CN101807406B - 具备两个自由层的cpp型磁阻效应元件的检查方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具备两个自由层的CPP型磁阻效应元件的检查方法。本发明的检查方法以如下方式构成：将配置在磁阻效应部的后部的正交偏置功能部的磁化方向分别变更为由元件前方朝向后方的第一磁化形成方式以及由元件后方朝向前方的第二磁化形成方式，按照每个磁化形成方式分别测定元件针对外部磁场的输出波形，对照这二者的输出波形的状态，由此，检查发挥自由层功能的第一强磁性层和第二强磁性层的磁化方向是否在正交偏置功能部发挥作用前的状态下成为沿着磁道宽度方向的反平行状态。因此，能够在使正交偏置功能部发挥作用之前的状态下简便地检查两个自由层的磁化方向是否可靠地形成了反平行状态。

Description

具备两个自由层的CPP型磁阻效应元件的检查方法
技术领域
本发明涉及具备两个自由层的CPP型磁阻效应元件的检查方法，特别涉及一种如下所述的检查方法：在具有配置于两个自由层的后部并且对两个自由层的磁化方向的实质性正交作用施加影响的正交偏置功能部的元件中，在使正交偏置功能部发挥作用前的状态下，检查两个自由层的磁化方向是否已经可靠地形成了反平行状态。
背景技术
近年来，伴随着硬盘(HDD)的高记录密度化，要求提高薄膜磁头的性能。作为薄膜磁头，广泛使用复合型薄膜磁头，该复合型薄膜磁头采用了将具有读出专用的磁阻效应元件(以下也简称为MR(Magneto-resistive)元件)的再生头和具有写入专用的感应式磁转换元件的记录头层叠而成的结构。
目前，再生头广泛使用电流与被称为自旋阀GMR元件的薄膜表面平行地流动而进行动作的所谓的CIP(Current In Plane)结构的磁阻效应元件(CIP-GMR元件)。这种结构的自旋阀GMR元件被置于由软磁性金属膜形成的上下屏蔽层之间，并且，由被称为间隙层的绝缘层夹持的状态下配置。位方向(bit direction)的记录密度由上下屏蔽层的间隙(屏蔽间隙或读取(Read Gap)长度)决定。
随着记录密度的增大，对于再生头的再生元件，越来越要求窄屏蔽间隙或窄磁道。由于再生元件的窄磁道和与之相伴的元件高度的短小化，元件的面积减小，但是，在现有的结构中，由于散热效率随着面积减小而降低，因此，存在如下问题：从可靠性的观点来看，动作电流受到限制。
为了解决这种问题，提出了一种将上下的屏蔽层(上部屏蔽层和下部屏蔽层)和磁阻效应元件串联电连接而不需要屏蔽层间的绝缘层的CPP(Current Perpendicular to Plane：电流方向垂直于表面)结构的GMR元件(CPP-GMR元件)，并被视为实现超过200Gbits/in2的记录密度所必须的技术。
这种CPP-GMR元件具有层叠结构，包含从两侧包夹着导电性的非磁性中间层而形成的第一强磁性层和第二强磁性层。代表性的自旋阀型CPP-GMR元件的层叠结构是从基板侧开始依次层叠有下部电极/反强磁性层/第一强磁性层/导电性的非磁性中间层/第二强磁性层/上部电极而成的层叠结构。
在外部施加磁场为零时，作为强磁性层之一的第一强磁性层的磁化方向以与第二强磁性层的磁化方向垂直的方向的方式被固定。使反强磁性层邻接，利用反强磁性层与第一强磁性层的交换耦合，对第一强磁性层赋予单向各向异性能量(也称为“交换偏置”或“耦合磁场”)由此，进行第一强磁性层的磁化方向的固定。因此，第一强磁性层也被称为磁化固定层。另一方面，第二强磁性层也被称为自由层。并且，将磁化固定层(第一强磁性层)制作成强磁性层/非磁性金属层/强磁性层组成的三层结构(所谓的“层叠铁磁体结构”或“Synthetic Pinned结构”)层，由此，对两个强磁性层间施加强的交换耦合，能够在实际效果上使来自反强磁性层的交换耦合力增大，而且，也可以减少从磁化固定层产生的静磁场对自由层产生的影响，“Synthetic Pinned结构”目前被广泛使用。
但是，为了适应近年来的超高记录密度化的要求，需要使磁阻效应元件进一步薄层化。在这种状况下，提出了例如在US7019371B2、US7035062B1、US7177122B2等之中公开的采用强磁性层(Free Layer)/非磁性中间层/强磁性层(Free Layer)的简单的三层层叠结构作为基本结构的新GMR元件结构的方案。
为方便起见，在本申请书中有时候将这种结构称为DFL(Dual FreeLayer：双自由层)元件结构。在DFL元件结构中，两个强磁性层(FreeLayer)的磁化以彼此形成反平行的方式交换耦合。此外，在相当于元件的介质对置面的ABS的相反的纵深位置上配置磁铁，利用该磁铁产生的偏磁场的作用，将产生两个磁性层(Free Layer)的磁化分别相对于磁道宽度方向倾斜约45度的初始状态(起始状态)。
