JP2009301597A - 熱アシスト磁気記録ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】
光源とこれから輻射されたレーザを磁気ヘッド先端に導く導波路を備えた熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、光源の発熱の影響を防止し、且つ良好な浮上特性を確保しながら、光源と磁気ヘッドとを高効率で光学的に結合させ、且つ磁気記録ヘッド自体の小型化を図る。
【解決手段】
本発明は、第一サブマウントに搭載された半導体レーザの一端面側の一部もしくは全部を傾斜面とした反射ミラーを設け、スライダの一端面近くに光導波路を前記スライダの厚み方向に貫通するように設け、前記スライダを第二サブマウント上に搭載し、前記ミラーからの出射光の光軸と前記光導波路の光軸がほぼ一致するように前記第一サブマウントと前記第二サブマウントの位置を調整して、新規な熱アシスト磁気記録ヘッドを実現する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、磁気記録媒体と記録媒体に磁界によって書き込む手段と記録媒体をレーザ光によって加熱する手段を備えた熱アシスト磁気記録ヘッドに関する。

近年の情報化社会の発展にともない、音声や映像の高精細化が進みかつインターネットのデータ通信量も著しく増加している。これにともない、サーバ等に蓄積される電子データ量が増加し、情報記録システムの大容量化が求められている。情報記録装置として、パソコン、レコーダ、カメラなどに装備されている光ディスクドライブ装置やハードディスクドライブ装置は、膨大な情報を蓄積するための高記録密度化が求められている。この高密度化は、ディスクの記録ビットサイズの微小化を表している。

ハードディスクの高密度化を達成するためには、記録媒体とヘッドの距離を狭め、磁気記録媒体の磁性膜の結晶粒径を微細化することが必要である。磁気記録媒体において、結晶粒径を微細化すると、粒子が熱的に不安定になるという熱ゆらぎの問題があり、近年、高密度化における阻害の主要因として顕在化されてきている。結晶粒径を微細化し、熱的な安定を同時に達成するためには、保持力を大きくすることが有効である。保持力の増加により、記録に必要な磁気ヘッド磁界強度の増加が必要となる。しかし、記録ヘッドに使われる磁性材料の物性及び磁気ディスクとヘッドの距離を狭めることに限界があるため、高密度化にともない保持力を増大させることが困難である。上記の問題を解決するために、光記録と磁気記録を融合した光・磁気ハイブリッド記録技術が提案されている。記録時に印加磁界発生と同時に媒体を加熱して、媒体の保持力を低減させる。これによって、従来の磁気ヘッドでは、記録磁界強度が不足して記録が困難であった高保持力の記録媒体にも記録が容易となる。再生は、従来の磁気記録で用いられている磁気抵抗効果を用いる。このハイブリッド記録方法を熱アシスト磁気記録と呼ぶ。ここで、光による加熱方法は、近接場（Near Field）を利用する方法が提案されている。近接場を用いた熱アシスト磁気記録は、レーザ光源が発生したレーザ光を記録ヘッドに導き、近接場光を発生させる機能を有する素子（以下、近接場光発生素子）を用いて光スポット径を記録に適した大きさと形に変換して使用する。

通常、レーザ光源には、ディスクドライブのパッケージ内で使用する必要性から、レーザ光源の中でも小型で低消費電力の半導体レーザ（レーザダイオードとも記される）が用いられる。Ｔｂ／ｉｎ^２（テラバイト／平方インチ）以上の記録密度を実現する近接場を用いた熱アシスト磁気記録装置で使用する用途の場合、記録媒体表面に達するまでには、数ｍＷ程度のパワーが必要となる。

レーザダイオード（以下、ＬＤ）で発生したレーザ光を近接場発生素子に導く光学部品は、反射ミラー、レンズ、光導波路などの光学部品である。ＬＤから発生した光は、光路に配置された光学部品を通過して、近接場発生素子、またその先の記録媒体に到達する。光路を通過する途中に光強度は減衰し、ＬＤの発生した光出力の数十分の一になる。光強度の減衰の主な原因は、光学部品内を通過する時の吸収損失や散乱損失、及び光学部品を接着する時に生じる理想的な位置からのずれに起因する結合損失等である。よって、熱アシスト磁気記録において、近接場発生素子に入射するまでの結合損失を小さくした構造が必須となる。

一方、ハードディスクのスライダは、ピコスライダ（Picoslider）からフェムトスライダ（Femtoslider）へと小型化が進んでいる。また、浮上面は１０ｎｍ程度まで浮上量も小さくなってきている。今後はさらに小型化が進み、浮上面が小さくなることも予想される。しかし、小型化及び浮上量が小さくなると、スライダ自身の反りが問題になってくる。そのため、上記述べた結合損失を小さくすることに加え、スライダの反りを抑えた構造が必須となってきている。

なお、特開２００２−２９８３０２号公報（以下、特許文献１）には、溝を形成したスライダの上に光ファイバーを配置し、スライダ端面の光プリズムを介して、レーザ光を、ギャップを介して対向する一対の構造体である近接場プローブ及び書き込みヘッドに入射することで、媒体の低ノイズ化、熱擾乱耐性の確保、実用的な記録ヘッドによる記録を実現する光アシスト磁気記録ヘッドを提供している。特開２００６−１８５５４８号公報（以下、特許文献２）には、サスペンションの下側にスライダ、磁気磁極、磁気記録素子、磁気再生素子、光導波路、開口を取付けており、サスペンションの反対側にレーザダイオードを配置することで、小型軽量化を図った熱アシスト磁気記録ヘッドを提供している。さらに、スライダと同様の方向に導波路とＬＤ素子を縦に並べて配置する構造についても記載されている。特開２００７−９５１６７号公報（以下、特許文献３）には、サスペンション上に、半導体レーザ、導波路、近接場発生素子及びスライダとして機能する回折素子が設け、半導体レーザから出射されたレーザ光は導波路を伝播して回折素子によって集光され、プラズモンプローブ（Plasmon Probe）を照射することで、簡単な構成によって薄型化を達成できる熱アシスト磁気記録ヘッドを提供している。

特開２００２−２９８３０２号公報 特開２００６−１８５５４８号公報 特開２００７−９５１６７号公報

上記特許文献１で論じられている従来技術では、光ファイバーを介してスライダ端まで光を導いている。レーザ光源及び光ファイバーを固定する配置について、示唆されていないが、サスペンションもしくはアームに実装された場合、スライダまでのファイバの引き回しが大きな課題となる。加えて、光ファイバは剛性が高く、ディスクのうねりに対応して、浮上するスライダの動きを阻害するため、本構造では、浮上特性において課題が多い。

上記特許文献２で論じられている従来技術では、サスペンションの厚みやサスペンションとの接続材の厚みを通して、導波路に光を導く構成となるため、光の結合の効率が悪いという課題がある。また、スライダはディンプルで微小に稼動するのが一般的だが、上記構成では、ＬＤ光が追従しないため、光結合に大きな問題が出る。一方、サブマウントをスライダ側に設けた場合は、スライダの追従に問題はないが、一般的に、ＬＤの長さ（共振器長）は５００μm程度必要となることから、厚くなり、サイズに大きな課題がある。また、ＬＤ素子の放熱やサスペンションとスライダ、スライダとサブマウントの接続材などについての示唆されていない。上記特許文献３で論じられている従来技術では、サスペンション上に導波路を配置され、スライダがサスペンションに接続される構成となっているが、従来のディンプルのように、ねじれ方向や曲げに対応して動く機能がなく、浮上特性の観点において課題が多い。また、スライダとして、樹脂や石英からなる透光性平板が提案されているが、これまで使用されているＡｌＴｉＣに対して、加工精度や剛性や価格の観点から代替とすることは困難である。

