JP5848577B2 - バーンイン試験方法及びバーンイン試験装置 - Google Patents

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Description

本発明は、素子のスクリーニングに有効な通電試験であるバーンイン試験を実施するバーンイン試験方法及びバーンイン試験装置に関する。特に、本発明は、熱アシスト磁気記録用の光源を備えた光源ユニットのバーンイン試験に関する。
近年のインターネットの爆発的な普及に伴い、サーバ、情報端末等において、従来とは桁違いの大容量を有する多量のデータが保存され利用され始めており、この傾向は、今後とも加速度的に高まることが予測されている。そのような状況下で、大容量ストレージとしての磁気ディスク装置に代表される磁気記録装置に対する需要は、ますます拡大し、その高記録密度化への要請も、日を追ってエスカレートしている。
この磁気記録技術において、さらなる高記録密度を達成するためには、磁気ヘッドが磁気記録媒体により微小な記録ビットを書き込むことが不可欠となる。現在、このより微小な記録ビットを安定して形成するために、媒体面に垂直な磁化成分を記録ビットとする垂直磁気記録技術が実用化され、さらに、磁化の熱安定性がより高い磁気記録媒体を使用可能とする熱アシスト磁気記録技術の開発が精力的に進められている。
この熱アシスト磁気記録技術においては、記録ビットを形成する磁化がより安定するように磁気異方性エネルギーＫＵの大きな磁性材料で形成された磁気記録媒体を用いる一方で、この磁気記録媒体の書き込むべき部分を加熱することによってこの部分の異方性磁界を低下させ、その直後に書き込み磁界を印加して書き込みを行う。実際には、磁気記録媒体に近接場光等の光を照射することによって磁気記録媒体を加熱する方法が一般的である。この方法においては、十分に高い強度の光を安定的に所望の位置に供給するために、高出力の光源を磁気ヘッド内の何処に且つどのように設置するかが重要なポイントとなる。
この光源の設置については、例えば、特許文献１は、レーザダイオードを含むレーザユニットをスライダの背面に搭載した構造を開示しており、また、特許文献２は、反射ミラーがレーザダイオード素子にモノリシックに集積された構造体をスライダの背面に搭載した構造を開示している。
さらに、本願発明者等は、光源を備えた光源ユニットを、磁気ヘッド素子を備えたスライダの媒体対向面とは反対側の端面（背面）に接続して構成される、「複合スライダ構造」の熱アシスト磁気記録ヘッドを提案している。この「複合スライダ構造」は、例えば、特許文献３及び特許文献４に開示されている。この「複合スライダ構造」の熱アシスト磁気記録ヘッドの利点として、
ａ）スライダにおいて媒体対向面と集積面とが垂直であるので、従来の薄膜磁気ヘッド製造工程と親和性が良いこと、
ｂ）光源を媒体対向面から遠ざけることができ、光源に対して動作中に機械的な衝撃が直接及ぶ事態を回避することができること、
ｃ）ヘッド内に、光ピックアップレンズ等の非常に高い精度を要する光学部品、さらには光ファイバ等の接続に特別な構造を要する光学部品を設ける必要がないので、製造工数を低減することができ、低コストであること
を挙げることができる。しかしながら、「複合スライダ構造」においては、さらに、製造工程における特性評価及び信頼性評価に関して、
ｄ）光源、例えばレーザダイオードと、磁気ヘッド素子とをそれぞれ個別に評価することができ、その結果、光源と磁気ヘッド素子とをすべてスライダ内に設けた場合のような、光源の歩留まりとスライダの歩留まりとが積算的に影響してヘッド全体の歩留まりが著しく低下する事態を回避することができること
が、その利点として特筆されるのである。
米国特許第７５３８９７８号明細書 米国特許出願公開第２００８／００５６０７３号明細書 米国特許出願公開第２００８／０４３３６０号明細書 米国特許出願公開第２００９／０５２０７８号明細書
光源、特にレーザダイオードを備えた光源ユニットの信頼性評価を行うことを考える。この信頼性評価としては、バーンイン試験を行うことが有効である。このバーンイン試験とは、試験対象（ここではレーザダイオード）に通電し、通電された状態の試験対象における１つの特性の高温下での経時変化を計測、評価し、試験対象のスクリーニングを行うための試験である。しかしながら、このバーンイン試験は、１つのレーザダイオードの評価を行うのに、例えば数〜数十時間といった、非常に長い時間を必要とする。従って、これへの対策として、光源ユニットの製造工程において個々の光源ユニットチップに切断分離する前のユニットバーの状態で、複数のレーザダイオードを並列して評価することが非常に有効となる。この並列処理を行うことにより、一度に大量のレーザダイオードのバーンイン試験を実施することができ、評価工程の工数及び時間の大幅な短縮が可能となるのである。
しかしながら、ユニットバー上に設置された複数のレーザダイオード用の大量の電極に、同時に給電用のプローブを当てることは、非常に困難である。実際、一般に用いられる金属製のニードルをこのプローブとして使用する場合には、１つのユニットバーのバーンイン試験のために、大量の、例えば数百本のニードルが立った状態で設置されたカードを準備する必要が生じる。しかしながら、このニードルは高価である上、たった１本のニードルにおける接触状態の不具合が発生しても、カードの全てのニードルを交換しなければならず、非常に不経済となる。さらに、ニードルをレーザダイオードの上部電極に当てる際、レーザダイオードに過剰な機械的ストレスを与えてしまう問題も生じ得る。
なお、複数の磁気ヘッド素子が配列したスライダバーにおいて、これら磁気ヘッド素子の特性を評価する際には、上述したニードルをプローブとして用いることが可能である。このような磁気ヘッド素子の特性評価は、１つの磁気ヘッド素子につき、秒オーダ又はそれ以下の非常に短い計測時間を必要とするのみである。従って、１つの磁気ヘッド素子の評価に必要な数のニードルをプローブとして用い、スライダバー上の各磁気ヘッド素子の特性評価を順次連続して実施することができるのである。
また、上述したニードルをプローブとして用いる代わりに、ニードルよりも安価なシート状のプローブを用いて、ユニットバーのバーンイン試験を行うことも考えられる。しかしながら、シート状プローブを用いて、レーザダイオード用の各電極に安定して給電を行うことは、非常に困難である。
実際、レーザダイオードが設置されたユニットバーにおいては、シート状プローブと接触すべき電極が、レーザダイオード上及びユニット基板上に存在する。即ち、複数の電極が複数の異なる高さの位置に設けられているのである。実際、レーザダイオード上の電極と、ユニット基板上の電極との高低差は、まさにレーザダイオードの高さに相当し、十μｍ（マイクロメートル）オーダ又はそれ以上となる。ここで、シート状プローブと電極との接触状態は、シート状プローブの端が電極に当たる角度に大きく依存する。その結果、大きな高低差を有するレーザダイオード上の電極とユニット基板上の電極とにシート状プローブを接触させた場合、レーザダイオード上の電極に当たるシート状プローブの角度が相対的に浅くなり、レーザダイオード上の電極とシート状プローブとの接触状態が安定しない問題が生じていた。
ここで、レーザダイオードは、より効果的な放熱を考慮する場合、自身のｐ電極側を底にして（ユニット基板側にして）設置されることが好ましい。レーザダイオードにおいては、最も発熱する活性層付近がｐ電極側に偏って存在する。従って、ｐ電極側を底にすることによって活性層がよりユニット基板に近くなり、結果としてユニット基板をヒートシンクとしてより効果的に機能させることが可能となるのである。しかしながら、この場合、レーザダイオード上の電極は、ｎ電極となる。このｎ電極の表面は、例えば、レーザダイオードを包んで保護するための缶状のパッケージであるＣＡＮパッケージへの搭載の際に必要となるワイヤボンディングを安定して実施できるように、一般には高い平滑性を与えられている。従って、シート状プローブの角度がより浅い状態ではレーザダイオード上の電極とシート状プローブとの接触状態が安定しないのであった。
以上に述べたことから理解されるように、「複合スライダ構造」の熱アシスト磁気記録ヘッドを構成する光源ユニットに対して、安価で効率良くバーンイン試験を実施することができる方法の開発が、非常に望まれてきたのである。
従って本発明の目的は、安定した信頼性の高いバーンイン試験を実施することができるバーンイン試験方法及びバーンイン試験装置を提供することにある。
