この様な大きなＫｕを有する媒体は、室温付近では記録に必要な磁界が記録ヘッドの発生磁界を上回り記録不能である。記録磁極の近傍に光ビーム、電子ビーム等の媒体加熱手段を配し、記録時に局所的に媒体を加熱し加熱部のＨｃ０をヘッド磁界以下に低下させて記録する。この基本コンセプトを実現する上での重要なポイントは、加熱中もしくは加熱直後の媒体が冷却する前のタイミングで記録磁界を供給して記録を完了する事、記録完了後、媒体が十分に冷却するまでに熱擾乱の影響で記録磁化が再反転するのを防止する事、隣接トラックを加熱して隣接磁化転移を熱擾乱で破壊する事の無い様に記録磁極の幅程度の微小領域のみを選択的に加熱する事などである。又、トラック幅方向に媒体温度が分布を持ち、トラック幅方向に媒体保磁力が一様に低下しない場合においては、記録磁区形状が矩形ではなく矢羽状になりやすく分解能を損ねるので、この矢羽状磁区の形成を防止する事も重要である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記したポイントの中、特に記録磁区が矢羽状になり分解能を損ねる、という課題に対して為されたものであり、記録磁極から媒体に印加する記録磁界強度分布を適正化する事で、熱アシスト磁気記録においても矩形状の磁区を得る事をその目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、その温度での保磁力がトラックエッジ部の記録磁界とほぼ一致するような等温線を形成するように記録磁極の幅程度の媒体磁性膜の微小領域のみを選択的に加熱する熱源素子と、前記熱源素子の周囲に形成され、前記記録磁極を有する記録素子とを具備し、前記記録磁極の先端部が、トラック幅方向にこの順で積層された第一の高飽和磁束密度膜、第一の中飽和磁束密度膜、第一の低飽和磁束密度膜、第二の低飽和磁束密度膜、第二の中飽和磁束密度膜、第二の高飽和磁束密度膜の積層体を有することを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッドを提供する。
【００１２】
また、本発明では、その温度での保磁力がトラックエッジ部の記録磁界とほぼ一致するような等温線を形成するように記録磁極の幅程度の媒体磁性膜の微小領域のみを選択的に加熱する熱源素子と、前記熱源素子の周囲に形成され、前記記録磁極を有する記録素子とを具備し、トラック中心付近の前記記録磁極の先端部と媒体間の距離がトラックエッジ付近の前記記録磁極の先端部と媒体間の距離よりも長くなるように調整されていることを特徴とする熱アシスト磁気記録装置を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１５】
本発明に実施形態の説明に先立ち、熱アシスト磁気記録装置の概要について説明する。図７は、ロータリーアクチュエータを用いた熱アシスト磁気記録装置の概略を示したものである。記録媒体１０１は、スピンドル１０２に装着され、所定の回転数で回転される。媒体１０１からわずかに浮上した状態もしくは接触した状態で情報の記録再生を行う磁気ヘッド（記録素子および再生素子）及び媒体１０１を加熱するための熱源素子を搭載したスライダー１０３は、薄板状のサスペンション１０４の先端に取り付けられている。サスペンション１０４は、図示しない駆動コイルを保持するボビン部等を有するアクチュエータアーム１０５の一端に接続されている。一方、アクチュエータアーム１０５の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ１０６が設けられている。ボイスコイルモータ１０６は、前記アクチュエータアーム１０５のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、それを挟み込むように対向して配置された永久磁石及び対向ヨークからなる磁気回路とから構成される。アクチュエータアーム１０５は、固定軸１０７の上下２カ所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ１０６より回転揺動が自在にできるようになっている。