当处于该起始的磁化状态的元件检测到来自介质的信号磁场时，两个磁性层的磁化方向就会宛如剪刀剪纸时的动作那样发生变化，其结果是，元件的电阻值发生变化。
在将这种DFL元件结构应用于所谓的TMR元件或CPP-GMR元件的情况下，与以往的普通自旋阀型CPP-GMR元件相比，能够显著缩小上下屏蔽层的间隙即“读取间隙(Read Gap)长度”。具体而言，不需要普通的自旋阀型CPP-GMR元件中所需的上述反强磁性层，并且，也不需要上述“Synthetic Pinned结构”的强磁性层。其结果是，以往所说的极限为30nm的“读取间隙(Read Gap)长度”可以做到20nm以下。
为了形成DFL元件结构，在通过偏磁铁(bias magnet)施加偏磁场之前的状态下使两个强磁性层(Free Layer)的磁化方向成为沿着磁道宽度方向的反平行，该偏磁铁配置在：与相当于介质对置面的ABS相反的纵深位置上。
作为用于使两个强磁性层(Free Layer)的磁化方向成为反平行的第一方法，例如，以两个强磁性层(Free Layer)的磁化方向成为反平行的方式进行交换耦合的方法。例如，若在两个强磁性层(Free Layer)之间插入Au、Ag、Cu、Ir、Rh、Ru、Cr等贵金属等，使两个强磁性层产生交换耦合，则能够容易地实现。
但是，在TMR元件中，为了获得隧道效应，必须在两个强磁性层(Free Layer)之间设置氧化铝(AlOx)膜或氧化镁(MgO)膜等绝缘膜，从而导致在两个强磁性层间不能得到强的交换耦合。其结果是，使两个强磁性层(Free Layer)的磁化反平行耦合变得极为困难。
作为克服这样的问题而用于使两个强磁性层(Free Layer)的磁化方向成为反平行的第二方法，譬如，本申请的申请人已经作为USSeriai No.11/946358提出申请的技术。根据该建议，能够使介于两个强磁性层(Free Layer)之间的中间膜的材质或中间膜的特殊结构不受制约地以简单的结构实现两个强磁性层(Free Layer)的反平行磁化状态，为了应对近年来的超高记录密度化的要求，采用能够缩小“读取间隙(Read Gap)长度”(上下屏蔽层的间隙)的结构来提高记录密度，并且，能够得到稳定的磁阻效应变化。
并且，作为用于使两个强磁性层(Free Layer)的磁化方向成为反平行的第三方法，可以例举如本申请的申请人已经作为US SeriaiNo.12/219841提出申请的技术。根据该内容，在两个强磁性层(FreeLayer)的反平行中利用了：通过邻接设置的反强磁性层对被牵制(ピン止め)控制的屏蔽层进行磁化。
这样，针对所谓的DFL元件结构，考虑了用于形成两个强磁性层(Free Layer)的反平行状态的各种方法，但是，无论哪一种方法，都需要在通过偏磁铁施加偏磁场前的状态下，两个强磁性层(Free Layer)的磁化方向沿着磁道宽度方向成为反平行，其中所述偏磁铁配置在与相当于介质对置面的ABS相反的纵深位置上。
但是，实际状况是，目前还没有提出能够可靠地保证两个强磁性层(Free Layer)的磁化方向沿着磁道宽度方向成为反平行的检查方法。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的是提供一种新的检查方法，在具有配置于两个自由层的后部、并且对两个自由层的磁化方向的实质性正交作用施加影响的正交偏置功能部的元件中，在使正交偏置功能部发挥作用前的状态下，能够简便地检查两个自由层的磁化方向是否已经可靠地形成了反平行状态。
为了解决上述课题，本发明提出一种检查方法，该磁阻效应元件具有磁阻效应部，所述磁阻效应部具有非磁性中间层、以夹持该非磁性中间层的方式层叠形成并且发挥自由层功能的第一强磁性层以及发挥自由层功能的第二强磁性层，并且，该磁阻效应元件是在该磁阻效应部的层叠方向上施加检测电流(sense current)而成的CPP(CurrentPerpendicular to Plane)结构，在所述磁阻效应部的后部，形成有对第一强磁性层以及第二强磁性层的磁化方向的实质性正交作用施加影响的正交偏置功能部，该检查方法的特征在于，使所述正交偏置功能部的磁化方向分别变更为由元件的前方朝向后方的第一磁化形成方式以及由元件后方朝向前方的第二磁化形成方式，按照每个磁化形成方式分别测定元件针对外部磁场的输出波形，对照这二者的输出波形的状态，由此，检查发挥自由层功能的第一强磁性层以及第二强磁性层的磁化方向是否在所述正交偏置功能部发挥作用前的状态下成为沿着磁道宽度方向的反平行状态。