本発明について説明する前に、本明細書において用いられる用語の定義を行う。本発明による磁気記録ヘッドのスライダ基板の集積面、又はユニット基板の光源設置面に形成された積層構造若しくは素子構造において、基準となる層又は素子から見て、基板側を「下方」とし、その反対側を「上方」とする。また、本発明による光源ユニット及び磁気記録ヘッドの実施形態において、必要に応じ、いくつかの図面中、「Ｘ、Ｙ及びＺ軸方向」を規定している。ここで、Ｚ軸方向は、上述した「上下方向」であり、＋Ｚ側がトレーリング側に相当し、−Ｚ側がリーディング側に相当する。また、Ｙ軸方向をトラック幅方向とする。
本発明によれば、複数の電極が複数の異なる高さの位置（レベル）に設けられた被試験体に対してバーンイン試験を行う方法であって、
複数のシート状プローブを、それぞれ複数の電極に接触させ、
これら複数のシート状プローブを介してこれら複数の電極に通電を行う、バーンイン試験方法が提供される。シート状プローブは、より高い位置にある電極に、より低い位置にある電極よりも浅い角度で接触し、当該より高い位置にある電極は当該より低い位置にある電極より表面粗さが大きい。
この本発明によるバーンイン試験方法において、被試験体は、ウエハ又はバー上に、所定の高さを有する素子と、この素子の下面と電気的に接続された下電極とを含む単位が複数設けられたものであり、素子の上面の上電極の表面粗さが下電極の表面粗さよりも大きくなるように被試験体を準備することも好ましい。また、この場合、素子の基板の上電極が形成される側の表面を研磨して、この表面を所定の粗さに設定し、その後、この表面上に上電極を形成して上電極の表面に所定の粗さを付与することにより被試験体を準備することも好ましい。
本発明によれば、さらに、分割することによって、個々のチップが、ユニット基板に設けられたレーザダイオードを備えた熱アシスト磁気記録用の光源ユニットとなるユニットバーに対して、バーンイン試験を行う方法であって、
レーザダイオードの上面の上電極の表面粗さが、このレーザダイオードの下面と電気的に接続された下電極の表面粗さよりも大きくなるようにユニットバーを準備し、
上電極用のシート状のプローブと、下電極用のシート状のプローブとを、それぞれ上電極及び下電極に接触させ、
上電極用シート状プローブ及び上電極、並びに下電極用シート状プローブ及び下電極を介して、レーザダイオードに通電を行う、バーンイン試験方法が提供される。
この本発明によるバーンイン試験方法においては、複数のシート状プローブと接触すべき複数の電極が複数の異なる高さの位置に設けられたユニットバーにおいても、より高い位置に存在する電極の表面粗さＲａほどより大きな値に設定されることによって、各電極とシート状プローブとの接触状態を安定させることができる。その結果、安定した信頼性の高いバーンイン試験を実施することが可能となる。また、個々の光源ユニットチップに切断分離する前のユニットバーの状態で、複数のレーザダイオードを並列に評価することができる。このような並列処理を行うことにより、一度に大量のレーザダイオードのバーンイン試験を実施することができ、信頼性評価工程の工数及び時間の大幅な短縮が可能となる。
この本発明によるバーンイン試験方法においては、レーザダイオードの高さが、４０μｍ（マイクロメートル）以上であって１００μｍ以下であるようにユニットバーを準備することが好ましい。また、上電極の表面粗さＲａが、０.５μｍ以上であって１０μｍ以下であり、下電極の表面粗さＲａが、０.００５μｍ以上であって０.５μｍ以下であるようにユニットバーを準備することが好ましい。さらにまた、レーザダイオードの基板の上電極が形成される側の表面を研磨して、この表面を所定の粗さに設定し、その後、この表面上に上電極を形成して上電極の表面に所定の粗さを付与することによりユニットバーを準備することも好ましい。
さらに、本発明によるバーンイン試験方法において、上電極用及び下電極用のシート状プローブは、基体と、この基体上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に形成された導電層とを備えており、この導電層は、上電極又は下電極と接触する側において、基体からはみ出ていることが好ましい。また、このようなシート状プローブにおいて、導電層の少なくとも上電極又は下電極と接触する部分が、金又は金合金で被覆されていることも好ましい。さらにまた、本発明によるバーンイン試験方法において、レーザダイオードに通電を行い、このレーザダイオードから所定の光出力を得るのに必要となるレーザダイオードに供給された電流の時間変化を計測することも好ましい。
本発明によれば、さらにまた、以上に述べたバーンイン試験方法を実施するための試験装置であって、
ユニットバーを固定するための固定治具と、
レーザダイオードの上電極であって表面粗さが下電極の表面粗さよりも大きい上電極用のシート状のプローブと、この下電極用のシート状のプローブとが交互に配置されたシート状プローブ群と、
シート状プローブ群を介して電流が供給されたレーザダイオードから発生するレーザ光を受け、このレーザダイオードの光出力を測定する、固定治具に固定された光検出器と、
この光検出器からの測定出力を受け、レーザダイオードに供給する電流を制御し計測するコントローラとを備えた試験装置が提供される。
以下に、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同一の要素は、同一の参照番号を用いて示されている。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。
本発明によれば、より高い位置に存在する電極の表面粗さほどより大きな値に設定されることによって、各電極とシート状プローブとの接触状態を安定させることができる。その結果、安定した信頼性の高いバーンイン試験を実施することが可能となる。
本発明のバーンイン試験装置の一実施形態として、熱アシスト磁気記録ヘッドの構成を概略的に示す斜視図である。 図１に示す熱アシスト磁気記録ヘッドにおける、スライダのヘッド素子部、光源ユニットのレーザダイオード、及びそれらの周辺の構成を概略的に示す、図１のＡ面による断面図である。 図１に示す熱アシスト磁気記録ヘッドにおける、導波路、近接場光発生素子及び主磁極の構成を概略的に示す斜視図である。 図１に示す熱アシスト磁気記録ヘッドを備えた磁気ディスク装置の一例における要部の構成を概略的に示す斜視図である。 図１に示す熱アシスト磁気記録ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）の一例における要部の構成を概略的に示す斜視図である。 図１に示す熱アシスト磁気記録ヘッドにおける、光源ユニットの、バーンイン試験によるスクリーニングを含む製造方法の一部工程を説明する斜視図である。 図１に示す熱アシスト磁気記録ヘッドにおける、光源ユニットの、バーンイン試験によるスクリーニングを含む製造方法の一部工程を説明する斜視図である。 図１に示す熱アシスト磁気記録ヘッドにおける、光源ユニットの、バーンイン試験によるスクリーニングを含む製造方法の一部工程を説明する斜視図である。 図１に示す熱アシスト磁気記録ヘッドにおける、光源ユニットの、バーンイン試験によるスクリーニングを含む製造方法の一部工程を説明する斜視図である。 図１に示す熱アシスト磁気記録ヘッドにおける、光源ユニットの、バーンイン試験によるスクリーニングを含む製造方法の一部工程を説明する斜視図である。 図１に示す熱アシスト磁気記録ヘッドにおける、光源ユニットの、バーンイン試験によるスクリーニングを含む製造方法の一部工程を説明する斜視図である。 バーンイン試験に用いられるシート状プローブの構造を示す（Ａ）断面図及び（Ｂ）下面図である。 バーンイン試験に用いられるシート状プローブと各電極との接触状態を説明するための概略図である。 光源ユニットバーにおいてバーンイン試験を行った実施例における、レーザダイオードへの投入電流の経時変化を示すグラフである。
図１は、本発明のバーンイン試験装置の一実施形態として、熱アシスト磁気記録ヘッドの構成を概略的に示す斜視図である。
図１によれば、熱アシスト磁気記録ヘッド２１は、熱アシスト用の光源としてのレーザダイオード４０を備えた光源ユニット２３と、光学系３１を備えたスライダ２２とが、位置を合わせられ接続されることによって構成されている。
ここで、スライダ２２は、適切な浮上量を得るように加工された媒体対向面である浮上面（ＡＢＳ）２２００を有するスライダ基板２２０と、ＡＢＳ２２００に垂直であってＡＢＳ２２００と隣り合う集積面２２０２上に形成された、光学系３１を含むヘッド素子部２２１とを備えている。一方、光源ユニット２３は、接着面２３００を有するユニット基板２３０と、接着面２３００に垂直であって接着面２３００と隣り合う光源設置面２３０２に設けられた光源としてのレーザダイオード４０とを備えている。