【００１６】
図１は、本発明の熱アシスト磁気記録ヘッド及び熱アシスト磁気記録装置の基本的考えを説明する為の図であり、（ａ）は断面図（媒体を横から見た図）、（ｂ）は平面図（媒体を上から見た図）である。図１において、１は熱アシスト記録ヘッド、１１は熱源、１２は記録素子、２は媒体、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４は等温線、ＴＣはトラック中心、ＴＥはトラックエッジ、Ｍは記録磁区である。図１では、本発明の解決しようとする課題を明確にする為、記録磁区の形状は矢羽状に描いてある。図１で媒体は左側から右側へ数１０m／Ｓで移動する。右側がトレーリング方向、左側がリーディング方向であり、各素子（熱源、記録磁極）はリーディングエッジとトレーリングエッジを持つ。
【００１７】
熱アシスト磁気記録の実施においては、媒体２に対し熱源１１から熱線（光ビームもしくは電子ビームなど）を照射して、媒体を加熱し記録トラック幅に亘りＨｃ０をＨｗ以下に低下させる。媒体の温度分布は、照射する熱線のパワー、媒体移動速度、媒体の熱応答特性などに依存するが、一般的には媒体の移動方向（図１の右側）に膨らんだ形状、即ち図１中のＴ１からＴ４の形状を呈する。媒体温度は、Ｔ１が最も高く、Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４と外側ほど低い。この媒体温度分布と、媒体の熱磁気特性からＨｃ０の空間分布が決定される。Ｈｃ０は、Ｔ１の中央部付近で最小、Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４と外側ほど高い。もしも記録素子１２先端の記録磁極から媒体に印加する記録磁界（Ｈｗ）が記録磁極部に亘り一様な場合には、記録磁区は図１に示した様な矢羽根状になる。なぜならば、等温線Ｔ３の部分のＨｃ０がＨｗに一致しているとすると、Ｔ３の位置で磁化方向が固定され、それよりもトレーリング側ではＨｃ０＞Ｈｗなので磁化反転は起こらない。ある時刻ｔ０で例えばＨｗの向きが媒体面に対して上向き（垂直記録）もしくは右向き（長手記録）に、下向きもしくは左向きの状態から反転したとする。又、ｔ０＋ΔｔでＨｗの向きが、下向きもしくは左向きに再度反転したとする。媒体線速をＶとおくと、ｔ０からｔ０＋Δｔの間に媒体はＶΔｔ走行し、この間は上向きもしくは右向きに磁化されるのだから、ＶΔｔの長さの磁区が出来る事になる。図１では磁化固定点（Ｈｃ０＝Ｈｗになる位置）は記録トラック幅全体に亘り、記録磁極のトレーリングエッジよりもリーディング側に存在するので、記録磁区は矢羽根状になる。図１から、記録磁極厚が薄い場合には、トラック中心付近は等温線記録では無くトレーリングエッジ記録になる為、トラック中心付近は矢羽根状では無く直線状になる事が判る。即ち記録磁区を直線状にする上では、記録磁極厚を薄くした方が良い事になるが、記録磁極厚を過度に薄くするとＨｗ自体が低下して好ましくない。
【００１８】