そこで、本発明は、放熱性と浮上特性を確保しつつ、半導体レーザからの光を効率よく、磁気ヘッド近傍の光導波路に伝播させることで、高密度・高速記録対応を可能となる熱アシスト磁気記録ヘッドを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、第一のサブマウントに搭載された半導体レーザには、少なくとも一端面側の一部もしくは全部を傾斜面とした反射ミラーを有し、スライダの一端面近くに、光導波路が前記スライダの厚み方向に貫通するように設けられ、前記スライダは、凹型の第二のサブマウントもしくは直方体のサブマウントを複数組み合わせた第二のサブマウント上に搭載され、前記ミラーからの出射光の光軸と前記光導波路の光軸がほぼ一致するように前記第一のサブマウントと前記第二のサブマウントが配置された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。

その代表的な一例は、
（１）「共振器方向（後述するｚ軸方向）の一端に共振器方向と交差する方向（後述するｙ軸方向）にレーザを反射させるミラーを備えた半導体レーザ」、「一端に一対の磁極（記録媒体に印加する磁界を発生する）が設けられ且つ当該一端側に前記半導体レーザの一端と光学的に結合した導波路が形成されたスライダ」、「前記半導体レーザが搭載され且つ該半導体レーザの共振器方向に沿う主面を有する第１サブマウント」、及び「第１主面とその反対側の第２主面（後述するサスペンションに対向）とを有し且つ該第１主面の第１端側の一部に前記スライダが固定される第２サブマウント」を備えた熱アシスト磁気記録ヘッドであって、
前記第２サブマウントの前記第１主面の前記第１端とは反対側の第２端側の他部及び該他部に対向する前記第２主面の部分は該第２端から該一部に向けて（言わば上記共振器方向に）延在する一対に別れて（後述するｘ−ｚ面内で）凹字型を呈し、
前記第１サブマウントは、その前記主面に搭載された前記半導体レーザが前記第２サブマウントの前記第１主面における前記凹字型の他部を成す前記一対に挟まれるように、その該主面の該半導体レーザが搭載された部分の両側で該第２サブマウントの該第１主面の該他部を成す該一対に夫々接合され、
前記半導体レーザの前記一端と前記スライダに形成された前記導波路とは、前記第１サブマウントの主面と、前記第２サブマウントの前記第１主面の前記一部及び前記他部を成す一対とに囲まれた空間にて光学的に結合している。

この一例において：
（２）前記第２サブマウントは、前記第１主面の前記一部を成す第１部材と、該第１主面の前記他部の前記一対を成す第２部材及び第３部材の少なくとも３つで組み立てられていてもよく；
（３）前記半導体レーザと前記導波路とは、前記第１サブマウントの主面の端から前記第２サブマウントの前記第１主面の一部に向けて突き出された該半導体レーザの前記一端と、該第２サブマウントの該第１主面の一部からその前記第２端に向けて突き出された該導波路の一端とを互いに向き合わせることにより光学的に結合されてもよい。

また、本発明は、前記光導波路の浮上面端部及びその近くの部分に近接場発生素子が配置されていることを特徴とする。例えば：
（４）前記スライダに形成された前記導波路の前記半導体レーザと光学的に結合される一端とは反対側の他端には、該導波路で伝搬されたレーザから近接場光を発生させる近接場発生素子が設けられている。

また、本発明は、前記半導体レーザ素子のｐ電極及びｎ電極の両方が活性層側の面に設けられていることを特徴とする。例えば：
（５）前記半導体レーザは半導体基板と、該半導体基板の主面の一方に形成された活性層とを備え、該活性層に電流を注入するためのｐ型電極及びｎ型電極は、該半導体基板の主面より該活性層側に設けられている。

また、本発明は、前記半導体レーザ素子には、メサ構造を形成する際のプロセスで作製された位置合わせマークが形成され、前記スライダ側にはコアを形成するプロセスで作製された位置合わせマークが形成されていることを特徴とする。例えば：
（６）前記半導体レーザにはその活性層をメサ構造に成形する工程で位置合わせマークが形成され、前記スライダにはその前記一端に前記導波路のコアを形成する工程で位置合わせマークが形成されている。

また、本発明は、前記第二のサブマウントの幅が、前記スライダの幅よりも大きいことを特徴とする。例えば：
（７）前記第二サブマウントの前記第１主面の前記第１端から前記第２端へ延在する方向（共振器方向、後述するｚ軸方向）と交差する幅（後述するｘ軸方向の寸法）は、前記スライダの該延在方向と交差する幅より大きい。

また、本発明は、前記第二のサブマウントの幅が、前記第一のサブマウントの幅よりも大きいことを特徴とする。例えば：
（８）前記第二サブマウントの前記第１主面の前記延在方向と交差する幅は、前記第一サブマウントの該延在方向と交差する幅より大きい。

また、本発明は、前記第二のサブマウントとスライダの端部分の少なくとも一部に、放熱材もしくは熱伝導率の高い接着剤を用いてフィレット（隅肉）を形成したことを特徴とする。例えば：
（９）前記第二サブマウントの前記第１主面とこれに接する前記スライダの端部の少なくとも一部に放熱材、又は該第二サブマウントと該スライダとを接着する接着剤より熱伝導率の高い接着剤のフィレットが形成されている。

また、本発明は、前記第一のサブマウントと前記スライダの間の少なくとも一部に放熱材もしくは熱伝導率の高い接着剤を充填したことを特徴とする。例えば：
（１０）前記第一サブマウントと前記スライダとの間隙の少なくとも一部に放熱材、又は該第二サブマウントと該スライダとを接着する接着剤より熱伝導率の高い接着剤が充填されている。

また、本発明は、前記放熱材及び熱伝導率の高い接着剤の弾性率もしくは硬度は、第二のサブマウントとスライダ及び第一のサブマウントを接着している接着剤に比べ、小さいことを特徴とする。例えば：
（１１）前記放熱材及び前記熱伝導率の高い接着剤の弾性率又は硬度は、前記第二サブマウントと前記第一サブマウント及び前記スライダとを接着している接着剤のそれより小さい。

また、本発明は、前記反射ミラーから反射され、前記導波路に結合する部分に、屈折率が１より大きい樹脂を充填したことを特徴とする。例えば：
（１２）前記第１サブマウントの主面から突き出された前記半導体レーザの一端と、前記第２サブマウントの前記第１主面の一部から突き出され且つ該半導体レーザの一端に対向する前記導波路の一端との間には屈折率が１より大きい樹脂が充填され、前記反射ミラーで反射されて該半導体レーザの一端から出射されるレーザは該樹脂で伝搬されて該導波路に入射される。

また、本発明は、前記半導体レーザの少なくとも一部もしくは全面を樹脂で覆ったことを特徴とする。例えば：

以上のように、本発明によれば、２つのサブマウントを用いることにより、放熱性を確保しつつ、磁気ヘッド近傍に半導体レーザを配置できるため、半導体レーザからの光を効率良く、光導波路に伝播させることが可能となる。さらに、スライダの反りを抑えかつディンプルも配置できる構造のため、良好な浮上特性を確保することができる。以上より、厚みがそれほど厚くなることなく、コンパクトな構成で、高密度・高速対応を可能とする熱アシスト磁気記録ヘッドが実現可能となる。

本発明の実施形態を、下記実施例とこれに関連する図面を参照して説明する。

以下、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの実施形態を、本件明細書に添付された図面を用いて説明する。熱アシスト磁気記録を達成するために必要なヘッド部の主要部品は、反射ミラー付きレーザダイオード（以下、ＬＤとも記す）、光導波路と近接場発生装置と磁界発生素子とを備えたスライダ、及び放熱性やＬＤの信頼性の確保に用いるサブマウントである。