また、これらスライダ２２と光源ユニット２３とは、スライダ基板２２０のＡＢＳ２２００とは反対側の背面２２０１とユニット基板２３０の接着面２３００とを対向させて、接着層である半田層５８を間に挟む形で互いに接着されている。
［光源ユニット］
図１に示した光源ユニット２３において、レーザダイオード４０は、端面発光型の半導体レーザダイオードであってよい。このレーザダイオード４０は、熱アシスト用のレーザ光を放射する発光中心４０００を有しており、発光中心４０００がスポットサイズ変換素子４３の受光端面４３０と対向するように、ユニット基板２３０の光源設置面２３０２に設置されている。また、レーザダイオード４０は、ｐ電極４０ｉ（図２）を底にして（光源設置面２３０２に向けて）ユニット基板２３０に接着されていることが好ましい。一般に端面発光型レーザダイオードにおいては、最も発熱する活性層（発光中心）付近がｐ電極側に偏って存在する。従って、ｐ電極４０ｉを底にすることによって活性層がよりユニット基板２３０に近くなり、結果としてユニット基板２３０をヒートシンクとしてより有効に機能させることが可能となるのである。
このように、ｐ電極４０ｉを底にしてレーザダイオード４０を設置した場合、レーザダイオード４０の上面は、上電極としてのｎ電極４０ａ（図２）の表面となる。ここで、後に詳述するレーザダイオード４０のバーンイン試験においては、シート状プローブがこのｎ電極４０ａに当てられることになる。
図１によれば、光源ユニット２３の光源設置面２３０２に、光源電極４１０及び引き出し電極４１１が設けられている。光源電極４１０は、レーザダイオード４０のｐ電極４０ｉ（図２）と直接電気的に接続される電極である。また、引き出し電極４１１は、光源電極４１０から引き出された下電極であり、後に詳述するレーザダイオード４０のバーンイン試験において、シート状プローブが当てられる電極である。このため、下電極である引き出し電極４１１の表面粗さＲａは、後に説明するように、上電極であるｎ電極４０ａの表面粗さＲａよりも小さな値となるように設定され、調整される。これら引き出し電極４１１及びレーザダイオード４０のｎ電極４０ａは、ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）１７(図５)の配線部材２０３の接続パッドに、ワイヤボンディング、ソルダー・ボール・ボンディング（ＳＢＢ）等の方法によって電気的に接続され、これにより、電力がレーザダイオード４０に供給可能となる。
なお、これら光源電極４１０及び引き出し電極４１１は、光源設置面２３０２上に設けられていてＡｌ２Ｏ３（アルミナ）、ＳｉＯ２等の絶縁材料から形成された絶縁層５６上に設けられており、ユニット基板２３０とは電気的に絶縁されていることが好ましい。また、光源電極４１０及び引き出し電極４１１は、例えばスパッタリング法、又は蒸着法等を用いて形成された厚さ１０ｎｍ（ナノメートル）程度のＴａ、Ｔｉ等からなる下地層と、この下地層上に例えばスパッタリング法、めっき法又は蒸着法等を用いて形成された例えば厚さ１〜５μｍ（マイクロメートル）程度のＡｕ、Ｃｕ、Ａｕ合金等の導電材料からなる導電層とから構成されることができる。
図１において、ユニット基板２３０は、アルチック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）、ＳｉＯ２等のセラミック材料で形成されていてもよく、又はＳｉ、ＧａＡｓ、ＳｉＣ等の半導体材料で形成されていることも好ましい。ユニット基板２３０がこれらの半導体材料で形成されている場合、光源ユニット２３とスライダ２２とを半田層５８で接着する際に、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光等の光を、光源ユニット２３を透過させる形で半田層５８に照射して半田層５８を溶融させることが可能となる。
また、ユニット基板２３０は、スライダ基板２２０よりも一回り小さい大きさを有する。ただし、ユニット基板２３０のトラック幅方向の（Ｙ軸方向の）幅ＷＵＮは、レーザダイオード４０のトラック幅方向の（Ｙ軸方向の）幅ＷＬＡよりも大きくなっており、光源電極４１０上にレーザダイオード４０を設置しても、引き出し電極４１１が、光源設置面２３０２上で露出して設けられるようになっている。例えば、スライダ基板２２０にフェムトスライダを用いた場合、ユニット基板２３０として、（Ｘ軸方向の）厚みＴＵＮが３２０μｍであり、トラック幅方向の幅ＷＵＮが３５０μｍであって、（Ｚ軸方向の）長さＬＵＮが２５０μｍであるサイズのものを用いることができる。
［スライダ］
図１に示したスライダ２２において、集積面２２０２上に形成されたヘッド素子部２２１は、磁気ディスク１０（図４）からデータを読み出すためのＭＲ素子３３と磁気ディスク１０にデータを書き込むための電磁変換素子３４とから構成される磁気ヘッド素子３２と、レーザダイオード４０の発光中心４０００から放射されたレーザ光を受け、このレーザ光のスポットサイズを変換（小さく）した上でこのレーザ光を導波路３５に導くスポットサイズ変換素子４３と、スポットサイズが変換されたレーザ光を媒体対向面であるヘッド端面２２１０まで又はその近傍まで導く導波路３５と、導波路３５を伝播するレーザ光と結合して熱アシスト用の近接場光を発生させる近接場光発生素子３６と、磁気ヘッド素子３２、スポットサイズ変換素子４３、導波路３５及び近接場光発生素子３６を覆うように集積面２２０２上に形成された保護層３８とを含む。ここで、スポットサイズ変換素子４３と、導波路３５と、近接場光発生素子３６とが、ヘッド２１（ヘッド素子部２２１）内における近接場光生成用の光学系３１を構成する。なお、スポットサイズ変換素子４３及び導波路３５は、その周囲を保護層３８で被覆されており、光の伝搬においてコアとしての機能を果たす。一方、周囲を被覆する保護層３８部分は、クラッドとしての機能を果たす。
ＭＲ素子３３、電磁変換素子３４、及び近接場光発生素子３６の一端は、媒体対向面であるヘッド端面２２１０に達している。ここで、このヘッド端面２２１０とＡＢＳ２２００とが、熱アシスト磁気記録ヘッド２１全体の媒体対向面をなしている。実際の書き込み又は読み出し時においては、熱アシスト磁気記録ヘッド２１が回転する磁気ディスク１０の表面上において流体力学的に所定の浮上量をもって浮上する。この際、ＭＲ素子３３及び電磁変換素子３４それぞれの一端が、磁気ディスク１０の磁気記録層の表面と適当なマグネティックスペーシングを介して対向することになる。この状態において、ＭＲ素子３３が磁気記録層からのデータ信号磁界を感受して読み出しを行い、電磁変換素子３４が磁気記録層にデータ信号磁界を印加して書き込みを行う。ここで、書き込みの際、光源ユニット２３のレーザダイオード４０からスポットサイズ変換素子４３及び導波路３５を通って伝播してきたレーザ光が、近接場光発生素子３６で近接場光６２（図３）に変換される。この近接場光６２が磁気記録層の書き込みを行う部分に照射され、この磁気記録層の部分を加熱する。この加熱によって、同部分の異方性磁界（保磁力）が書き込みを行うことが可能な値にまで低下し、この低下した部分に電磁変換素子３４によって書き込み磁界が印加されることによって、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
図１によれば、スポットサイズ変換素子４３は、レーザダイオード４０から放射されたレーザ光を、トラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅ＷＳＣを有する受光端面４３０で受け取り、できるだけ低損失でより小さなスポット径のレーザ光に変換した上で、導波路３５の受光端面３５２に導く光学素子である。スポットサイズ変換素子４３は、本実施形態において、受光端面４３０から入射したレーザ光の進行方向（−Ｘ方向）に沿って、トラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅が幅ＷＳＣから徐々に狭くなっている下部伝播層４３１と、この下部伝播層４３１上に積層されており、同じくレーザ光の進行方向（−Ｘ方向）に沿って、トラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅が幅ＷＳＣから下部伝播層４３１と比べてより急激に小さくなっている上部伝播層４３２とを備えている。受光端面４３０から入射したレーザ光は、このような積層構造を伝播するにつれてそのスポットサイズを小さく変換させられて、導波路３５の受光端面３５２に至る。
なお、スポットサイズ変換素子４３の受光端面４３０位置での幅ＷＳＣは、例えば１〜１０μｍ程度とすることができる。また、受光端面４３０位置での（Ｚ軸方向の）厚さＴＳＣは、例えば１〜１０μｍ程度とすることができる。さらに、スポットサイズ変換素子４３は、周囲を被覆する保護層３８の構成材料の屈折率ｎＯＣよりも高い屈折率を有する材料から構成されており、後述する導波路３５を構成する誘電材料と同一の材料で形成されることができる。この場合、これらスポットサイズ変換素子４３及び導波路３５は、一体に形成されていてもよい。