所定のＨｗを供給する事が可能な適正な記録磁極厚を用いた場合、磁化転移の形状は、トラック幅全体に亘り矢羽根状を呈する場合と、トラックエッジ付近のみで矢羽根状、トラック中心付近では直線状を呈する場合とがある。前者は、磁化固定線（Ｈｃ０＝Ｈｗの線）の全てが記録磁極内部にあり、固定線と磁極のトレーリングエッジに交点が無い場合であり、後者は、磁化固定線と磁極のトレーリングエッジが二つの交点を有する場合である。磁化固定線が記録磁極内にある領域では、磁化転移は磁化固定線の形状に従って矢羽根状を呈するが、磁化固定線が磁極の外部にある場合には、磁化転移は磁極のトレーリングエッジの形状に従う。磁化固定線と磁極のトレーリングエッジの交点がトラックエッジにかなり近い場合には、再生素子のトラック幅を二つの交点を結ぶ線分以下とすれば、実質的には矢羽根状磁化転移の影響は無いが、アジマス角、記録磁極と再生素子の製造較差などを考慮すれば、交点が存在する形態においても、記録トラック幅全体に亘り、略直線状の磁化転移を形成するが好ましい。本発明は、トラック幅全体に亘り略直線状の磁化転移を形成する事を基本的な目的としている。
【００１９】
この目的を実現する手法は、トラック中心付近のＨｗがトラックエッジ付近のＨｗよりも低く調整されている事であり、トラック幅方向のＨｗの分布が、媒体の熱応答分布に従っている事である。具体的な手法としては、以下の四つが挙げられる。一番目は、トラック中心付近の飽和磁束密度（Ｂｓ）が、トラックエッジ付近のＢｓよりも小さく調整されている記録磁極であり、二番目は、トラック中心付近の記録磁極厚がトラックエッジ付近の記録磁極厚よりも薄く調整されている記録磁極であり、三番目は、トラック中心付近の記録ギャップ厚がトラックエッジ付近の記録ギャップ厚よりも厚く調整されている記録磁極であり、四番目は、トラック中心付近の記録磁極と媒体間の距離（スペーシング）がトラックエッジ付近のスペーシングよりも長く調整されている記録磁極である。
【００２０】
前記した様に、磁化固定線と記録磁極のトレーリングエッジが交点を持つ場合には、上記した本発明の手段は、少なくも交点よりもトラックエッジ側の領域に対して為されるものである。
【００２１】
従来の記録磁極はトラック幅に亘り、均一なＢｓ、均一な磁極厚、均一なギャップ厚、均一なスペーシングを有しており、媒体上での記録磁界（Ｈｗ）の分布は記録磁極部に亘りほぼ均一で、ややトラック中心付近の方がトラックエッジ付近よりもＨｗが大きかった。均一なＢｓ、均一な磁極厚、均一なギャップ厚、均一なスペーシングでトラック中心付近のＨｗがトラックエッジ付近のＨｗよりも大きくなる理由は、記録磁極表面に点電荷を均一においてＨｗのシミュレートした場合を想定すれば容易に理解される。記録磁極下部の媒体上でのＨｗは点電荷からの電気力線のベクトル和で与えられるが、当然の事ながら、トラック中心部の方がトラックエッジ付近よりも電気力線は密である。
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を説明する。
【００２３】
[第１実施形態]
本実施形態では、プラナー構造の熱源一体型単磁極ヘッドに本発明を適用した例を説明する。熱源としては端面発光ＬＤを採用した。図２は本実施形態に用いた熱源一体型ヘッドの全体構成を示す図である。プラナー構造のヘッド素子は例えばスライダーの側面上に形成される。図２（ａ）は、ヘッド素子をスライダー側面情報から見た図で、媒体２は図２（ａ）において左側か右側へ移動する。図２（ｂ）は、ヘッド素子を図１（ａ）の左側から見込んだ図であり、図２（ｂ）の横方向がトラック幅方向に相当する。図２において、１１は熱源素子、１２は記録素子、２は媒体、Ｓはスライダーである。再生素子については、本発明の本質に関わりがないので特に図示しないが、熱源素子のリーディング側もしくは記録素子のトレーリング側に設ける。図２の構成では、ヨーク掬い上げ型の再生素子を設けるのが良い。又、再生ギャップは基本的にトラック幅方向に直線状を為す。