本発明による熱アシスト磁気記録ヘッド（以下、本構成とも記される）のレーザダイオード（ＬＤ）は、その一端面の一部または全部に傾斜面が形成され、その裾野は共振器の延在方向に広がる。傾斜面は、共振器の光導波面に対して４５°の角度を成すように形成されることが望ましい。また、ＬＤ素子は動作中に高温になるが、その時の温度上昇と寿命には密接な関係がある。そのため、ＬＤとサブマウントとは、ＬＤの活性層をその基板よりもサブマウント（ＬＤとの接続面）に近づけた所謂ジャンクションダウン構造で接続させることが望ましい。本構成の場合、ＬＤとサブマウントとの接続には、熱伝導率の高いＡｕＳｎはんだを使用するのが良い。

熱アシスト磁気記録ヘッド（特にＬＤ）の発熱が、これが搭載されたスライダから良好に放熱できないと、ＬＤの寿命を縮めるばかりか、ＬＤの動作前後で、スライダの変形が生じることもある。スライダの変形が大きくなると、その磁気ディスクに対する浮上特性が悪くなり、磁気ディスクへの接触によるクラッシュ（Head Crash）も生じることがある。これらの背景を考慮した結果、本発明者らは、ＬＤの長寿命化とスライダの変形防止との観点から、ＬＤとスライダとを個別の接合材（例えば、サブマウント）に固定し、ＬＤにて生じる熱をスライダに溜め込むことなく、接合材を通してサスペンションに効率よく逃がすことを着想した。即ち、本発明による磁気記録ヘッドは、複数の接合材を備え、その一つにスライダが、その他の一つにレーザダイオードが夫々固定され、さらにレーザダイオードが固定された接合材は他の接合材（例えば、スライダが固定された接合材）を介してサスペンションに取り付けられる。本構成において、サブマウントの材料は、ＳｉＣ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、Ｓｉ、ＡｌＴｉＣ（Ａｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ）など熱伝導率、線膨張係数、厚み、剛性、加工性を考慮し選ぶと良い。さらに、厚みとしては、１００μm〜２００μmの厚みにすると良い。また、スライダの一端面近くには、光導波路がスライダの厚さ方向に、スライダを貫通するように設けられている。さらに、スライダの浮上面（ＡＢＳ：Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ）には、近接場発生素子が設けられている。スライダの材料としては、ＡｌＴｉＣ（Ａｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ）が従来から使用されている。以上の構成する部材を接着剤やはんだなどの接続部材を用いて高精度に固定することが重要となる。

図１は、本実施例の熱アシスト磁気記録ヘッド３００を図示されない記録媒体（磁気ディスク）の回転円周方向（Rotation Circumferential Direction）沿いに切断して示す断面図であり、図２は図１に示された熱アシスト磁気記録ヘッド３００の斜視図である。図１及び図２並びにその他の図面には、その各々に示された磁気記録ヘッド３００（又はその部分…例えば、スライダ１０）の配置関係を把握するための直交座標系（Cartesian Coordinate System）が示され、いずれの図においても、ｚ軸が磁気ヘッドに対する記録媒体の進行方向（移動方向）を、ｙ軸が磁気ヘッドをスライダに固定する方向を、夫々示す。記録媒体の進行方向は、ハードディスクドライブにおいて、磁気ディスクの回転方向（静止状態にある磁気ディスクの円周方向）とも記される。スライダ１０には、ｘ−ｙ平面内にパターニングされた磁界発生素子１４が形成され、そのｘ−ｚ平面に沿う下面が記録媒体と対向するように後述するサスペンション（２５）に取り付けられる。通常、スライダ１０は、そのｘ−ｚ平面に沿う一対の主面がｙ軸方向に隔てられて板状に成形されているため、ｙ軸はスライダの厚み方向とも呼ばれる。

図１と図２とを相互に参照して明らかなように、熱アシスト磁気記録ヘッド３００は、２つのサブマウント８，９を備え、その一方（以下、第一サブマウント）８には反射ミラー付きレーザダイオード（以下、ＬＤ素子とも記す）１００が、他方（以下、第二サブマウント）９にはスライダ１０が夫々搭載される。ＬＤ素子１００は、例えばガリウム砒素（ＧａＡｓ）等の半導体基板１上にＩＩＩ−Ｖ族半導体薄膜のヘテロエピタキシャル成長（Hetero‐epitaxial growth of III-V Semiconductor Thin Film）で形成された活性層（Active Layer，発光層）２と、誘電体等の薄膜をパターニングして形成された反射ミラー３とがモノリシックに集積され、その活性層２に近い主面が第一サブマウント８の上面（ｘ−ｚ平面に沿う）に向き合わされて、この第一サブマウント８の上面（実装面）に搭載される。青色等の短波長レーザを用いる熱アシスト磁気記録ヘッド３００では、半導体基板に代えてサファイアや炭化シリコン（ＳｉＣ）の基板１と、その主面にＩＩＩ−Ｖ族窒化半導体薄膜をヘテロエピタキシャル成長させて形成された活性層２とを備えたＬＤ素子１００が用いられる。図３に示されるように、ＬＤ素子１００は、その活性層２に近い主面に形成されたｐ型電極４とｎ型電極５とが薄膜はんだ６により第一サブマウント８の実装面に形成された電極７に接合されて、第一サブマウント８に固定される。

一方、第二サブマウント９はｘ−ｚ平面内で凹型（Ｕ字型）を呈するように成形され、そのｘ−ｚ平面に沿う下面の一部（Ｕ字の底部）にはスライダ１０が搭載される。この下面の当該一部からｚ軸方向に夫々延在した２つの部分は、その間にＬＤ素子１００が収納される空間を形成する（図２参照）。上述した第一サブマウント８の実装面は、ｘ軸方向沿いに当該「空間」より広く形成され、その両端が第一の接着剤２２により、第二サブマウント９の下面（上記２つの部分）に固定される。スライダ１０の磁界発生素子１４が形成された一端には光導波路２００が設けられ、この光導波路２００の一端には近接場発生素子１３が設けられている。スライダ１０は、近接場発生素子１３や磁界発生素子１４が形成された面とは反対側の面で、第二サブマウント９の下面の上記「一部」に第二の接着剤１５により接着固定される。スライダ１０を第二サブマウント９に固定するとき、上記光導波路２００の他端は第二サブマウント９の凹型下面に囲まれた上記「空間」に配置され、この「空間」でＬＤ素子１００（反射ミラー３）と光学的に結合される。

第二サブマウント９のｘ−ｚ平面に沿う上面は、上記下面の「一部」と対向するその部分でサスペンションに取り付けられる。これにより、ＬＤ素子１００で発生した熱は、第一サブマウント８及び第二サブマウント９を順次経て、サスペンションに伝わるため、その伝達工程で第一サブマウント８や第二サブマウント９の表面から放散される。従って、ＬＤ素子１００により第一サブマウント８が過熱されることもなくなり、ＬＤ素子１００は適正な雰囲気温度で駆動され、その信頼性も確保される。また、第一サブマウント８及び第二サブマウント９を回路基板として作製し、ＬＤ素子１００と第一サブマウント８との位置合わせ（Alignment）、及び第一サブマウント８と第二サブマウント９との位置合わせを行なうことにより、ＬＤ素子１００とサスペンションとの間に信号線路が形成されるのみならず、ＬＤ素子１００とスライダ１０に形成された光導波路２００との間に良好な光学的結合も形成される。これらの利点を引き出す上で望ましい本発明による磁気記録ヘッドの組み立て手順の一例を、図３を参照して説明する。