また、導波路３５は、本実施形態において、スポットサイズ変換素子４３から放射されるレーザ光を受ける受光端面３５２から、ヘッド端面２２１０側の端面３５０まで、集積面２２０２に平行に伸長している。ここで、端面３５０はヘッド端面２２１０の一部となっていてもよく、又はヘッド端面２２１０から所定の距離だけ後退していてもよい。また、導波路３５の一側面の端面３５０近傍部分は、近接場光発生素子３６と対向している。受光端面３５２から入射し導波路３５を伝播するレーザ光（導波路光）は、この近接場光発生素子３６と対向する部分に至り、近接場光発生素子３６と結合可能となる。
さらに、図１によれば、スライダ２２の保護層３８の上面上に、磁気ヘッド素子３２用である一対の端子電極３７０及び一対の端子電極３７１が設けられている。これら端子電極３７０及び３７１も、ＨＧＡ１７（図５）に設けられた配線部材２０３の接続パッドに、ワイヤボンディング、ＳＢＢ等の方法によって電気的に接続される。
また、スライダ基板２２０は、例えば、（Ｘ軸方向の）厚みＴＳＬが２３０μｍであり、トラック幅方向の（Ｙ軸方向の）幅ＷＳＬが７００μｍであり、（Ｚ軸方向の）長さＬＳＬが８５０μｍである、いわゆるフェムトスライダとすることができる。フェムトスライダは、高記録密度に対応可能な薄膜磁気ヘッドの基板として一般的に使用されており、現在使用されているスライダの中で最も小さいサイズの規格を有する。なお、スライダ基板２２０は、アルチック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）、ＳｉＯ２等のセラミック材料で形成可能である。
［熱アシスト磁気記録ヘッド］
以上に説明したように、熱アシスト磁気記録ヘッド２１は、スライダ２２と光源ユニット２３とを接続、接着した構成になっている。従って、スライダ２２及び光源ユニット２３を、それぞれ個別に製造した上で組み合わせることによって、ヘッド２１を製造することができる。その結果、例えば、前もって光源ユニット２３の特性評価、信頼性評価を行って、良品のみをヘッドの製造に使用すれば、ヘッド製造工程でのヘッド２１自体の製造歩留まりが、光源ユニット２３の不良品率によって深刻な影響を受ける事態が回避される。
ここで、光源ユニット２３の評価に大きく影響する事項として、レーザダイオード４０の発光動作特性、特に同特性の経時安定性が挙げられる。このような製造歩留まりに大きな影響を及ぼし得る事項を製造工程の上流でチェックし、光源ユニット２３をスクリーニング、選別することによって、ヘッド２１自体の製造歩留まりの低下を回避することができる。本発明によれば、このように光源ユニット２３のスクリーニング、選別を行う上で重要な信頼性評価、特にレーザダイオード４０の発光動作特性の経時安定性評価を行うバーンイン試験を、安定して経済的に（一度に大量に）実施することができる。
図２は、熱アシスト磁気記録ヘッド２１における、スライダ２２のヘッド素子部２２１、光源ユニット２３のレーザダイオード４０、及びそれらの周辺の構成を概略的に示す、図１のＡ面による断面図である。
［レーザダイオード］
図２によれば、レーザダイオード４０は端面発光型である。このレーザダイオード４０として、例えば、ＩｎＰ系、ＧａＡｓ系、ＧａＮ系等の、通信用、光学系ディスクストレージ用又は材料分析用等として通常用いられているものが使用可能である。また、放射されるレーザ光の波長λＬは、例えば３７５ｎｍ〜１.７μｍの範囲内の値に設定可能である。この図２に示したレーザダイオード４０は、例えば、上面側から、ｎ電極４０ａと、ｎ−ＧａＡｓ基板４０ｂと、ｎ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４０ｃと、第１のＩｎＧａＡｌＰガイド層４０ｄと、多重量子井戸（ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｌＰ）等からなる活性層４０ｅと、第２のＩｎＧａＡｌＰガイド層４０ｆと、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４０ｇと、ｐ電極下地層４０ｈと、ｐ電極４０ｉとが順次積層された構造を有する。さらに、このレーザダイオード４０の多層構造の劈開面の前後には、全反射による発振を励起するための反射層５１０及び５１１が形成されている。ここで、反射層５１０の活性層４０ｅの位置に発光中心４０００が存在する。また、本実施形態において、ｎ電極４０ａは、ｎ−ＧａＡｓ基板４０ｂ上に形成された厚さが例えば０.１μｍ程度のＡｕ又はＡｕ合金層とすることができる。
なお当然に、レーザダイオード４０の構成は以上に述べたものに限定されるものではない。しかしながら、いずれにしてもレーザダイオード４０の設置においては、ｐ電極４０ｉを底面として光源電極４１０に接着させることが好ましい。一般に、端面発光型のレーザダイオードでは、活性層４０ｅ（発光中心４０００）は、積層方向（Ｚ軸方向）において、ｎ電極４０ａよりもｐ電極４０ｉにより近い位置にある。従って、動作時の発熱量が最も多い活性層４０ｅにより近いｐ電極４０ｉを底面としてレーザダイオード４０を設置することによって、ユニット基板２３０を光源のヒートシンクとしてより有効に機能させることができるのである。実際、レーザダイオード４０から発生する熱量の適切な処理は、レーザダイオード４０、その他のヘッド内の素子の動作を正常に維持するために非常に重要となる。
また、このレーザダイオード４０の駆動においては、磁気ディスク装置内の電源が使用可能である。磁気ディスク装置は、通常、例えば２〜５Ｖ程度の電源を備えており、レーザ発振動作には十分の電圧を有している。なお、レーザダイオード４０の幅ＷＬＡ（図１）は、例えば１５０〜２５０μｍであってもよい。また、レーザダイオード４０の長さＬＬＡは、反射層５１０及び５１１間の距離である共振器長に概ね相当するものであるが、例えば３００μｍ又はそれ以上であることが好ましい。また、レーザダイオード４０の高さＨＬＡは、４０〜１００μｍの範囲内の値に設定されることが好ましい。この高さＨＬＡは、ｎ電極４０ａと引き出し電極４１１との（Ｚ軸方向での）高低差に相当する。後述するバーンイン試験において、電極がこのような範囲内の高低差を有する場合、シート状プローブを当てる電極の表面粗さＲａを相対的に調整することによって、シート状プローブと電極との接触状態を安定させ、良好なバーンイン試験を実施することが可能となるのである。
図２において、レーザダイオード４０のｐ電極４０ｉとユニット基板２３０上の光源電極４１０との接着は、例えば鉛フリー半田の１つであるＡｕＳｎ合金等による半田付けによって実施可能である。さらに、スライダ２２と光源ユニット２３とは、スライダ基板２２０の背面２２０１とユニット基板２３０の接着面２３００とを対向させて、接着層である半田層５８を間に挟む形で互いに接着されている。ここで、ユニット基板２３０がＳｉ、ＧａＡｓ、ＳｉＣ等の半導体材料で形成されている場合、光源ユニット２３とスライダ２２とを、例えばＡｕＳｎ合金からなる半田層５８で接着する際に、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光を、ユニット基板２３０を透過させて半田層５８に照射し、半田層５８を溶融させることが可能となる。
［ヘッド素子部］
図２によれば、ヘッド素子部２２１は、ＭＲ素子３３、電磁変換素子３４、及び光学系３１を備えている。
このうち、ＭＲ素子３３は、ＭＲ積層体３３２と、対となってＭＲ積層体３３２及び絶縁層３８１を挟む位置に配置されており軟磁性材料から形成された下部シールド層３３０及び上部シールド層３３４とを含み、集積面２２０２上に形成されたＡｌ２Ｏ３（アルミナ）等の絶縁材料からなる下地層３８０上に形成されている。ＭＲ積層体３３２は、ＭＲ効果を利用して信号磁界を感受する感磁部であり、例えば、面内通電型巨大磁気抵抗（ＣＩＰ-ＧＭＲ）積層体、垂直通電型巨大磁気抵抗（ＣＰＰ-ＧＭＲ）積層体、又はトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）積層体とすることができる。
また、電磁変換素子３４は、垂直磁気記録用であって、上部ヨーク層３４０と、主磁極３４００と、書き込みコイル層３４３と、コイル絶縁層３４４と、下部ヨーク層３４５と、下部シールド３４５０とを備えている。