【００２４】
熱源素子１１の基本構成は、端面発光ＬＤ１１１、媒体面に近接して配される反射体１１２、反射体１１２に設けられた光学開口１１３であり、ＬＤ１１１の基本構成は、ｎ型クラッド層１１１Ｃｎ、活性層１１１Ａ、ｐ型クラッド層１１１Ｃｐであり、煩雑を避ける為、図２においては、バッファ層、電極などは除いて示した。記録素子１２の基本構成は、記録磁極１２１、リターンパス１２２、コイル１２３、磁路１２４である。図２では、本発明の実施に関わる心臓部のみを記載し、絶縁膜、電極などと素子の詳細な構造は除いて示した。スライダーＳとしては、例えばアルチックもしくはアルチックにＬＤ成長用基板を接合したものが用いられる。
【００２５】
上記した構成の熱源一体型記録再生素子は、例えば以下の手順で作成する事が可能である。ウェファー状のアルチック基板Ｓに、必要に応じてGaAS,GaN,ｃ面サファイアなどのＬＤ成長用基板を接合し、ＭＯＣＶＤ法により、ＬＤ部１１１を成長させる。基板Ｓと活性層の間隔は、活性層の中心が、記録磁極の中心になる様に調整される。図２の様に最終的に基板に近い側にリターンパスが配される構造の場合は、基板とＬＤ部の間隔は長く、ＬＤ成長用基板を用いなくても、先ず基板上にバッファ層を厚く成長させる事で、クラッド層、活性層の結晶性を確保する事も可能である。例えば波長４００ｎｍ程度のＬＤ素子を用いる場合には、基板上にGaNバッファ層、ｎ型GaN層、ｎ型InGaN層、ｎ型AlGaN／GaNからなるｎ型クラッド層１１１Ｃｎ、n-GaN層、多重量子井戸構造のInGaNからなる活性層１１１Ａ、ｐ型AlGaN層、p-GaN層、ｐ型AlGaN／GaNからなるｐクラッド層１１１Ｃｐ、ｐ型GaN層を成長させた後、ＲＩＥ加工によりｎ型GaN層までエッチングし、ｎ電極を形成した後、再度ＰＥＰして電極部を被覆後、GaNバッファ層を加工してＬＤ部１１１を島取りする。レジスト除去後、ｐ型クラッド層とｐ型GaN部付近を適当な形状に加工し、必要に応じてＳｉＯ２などの保護膜で側壁部を被覆した後、ｐ型電極をパターニング形成する。ＬＤ部の媒体面側の面とその反対側の面には反射膜を形成して、共振器を形成する。ＬＤの媒体面側の面は透過性のある反射膜とし光出射面とする。媒体面側と反対側の面の反射膜は全反射でも良いが、透過性を持たせて光出力制御用のモニター光検出に利用しても良い。上記に従って形成したＬＤ部１１１の媒体面側の部分に透明体からなる導波部を形成し、導波部先端に反射体１１２を形成する。これらの形成は、成膜→ＰＥＰ→エッチングの工程で実施しても、ＰＥＰ→埋め込み成膜→リフトオフの工程で実施しても良く、又、反射体部はフレームメッキ法により形成しても良い。光学開口１１３は素子をチャッピング後、媒体面側からＦＩＢ加工して形成するのが良い。この様にして、熱源素子１１を形成する事が出来る。
【００２６】
次に、島状に形成された熱源素子の周囲に記録素子１２を形成する。例えば先ず基板Ｓ上にフレームメッキ法によりNiFe,FeCoNiなどの軟磁性体からなるリターンパス１２２を形成し、さらにパターニングしてリターンパスと同系統の材料からなる磁路１２４部を形成する。次にレジストをコイルパターンで形成し、Cu等からなる記録コイル１２３をフレームメッキ成長させ、レジストで被覆する。さらにレジストパターンを形成して、先端部を除く記録磁極部１２１を形成する。次に光学開口１１３に隣接する記録磁極先端部の形成を例えばスパッタリング法、蒸着法で実施する。図２では膜の成長方向がトラック幅方向になるので、磁極先端部に先ずフレームを形成しておき、フレーム中にコリメーションスパッタ、ロングスロースパッタ、蒸着などの異方性成膜法で飽和磁束密度（Ｂｓ）の異なる材料を順次、積層すれば本発明の熱アシスト磁気記録ヘッドを形成する事が可能である。