図３は、ＬＤ素子（反射ミラー付きレーザダイオード）１００とこれが搭載される第一サブマウント８との斜視図である。ＬＤ素子１００は、これに形成された位置合わせマーク１６と第一サブマウント８に形成された位置合わせマーク１７を基準に、その第一サブマウント８の上面（ｘ−ｚ平面に沿う実装面）に対する位置が調整され、その実装面に搭載される。ＬＤ素子１００の共振器方向（ｚ軸方向）の位置合わせは、これに集積された反射ミラー３の端面で反射される光を利用し、ＬＤ素子１００の電極４，５のメタライズ構成や接続材（例えば、薄膜はんだ６）の厚みと反射ミラー３の角度を考慮した当該端面の画像認識により行なう。例えば、反射ミラー３の端面の画像認識毎に、その結果に応じてＬＤ素子１００の第一サブマウント８の実装面内での位置を補正し、ＬＤ素子１００の位置補正に要する「ずらし量」が無視できる程度に減少した時点で、当該実装面にＬＤ素子１００を搭載すると良い。一方、ＬＤ素子１００の幅方向（ｘ軸方向）の位置合わせには、ＬＤ素子１００の光導波路（活性層２を含む）のメサ構造（Mesa Structure）に成形するプロセスにて設けた位置合わせマークを用いると良い。

第一サブマウント８に形成した薄膜はんだ６は、放熱性の観点から、ＡｕＳｎはんだを用いると良く、これを３００℃以上の温度でリフローさせるとよい。また、本実施例のＬＤ素子１００のｐ型電極４とｎ型電極５とは、共にその第一サブマウント８に対向する側に設けると良い。同じ主面に形成された機能の異なる複数の電極４，５を、回路基板等に形成された配線７に夫々はんだ６で接続させるとき、これらの電極４，５がはんだ６でつながり、電気的に短絡される可能性がある。このような問題を回避するためには、主面に対するはんだ６の濡れ性や、電極４，５とその夫々に対応する配線７とのボンディングにおける加圧を考慮して、例えば配線７の夫々に塗布されるはんだ６の間隔を調整するとよい。一方、磁気ヘッド３００の高さ方向（ｙ軸方向）に数十μmの余裕があるときは、ＬＤ素子１００から第一サブマウント８への放熱効率を高めるため、その接続面（図示された下面）の全域にｐ電極４を形成し、ｎ電極５をＬＤ素子１００の接続面以外の面（例えば、図示された上面）に形成するとよい。ＬＤ素子１００の基板１はｎ型半導体から成ることが多い故に、ＬＤ素子１００の接続面をｐ電極４で覆うことが推奨されたが、ｐ型半導体から成る基板１を用いたＬＤ素子１００においては、逆に接続面をｎ電極５で覆うことが推奨される。をＬＤ素子１００の接続面以外の面に形成されたｎ電極５（ｐ電極４）は、ワイヤボンディングなどで第一サブマウント８に形成された配線７に接続されるが、第二サブマウント９に形成されたリードラインにワイヤボンディングさせても良い。ｐ電極４を正電位とし、且つｎ電極５を負電位とすることで、前者からは正孔が、後者からは電子が夫々活性層２に注入され、レーザ発振が起こされる。

次に、第一のサブマウント８は、その実装面の両側に第一の接着剤２２が塗布された後、第二のサブマウント９の凹型部分（上述したｘ軸方向に延びる「２つの部分」）に実装される。ＬＤ素子１００は、そのｘ−ｙ平面に沿う１面とｙ−ｚ平面に沿う２面とが第二サブマウント９の側面に対向して、当該第二サブマウント９の凹型部分に囲まれる。第一の接着剤２２には、熱伝導率の高い導電性接着剤を用いると良い。

その後、第一の接着剤２２を完全に硬化させるために、ＬＤ素子１００が搭載された第一サブマウント８は第二サブマウント９が仮止めされた状態でベークされる。ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）において、その磁気ヘッドの耐熱性を考慮すると、ベーク温度はできる限り１００℃程度に抑えることが望ましく、そのため、第一の接着剤２２として、低温で硬化する接着剤を用いることが望ましい。次に、凹型の第二サブマウント９の平面部（上述した下面の「一部」）に第二の接着剤１５を塗布し、光導波路２００付きのスライダ１０を、第二サブマウント９に搭載する。スライダ１０の第二サブマウント９への搭載は、第一サブマウント８に対するＬＤ１００の共振器方向の位置合わせと同様に、スライダ１０に形成された光導波路２００のコア１１の中心、もしくはコア１１の形成時に設けられた位置合わせマークを画像認識しながら、第二サブマウント９に対するスライダ１０に位置を補正して行なわれることが望ましい。

昨今のハードディスクドライブにおいては、そのスライダ１０が小型化されており、その中でもフェムトスライダは、その厚み（ｙ軸方向の寸法）が２３０μｍと最も薄く、その磁気ディスク（記録媒体）に対する浮上量（ｙ軸方向の間隔）は１０ｎｍ程度である。そのため、スライダ１０に数ｎｍオーダの反りが不均一に起こると、その磁気ディスクに対する浮上特性が悪くなる。このようなスライダ１０の反りを回避するためには、第二の接着剤１５として、低弾性率且つ低硬度の接着剤を用いるとよい。低弾性率且つ低硬度の接着剤は、その室温での弾性率１００ＭＰａ以下であり、且つショアＡ硬度（Shore Hardness Ａ）が５０以下の物性を呈するものが望ましい。第二の接着剤１５として、紫外線と熱硬化併用の機能を加えた導電性接着剤を用いると良いが、接着面に熱硬化型接着剤を、その接着面の横側に紫外線硬化型接着剤を、夫々と分けて塗布しても良い。第二の接着剤１５がスライダ１０の上面からこれに隣接する他の主面（側面）にはみ出し、光導波路２００のコア１１又はこれにＬＤ素子１００からのレーザ光を取り込む部分を覆うことを防ぐために、スライダ１０の上面にメッキなどでダム構造を設ければ、第二の接着剤１５の塗布膜は必要以上に拡がらず、また、その膜厚も概ね均一になる。その後、第二サブマウント９は、これにスライダ１０が接着された状態で、再度ベークされ、第二の接着剤１５の塗布膜は完全に硬化される。

上述した本実施例の磁気ヘッドにおいて、接合材（はんだ６や接着剤１５，２２）の厚みやサブマウント８，９の公差などを考慮すれば、ＬＤ素子１００の出射部（反射ミラー３の下面）と光導波路２００の入射部分の距離を３０μm以内に縮めることも可能となる。本実施例の磁気ヘッドは、その厚み（ｙ軸方向の寸法）が、従来の磁気ヘッドのそれに比べて、サブマウント９及び接続部材（接着剤）１５の厚みだけ増えるも、コンパクトに作製される。また、本構造では、ＬＤ素子１００（反射ミラー３）とスライダ１０（光導波路２００）との位置合わせを一度行なうだけで、ＬＤ素子１００と光導波路２００とが光学的に結合され、この状態でスライダ１０がサブマウント９に固定できる。これにより、ＬＤ素子１００で発生した熱は、２つのサブマウント８，９を順次経て、スライダ１０とステンレススチール（ＳＵＳ）製のサスペンション２５とに夫々逃せられるため、磁気ヘッド自体の放熱性も確保される。

上述したＬＤ素子１００とスライダ１０との位置合わせは、ＬＤ素子１００又はこれが固定されるサブマウント８の面（ｘ−ｚ平面）に形成された位置合わせマーク１６，１７などを用い、これとスライダ１０の光導波路２００（入射端）との配置を、ＬＤ素子１００を発振させずに調整する所謂「パッシブアライメント方式」の手順で行なわれる。しかし、パッシブアライメント方式によるＬＤ素子１００とスライダ１０との位置合わせでは、メサ構造を呈するＬＤ素子１００に位置合わせマーク１６を形成できない場合や、アライナーが位置合わせマーク１６を認識する精度が低い場合に、ＬＤ素子１００とスライダ１０の光導波路２００との光学的な結合効率を十分高められないという課題がある。アライナーによる位置合わせマーク１６の認識精度には、例えば±２μｍの誤差が存在するため、位置合わせマーク１６を基準に認識される発光場所も当該誤差だけ最初からずれている可能性もある。