另外，作为本发明的优选方式，以如下方式构成：分别对照(check)所述二者的输出波形的非对称性(Asymmetry)，由此，检查发挥自由层功能的第一强磁性层以及第二强磁性层的磁化方向是否在所述正交偏置功能部发挥作用之前的状态下成为沿着磁道宽度方向的反平行状态。
作为本发明的优选方式，以如下方式构成：同时描绘所述二者的输出波形的图表并进行一体化，判断一体化后的图表是否具有以施加磁场O的纵轴为基准的对称关系，即，是否得到镜像关系，由此，检查发挥自由层功能的第一强磁性层以及第二强磁性层的磁化方向是否在所述正交偏置功能部发挥作用之前的状态下成为沿着磁道宽度方向的反平行状态。
另外，作为本发明的优选方式，以如下方式构成：将从在晶圆基板上呈矩阵状配置形成的磁阻效应元件组之中选定的特定的多个磁阻效应元件作为检查对象，保持在晶圆工艺完成状态进行检查。
另外，作为本发明的优选方式，以如下方式构成：将在晶圆基板上呈矩阵状配置形成的磁阻效应元件组切分为多个条状态，将从存在于被切分后的条中的磁阻效应元件组之中选定的特定的多个磁阻效应元件作为检查对象，保持被切分后的条状态进行检查。
另外，作为本发明的优选方式，以如下方式构成：在包含一个磁阻效应元件的滑块状态下进行检查。
另外，作为本发明的优选方式，以如下方式构成：在具备包含一个磁阻效应元件的滑块和弹性地支承该滑块的悬架而成的磁头万向节组件的状态下进行检查。
另外，作为本发明的优选方式，以如下方式构成：从所述元件的前方向后方的第一着磁方式以该被着磁后的磁化方向从介质对置面(ABS)朝向元件的内侧即后方的方式构成，从所述元件的后方向前方的第二着磁方式以被着磁后的磁化方向从元件的内侧即后方朝向介质对置面(ABS)的方式构成。
另外，作为本发明的优选方式，以如下方式构成：从所述元件的前方向后方的第一着磁方式以及从所述元件的后方向前方的第二着磁方式中的磁化方向是与介质对置面(ABS)垂直的方向。
另外，作为本发明的优选方式，以如下方式构成：发挥自由层功能的第一强磁性层以及发挥自由层功能的第二强磁性层隔着非磁性中间层以二者的磁化方向彼此为反平行状态的方式进行交换耦合。
另外，作为本发明的优选方式，以如下方式构成：发挥自由层功能的第一强磁性层以及发挥自由层功能的第二强磁性层由于分别在磁阻效应部的上下配置的第一强磁性层的磁化方向控制部以及第二强磁性层的磁化方向控制部而受到磁化方向控制，第一强磁性层以及第二强磁性层的磁化方向形成实质上的反平行状态。
另外，作为本发明的优选方式，以如下方式构成：由硬磁体构成所述正交偏置功能部，利用着磁操作作为在第一磁化形成方式和第二磁化形成方式彼此之间改变磁化方向的方法。
另外，作为本发明的优选方式，以如下方式构成：由反强磁性层和强磁性层的层叠体构成所述正交偏置功能部，利用磁场中的退火处理作为在第一磁化形成方式和第二磁化形成方式彼此之间改变磁化方向的方法。
另外，作为本发明的优选方式，以如下方式构成：第一磁化形成方式以及第二磁化形成方式处于磁化方向相反的关系。
本发明的磁头的检查方法是一种包含权利要求1所述的磁阻效应元件的磁头的检查方法，以如下方式构成：该检查以权利要求1所述的要领对构成磁头的磁阻效应元件进行检查。
附图说明
图1是概略表示作为检查对象的磁阻效应元件的主要部分构造的立体图。
图2是从上方观察图1所得的平面图，是X-Y平面的图。
图3是从上方观察图1所得的X-Y平面的平面图，是随着外部磁场变化，示出了能够得到本发明的磁阻效应元件的磁阻效应发生变化的磁化状态变化的模型图。
图4是从上方观察图1所得的X-Y平面的平面图，是随着外部磁场变化，示出了能够得到本发明的磁阻效应元件的磁阻效应发生变化的磁化状态变化的模型图。
图5是从上方观察图1所得的X-Y平面的平面图，是随着外部磁场变化，示出了能够得到本发明的磁阻效应元件的磁阻效应发生变化的磁化状态变化的模型图。
图6是表示第一强磁性层和第二强磁性层以彼此反平行的方式隔着非磁性中间层交换耦合的状态的立体图。
图7是从磁阻效应元件的ABS(Air Bearing Surface)方向观察所得的立体图。
图8是将包含磁阻效应元件的传感器区域的磁阻效应部放大示出的示意图。
图9是将由第一屏蔽层和第二屏蔽层的结构进一步加以发展而形成的结构作为第三实施方式示例的立体图。
图10是表示图9的介质对置面侧、即磁阻效应部所在的前框架构成部的周边的立体图。
图11是从介质对置面侧观察所得的图，用于说明按照以下方式构成的元件，即，为了使发挥自由层功能的第一强磁性层和第二强磁性层的相互磁化成为反平行，而利用受到反强磁性层牵制控制的一部分屏蔽层的磁化。
图12是表示合格品元件的状态的立体图，是表示第一强磁性层和第二强磁性层的磁化方向成为沿着磁道宽度方向的反平行状态的状态的立体图。