【００２７】
図３は、記録磁極先端部の拡大図と媒体面での記録磁界（Ｈｗ）の分布であり、（ａ）が磁極先端付近の拡大図、（ｂ）がＨｗのトラック幅方向の分布である。図３（ａ）において、１２１は記録磁極の先端付近、ＨＢ１は第一の高Ｂｓ膜、ＭＢ１は第一の中Ｂｓ膜、ＬＢ１は第一の低Ｂｓ膜、ＬＢ２は第二の低Ｂｓ膜、ＭＢ２は第二の中Ｂｓ膜、ＨＢ２は第二の高Ｂｓ膜、２は媒体である。図３（ａ）の横方向がトラック幅方向に対応する。ＨＢ１からＨＢ２までの各層のＢｓと膜厚は、所望の記録磁界の分布が得られる様に、予め磁界計算を行う等して決定する。ＨＢ１からＨＢ２は直接積層されていても、中間に非磁性層を介して積層されていても構わない。この実施例では、各層の膜厚を５０ｎｍとし、ＨＢ１，ＨＢ２としてＢｓが約１．９ＴのFeTaC膜、ＭＢ１，ＭＢ２としてＢｓが約１．３ＴのCoZrNb膜、ＬＢ１，ＬＢ２として、Ｂｓが約１ＴのNiFe膜を各々用い、各層の間に層間の交換相互作用を分離する目的で、膜厚１ｎｍ程度のＳｉＯ２膜を配した。図３（ｂ）は図３（ａ）の構成の記録磁極から媒体に印加するＨｗの分布の設計値（シミュレーション値）である。トラック中心付近のＨｗがトラックエッジ付近のＨｗよりも小さい、本発明の特有のＨｗ分布を示している事が判る。本実施形態では、トラックエッジ付近のＨｗは１２ｋＯｅ、トラック中心付近では、８ｋＯｅ程度であった。
【００２８】
磁化固定線（Ｈｃ０＝Ｈｗの線）と記録磁極のトレーリングエッジが交点を持つ場合には、交点の内側のトラック中心に近い位置では、記録磁極のＢｓは一様にしても構わない。この場合には少なくも交点の外側のトラックエッジに近い領域で、図３（ａ）の様なトラックエッジに向けて高いＢｓを有する磁極を用いれば良い。
【００２９】
最後に記録素子のトレーリング側にヨーク掬い上げ型のＧＭＲ再生素子を形成し、保護コーティングを施した後、ＬＤ、記録素子、再生素子の電極パッドを形成し、列切断後、ＦＩＢ加工により光学開口１１３を形成した。光学開口の形成は、記録磁極先端を目印に行い、開口のトラック幅がほぼ記録磁極のトラック幅（本実施形態では３０５ｎｍ）に等しくなる様にした。開口のトラック方向の長さは光利用効率を確保する為に４００ｎｍ程度とした。開口形成後、チッピングを行い、基板Ｓをスライダー加工に供した。スライダー加工後、ヘッドジンバルアセンブリーを行い、電極を接続して、スピンスタンド評価機のヘッド部に装着した。
【００３０】
媒体２は、例えばガラスディスク基板上に、例えば１００ｎｍ程度の軟磁性層、１０ｎｍ程度の配向制御層、２０ｎｍ程度の記録層、５ｎｍ程度の保護層、１〜３ｎｍ程度の潤滑層からなり、潤滑層がヘッドと対向する。媒体の形成は、潤滑層を除いて代表的にはスパッタリング法により、潤滑層はディップコートもしくはスピンコート法が適用される。熱アシスト記録に用いる媒体の記録層は室温付近では、記録磁界（Ｈｗ）よりも保磁力（Ｈｃ０）が大きく、数ｎｍ程度の微細な結晶粒であっても十分に高い熱擾乱耐性を示す。又、数１００℃の加熱によりＨｃ０がＨｗ未満に低下する熱磁気特性を有する。本実施形態に用いた媒体は、室温のＨｃ０が３０ｋＯｅ、２００℃のＨｃ０が１０ｋＯｅであった。媒体は、本発明の熱アシスト磁気ヘッドが装着されているスピンスタンド評価機に装着した。