上部ヨーク層３４０は、コイル絶縁層３４４を覆うように形成されており、主磁極３４００は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）等の絶縁材料からなる絶縁層３８５上に形成されている。これら上部ヨーク層３４０及び主磁極３４００は、互いに磁気的に接続されており、書き込みコイル層３４３に書き込み電流を印加することによって発生した磁束を、書き込みがなされる磁気ディスク１０（図４）の磁気記録層（垂直磁化層）まで収束させながら導くための導磁路となっている。このうち、主磁極３４００は、ヘッド端面２２１０に達しておりトラック幅方向の小さな幅ＷＰ（図３）を有する第１の主磁極部３４００ａと、この第１の主磁極部３４００ａ上であって第１の主磁極部３４００ａの後方（＋Ｘ側）に位置している第２の主磁極部３４００ｂとを有している。ここで、上述した幅ＷＰは、この主磁極３４００のヘッド端面２２１０上における端面３４００ｅ（図３）におけるトラック幅方向（Ｙ軸方向）の辺の長さであり、書き込み磁界のトラック幅方向（Ｙ軸方向）における分布の幅を規定し、例えば０.０５〜０.５μｍ程度とすることができる。主磁極３４００は、上部ヨーク層３４０よりも高い飽和磁束密度を有する軟磁性材料から形成されていることが好ましく、例えば、Ｆｅが主成分である鉄系合金の軟磁性材料から形成される。
書き込みコイル層３４３は、絶縁層３８５上に形成されたＡｌ２Ｏ３（アルミナ）等の絶縁材料からなる絶縁層３４２１上において、１ターンの間に少なくとも下部ヨーク層３４５と上部ヨーク層３４０との間を通過するように形成されており、バックコンタクト部３４０２を中心として巻回するスパイラル構造を有している。この書き込みコイル層３４３は、例えばＣｕ（銅）等の導電材料から形成されている。ここで、例えば加熱キュアされたフォトレジスト等の絶縁材料からなる書き込みコイル絶縁層３４４が、書き込みコイル層３４３を覆っており、書き込みコイル層３４３と上部ヨーク層３４０との間を電気的に絶縁している。書き込みコイル層３４３は、本実施形態において１層であるが、２層以上でもよく、又はヘリカルコイルでもよい。さらに、巻き数も図２での数に限定されるものではなく、例えば、２〜７ターンに設定され得る。
なお、バックコンタクト部３４０２には、Ｘ軸方向に伸長した貫通孔が設けられており、この貫通孔の中を、導波路３５及び導波路３５を被覆する絶縁層が通り抜けている。この貫通孔内においては、バックコンタクト部３４０２の内壁と導波路３５とが所定の距離、例えば少なくとも１μｍ離隔している。これにより、バックコンタクト部３４０２による導波路光の吸収が防止される。
下部ヨーク層３４５は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）等の絶縁材料からなる絶縁層３８３上に形成されており、磁気ディスク１０の磁気記録層（垂直磁化層）の下に設けられた軟磁性裏打ち層から戻ってきた磁束を導く導磁路としての役割を果たす。この下部ヨーク層３４５は軟磁性材料から形成されている。また、下部シールド３４５０は、下部ヨーク層３４５と磁気的に接続されていてヘッド端面２２１０に達した導磁路の一部である。下部シールド３４５０は、近接場光発生素子３６を介して主磁極３４００と対向しており、主磁極３４００から発して広がった磁束を取り込む役割を果たす。下部シールド３４５０は、高飽和磁束密度を有する、ＮｉＦｅ（パーマロイ）又は主磁極３４００と同様の鉄系合金材料等から形成されることが好ましい。
図２によれば、光学系３１は、スポットサイズ変換素子４３、導波路３５、及び近接場光発生素子３６を備えている。
このうちのスポットサイズ変換素子４３によってスポットサイズを変換（小さく）されたレーザ光５３ａは、導波路３５の受光端面３５２に入射し導波路３５中を伝播する。導波路３５は、受光端面３５２から、バックコンタクト部３４０２に設けられたＸ軸方向の貫通孔の中を通って、ヘッド端面２２１０側の端面３５０まで伸長している。さらに、近接場光発生素子３６は、導波路３５を伝播してきたレーザ光（導波路光）を近接場光に変換する近接場光発生素子である。導波路３５のヘッド端面２２１０側の部分及び近接場光発生素子３６は、下部シールド３４５０（下部ヨーク層３４５）と主磁極３４００（上部ヨーク層３４０）との間に設けられている。また、導波路３５のヘッド端面２２１０側の上面（側面）の一部と近接場光発生素子３６の下面の一部とは、所定の間隔をもって対向しており、これら一部に挟まれた部分は、導波路３５の屈折率よりも低い屈折率を有する緩衝部５０となっている。緩衝部５０は、導波路３５を伝播するレーザ光（導波路光）を近接場光発生素子３６に結合させる役割を果たす。以上に述べた導波路３５、緩衝部５０及び近接場光発生素子３６については、後に図３を用いて詳細に説明を行う。
さらに、図２に示すように、ＭＲ素子３３と電磁変換素子３４（下部ヨーク層３４５）との間に、絶縁層３８２及び３８３に挟まれた素子間シールド層３９が設けられていることも好ましい。この素子間シールド層３９は、軟磁性材料で形成されることができ、電磁変換素子３４より発生する磁界からＭＲ素子３３をシールドする役割を果たす。なお、以上に述べた絶縁層３８１、３８２、３８３、３８４、３８５及び３８６が、保護層３８を構成することになる。
図３は、導波路３５、近接場光発生素子３６及び主磁極３４００の構成を概略的に示す斜視図である。同図においては、書き込み磁界及び近接場光が磁気記録媒体に向かって放射される位置を含むヘッド端面２２１０が、左側に位置している。
図３によれば、近接場光を発生させるためのレーザ光（導波路光）５３ｂを端面３５０に向かって伝播させるための導波路３５と、導波路光５３ｂを受けて近接場光６２を発生させる近接場光発生素子３６とが設けられている。また、導波路３５の側面３５４の一部分と、近接場光発生素子３６の下面３６２の一部との間に挟まれた部分が、緩衝部５０となっている。この緩衝部５０は、例えば絶縁材料から形成されており、導波路光５３ｂを近接場光発生素子３６に結合させる役割を果たす。なお、図１〜図３に示されるような光源及び光学系において、レーザダイオード４０の発光中心４０００から放射されるレーザ光は、電場の振動方向がＺ軸方向であるＴＭモードの偏光を有することが好ましい。
図３によれば、近接場光発生素子３６は、本実施形態において、Ａｕ、Ａｇ、又はＡｕ若しくはＡｇを含む合金等の金属材料から形成されていて、三角形状のＹＺ面による断面を有している。また、特にヘッド端面２２１０に達した端面３６ａは、リーディング側（−Ｚ側）に、底辺と対向した頂点を有する二等辺三角形の形状を有している。近接場光発生素子３６は、導波路３５から緩衝部５０を介して導波路光５３ｂを受け、端面３６ａから近接場光６２を発生させる。この近接場光６２が磁気ディスク１０（図４）の磁気記録層に向けて照射され、磁気ディスク１０の表面に達し、磁気ディスク１０の磁気記録層部分を加熱する。これにより、その部分の異方性磁界（保磁力）が書き込みを行うことが可能な値にまで低下する。その直後、この部分に、主磁極３４００から発生する書き込み磁界６３を印加して書き込みを行う。以上、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
なお、ヘッド素子部２２１に設けられた熱アシスト用の光を発生させるための光学系は、以上に述べたものに限定されるものではない。例えば、別の形状、構造を有する近接場光発生素子を用いた光学系、又は金属片からなるプラズモン・アンテナを導波路端に配した光学系を用いることも可能である。
図４は図１に示す熱アシスト磁気記録ヘッドを備えた磁気ディスク装置の一例における要部の構成を概略的に示す斜視図であり、図５はこの熱アシスト磁気記録ヘッドを備えたＨＧＡの一例における要部の構成を概略的に示す斜視図である。ただし、図５においては、ＨＧＡの磁気ディスク表面に対向する側が上になって表示されている。
図４に示した磁気記録装置としての磁気ディスク装置は、スピンドルモータ１１の回転軸の回りを回転する、磁気記録媒体としての複数の磁気ディスク１０と、複数の駆動アーム１４が設けられたアセンブリキャリッジ装置１２と、各駆動アーム１４の先端部に取り付けられており熱アシスト磁気記録ヘッド２１を備えたＨＧＡ１７と、熱アシスト磁気記録ヘッド２１の書き込み及び読み出し動作を制御し、さらに、熱アシスト磁気記録用のレーザ光を発生させる光源であるレーザダイオード４０の発光動作を制御するための記録再生及び発光制御回路１３とを備えている。
磁気ディスク１０は、本実施形態において、垂直磁気記録用であり、例えば、ディスク基板に、軟磁性裏打ち層、中間層及び磁気記録層（垂直磁化層）が順次積層された構造を含んでいる。アセンブリキャリッジ装置１２は、熱アシスト磁気記録ヘッド２１を、磁気ディスク１０の磁気記録層に形成されており記録ビットが並ぶトラック上に位置決めするための装置である。同装置内において、駆動アーム１４は、ピボットベアリング軸１６に沿った方向にスタックされており、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５によってこの軸１６を中心にして角揺動可能となっている。なお、本発明に係る磁気ディスク装置の構造は、以上に述べた構造に限定されるものではない。磁気ディスク１０、駆動アーム１４、ＨＧＡ１７及びヘッド２１は、単数であってもよい。