图13与图12相关联，是执行第一磁化形成方式的立体图，在该第一磁化形成方式中，使正交偏置功能部的磁化方向为从元件的前方(ABS侧)朝向后方的磁化方向。
图14是在图13所示的第一磁化形成方式的状态下测量元件针对外部磁场的输出波形而得到的图表。
图15与图12相关联，是执行第二磁化形成方式得到的立体图，在该第二磁化形成方式中，使正交偏置功能部的磁化方向为从元件的后方朝向前方(ABS侧)的磁化方向。
图16是在图15所示的第二磁化形成方式的状态下测量元件针对外部磁场的输出波形而得到的图表。
图17是表示不合格品元件的状态的立体图，是表示第一强磁性层和第二强磁性层的磁化方向未成为沿着磁道宽度方向的反平行状态的状态的立体图。
图18与图17相关联，是执行第一磁化形成方式的立体图，在该第一磁化形成方式中，使正交偏置功能部的磁化方向为从元件的前方(ABS侧)朝向后方的磁化方向。
图19是在图18所示的第一磁化形成方式的状态下测量元件针对外部磁场的输出波形而得到的图表。
图20与图17相关联，是执行第二磁化形成方式立体图，在该第二磁化形成方式中，使正交偏置功能部的磁化方向为从元件的后方朝向前方(ABS侧)的磁化方向。
图21是在图20所示的第二磁化形成方式的状态下测量元件针对外部磁场的输出波形而得到的图表。
图22是表示其他不合格品元件的状态的立体图，是表示第一强磁性层和第二强磁性层的磁化方向未成为沿着磁道宽度方向的反平行状态的状态的立体图。
图23与图22相关联，是执行第一磁化形成方式的立体图，在该第一磁化形成方式中，使正交偏置功能部的磁化方向为从元件的前方(ABS侧)朝向后方的磁化方向。
图24是在图23所示的第一磁化形成方式的状态下测量元件针对外部磁场的输出波形而得到的图表。
图25与图22相关联，是执行第二磁化形成方式的立体图，在该第二磁化形成方式中，使正交偏置功能部的磁化方向为从元件的后方朝向前方(ABS侧)的磁化方向。
图26是在图25所示的第二磁化形成方式的状态下测量元件针对外部磁场的输出波形而得到的图表。
图27是概略表示ABS露出的元件的状态的平面图，是根据ABS的重叠(Lapping)形成了规定长度的MR高度的平面图。
图28是概略表示例如在保持晶圆工艺完成状态而ABS未露出的元件的状态的平面图，是ABS元件的高度未经重叠(Lapping)、而是保留着原来的较长状态的平面图。
图29是将合格品元件在第一磁化形成方式的状态下测定元件针对外部磁场的输出波形所得的线A(粗线)的图表和在第二磁化形成方式的状态下测定元件针对外部磁场的输出波形所得的线B(细线)的图表同时进行描画而形成为一体的图表，是以施加磁场0的纵轴为基准时呈现出对称关系的图表。
图30是将不合格品元件在第一磁化形成方式的状态下测定元件针对外部磁场的输出波形所得的线C(粗线)的图表和在第二磁化形成方式的状态下测定元件针对外部磁场的输出波形所得的线D(细线)的图表同时进行描画而形成为一体的图表，是以施加磁场0的纵轴为基准时没有对称关系的图表。
图31是用于按时间顺序说明薄膜磁头的制造工序的图。
图32表示的是与所谓的气垫面(ABS)平行的薄膜磁头的剖视图。
具体实施方式
下面详细说明本发明的具体实施方式。
本发明的磁阻效应元件的检查方法以具备以下条件的磁阻效应元件为对象。即，具备磁阻效应部，该磁阻效应部包含非磁性中间层和以包夹该非磁性中间层的方式层叠形成并且发挥自由层功能的第一强磁性层以及发挥自由层功能的第二强磁性层，该磁阻效应元件采用在该磁阻效应部的层叠方向上施加检测电流(sense current)而成的CPP(Current Perpendicular to Plane)结构，在磁阻效应部的后部配置形成有对第一强磁性层以及第二强磁性层的磁化方向的实质性正交作用施加影响的正交偏置功能部。
对于这样的磁阻效应元件来说，要求在使所述正交偏置功能部发挥作用前的状态(未施加偏压的状态)下两个自由层的磁化方向成为沿磁道宽度方向的反平行状态。因而，对于利用本发明进行的检查来说，对在所述正交偏置功能部发挥原本的作用前的状态(未施加偏压的状态)下两个自由层的磁化方向是否成为沿磁道宽度方向的反平行状态进行检查。
作为具体的检查方法，将所述正交偏置功能部的着磁方向分别变更为磁化方向由元件的前方朝向后方的第一着磁方式和磁化方向由元件的后方朝向前方的第二着磁方式，针对各个着磁方式分别测定元件针对外部磁场的输出波形，通过对照(check)这两个输出波形的状态(Asymmetry)进行检查。此外，所谓的“所述正交偏置功能部发挥原本的作用前的状态”是指“正交偏置功能部尚未因着磁等发生磁化的状态，尚未施加偏压的状态”。因而，在该状态下，两个自由层的磁化方向不受正交偏置功能部的影响。