このようなパッシブアライメント方式による位置合わせの不確定性を払拭するには、ＬＤ素子１００を動作させ（レーザ発振させ）ながら、これとスライダ１０との位置を合せる所謂「アクティブアライメント方式」の採用が推奨される。アクティブアライメントを用いて第一のサブマウント８にＬＤ素子１００を搭載する工程では、アライナーによる位置合わせマーク１６，１７の認識精度も重要視されなくても良い。アクティブアライメント方式のパッシブアライメント方式と異なる点は、プローブなどを用いてＬＤ素子１００を発光させた状態で、これに対する光導波路２００が形成されたスライダ１０の位置を調整し、ＬＤ素子１００から光導波路２００に入射する光の強度が最大となる条件を探すことにある。例えば、ＬＤ素子１００とスライダとの少なくとも一方の、図示されたｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸上における位置と、これら３軸の各々を中心とした回転角（Rotation Angle）とを変化させることで、光導波路２００に入射するレーザの光強度は上下する。この光強度を最大にするＬＤ素子１００とスライダ１０との配置を保ったまま、ＵＶ硬化型の接着剤で、スライダ１０をサブマウント９に固定する。第２のサブマウント９の下面（ｘ−ｚ平面に沿う凹型の面）とスライダ１０との接合には、パッシブアライメント方式で位置合わせされた前例と同様に弾性率の小さい接着剤を用いるとよいが、硬化収縮の小さいＵＶ接着剤を用いると猶良い。接着剤１５の適切な選択によりスライダ１０の反りを抑えることで、スライダ１０は高精度でサブマウント９に固定される。このようなアクティブアライメントを用いた実装手法は、上述したパッシブアライメントに比べて、位置合わせすべき部材やマーク等の画像認識された位置のずれ量を解消するにも有効である。

図１１には、光導波路２００付きのスライダ１０の一例が示され、（ａ）にはＬＤ素子１００を搭載した第一サブマウント８に対向する端面（ｘ−ｙ平面）が、その近傍に形成される近接場発生素子１３と記録媒体に情報を書き込むための磁界発生素子（以下、書き込み素子）１４Ｗとの透視像とともに示され、（ｂ）には（ａ）のＢ−Ｂ’線からｚ軸方向に切断されたスライダ１０のｙ−ｚ平面図が、（ｃ）には（ａ）のＣ−Ｃ’線からｚ軸方向に切断されたスライダ１０のｙ−ｚ平面図が、夫々示される。スライダ１０に対し、図示されぬ記録媒体（磁気ディスクのトラック）は、ｚ軸を示す「矢印」の方向に進む。この「矢印」は、スライダ１０の基材１０１上に形成される磁界発生素子１４や近接場発生素子１３の薄膜の成長方向をも示す。

ＡｌＴｉＣ（Ａｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ）などの非磁性材料から成る基材１０１の主面（ｘ−ｙ平面）には、記録媒体から情報を読み出すための磁界発生素子（以下、読み出し素子）１４Ｒと、近接場発生素子１３を兼ねた書き込み素子１４Ｗとが順次形成され、誘電体膜（絶縁膜）１１，１２により互いに隔てられている。即ち、図示されない磁気ディスクのトラックには、読み出し素子１４Ｒと書き込み素子１４Ｗとが順次対向し、書き込み素子１４Ｗと対向したトラックは、これから磁気信号（書き込み信号）を受けるとともに、これに並設された近接場発生素子１３で生じた近接場光で照射される。

読み出し素子１４Ｒは、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果，Giant Magneto Resistive）型として構成されても、ＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果，Tunnel Magneto Resistive）型として構成されてもよい。前者の読み出し素子１４Ｒは、基材１０１側から、例えばＭｎＩｒ（マンガン・イリジウム）等の反強磁性層、Ｒｕ（ルテニウム）膜をｚ軸方向にＣｏＦｅ（コバルト・鉄）膜で挟んで成る積層フェリ構造、Ｃｕ（銅）から成る酸化防止層、及びＣｏＦｅとその酸化物から成る電流狭窄層をこの順に積層して構成される。読み出し素子１４Ｒの上下には、上部シールド層１４１Ｕ及び下部シールド層１４１Ｌが夫々誘電体膜（絶縁膜）１２を隔てて形成される。これらのシールド層１４１Ｕ，１４１Ｌは、例えば、ＮｉＦｅ（ニッケル・鉄），ＣｏＺｒＮｂ（コバルト・ジルコニウム・ニオブ），ＣｏＦｅ，ＣｏＮｉＦｅ等の軟磁性材料で形成される。

書き込み素子１４Ｗは、上部磁極１４２Ｕと下部磁極１４２Ｌとから成るヨーク（Yoke）１４２と、この磁極１４２Ｕ，１４２Ｌとの間に磁界（磁気信号）を発生させるコイル１４３とを備える。コイル１４３は、Ａｕ（金），Ａｇ（銀），Ｃｕ，Ｃｒ（クロム），Ａｌ（アルミニウム），Ｔｉ（チタン），ＮｉＰ（ニッケル・燐），Ｍｏ（モリブデン），Ｐｄ（パラジウム），Ｒｈ（ロジウム）等の非磁性金属材料からなり、ポリイミド（Polyimide）やポリカーボネイト（Polycarbonate）等からなる有機絶縁膜１４４に埋め込まれて、ヨーク（磁極）１４２から隔てられる。ヨーク１４２は、例えば上記シールド層１４１Ｕ，１４１Ｌと同様の軟磁性材料で形成される。しかし、本発明による磁気ヘッドのヨーク１４２は、その２つの磁極１４２Ｕ，１４２Ｌを隔てる間隙が記録媒体に印加される磁界を発生するとともに、この記録媒体の表面近傍に上記近接場光を発生させる所謂プラズモンプローブ（Plasmon Probe）としても機能するように作製される。近接場光は、可視光（波長帯域：３８０〜７８０ｎｍ）の光（レーザ）がその波長より小さい間隙を通過する際に起きるプラズモン共鳴で発生し、この間隙に近接された記録媒体の表面近傍を局所的に加熱する。図１１（ｃ）に示されたスライダ１０の下面（ｘ−ｚ平面）から露出された磁極１４２Ｕ，１４２Ｌは、ｚ軸方向に例えば、１０〜１００ｎｍの間隙（プローブ間隙，Probe Gap）１３Ｇで隔てられる。この間隙１３ＧがＡｕ、Ｐｔ（白金）、Ａｇ等の貴金属からなる部材で形成されると、これに入射する光のプラズモン共鳴が生じ易くなる。従って、ヨーク１４２の「コイル１４３から信号が印加される部分（例えば、図１１（ａ）のＢ−Ｂ’線で横切られた部分）」を軟磁性材料で形成し、その「誘電体層１１，１２から露出されて記録媒体に磁気信号を印加し且つ近接場光を当てる部分（例えば、図１１（ａ）のＣ−Ｃ’線で横切られた部分）」では当該軟磁性材料膜の上に貴金属膜を形成して間隙１３Ｇを調整するとよい。この貴金属膜は、ヨーク１４２を成す上部磁極１４２Ｕと下部磁極１４２Ｌとの接合部材として利用してもよい。