図５によれば、ＨＧＡ１７において、サスペンション２０は、ロードビーム２００と、このロードビーム２００に固着されており弾性を有するフレクシャ２０１と、ロードビーム２００の基部に設けられたベースプレート２０２と、フレクシャ２０１上に設けられておりリード導体及びその両端に電気的に接続された接続パッドからなる配線部材２０３とを備えている。熱アシスト磁気記録ヘッド２１は、各磁気ディスク１０の表面に対して所定の間隔（浮上量）をもって対向するように、サスペンション２０の先端部であってフレクシャ２０１に固着されている。ここで、フレクシャ２０１には、開口２０１０が設けられており、熱アシスト磁気記録ヘッド２１は、光源ユニット２３が、この開口２０１０を通してフレクシャ２０１の反対側に出るように接着されている。
さらに、配線部材２０３の一端をなす接続パッドは、熱アシスト磁気記録ヘッド２１の磁気ヘッド素子３２用の端子電極３７０及び３７１（図１）に、さらには光源ユニット２３の引き出し電極４１１及びレーザダイオード４０のｎ電極４０ａ（図１）に、ワイヤボンディング、ＳＢＢ等の方法によって電気的に接続されている。これにより、ＭＲ素子３３、電磁変換素子及びレーザダイオード４０に通電し、これらの素子を駆動することが可能となるのである。サスペンション２０の構造も、以上に述べた構造に限定されるものではない。図示されていないが、サスペンション２０の途中にヘッド駆動用ＩＣチップが装着されていてもよい。
図６ａ〜図６ｆは、図１に示す熱アシスト磁気記録ヘッドにおける、光源ユニット２３の、バーンイン試験によるスクリーニングを含む製造方法の一部工程を説明する斜視図である。また、図７（Ａ）及び（Ｂ)は、バーンイン試験に用いられるシート状プローブの構造を示す断面図及び下面図である。このうち、図７（Ｂ）の下面図は、電極と接触する側から見た図となっている。さらに、図８は、バーンイン試験に用いられるシート状プローブと各電極との接触状態を説明するための概略図である。
図６ａに示した工程によれば、最初に、バー基板７０の光源設置面７０２には、光源電極４１０及び引き出し電極４１１の複数の組が、例えばスパッタリング法、めっき法又は蒸着法と、フォトリソグラフィ法、ミリング法等とを用いて形成されている。この際、光源設置面７０２上に絶縁層５６が設けられていて、この絶縁層５６上にこれらの電極が形成されていることも好ましい。この電極が形成されたバー基板７０は、例えば、ウエハ上に光源電極４１０及び引き出し電極４１１の複数の組を配列させて形成し、このウエハをバーに切断分離することによって得られる。なお、バー基板７０は、切断分離することによって個々がユニット基板２３０となる部材である。
ここで、引き出し電極４１１は、後のバーンイン試験工程でシート状プローブと接触することになる。そのため、後に詳しく説明するように、この引き出し電極４１１の表面は、好ましくは、表面粗さＲａが０.００５μｍ以上であって０.５μｍ以下となるように設定される。例えば、引き出し電極４１１を形成する際の成膜方法の選択によって、さらには同方法における成膜条件の調整によって、表面粗さＲａの制御が可能となっている。さらにまた、引き出し電極４１１の金属表面の精密研磨を行うことによって、その表面粗さＲａを、例えば０.１μｍ程度に調整することもできることが実験により分かっている。ここで、表面粗さＲａは、ＪＩＳ（日本工業規格） Ｂ
０６０１：２００１で規定された算術平均粗さＲａである。この算術平均粗さＲａは、粗さ曲線（ｆ（ｘ））を中心線（ｘ軸）から折り返し、折り返された粗さ曲線と中心線とによって得られた面積を測定部分の長さ（Ｌ）で割った値をマイクロメートル単位で表わしたものである。即ち、Ｒａ＝Ｌ−１∫０ Ｌ|ｆ（ｘ）|ｄｘである。
次いで、同じく図６ａに示すように、バー基板７０の接着面７００にスライダ２２との接続のための、例えばＡｕＳｎ合金からなる半田層５８を、例えばスパッタリング法、蒸着法等を用いて形成する。このような金属材料からなる半田層５８を用いることによって、後に、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光等のレーザ光を用いて半田層５８を溶融させ、光源ユニット２３とスライダ２２とを接着することが可能となる。
次いで、図６ｂに示すように、複数のレーザダイオード４０の各々を、レーザダイオード４０のｐ電極４０ｉを底として各光源電極４１０上に載せ、光源電極４１０に接着する。これにより、バー基板７０に複数の光源が設けられている光源ユニットバー７１が得られる。この光源ユニットバー７１は、切断分離することによって個々のチップが光源ユニット２３になるものである。なお、上述したレーザダイオード４０の接着は、例えば、前もってＡｕＳｎ合金等の蒸着膜を光源電極４１０上に成膜し、レーザダイオード４０をこの蒸着膜（光源電極４１０）上に乗せた後、熱風ブロア下でホットプレート等を用いて２００〜３００℃程度まで加熱することによって実施可能である。
ここで、搭載するレーザダイオード４０の上面となるｎ電極４０ａも、後のバーンイン試験工程でシート状プローブと接触することになる。そのため、後に詳しく説明するように、このｎ電極４０ａの表面は、好ましくは、表面粗さＲａが０.５μｍ以上であって１０μｍ以下となるように設定され、さらに、上電極としてのｎ電極４０ａの表面粗さＲａは、上述した下電極としての引き出し電極４１１の表面粗さＲａよりも大きくなるように設定される。このｎ電極４０ａの表面粗さＲａの調整は、例えば、以下の様に実施することができる。即ち、レーザダイオード４０において、ｎ−ＧａＡｓ基板４０ｂ（図２）のｎ電極４０ａが形成される側の表面は、通常所定の研磨処理を施されているが、この研磨処理を行う際に用いる砥石の目の粗さをより大きなものに設定し、このｎ−ＧａＡｓ基板４０ｂの表面に通常よりも大きな所定の粗さを付与した上で、ｎ電極４０ａを形成する、という方法によって、ｎ電極４０ａの表面粗さＲａの調整が可能となる。一般に、レーザダイオードのｎ電極は、保護用の缶状のパッケージであるＣＡＮパッケージへの搭載の際に必要となるワイヤボンディングを安定して実施できるように高い平滑性を与えられている場合が多く、例えばその表面粗さＲａが０.５μｍ未満となっている場合もある。しかしながら、上記の処理を前もって施すことによって、表面粗さＲａの値を高めることが可能となる。
また、搭載するレーザダイオード４０の高さＨＬＡは、４０μｍ以上であって１００μｍ以下であるように設定される。この高さＨＬＡの範囲は、通常汎用で用いられる端面発光型レーザダイオードチップの高さを含むものとなっている。
次いで、図６ｃに示すように、以上述べたように設定、調整された光源ユニットバー７１を、バーンイン試験装置７２の固定治具７２０にセットする。バーンイン試験装置７２は、ｎ電極４０ａ用の短冊形のシート状プローブ７３０と、引き出し電極４１１用の短冊形のシート状プローブ７３１とが交互に配置されたシート状プローブ群７３を備えている。ここで、セットされた光源ユニットバー７１のｎ電極４０ａにシート状プローブ７３０を接触させ、引き出し電極４１１にシート状プローブ７３１を接触させる。その後、これらシート状プローブ７３０及びｎ電極４０ａ並びにシート状プローブ７３１及び引き出し電極４１１を介して、各レーザダイオード４０に通電を行い、バーンイン試験を実施する。
ここで、シート状プローブ７３０（７３１）は、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、例えばステンレス等の弾性材料からなる厚さが例えば２０μｍ程度の基体７３００（７３１０）と、基体７３００（７３１０）上に形成された例えばポリイミド等の絶縁材料からなる厚さが例えば１０μｍ程度の絶縁層７３０１（７３１１）と、絶縁層７３０１（７３１１）上に形成された例えばＣｕ等の導電材料からなる例えば厚さ２０μｍ程度の導電層７３０２（７３１２）と、導電層７３０２（７３１２）を被覆する、例えばめっき法で形成されたＡｕ、Ａｕ合金等からなる例えば厚さ１０μｍ程度の導電被覆層７３０３（７３１３）とを備えている。導電層７３０２（７３１２）は、ｎ電極４０ａ（引き出し電極４１１）と接触する側において、基体７３００（７３１０）からはみ出ている。このはみ出ている導電層７３０２（７３１２）部分の幅ＷＣＯＮは、例えば、３０μｍ程度とすることができる。また、導電被覆層７３０３（７３１３）は、この導電層７３０２の少なくともｎ電極４０ａ（引き出し電極４１１）と接触する部分を被覆している。なお、シート状プローブ７３０及び７３１は、以上に述べた形態のものに限定されるものではなく、撓むことができる導電層が適切に電極と接触する他の構造を有していてもよい。