【００３１】
上記した構成を用いて、本発明を以下の手順で実施した。媒体を例えば４２００ｒｐｍで回転し、ヘッドを所定の半径位置にローディングして浮上動作させる。浮上量は例えば１０ｎｍである。次にＬＤを駆動し、例えば光源部での光放出パワーを２０ｍＷ程度とする。開口を通じて媒体側に出射する光強度は約２ｍＷ程度である。この光照射により媒体は最大で４００〜５００℃に昇温し、図１（ｂ）に示した形状の等温線を形成する。熱解析の結果では、図１のＴ３の等温線が１８０単位程度で、この温度でのＨｃ０は１２ｋＯｅトラックエッジ部のＨｗとほぼ一致する値を示した。又、Ｔ２の等温線は、２４０℃（Ｈｃ０：６ｋＯｅ）であり、トラック中心付近では、Ｔ２の等温線のややＴ３に近い部分のＨｃ０が８ｋＯｅと、トラック中心付近のＨｗに一致した。図１（ｂ）から判る様に、トラックエッジの記録点（Ｈｃ０とＨｗが等しくなる点）と、トラック中心付近の記録点は、ほぼトラック幅方向に直線状に並ぶ事になる。最高記録周波数（線密度）を変えながら図３（ｂ）のＨｗ分布の磁界を媒体に印加してランダムパターンの記録を行ない、ＧＭＲ素子で再生しビットエラーレートを調べた。ＧＭＲ素子の再生トラック幅は２５０ｎｍ、再生ギャップは５０ｎｍである。その結果、ビットエラーレートは５００ｋＦＣＩの線密度まで１０Ｅ−６以下という良好な値を示した。５００ｋＦＣＩ以上では、再生ギャップが分解能を制限する為に実験は行っていないが、より狭ギャップの再生素子を用いれば、さらに高い線密度でも良好なエラー率が得られるものと考えられる。ちなみに記録磁区パターンをＭＦＭにて観察した結果、磁化転移は本発明の目的通り、トラック幅方向に直線状をなし、かつ６００ｋＦＣＩでも記録磁区は観察された。
【００３２】
比較の為、磁極先端部がFeTaCのみからなる従来技術の記録ヘッドを用いて、上記と同様に比較例を実施した結果、４００ｋＦＣＩ未満からエラー率が１０Ｅ−６以上に増大した。記録磁区をＭＦＭ観察した結果は、磁化転移が矢羽根状であり、比較的低い線密度からエラー率が増加した理由は記録磁区形状に起因する分解能の低下であると見なされた。
【００３３】
上記した実施形態では、垂直記録とプラナー構造のヘッドを組み合わせた場合について説明したが、長手記録、プラナー以外の構造のヘッドにおいても、記録磁極先端のＢｓをトラック幅方向に分布させて、所定のＨｗ分布を得る事は可能である。
【００３４】
[第２実施形態]
図４は、本発明に係る熱アシスト磁気ヘッド及び熱アシスト磁気記録装置の第２実施形態の構成を示す図である。図４において、同等の機能を有する部材は、図２と同一の符号で示してある。図４（ａ）はヘッドと媒体の構成を示す図、（ｂ）は媒体から見込んだ記録磁極先端部付近の拡大図である。図４（ａ）において、１１は熱源素子、１２は記録素子、１３は再生素子、２は媒体、Ｓはスライダーである。この場合のヘッド構造はプラナー構造ではなく、通常の積層構造である。熱源素子１１は、ｎ型クラッド層１１１Ｃｎ、活性層１１１Ａ、ｐ型クラッド層１１１Ｃｐ、導波部１１４、反射体１１２、光学開口１１３を基本構成として具備する。記録素子１２は、記録磁極部１２１、リターンパス１２２、コイル１２３、磁路１２４からなる。再生素子は、リターンパスを兼ねるリーディング側シールド１２２、ＧＭＲ再生素子１３１、トレーリング側シールド１３２からなる。図４（ｂ）に示す様に、記録磁極１２１の先端部において、磁極のトラック方向の厚みがトラック幅方向に均一ではなく、トラック中心付近がトラックエッジ付近よりも薄く調整されている点が、本実施形態の特徴である。図４（ｂ）では、記録磁極先端の開口に近い側はトラック幅方向に直線状、反対側が曲線状になっている例を示したが、トラック中心付近の厚みがトラックエッジ付近よりも薄く調整されていれば、どの様な形状でも構わない。