図１１（ａ）のＣ−Ｃ’線近傍でスライダ１０の下面に対向する磁気ディスク（不図示）のトラックに対し、これに記録された情報は読み出し素子１４Ｒで読み出され、これに新しい情報が書き込み素子１４Ｗで書き込まれる。一方、この磁気ディスクの他のトラック（上記トラックに対して磁気ディスクの半径方向に並ぶ）の各々においては、これに記録された情報が読み出し素子１４Ｒで読み出されることはなく、また、これに新しい情報が書き込み素子１４Ｗで書き込まれることもない。即ち、図１１（ａ）のＣ−Ｃ’線近傍以外の場所では、図１１（ｂ）の断面図に破線枠（１４Ｒ）で例示されるように、読み出し素子１４Ｒは形成されない。書き込み素子１４Ｗのヨーク１４２も、図１１（ｂ）の断面図に例示されるように、磁気ディスクに対向するスライダ１０の下面（ｘ−ｚ平面）から離され、その２つの磁極１４２Ｕ，１４２Ｌを隔てる間隙も、図１１（ａ）のＣ−Ｃ’線近傍における上記プローブ間隙１３Ｇより広い。これにより、スライダ１０は、磁気ディスクの特定のトラックに対して選択的に磁気信号の授受を行なう。本実施例では更に、ＬＤ素子１００で発振されたレーザを図１１（ａ）のＣ−Ｃ’線近傍に形成された近接場発生素子１３（プローブ間隙１３Ｇ）に選択的に導くことで、磁気ディスクへの情報の記録密度を上げる。このため、本実施例のスライダ１０では、磁界発生素子１４等が埋め込まれる誘電体膜（絶縁膜）１２の材料として、通常用いられるアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）に代えて、ガラス（ＳｉＯ_２他）を用い、また、その内部に屈折率が高い領域１１をプローブ間隙１３Ｇからｙ軸方向（Ｃ−Ｃ’線沿い）に延在させて形成する。即ち、誘電体膜（絶縁膜）１２における高屈折率領域１１を「コア（Core）」とすると、これを囲む屈折率の低い領域は「クラッド（Clad）」となり、ＬＤ素子１００から出射された光をコア１１に閉じ込める。以降、参照番号１１が付される部材は「コア」、参照番号１２が付される部材は「クラッド」、と夫々記される。先述した光導波路２００は、コア１１とその周囲を囲むクラッド１２とにより構成される。

コア１１及びクラッド１２のいずれも、基材１０１の主面又はその上に形成された構造物上にガラス微粒子を堆積させ、この堆積層を高温で加熱することにより透明化して形成される。コア１１には、クラッド１２に比べて酸化チタンや、酸化ゲルマニウム等のドーパントが高い濃度で含まれて、その屈折率がクラッド１２よりも高く上げられている。図１１（ａ）及び図１１（ｃ）において、ＬＤ素子１００から出射された光は、スライダ１０の上面（ｘ−ｚ平面）からコア１１に入射し、コア１１内をｙ軸方向沿いに伝播して、スライダ１０の下面近傍に形成された近接場発生素子１３に到る。近接場発生素子１３に到達した光は、これに設けられたプローブ間隙１３Ｇでプラズモン共鳴を起こし、近接場光に変換されて磁気ディスクの表面（上面）の近傍を局所的に加熱する。

本実施例で述べた光導波路２００付スライダ１０は、後述される他の実施例の磁気ヘッド３００にも適用され得る。一方、本発明による磁気ヘッド３００には、図１１を参照して上述されたスライダ１０以外のスライダも搭載され得る。

図４は、本発明の他の実施例で、実施例１で例示された所謂凹型の第二サブマウント９に代えて、３枚の平坦な（板状の）サブマウント９−１、９−２、９−３を凹型に組み立てて構成された第二サブマウント９を用いた磁気ヘッド３００を模式的に示す斜視図である。第二サブマウント９を一体成形しない本実施例では、第二サブマウント９の製造工程に特殊な加工をする必要がなくなるというメリットがある。本構造の場合には、サブマウント９−１、９−２、９−３の厚み公差を考慮する必要があり、サブマウント９−１の厚みＴ１は、他のサブマウント９−２、９−３の厚みＴ２より厚くしておくことが望ましい。なお、サブマウント９−１、９−２、９−３の各々には配線が形成されているため、サブマウント９−１とサブマウント９−２，９−３との接続には、はんだ材もしくは導電性接着剤を用いる必要がある。

図５は、本発明の他の実施例による磁気ヘッド３００の斜視図である。本実施例では、実施例１と同様に凹型に一体成形された第二サブマウント９が用いられるも、その幅（ｘ軸方向の寸法）Ｌ１は、スライダ１０の幅Ｌ２より広げられている。第二サブマウント９の下面の両端（ｚ軸方向に延びる２辺）とスライダ１０の側面（ｙ−ｚ平面）との間には、熱伝導率の高い第三の接着剤（放熱材）１８が配置される。

ハードディスクドライブにおいて、磁気ディスクが回転すると、これにより生じる気流でスライダ１０は浮上するが、また、この気流の風速に応じてスライダ１０が冷却されやすいという特徴もある。一方、熱伝導率が２０Ｗ／ｍＫ程度と非常に高い接着剤は、銀などの金属粒子が混ぜられていることが多く、弾性率もしくは硬度が大きいという特徴がある。このような熱伝導率の高い接着剤を第二の接着剤１５として用い、第二サブマウント９の下面とスライダ１０の上面とを接着すると、第二サブマウント９と磁気ディスクの回転で冷却されるスライダ１０との温度差に応じたスライダ１０の反りが発生する。従って、ＬＤ素子１００から第一サブマウント８を通して第二サブマウント９に伝達された熱を、第二の接着剤１５を通してスライダ１０から効率的に排出することは実現し難い。

そこで、本実施例では、第二サブマウント９の下面とスライダ１０の上面とを、弾性率の小さい第二の接着剤１５で接着する一方、第二サブマウント９の下面（ｘ−ｚ平面）のスライダ１０に覆われない周縁に熱伝導率の高い（例えば、２０Ｗ／ｍＫ以上の）第三の接着剤１８のフィレット（fillet）を形成し、これを放熱材１８とする。第三の接着剤１８のフィレットは、第二サブマウント９の下面の周縁に隣接するスライダ１０の側面（ｙ−ｚ平面）に付着してもよい。第二サブマウント９の熱は、これに付着された第三の接着剤１８のフィレット（放熱材）の表面から逃がされる。なお、スライダ１０の寸法（長さ）は、その長手方向（ｚ軸方向）に対して幅方向（ｘ軸方向）が小さいため、放熱材（第三の接着剤のフィレット）１８は、第二サブマウント９の下面の幅方向にスライダ１０を挟む両端に配置されると良い。

さらに、第二のサブマウント９の幅Ｌ１を第一のサブマウント８の幅Ｌ３よりも大きくすれば、サブマウント８，９間の密着面が増え、ＬＤ素子１００からの熱を更に効率よく放熱材１８から逃がすことが可能となる。

図６は、本発明の他の実施例による磁気ヘッド３００の断面図であり、ＬＤ素子１００からのレーザ光の出射端（反射ミラー３）とスライダ１０（光導波路２００の上端）との間に、屈折率を調整した所謂屈折率マッチング樹脂（Refractive Index-matching Resin）１９が充填されている。このような構成とすることで、ＬＤ素子１００から出射されたレーザ光の光導波路２００の端面（コア１１やクラッド１２）における反射が抑えられる。マッチング樹脂１９には、光導波路２００のコア１１に近い屈折率（例えば、１．０超）を示す材料を用いると良く、レーザ光の波長に対して１．５以上の屈折率を示す樹脂を用いることが望ましい。また、屈折率マッチング樹脂１９として、レーザ光の照射や吸収による劣化が抑えられた樹脂を用いると良い。

図７は、本発明の他の実施例による磁気ヘッド３００の断面図である。本実施例による磁気ヘッド３００は、実施例４のそれに類似するが、ＬＤ素子１００の全体（発光部近傍以外の部分も含む）がポッティング樹脂（Potting Resin）２０で覆われていることで、実施例４の磁気ヘッドと異なる。