このようなシート状プローブ７３０及び７３１を、それぞれｎ電極４０ａ及び引き出し電極４１１に接触させた状態を、図８に示す。図８によれば、シート状プローブ７３０はｎ電極４０ａに接触しているが、ｎ電極４０ａは引き出し電極４１１よりも高さＨＬＡだけより高い位置（レベル）に存在する。ここで、電極の位置の「高さ」とは、本実施形態において、電極のＺ軸方向での位置の尺度であり、電極がより＋Ｚ側にあるほどより「高い」位置にあるとされる。従って、シート状プローブ７３０の先端部の導電層７３０２（導電被覆層７３０３）は、シート状プローブ７３１の先端部の導電層７３１２（導電被覆層７３１３）に比べて、より小さい角度をもってｎ電極４０ａに当たるのである。ここで、一般にシート状プローブと電極との接触状態は、シート状プローブの端が電極に当たる角度に大きく依存することが実験及び経験から分かっている。実際、導電層７３０２（導電被覆層７３０３）とｎ電極４０ａとにおいては当たる角度がより浅くなっているので、両者間の接触領域が広くなる分だけ両者を押しつける圧力が分散してしまい、また、接触ポイントも定まりにくい。結果として、その角度からすると、両者の接触状態が安定しない問題が生じやすい状態となっているのである。
しかしながら、本実施形態においては、ｎ電極４０ａの表面粗さＲａ１は、上述した引き出し電極４１１の表面粗さＲａ２よりも大きくなるように設定されている。好ましくは、両電極の高低差ＨＬＡが４０〜１００μｍの範囲内であって、表面粗さＲａ２が０.００５〜０.５μｍの範囲内の値をとる場合において、表面粗さＲａ１が０.５〜１０μｍの範囲内の値に設定されている。これにより、当たる角度からすると接触状態が安定し難いシート状プローブ７３０の導電層７３０２（導電被覆層７３０３）とｎ電極４０ａとが、より安定して接触することが可能となる。
次いで、図６ｄに示すように、バーンイン試験装置７２を用いて、セットされた光源ユニットバー７１のバーンイン試験を行う。バーンイン試験装置７２は、上述した固定治具７２０及びシート状プローブ群７３と、固定治具７２０に固定されている複数のフォトダイオード７４と、コントローラ７５とを備えている。ここで、フォトダイオード７４は、シート状プローブ群７３を介して電流が供給されたレーザダイオード４０から発生するレーザ光を受光面７４０で受け、レーザダイオード４０の各々の光出力を測定する光検出器である。また、コントローラ７５は、フォトダイオード７４からの測定出力を受け、レーザダイオード４０に供給する電流を制御し計測する装置であり、同装置として、制御ソフトウエアを備えたコンピュータを用いることができる。
バーンイン試験においては、最初に、コントローラ７５が、シート状プローブ群７３を介して光源ユニットバー７１に搭載された各レーザダイオード４０に通電を行い、各レーザダイオード４０から所定の光出力ＰＬＡ０、例えば数十ｍＷ、を得るのに必要となる供給電流ＩＯＰの値ＩＯＰ０を決定する。値ＩＯＰ０としては例えば数十ｍＡである。ここで各レーザダイオード４０の光出力は、受光面７４０が対象となるレーザダイオード４０の発光中心４０００と対向したフォトダイオード７４からの測定出力を基にして求められる。次いで、コントローラ７５は、各レーザダイオード４０からの光出力ＰＬＡが所定値ＰＬＡ０をとり続けるように、電流ＩＯＰをレーザダイオード４０に常時制御しながら供給し続ける。この場合、供給電流ＩＯＰの試験開始時の値はＩＯＰ０となる。
その後、コントローラ７５は、各レーザダイオード４０からの光出力が一定値ＰＬＡ０に保たれた状態での各レーザダイオード４０への供給電流ＩＯＰの値の変化を一定時間、計測する。コントローラ７５は、この一定時間経過後、供給電流ＩＯＰの値が所定の上限値ＩＭＡＸを超えているレーザダイオード４０を不良と判定し、不良であるレーザダイオード４０のリストを形成する。
以上説明した実施形態のバーンイン試験によれば、シート状プローブと接触すべき複数の電極が複数の異なる高さの位置に設けられた光源ユニットバー７１においても、より高い位置に存在する電極の表面粗さＲａほどより大きな値に設定されることによって、各電極とシート状プローブとの接触状態を安定させることができる。その結果、安定した信頼性の高いバーンイン試験を実施することが可能となるのである。また、個々の光源ユニットチップに切断分離する前の光源ユニットバー７１の状態で、複数のレーザダイオード４０を並列に評価することができる。このような並列処理を行うことにより、一度に大量のレーザダイオード４０のバーンイン試験を実施することができ、信頼性評価工程の工数及び時間の大幅な短縮が可能となるのである。
図９は、光源ユニットバー７１においてバーンイン試験を行った実施例における、レーザダイオード４０への投入電流の経時変化を示すグラフである。以下、同図を用いて、光源ユニットバー７１においてバーンイン試験を行った実施例を説明する。図９は、レーザダイオード４０への供給電流ＩＯＰの経時変化を示すグラフとなっている。
本実施例では、厚さ１０μｍのＡｕからなる導電被覆層で被覆された、厚さ２０μｍのＣｕからなる導電層を有するシート状プローブ７３０及び７３１を、厚さ０.１μｍのＡｕからなる表面粗さＲａ１＝５.５μｍのｎ電極４０ａと、ｎ電極４０ａよりも５０μｍ低い位置に存在する厚さ３μｍのＡｕからなる表面粗さＲａ２＝０.１μｍの引き出し電極４１１とに接触させている。その結果、５〜２００ｍＡの範囲内の電流が安定して流れることが事前の実験により確認された。なお、表面粗さＲａの測定は、レーザテック（Lasertec）社のブルーレーザー顕微鏡ＶＬ２０００Ｄ−Ａを用いて行われた。
また、光源ユニットバー７１上の試験対象となる端面発光型のレーザダイオード４０の数（サンプル数）は、２００個であった。さらに、各レーザダイオード４０の光出力を試験中一定に保つ際の、当該一定の光出力ＰＬＡ０は、６０ｍＷであった。また、良不良の判定基準となる供給電流の上限値ＩＭＡＸは、１１０ｍＡに設定された。さらに、各レーザダイオード４０に電流ＩＯＰを供給した時間である良不良の判定時間は、３００分であった。
図９によれば、各レーザダイオード４０への供給電流ＩＯＰは、サンプル９０〜９３以外の全てのサンプルにおいて、約８０〜９５ｍＡの範囲内の初期値ＩＯＰ０をとり、時間の経過とともに漸増するが、約２５分後以降は、ほぼ上限値ＩＭＡＸ＝１１０ｍＡ以下の一定値をとっていることが分かる。この結果より、これらのサンプル９０〜９３以外のサンプルは、良品であると判定される。
一方、サンプル９０、９２及び９３における供給電流ＩＯＰ値は、開始から約２０分後に上限値ＩＭＡＸ＝１１０ｍＡを超えており、またサンプル９１における供給電流値ＩＯＰは、開始から約１００分後に上限値ＩＭＡＸ＝１１０ｍＡを超えている。これらのサンプル９０〜９３において、供給電流ＩＯＰは上限値ＩＭＡＸ＝１１０ｍＡを超えた後も増大している。以上の結果から、サンプル９０〜９３は不良品であると判定される。なお、本実施例において、これらのサンプルにおける供給電流ＩＯＰ値は、ある時点をもって跳ね上がっており、これらのサンプルにおいて絶縁破壊が生じていると考えられる。また、これらのサンプルにおける供給電流の初期値ＩＯＰ０も、上述した良品のサンプルでの初期値ＩＯＰ０の範囲を超えているのである。
以上に示した実施例より、本発明によれば、電極の表面粗さＲａの適切な調整によって、光源ユニットバー７１のような段差のある被試験体に対しても、信頼性の高い良好なバーンイン試験を実施することが可能となることが理解される。
次いで、図６ｅに示すように、光源ユニットバー７１のバーンイン試験後、光源ユニットバー７１を切断して複数の光源ユニットチップに分離する。ここで分離されたチップのうち、不良であるレーザダイオード４０（図９の実施例ではサンプル９０〜９３）を備えた光源ユニットチップを取り除き、図６ｆに示すように、良品と判定された光源ユニットチップを得て光源ユニット２３とする。この際、不良であるレーザダイオード４０は、コントローラ７５が有する、不良と判定されたレーザダイオードのリストを参照して特定することができる。以上、本発明によるバーンイン試験によるスクリーニングを含む光源ユニット２３の製造工程が完了する。
以上述べた実施形態及び実施例は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
１０ 磁気ディスク
１１ スピンドルモータ
１２ アセンブリキャリッジ装置
１３ 記録再生及び発光制御回路
１４ 駆動アーム
１５ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