在详细地对上述本发明的这种磁阻效应元件的检查方法进行说明之前，先对成为本发明的检查对象的磁阻效应元件进行详细说明。
在以下的说明中，各图中所示的X轴方向的尺寸标记为“宽度”、Y轴方向的尺寸标记为“长度”，Z轴方向的尺寸标记为“厚度”。
另外，Y轴方向上靠近气垫面(与记录介质对置的薄膜磁头侧的面，有时候也标记为ABS)的一侧标记为“前方”，其相反侧(朝里的一侧)标记为“后方”。另外，将元件的层叠膜堆积起来的方向称为“上方”或“上侧”，其相反方向称为“下方”或“下侧”。
[关于作为检查对象的磁阻效应元件的说明]
如图1的概略概念图所示，作为检查对象的磁阻效应元件具备磁阻效应部8，该磁阻效应部8包含非磁性中间层40和以包夹该非磁性中间层40的方式层叠形成并且发挥自由层功能的第一强磁性层30以及发挥自由层功能的第二强磁性层50，该磁阻效应元件采用在该磁阻效应部的层叠方向上施加检测电流而成的CPP(Current Perpendicularto Plane)结构，在磁阻效应部8的后部形成有使第一强磁性层30以及第二强磁性层50的磁化方向的实质性正交作用发挥作用的正交偏置功能部90。
如图1所示，这样的磁阻效应元件的理想状态是：在所述正交偏置功能部90发挥作用前的状态下，第一强磁性层30(自由层30)的磁化方向131和第二强磁性层50(自由层50)的磁化方向151成为彼此沿着磁道宽度方向(图中的X轴方向)的反平行状态。
下面基于图2～图5说明该反平行状态的意义和外部磁场的检测动作。
如图2所示，在未对正交偏置功能部90实施磁化操作(例如着磁操作)、尚未发挥其作用的状态下，第一强磁性层30和第二强磁性层50形成为彼此的磁性层30、50呈相反方向的反平行状态。作为形成磁化方向131、151为相反方向的反平行状态的方法，考虑几种方式。这些具体方法将在下文中叙述。
如图3所示，设置在第一强磁性层30以及第二强磁性层50的后方(朝里的一侧：Y方向)的正交偏置功能部90沿着从作为介质对置面的ABS向朝里一侧的Y方向进行磁化(例如着磁)。这里称其为“ABS IN磁化”。磁化方向91相对于ABS呈朝向内侧的垂直方向。通过该磁化(例如着磁)，在此之前一直呈反平行状态的第一强磁性层30以及第二强磁性层50彼此的磁化方向131、151形成为相对于磁道宽度方向(图中的X轴方向)倾斜约45度的初始状态(起始状态)。因而，磁化方向131、151成为实质上正交的关系。所谓的实质上正交的关系是指90°±20°的范围。理想状态下优选是90°。
当处于该起始磁化状态的两个强磁性层30、50检测到来自介质的信号磁场时，磁化方向就会宛如剪刀剪纸时的动作那样发生变化，其结果是，元件的电阻值发生变化。即，如图4所示，当检测到从ABS流入元件侧的方向的外部磁场D 1时，第一强磁性层30的磁化131以及第二强磁性层50的磁化151倾向于朝相同方向，元件的电阻变小。
另一方面，如图5所示，当检测到远离ABS方向的外部磁场D2时，第一强磁性层30的磁化135以及第二强磁性层50的磁化151这两者产生朝相反方向的倾向，元件的电阻变大。
通过测定这样的针对外部磁场的一系列电阻变化，从而能够对外部磁场进行检测。
此外，为了谋求图3所示的初始磁化方向131、151的适当正交，对正交偏置功能部90的磁化强度加以调整，或者对发挥自由层功能的强磁性层30、50的磁化方向的变动难易度进行调整等。
另外，对于正交偏置功能部90的磁化方向来说，除了上述的“ABSIN磁化”之外，也可以是使磁化方向反转180°后的“ABS OUT磁化”。即，也可以在从朝里的一侧向作为介质对置面的ABS侧的Y方向对正交偏置功能部90进行磁化。
[用于形成磁性层30、50的磁化方向131、151成为相反方向的反平行状态的方法]
如图1或图2所示，下面说明在正交偏置功能部发挥作用前的状态(未施加偏压的状态)下两个自由层30、50的磁化方向成为沿磁道宽度方向的反平行状态的方法例。
第一方式
在第一方式中示例了如下状态：第一强磁性层30以及第二强磁性层50在未施加来自正交偏置功能部的偏磁场之前的状态下，第一强磁性层30和第二强磁性层50的磁化隔着非磁性中间层40以彼此反平行的方式交换耦合。
该状态例如图6所示，第一强磁性层30的磁化131和第二强磁性层50的磁化151隔着非磁性中间层40交换耦合，彼此处于反平行状态。
第一强磁性层30和第二强磁性层50所采用的材料，可列举为：如NiFe、CoFe、CoFeB、CoFeNi、Co2MnSi、Co2MnGe、FeOx(Fe的氧化物)、CoOx(Co的氧化物)等。各层的厚度分别设定为0.5～8nm左右。
这些层具有：各层的磁化方向受到外部施加的磁场的影响而发生变化的所谓的自由层功能。