ハードディスクドライブ（例えば図１０を参照）において、ＡＢＳ面（スライダの浮上面）と磁気ディスクとの間隔は１０ｎｍ程度であり、数μm〜数１０μｍオーダの屑がディスク面に付着すれば、磁気ディスクに記録された情報の再生や、これへの情報の記録に大きな障害が出る。しかし、ＬＤ素子１００の母材たる半導体結晶をその特定の結晶面における劈開（へきかい，Cleavage）で個々のＬＤ素子１００に分け、更に個片化されたＬＤ素子（Segmented LD-elements）１００を所望の大きさに成形する工程で、半導体結晶から生じた屑がＬＤ素子１００やその近傍（例えばＡＢＳ面）に付着することは多々ある。このような問題に対し、本実施例による磁気ヘッド３００では、ＬＤ素子１００単体を樹脂２０で覆うことにより、これに付着した屑の磁気ディスク表面への落下や付着が抑えられる。

なお、図７に示されるように、ＬＤ素子１００のミラー面３とスライダ１０の光導波路２００との間隙を屈折率マッチング樹脂１９で充填した後に、ＬＤ素子１００とこれが搭載された第一サブマウント８の上面、更にはスライダ１０の上面（光導波路２００の上端）にポッティング樹脂２０を塗布してもよい。また、ポッティング樹脂２０の屈折率を調整し、これを屈折率マッチング樹脂１９の代替として、ＬＤ素子１００のレーザ光出射端とスライダ１０の光導波路２００の光入射端との間に充填させてもよい。

本実施例では、本発明による磁気ヘッド３００のハードディスクドライブのサスペンション２５への実装に係り、特に磁気ヘッド３００のＬＤ素子１００で発生した熱を放出するに好適な構造が論じられる。以下に記される磁気ヘッド３００は、例えば、実施例１乃至５のいずれかで論じられた構造を有する。

図８は、磁気ヘッド３００のサスペンション２５への実装構造を模式的に示す側面図であり、スライダ１０の下面（ｘ−ｚ平面）に対向する図示されない記録媒体（磁気ディスク）は、ｚ軸の矢印方向に動く。また、第一サブマウント８の上面に搭載されたＬＤ素子１００は、ｘ−ｚ平面内に凹（Ｕ）字状の形状を呈する第二サブマウント９で隠されている。

磁気ヘッド３００は、これを記録媒体の上面内で機械的に駆動するサスペンション２５に第二サブマウント９で接着固定される。詳細には、第二サブマウント９の上面（スライダ１０が固定される面の反対側）で第四の接着剤２３によりジンバルバネ（Gimbal Spring，板バネの一種）２４０の一端に接着され、その上面の周縁（例えば、端部）ではんだボール２１によりサスペンション２５の下面に取り付けられる。凹字状の第二サブマウント９の上面におけるジンバルバネ２４０との接着位置及びはんだボール２１の供給位置は、当該凹字の底辺部分に配されるとよい。サスペンション２５の下面にはディンプル２４が形成され、ジンバルバネ２４０はその上面がディンプル２４に接触された状態で、その接触点を中心にｘ軸，ｙ軸，及びｚ軸の少なくとも一つに対して傾斜する。これにより、スライダ１０の下面はサスペンション２５の下面に対して適宜傾斜するため、ｚ軸方向に円周が延びる磁気ディスク（不図示）の上面がｙ軸方向に微動しても、スライダ１０と磁気ディスクとが互いに接触して損傷することはない。サスペンション２５の下面において、ディンプル２４は、これがスライダ１０の上面（ｘ−ｚ平面）の中心付近に投影されるように配置されることが望ましい。熱アシスト磁気記録ヘッドの場合、ハードディスクドライブ本体から磁界発生素子１４やＬＤ素子１００の駆動電力の供給は、サスペンション２５に設けられたリードラインと、これに接合された図示されないフレキシブル印刷回路基板等で行われる。

図８に示された実装構造において、磁気ヘッド３００とサスペンション２５（ハードディスクドライブ本体）との間には、第四の接着剤２３−ジンバルバネ２４０−ディンプル２４を通した熱伝導路と、はんだ２１を通した熱伝導路とが形成され、これらを通してＬＤ素子１００で生じた熱の少なくとも一部がハードディスクドライブ本体（例えば、その筐体）へ排出される。第二サブマウント９とジンバルバネ２４０とを固定する第四の接着剤２３は、主にその放熱を考慮して選定されれば良く、さらに熱伝導率の高い接着剤を用いるのが良い。

ＬＤ素子１００で生じた熱の磁気ヘッド３００からの効率的な放出のために、第一サブマウント８と第二サブマウント９（例えば凹字型上面の開口端部）、及び第一サブマウント８とスライダ１０（光導波路２００側）をはんだ接続することが推奨される。これらのはんだ接続は、例えば、磁気ヘッド３００（第２サブマウント９）とサスペンション２５との間に供給したようなはんだボール２１を夫々の接続位置に供給した後、はんだボール２１をレーザで照射して形成することが一般的であるが、接続位置の近傍にＬＤ素子１００が在ることに配慮して、そのはんだ接合にフラックスを用いないことが望ましい。サスペンション２５と第二サブマウント９、第二サブマウント９と第一サブマウント８、及び第一サブマウント８とスライダ１０とを夫々はんだ付けすることで、ハードディスクドライブ本体から第二サブマウント９を通して磁界発生素子１４に、第二サブマウント９及び第一サブマウント８を順次通してＬＤ素子１００に、夫々給電できる。

本発明による磁気ヘッド３００をサスペンション２５に実装する他の形態が、図９に模式的に示される。図９に示された実装構造では、サスペンション２５と第二サブマウント９、及び第二サブマウント９と第一サブマウント８に加え、第二サブマウント９とスライダ１０（例えば、基板１０１のデバイス面の反対側）とも、はんだボール２１で接続されている。従って、図９の実装構造において、サスペンション２５で伝達された電気信号や駆動電流は、図８の実装構造の如く第一サブマウント８を経ることなく、第二サブマウント９とスライダ１０とを接続するはんだボール２１を通して、スライダ１０に備えられた磁界発生素子１４等に直接供給される。また、図９の実装構造では、スライダ１０と第一サブマウント８とを電気的に接続する必要が失せたため、スライダ１０（光導波路２００側の端部）と第一サブマウント８の間に放熱材１８（例えば、実施例３で例示した第三の接着剤又はその等価物）が充填でき、これを介して、第一サブマウント８に実装されたＬＤ素子（半導体レーザ等の発光素子）１００の発熱がスライダ１０へも放散される。放熱材１８による第一サブマウント８とスライダ１０との接合に起因した第二サブマウント９の反りを防止するため、この放熱材１８には、スライダ１０と第二のサブマウント９との接着に用いた第二の接着剤１５より「弾性率」の小さい湿気硬化型接着剤などを用いることが望ましい。

図１０は、本発明の他の実施例で、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッド（以下、磁気ヘッド）３００を搭載したハードディスクドライブ装置４００の構造を示した模式図である。ハードディスクドライブ装置４００の筐体３２の中に、記録媒体である磁気ディスク（以下、ディスク）３１が配置され、スピンドルモータ２７でディスク３１は高速回転する。サスペンション２５の一端には、本発明による磁気ヘッド３００が搭載され、その他端はアーム２６に接続されている。磁気ヘッド３００は、例えば、実施例１乃至６に記された形状のいずれかを呈するが、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、その構造は上記実施例に限定されない。