【００３５】
又、磁化固定線と記録磁極のトレーリングエッジが交点を持つ場合には、交点の内側のトラック中心に近い領域では、記録磁極の厚さは一様でも構わない。この場合は、少なくも交点よりもトラックエッジに近い領域において、磁極の厚さが図４（ｂ）の様に調整されていれば良い。
【００３６】
図４の熱アシスト磁気ヘッドは例えば以下の手順で作成可能である。アルチック基板に必要に応じてＬＤ成長用基板を接合し、ＬＤ素子１１１を第１実施形態と同様に成長させて島状にＲＩＥ加工する。次に導波部１１４、反射体１１２を形成し、熱源素子１１を得る。フレームメッキ法により、記録磁極部１２１と磁路１２４の一部を形成後、コイル１２３をフレームメッキ法で形成する。続いてリターンパスをメッキ形成し、必要に応じて平坦化した後、絶縁膜、ＧＭＲ素子部１３１、絶縁膜、トレーリング側シールド１３２の順番に形成する。記録磁極先端の加工は、例えば光学開口の形成と同時にＦＩＢで行う事が出来る。こうする事で比較的形状の自由度高く、図４（ｂ）に示した記録磁極先端部が得られる。形状は予め磁界解析を行って所定のＨｗ分布が得られる様に定めれば良い。ＦＩＢ加工を行う代わりに、メッキ成長させた磁極先端を等方性のエッチングにより加工しても良い。
【００３７】
この様にして得たヘッドを、熱アシスト磁気記録用に調整された媒体と共に、スピンスタンド評価機に装着して、評価した結果、第１実施形態とほぼ同等の効果が得られた。
【００３８】
上記した実施形態では、垂直記録と積層構造のヘッドを組み合わせた場合について説明したが、長手記録、積層構造のヘッドにおいても、記録磁極先端の膜厚をトラック幅方向に分布させて、所定のＨｗ分布を得る事は可能である。
【００３９】
図４（ａ）と同一の構成で、記録磁極先端部をＦＩＢ加工する際の加工方法を変えれば、トラック幅方向にスペーシングが変化しているヘッドを得る事も可能である。図５はこの様にして得た、記録磁極先端部と媒体の構成を示す図であり、１２１が記録磁極先端部、２が媒体である。媒体面におけるＨｗは、スペーシングが大なる程小さいので、図５の様な形状に加工すれば、トラック中心付近のＨｗをトラックエッジ付近のＨｗよりも小さくする事が出来る。この場合も、予め所定のＨｗ分布を得る為の磁極先端形状を磁界解析で定めておくのが好ましい。又、磁化固定線と記録磁極のトレーリングエッジが交点を持つ場合には、交点の内側のトラック中心に近い領域では、磁極の媒体面側の面は平坦で構わない。この場合には、少なくも交点の外側のトラックエッジに近い領域の磁極の形状を図５の様に調整すれば良い。
【００４０】
[第３実施形態]
本実施形態では、熱アシストの長手記録に本発明を適用した例を説明する。媒体は磁化容易軸が媒体膜面内方向を向いている他は、前記した実施例とほぼ同等の性能を有する。図６は本実施例に用いた熱アシスト磁気ヘッドと媒体の構成を示す図であり、図６（ａ）はヘッドと媒体の構成を示す図、図６（ｂ）は磁極先端を媒体面から見込んだ拡大図である。図６において、１１１は面発光ＬＤ、１１４は導波部、１１３は光学開口、１１２はリーディング側記録磁極、１１２Ｔはトレーリング側記録磁極、２は媒体である。図６（ｂ）に示す様に、磁極１１２Ｌと１１２Ｔとの間の記録ギャップ領域におけるギャップ厚が、トラック中心付近では厚く、トラックエッジ付近では薄く調整されている点が特徴である。長手記録におけるＨｗはギャップが厚いほど小さい事を利用した構造となっている。ギャップ厚の分布は、予め磁界解析によって所定のＨｗ分布が得られる様に決定するのが良い。