非磁性中间层40所采用的材料可列举为：如Ru、Ir、Rh、Cr、Cu、Zn、Ga、ZnO、InO、SnO、GaN、ITO(Indium Tin Oxide)等。
厚度为0.5～5nm左右。为了使两个强磁性层30、50(Free Layer)的磁化反强磁耦合，所使用的非磁性中间层40的材质或其膜厚的设定受到制约。
第二方式
如图7所示，磁阻效应元件包含：磁阻效应部8；实质上以上下包夹该磁阻效应部8的方式配置形成的第一屏蔽层3(有时候也称为下部屏蔽层3)以及第二屏蔽层5(有时候也称为上部屏蔽层5)。此外，所述磁阻效应元件是在磁阻效应部8的层叠方向上施加检测电流而成的CPP(Current Perpendicular to Plane)结构的磁阻效应元件。
第一屏蔽层3和第二屏蔽层5的磁化方向分别由磁化方向控制单元控制，在图7所示的实施方式中，第一屏蔽层3的磁化35固定在从图的右侧朝向左侧的、宽度的负方向(-X方向)。另一方面，第二屏蔽层5的磁化51固定在从图的左侧朝向右侧的、宽度的正方向(+X方向)。优选是，第一屏蔽层3和第二屏蔽层5分别由磁化方向控制单元进行单磁区化。
磁阻效应部8包含：非磁性中间层40；以包夹该非磁性中间层40的方式层叠形成的第一强磁性层30以及第二强磁性层50。第一强磁性层30、非磁性中间层40和第二强磁性层50的层叠体是传感器区域，该层叠体的总厚度为10～20nm左右。
第一强磁性层30以及第二强磁性层50分别具有磁化方向随着外部磁场变化而发生变化的所谓的自由层功能。
第一强磁性层30以及第二强磁性层50起到如下作用：分别受到所述第一屏蔽层3以及所述第二屏蔽层5的磁性作用影响，形成彼此的磁化方向呈相反方向的反平行状态。此外，这里表述为“起到如下作用：......形成......反平行状态”是因为考虑到如下情况：在实际使用的元件中，由于施加如上所述的来自正交偏置功能部90的偏磁场，能够实现第一强磁性层30以及第二强磁性层50的磁化方向实质上的正交。
为了实现上述反平行的磁化状态，在第一屏蔽层3和第一强磁性层30之间设置第一交换耦合功能间隙层300，在第二屏蔽层5和第二强磁性层50之间设置第二交换耦合功能间隙层500。即，第一强磁性层30与磁化方向被控制后的所述第一屏蔽层3隔着第一交换耦合功能间隙层300间接地进行磁耦合，第二强磁性层50与磁化方向被控制后的所述第二屏蔽层5隔着第二交换耦合功能间隙层500间接地进行磁耦合。
下面参照图8说明第一交换耦合功能间隙层300的一例结构。但是，并不限于以下说明的结构。
第一交换耦合功能间隙层300包含从第一屏蔽层3侧开始的交换耦合传递层101、间隙调整层111、交换耦合调整层121而构成。间隙调整层111是由强磁体构成的所谓的强磁性层。
交换耦合传递层101由从Ru、Rh、Ir、Cr、Cu、Ag、Au、Pt、Pd的组中选择的至少一种材料构成，根据从这些中选择的材质和厚度各自的设定，以能够对第一屏蔽层3的磁化35和间隙调整层111的磁化111a的磁耦合强度作出调整的方式进行作用。另外，根据所选择的材质和厚度各自的设定也确定了与第一屏蔽层3的磁化35磁耦合的间隙调整层111的磁化111a的方向。即，确定为磁化朝着彼此相反方向进行磁耦合的反强磁性(antiferromagnetically)耦合、或者成为磁化朝着彼此相同方向进行磁耦合的强磁性(ferromagnetically)耦合。
交换耦合传递层121由从Ru、Rh、Ir、Cr、Cu、Ag、Au、Pt、Pd的组中选择的至少一种材料构成，根据从这些中选择的材质和厚度各自的设定，以能够对间隙调整层111的磁化111a和第一强磁性层130的磁化135的磁耦合强度作出调整的方式进行作用。另外，根据所选择的材质和厚度各自的设定也确定了与间隙调整层111的磁化111a磁耦合的第一强磁性层30的磁化131的方向。即，确定为反强磁耦合或者为强磁耦合。
第一交换耦合功能间隙层300的厚度设定为1.5～6.0nm左右。
同样地，参照图8说明第二交换耦合功能间隙层500的一个结构实例。但是，并不限于以下说明的结构。
第二交换耦合功能间隙层500包含从第二屏蔽层5侧开始的交换耦合传递层105、间隙调整层115、交换耦合调整层125而构成。间隙调整层115是由强磁体构成的所谓的强磁性层。
交换耦合传递层105由从Ru、Rh、Ir、Cr、Cu、Ag、Au、Pt、Pd的组中选择的至少一种材料构成，根据从这些中选择的材质和厚度各自的设定，以能够对第二屏蔽层5的磁化51和间隙调整层115的磁化115b的磁耦合强度作出调整的方式进行作用。另外，根据所选择的材质和厚度各自的设定也确定了与第二屏蔽层5的磁化51磁耦合的间隙调整层115的磁化115b的方向。即，确定为反强磁耦合(磁化朝着彼此相反方向的磁耦合)、或者为强磁耦合(磁化朝着彼此相同方向的磁耦合)。