アーム２６はボイスコイルモータ２９で駆動し、回転するディスク３１の記録する位置へ磁気ヘッド３００を移動させる。図示された直交座標系は、ディスク３１の回転中心から磁気ヘッド３００へ延在するｘ軸、ディスク３１の記録面（図示されぬトラックの形成面）と交差するｙ軸、及び熱アシスト磁気記録ヘッド３００に対するディスク３１の回転円周の接線に沿うｚ軸からなる。ボイスコイルモータ２９は、アーム２６及びサスペンション２５を介して、磁気ヘッド３００をｘ−ｚ面に沿って移動させる。記録データの書き込み及び読み込み情報を処理する信号処理用ＬＳＩ３０も筐体３２内に配置されている。また、ランプ２８は磁気ヘッド３００によりディスク３１へ情報が記録される期間に点灯するインジケータである。磁気ディスク３１に記憶すべき情報（電気信号）やＬＤ素子１００の駆動電流は、信号処理用ＬＳＩで制御され、サスペンション２５及びアーム２６に備えられたフレキシブル印刷回路基板（不図示）を通して磁気ヘッド３００に供給される。

本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドは、磁気ヘッドにＬＤ素子（レーザダイオード）が直接搭載されながらも、これによる磁気ヘッドの温度上昇を十分に抑える放熱性と、磁気ディスクに対する浮上特性とを保証する。従って、ＬＤ素子は磁気ヘッド近傍に配置されて磁気ヘッド（記録素子）に到る光導波路と高い効率で光学的に結合され、これから輻射されたレーザは低損失で磁気ディスクのトラックまで導かれる。その結果、コンパクトな構成にして、磁気ディスクへの高密度且つ高速の情報記録を可能とする熱アシスト磁気記録ヘッドが実現される。

本発明の実施例１による熱アシスト磁気記録ヘッドの断面図である。 本発明の実施例１による熱アシスト磁気記録ヘッドの斜視図である。 本発明の実施例１による熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、反射ミラーがモノリシックに集積されたＬＤ素子の第一サブマウントへの実装工程を示した模式図である。 本発明の実施例２による熱アシスト磁気記録ヘッドの斜視図である。 本発明の実施例３による熱アシスト磁気記録ヘッドの斜視図である。 本発明の実施例４による熱アシスト磁気記録ヘッドの断面図である。 本発明の実施例５による熱アシスト磁気記録ヘッドの断面図である。 本発明の実施例６による熱アシスト磁気記録ヘッドとサスペンションとの接続構造を示した模式図である。 本発明の実施例６による熱アシスト磁気記録ヘッドとサスペンションとの他の接続構造を示した模式図である。 本発明のヘッドを搭載したハードディスクドライブ装置を示した模式図である。 本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドのスライダの一例を示した模式図である。

符号の説明

１・・・半導体基板、２・・・活性層、３・・・反射ミラー、４・・・ＬＤのｐ電極、５・・・ＬＤのｎ電極、６・・・薄膜はんだ、７・・・第一のサブマウントの電極、８・・・第一のサブマウント、９・・・第二のサブマウント、９−１・・・第三のサブマウント、９−２・・・第四のサブマウント、９−３・・・第五のサブマウント、１０・・・スライダ、１１・・・コア、１２・・・クラッド、１３・・・近接場発生素子、１４・・・磁界発生素子、１５・・・第二の接着剤、１６・・・ＬＤの位置合わせマーク、１７・・・第一のサブマウントの位置合わせマーク、１８・・・第二の接着剤（放熱材）、１９・・・マッチング樹脂、２０・・・ポッティング樹脂、２１・・・はんだボール、２２・・・第一の接着剤、２３・・・第四の接着剤、２４・・・ディンプル、２５・・・サスペンション、２６・・・アーム、２７・・・スピンドルモータ、２８・・・ランプ、２９・・・ボイスコイルモータ、３０・・・信号処理用ＬＳＩ、３１・・・磁気ディスク、３２・・・筐体、１００・・・ＬＤ素子、２００・・・光導波路、３００・・・熱アシスト磁気ヘッド、４００・・・ハードディスクドライブ装置。

Claims (13)

1. 共振器方向の一端に共振器方向と交差する方向にレーザを反射させるミラーを備えた半導体レーザ、
   一端に一対の磁極が設けられ、且つ該一端側に前記半導体レーザの一端と光学的に結合した導波路が形成されたスライダ、
   前記半導体レーザが搭載され且つ該半導体レーザの共振器方向に沿う主面を有する第１サブマウント、及び
   第１主面とその反対側の第２主面とを備え、該第１主面の第１端側の一部に前記スライダが固定される第２サブマウントを備え、
   前記第２サブマウントの前記第１主面の前記第１端とは反対側の第２端側の他部及び該他部に対向する前記第２主面の部分は、該第２端から該一部に向けて延在する一対に別れて凹字型を呈し、
   前記第１サブマウントは、その前記主面に搭載された前記半導体レーザが前記第２サブマウントの前記第１主面における前記凹字型の他部を成す前記一対に挟まれるように、その該主面の該半導体レーザが搭載された部分の両側で該第２サブマウントの該第１主面の該他部を成す該一対に夫々接合され、
   前記半導体レーザの前記一端と前記スライダに形成された前記導波路とは、前記第１サブマウントの主面と、前記第２サブマウントの前記第１主面の前記一部及び前記他部を成す一対とに囲まれた空間にて光学的に結合していることを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。
2. 前記第２サブマウントは、前記第１主面の前記一部を成す第１部材と、該第１主面の前記他部の前記一対を成す第２部材及び第３部材の少なくとも３つで組み立てられていることを特徴とする請求項１に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
3. 前記半導体レーザと前記導波路とは、前記第１サブマウントの主面の端から前記第２サブマウントの前記第１主面の一部に向けて突き出された該半導体レーザの前記一端と、該第２サブマウントの該第１主面の一部からその前記第２端に向けて突き出された該導波路の一端とを互いに向き合わせることにより光学的に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
4. 前記スライダに形成された前記導波路の前記半導体レーザと光学的に結合される一端とは反対側の他端には、該導波路で伝搬されたレーザから近接場光を発生させる近接場発生素子が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
5. 前記半導体レーザは半導体基板と、該半導体基板の主面の一方に形成された活性層とを備え、該活性層に電流を注入するためのｐ型電極及びｎ型電極は、該半導体基板の主面より該活性層側に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
6. 前記半導体レーザにはその活性層をメサ構造に成形する工程で位置合わせマークが形成され、前記スライダにはその前記一端に前記導波路のコアを形成する工程で位置合わせマークが形成されていることを特徴とする請求項４記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
7. 前記第二サブマウントの前記第１主面の前記第１端から前記第２端へ延在する方向と交差する幅は、前記スライダの該延在方向と交差する幅より大きいことを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
8. 前記第二サブマウントの前記第１主面の前記延在方向と交差する幅は、前記第一サブマウントの該延在方向と交差する幅より大きいことを特徴とする請求項７に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
9. 前記第二サブマウントの前記第１主面とこれに接する前記スライダの端部の少なくとも一部に放熱材、又は該第二サブマウントと該スライダとを接着する接着剤より熱伝導率の高い接着剤のフィレットが形成されていることを特徴とする請求項８に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
10. 前記第一サブマウントと前記スライダとの間隙の少なくとも一部に放熱材、又は該第二サブマウントと該スライダとを接着する接着剤より熱伝導率の高い接着剤が充填されていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
11. 前記放熱材及び前記熱伝導率の高い接着剤の弾性率又は硬度は、前記第二サブマウントと前記第一サブマウント及び前記スライダとを接着している接着剤のそれより小さいことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
12. 前記第１サブマウントの主面から突き出された前記半導体レーザの一端と、前記第２サブマウントの前記第１主面の一部から突き出され且つ該半導体レーザの一端に対向する前記導波路の一端との間には屈折率が１より大きい樹脂が充填され、前記反射ミラーで反射されて該半導体レーザの一端から出射されるレーザは該樹脂で伝搬されて該導波路に入射されることを特徴とする請求項３乃至１１のいずれかに記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
13. 前記半導体レーザの少なくとも一部又は全部が樹脂で覆われていることを特徴とする請求項３乃至１２のいずれかに記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。

Images