１６ ピボットベアリング軸
１７ ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）
２０ サスペンション
２１ 熱アシスト磁気記録ヘッド
２２ スライダ
２３ 光源ユニット
３１ 光学系
３２ 磁気ヘッド素子
３３ ＭＲ素子
３４ 電磁変換素子
３５ 導波路
３６ 近接場光発生素子
３６ａ、３５０、３４００ｅ 端面
３８ 保護層
３９ 素子間シールド層
４０ レーザダイオード
４０ａ ｎ電極
４０ｂ ｎ−ＧａＡｓ基板
４０ｃ ｎ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層
４０ｄ 第１のＩｎＧａＡｌＰガイド層
４０ｅ 活性層
４０ｆ 第２のＩｎＧａＡｌＰガイド層
４０ｇ ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層
４０ｈ ｐ電極下地層
４０ｉ ｐ電極
４３ スポットサイズ変換素子
５０ 緩衝部
５３ｂ レーザ光（導波路光）
５６、３８１、３８２、３８３、３８４、３８５、３８６、３４２１、７３０１、７３１１ 絶縁層
５８ 半田層
６２、３６ 近接場光
６３ 書き込み磁界
７０ バー基板
７１ 光源ユニットバー
７２ バーンイン試験装置
７３ シート状プローブ群
７４ フォトダイオード
７５ コントローラ
９０、９１、９２、９３ サンプル
２００ ロードビーム
２０１ フレクシャ
２０２ ベースプレート
２０３ 配線部材
２２０ スライダ基板
２２１ ヘッド素子部
２３０ ユニット基板
３３０ 下部シールド層
３３２ ＭＲ積層体
３３４ 上部シールド層
３４０ 上部ヨーク層
３４３ 書き込みコイル層
３４４ コイル絶縁層
３４５ 下部ヨーク層
３５２、４３０ 受光端面
３７０、３７１ 端子電極
３８０ 下地層
４１０ 光源電極
４１１ 引き出し電極
４３１ 下部伝播層
４３２ 上部伝播層
５１０、５１１ 反射層
７００、２３００ 接着面
７０２ 光源設置面
７２０ 固定治具
７３０、７３１ シート状プローブ
２０１０ 開口
２２００ 浮上面（ＡＢＳ）
２２０１ 背面
２２０２ 集積面
２２１０ ヘッド端面
２３０２ 光源設置面
３４００ 主磁極
３４００ａ 第１の主磁極部
３４００ｂ 第２の主磁極部
３４０２ バックコンタクト部
３４５０ 下部シールド
４０００ 発光中心
７３００、７３１０ 基体
７３０２、７３１２ 導電層
７３０３、７３１３ 導電被覆層

Claims (15)

  1. 複数の電極が複数の異なる高さの位置に設けられた被試験体に対してバーンイン試験を行う方法であって、
    複数のシート状プローブを、それぞれ前記複数の電極に接触させ、
    前記複数のシート状プローブを介して前記複数の電極に通電を行い、
    前記シート状プローブは、より高い位置にある前記電極に、より低い位置にある前記電極よりも浅い角度で接触し、前記より高い位置にある前記電極は前記より低い位置にある電極より表面粗さが大きい
    ことを特徴とするバーンイン試験方法。
  2. 前記被試験体は、ウエハ又はバー上に、所定の高さを有する素子と、該素子の下面と電気的に接続された下電極とを含む単位が複数設けられたものであり、該素子の上面の上電極の表面粗さが該下電極の表面粗さよりも大きくなるように該被試験体を準備することを特徴とする請求項１に記載のバーンイン試験方法。
  3. 前記素子の基板の前記上電極が形成される側の表面を研磨して、該表面を所定の粗さに設定し、その後、該表面上に該上電極を形成して該上電極の表面に所定の粗さを付与することにより前記被試験体を準備することを特徴とする請求項２に記載のバーンイン試験方法。
  4. 分割することによって、個々のチップが、ユニット基板に設けられたレーザダイオードを備えた熱アシスト磁気記録用の光源ユニットとなるユニットバーに対して、バーンイン試験を行う方法であって、
    前記レーザダイオードの上面の上電極の表面粗さが、該レーザダイオードの下面と電気的に接続された下電極の表面粗さよりも大きくなるようにユニットバーを準備し、
    シート状の上電極用プローブと、シート状の下電極用プローブとを、それぞれ該上電極及び該下電極に接触させ、
    前記上電極用プローブ及び前記上電極、並びに前記下電極用プローブ及び前記下電極を介して、前記レーザダイオードに通電を行い、
    前記上電極用プローブは、前記下電極用プローブが前記下電極に接触するよりも浅い角度で前記上電極に接触させられる
    ことを特徴とするバーンイン試験方法。
  5. 前記レーザダイオードの高さが、４０マイクロメートル以上であって１００マイクロメートル以下であるように前記ユニットバーを準備することを特徴とする請求項４に記載のバーンイン試験方法。
  6. 前記上電極の表面粗さＲａが、０.５マイクロメートル以上であって１０マイクロメートル以下であり、前記下電極の表面粗さＲａが、０.００５マイクロメートル以上であって０.５マイクロメートル以下であるように前記ユニットバーを準備することを特徴とする請求項４又は５に記載のバーンイン試験方法。
  7. 前記レーザダイオードの基板の前記上電極が形成される側の表面を研磨して、該表面を所定の粗さに設定し、その後、該表面上に該上電極を形成して該上電極の表面に所定の粗さを付与することにより前記ユニットバーを準備することを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載のバーンイン試験方法。
  8. 前記上電極用プローブ及び前記下電極用プローブは、基体と、該基体上に形成された絶縁層と、該絶縁層上に形成された導電層とを備えており、該導電層は、該上電極又は該下電極と接触する側において、該基体からはみ出ていることを特徴とする請求項４からの７いずれか１項に記載のバーンイン試験方法。
  9. 前記導電層の少なくとも前記上電極又は前記下電極と接触する部分が、金又は金合金で被覆されていることを特徴とする請求項８に記載のバーンイン試験方法。
  10. 前記レーザダイオードに通電を行い、該レーザダイオードから所定の光出力を得るのに必要となる該レーザダイオードに供給された電流の時間変化を計測することを特徴とする請求項４から９のいずれか１項に記載のバーンイン試験方法。
  11. 分割することによって、個々のチップが、ユニット基板に設けられたレーザダイオードを備えた熱アシスト磁気記録用の光源ユニットとなり、前記レーザダイオードの上面の上電極の表面粗さが、該レーザダイオードの下面と電気的に接続された下電極の表面粗さよりも大きいユニットバーに対してバーンイン試験方法を実施するためのバーンイン試験装置であって、
    前記ユニットバーを固定するための固定治具と、
    前記上電極に接触されられるシート状の上電極用プローブと、前記下電極に接触されられるシート状の下電極用プローブとが交互に配置されたシート状プローブ群と、
    前記シート状プローブ群を介して電流が供給された前記レーザダイオードから発生するレーザ光を受け、該レーザダイオードの光出力を測定する、前記固定治具に固定された光検出器と、
    前記光検出器からの測定出力を受け、前記レーザダイオードに供給する電流を制御し計測するコントローラと
    を備え、前記上電極用プローブは、前記下電極用プローブが前記下電極に接触するよりも浅い角度で前記上電極に接触させられることを特徴とするバーンイン試験装置。
  12. 前記レーザダイオードの高さが、４０マイクロメートル以上であって１００マイクロメートル以下であることを特徴とする請求項１１に記載のバーンイン試験装置。
  13. 前記上電極の表面粗さＲａが、０.５マイクロメートル以上であって１０マイクロメートル以下であり、前記下電極の表面粗さＲａが、０.００５マイクロメートル以上であって０.５マイクロメートル以下であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のバーンイン試験装置。
  14. 前記上電極用プローブ及び前記下電極用プローブは、基体と、該基体上に形成された絶縁層と、該絶縁層上に形成された導電層とを備えており、該導電層は、該上電極又は該下電極と接触する側において、該基体からはみ出ていることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載のバーンイン試験装置。
  15. 前記導電層の少なくとも前記上電極又は前記下電極と接触する部分が、金又は金合金で被覆されていることを特徴とする請求項１４に記載のバーンイン試験装置。
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