交换耦合传递层125由从Ru、Rh、Ir、Cr、Cu、Ag、Au、Pt、Pd的组中选择的至少一种材料构成，根据从这些中选择的材质和厚度各自的设定，以能够对间隙调整层115的磁化115b和第二强磁性层150的磁化151的磁耦合强度作出调整的方式进行作用。另外，根据所选择的材质和厚度各自的设定也确定了与间隙调整层115的磁化115b发生磁耦合的第二强磁性层150的磁化151的方向。即，确定为是反强磁耦合、或者为强磁耦合。
第二交换耦合功能间隙层500的厚度设定为1.5～6.0nm左右。
图中的附图标记4是绝缘层。
第三方式
在图9中示例出作为第三方式的、由上述第二方式中的第一屏蔽层3和第二屏蔽层5的结构进一步发展而成的结构。
如图9所示，对位于磁阻效应部8下方的第一屏蔽层3和位于上方的第二屏蔽层5来说，由元件的宽度方向和长度方向规定的平面形状(X-Y平面)分别形成为框架形状体。
上述的第一屏蔽层和第二屏蔽层的框架形状体分别包含：前框架构成部31、51，配置在前方的介质对置面侧，且磁阻效应部的附近；侧框架构成部35、55，配置在从前框架构成部的端部朝向后方的侧位置。
如图10所示，构成磁阻效应部8的第一强磁性层30和第二强磁性层50中以如下方式构成：具有如下功能，即，在分别受到第一屏蔽层3的前框架构成部31和第二屏蔽层5的前框架构成部51的磁作用影响，形成彼此的磁化方向呈相反方向的反平行状态。
如图9所示，第一屏蔽层3的侧框架构成部35部分地包含第一非磁性间隙层153和第一偏磁场施加层154的组合体。第一非磁性间隙层153以如下方式设计配置：发挥将第一偏磁场施加层154产生的磁通量154a高效地输送到第一屏蔽层3的前框架构成部31侧的功能。第一非磁性间隙层153和第一偏磁场施加层154的组合体以如下方式构成：形成使磁通量在构成第一屏蔽层3的框架形状体内回转的闭合磁路，并对所述第一屏蔽层的前框架构成部31的磁化进行单磁区化，而且，对磁化方向进行控制。
同样地，第二屏蔽层的侧框架构成部55部分地包含第二非磁性间隙层155和第二偏磁场施加层156的组合体。第二非磁性间隙层155以如下方式设计配置：发挥将第二偏磁场施加层156产生的磁通量156a高效地输送到所述第二屏蔽层5的前框架构成部51侧的功能。第二非磁性间隙层155和第二偏磁场施加层156的组合体以如下方式构成：形成使磁通量在构成第二屏蔽层5的框架形状体内回转的闭合磁路，而且，对第二屏蔽层的前框架构成部51的磁化进行单磁区化，并且，对磁化方向进行控制。
磁阻效应部8的结构与上述第二方式的情形相同。
如图10所示，构成磁阻效应部8的第一强磁性层30与磁化方向被控制后的所述第一屏蔽层3隔着第一交换耦合功能间隙层300间接地进行磁耦合。
构成磁阻效应部8的第二强磁性层50与磁化方向受控的所述第二屏蔽层5隔着第二交换耦合功能间隙层500间接地进行磁耦合。
第一交换耦合功能间隙层300和第二交换耦合功能间隙层500分别采用与所述第二方式中的第一交换耦合功能间隙层300和第二交换耦合功能间隙层500相同的结构即可。
第4方式
图11中示出第4方式的实例，在该第4方式的实例中，为了使发挥自由层功能的第一强磁性层30和第二强磁性层50彼此的磁化成为反平行状态而利用了受到反强磁性层牵制控制的一部分屏蔽层的磁化。
即，如图11所示，采用层叠体结构作为第一屏蔽层3，该层叠体结构从下侧开始依次是NiFe构成的厚度为1000～2000nm的主屏蔽层(3a)/IrMn构成的厚度为6nm的反强磁性层(3b)/由厚度为1.5nm的CoFe层(3c)和厚度为20nm的NiFe层(3d)的组合层叠体构成的磁场施加层。此外，采用层叠体结构作为第二屏蔽层5，该层叠体结构由上侧开始依次是由NiFe构成的厚度为1000～2000nm的主屏蔽层(5a)/由IrMn构成的厚度为6nm的反强磁性层(5b)/由厚度为1.5nm的CoFe层(5c)和厚度为20nm的NiFe层(5d)的组合层叠体构成的磁场施加层。
使用由这样的结构构成的第一屏蔽层3和第二屏蔽层5分别隔着第一交换耦合功能间隙层300和第二交换耦合功能间隙层500包夹磁阻效应部8，使发挥自由层功能的第一强磁性层30和第二强磁性层50彼此的磁化成为反平行状态。
上述作为检查对象的磁阻效应元件根据晶圆工艺通常用作薄膜磁头的磁信息读取传感器。下面简单说明包含磁阻效应元件的薄膜磁头的整体结构。
[关于薄膜磁头的整体结构的说明]
图32中示出了与所谓的气垫面(ABS)平行的薄膜磁头的剖视图(Y-Z平面的截面)。
图32所示的薄膜磁头100装配在例如硬盘驱动器等磁记录装置中使用，用来在沿着介质行进方向M移动的例如硬盘等记录介质10上实施磁处理。