【００４１】
上記した構成の熱アシスト磁気ヘッドは、例えば以下の様にして作成する事が可能である。先ず面発光ＬＤを基板（図６（ａ）では図の上方が基板である）上に成長させて島状に加工した後、導波部を例えば角錐状もしくは円錐状に形成する。次に導波部側壁に磁極をフレームメッキ法などで形成し、先端に光学開口１１３を形成する。この光学開口１１３部は磁気ギャップを兼ねる。図には煩雑を避ける為、コイルは示していないが、例えば、磁極１１２Ｌ及び１１２Ｔの上方に磁路を設け、磁路の周囲にコイルを巻きつけ、二つの磁路はさらに上方で連結させる構造とすれば、ギャップ部を除き閉磁路を形成する事が出来る。二つの磁路を連結する軟磁性体は、面発光素子が設けられている部分を取り囲む様に設ける事が出来る。図６（ｂ）の構造は、媒体対向面側から例えばＦＩＢ加工を行う事により形成可能である。図６（ｂ）では、リーディング側磁極の先端の両側を加工した例を示したが、加工はギャップ側のみに施してもよく、その場合には、ギャップ厚が分布を持つ効果と、記録磁極厚が分布を持つ効果の相乗効果として、Ｈｗが所定の分布を呈する。ギャップ厚分布加工は、トレーリング側磁極に対して行ってもよく、又、両方の磁極に対して行っても良い。又、磁化固定線と記録磁極のトレーリングエッジが交点を持つ場合には、交点の内側のトラック中心に近い領域では、記録ギャップは一様で構わない。この場合には、少なくも交点の外側のトラックエッジに近い領域の記録ギャップの形状を図６（ｂ）の様に調整すれば良い。
【００４２】
以上の第１乃至第３実施形態で用いたＨｗ分布制御手法は、単独で用いても適当に組合わせて用いても良い。又、本発明は、実施形態に記載したＨｗ分布の形成手段に限定されるものではなく、トラック中心付近のＨｗがトラックエッジ付近のＨｗよりも小さく調整される手法であれば何でも構わない。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、熱アシスト磁気記録において、媒体の熱分布が記録トラック方向に不均一な場合においても、トラック幅方向に直線状の磁化転移を形成する事が可能になり、線密度を向上する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の解決すべき課題を説明する為の図。
【図２】  本発明の第１実施形態の構成を示す図。
【図３】  本発明の第１実施形態における記録磁極先端の詳細を示す図。
【図４】  本発明の第２実施形態の構成を示す図。
【図５】  本発明の第２実施形態における記録磁極先端部と媒体の構成を示す図。
【図６】  本発明の第３実施形態の構成を示す図。
【図７】  ロータリーアクチュエータを用いた熱アシスト磁気記録装置の概略図。
【符号の説明】
１  熱アシスト磁気ヘッド
１１  熱源素子
１２  記録素子
２  媒体
１１１  ＬＤ素子
１１１Ｃｎ  ｎ型クラッド層
１１１Ｃｐ  ｐ型クラッド層
１１１Ａ  活性層
１１２  反射体
１１３  光学開口
１２１  記録磁極
１２２  リターンパス
１２３  コイル
１２４  磁路
１３１  再生素子
１３２  シールド
【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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