图中示例的薄膜磁头100是能够执行作为磁处理的、记录处理和再生处理这两者的所谓的复合型磁头，其结构如图32所示，具有：在由例如复相陶瓷(Al2O3·Tic)等陶瓷材料构成的滑块基板1上形成有磁头部101的结构。
磁头部101具有由再生头部100A和记录头部100B层叠而成的结构，其中，再生头部100A对利用磁阻(MR：Magneto-Resistive)效应记录的磁信息执行再生处理，记录头部100B则是执行垂直记录方式的记录处理的屏蔽型的记录头部。
下面进一步详细说明。
第一屏蔽层3和第二屏蔽层5是与滑块基板1的侧面1a大致平行地形成的平面层，另外，这些层3、5形成了作为介质对置面70的ABS的一部分。
磁阻效应部8以被第一屏蔽层3和第二屏蔽层5包夹的方式配置，形成介质对置面70的一部分。此外，在垂直于介质对置面70的方向(Y方向)上的高度(heigh)为MR高度(MR-h)。
利用包含例如框架电镀法在内的图形电镀等形成第一屏蔽层3和第二屏蔽层5。此外，虽然在图中并未明示，但是，第一屏蔽层3和第二屏蔽层5需要以能够发挥上述本发明的作用效果的方式构成。
磁阻效应部8是与滑块基板1的侧面1a大致平行地形成的层叠膜，构成介质对置面70的一部分。
磁阻效应部8是例如在该层叠面的垂直方向流过检测电流的膜面垂直型(CPP(Current Perpendicular to Plane))层叠膜，采用如上所述的结构。
另外，如图32所示，在第二屏蔽层5和记录头部100B之间形成有由与第二屏蔽层5相同的材料构成的元件间屏蔽层9。
元件间屏蔽层9所起的作用是，将发挥传感器功能的磁阻效应部8遮蔽起来免受记录头部100B产生的磁场的影响，从而防止读取时的外部噪声。另外，也可以在元件间屏蔽层9和记录头部100B之间进一步形成去磁线圈部。去磁线圈部产生用于抵消记录头部100B所产生的经由磁阻效应部8的上下电极层的磁通量环的磁通量，起到抑制多余的磁盘写入或作为擦除动作的大范围相邻磁道擦除(WATE)现象的作用。
在磁阻效应部8的与介质对置面70相反侧的第一和第二屏蔽层3、5之间的间隙、以及第一和第二屏蔽层3、5和元件间屏蔽层9的与介质对置面70相反侧即后方部位、以及第一屏蔽层3和滑块基板1之间的间隙、以及元件间屏蔽层9与记录头部100B之间的间隙内分别形成有由氧化铝等形成的绝缘层4、44。
记录头部100B优选构成为用于进行垂直磁记录，如图32所示，包含主磁极层15、间隙层18、线圈绝缘层26、线圈层23和辅助磁极层25。
主磁极层15构成为用于将线圈层23感应产生的磁通量收敛到执行写入的磁记录介质10的记录层的导磁路。这里，在主磁极层15的介质对置面70侧的端部，磁道宽度方向(图32中沿X轴的方向)的宽度和层叠方向(图32中沿Z轴的方向)的厚度优选与其他部分相比较小。其结果是，能够产生与高记录密度化相对应的微细且较强的写入用磁场。
与主磁极层15磁耦合的辅助磁极层25的介质对置面70侧的端部形成有层截面比辅助磁极层25的其他部分宽的拖尾屏蔽(trailingshield)部。如图32所示，辅助磁极层25隔着由氧化铝等绝缘材料形成的间隙层18以及线圈绝缘层26与主磁极层15的介质对置面70侧的端部对置配置。
通过设置这样的辅助磁极层25，由此，能够在介质对置面70附近的辅助磁极层25和主磁极层15之间产生更陡峭的磁场梯度。其结果是，信号输出的抖动减小，能够降低读出时的错误率。
辅助磁极层25采用例如框架电镀法、溅射法等，形成为例如约0.5～5μm的厚度。作为所使用的材料，使用例如Ni、Fe和Co之中的任意两种或者三种构成的合金、或者由以这些为主要成分并添加有预定的元素的合金等构成。
间隙层18以将线圈层23和主磁极层15隔离开的方式形成。间隙层18采用例如溅射法、CVD法等形成，由例如厚度为0.01～0.5μm左右的Al2O3、DLC(类金刚石炭)等构成。
[本发明的主要部分即磁阻效应元件的检查方法的说明]
以如上所说明的薄膜磁头中所使用的磁阻效应元件为对象，执行本发明的元件检查方法。
对于本发明的检查方法来说，如图12所示，用于检查发挥自由层功能的第一强磁性层30和发挥自由层功能的第二强磁性层50的磁化方向131、151在正交偏置功能部发挥作用前的状态下是否处于沿磁道宽度方向(X方向)的反平行状态。
图12所示的第一强磁性层30和第二强磁性层50的磁化方向131、151处于沿磁道宽度方向(X方向)的反平行状态，是合格品元件。
作为具体的方法，首先，最初如图13所示，执行第一磁化形成方式(“ABS IN磁化”)，使正交偏置功能部90的磁化方向为从元件的前方(ABS侧)朝向后方的磁化方向(附图标记91所示的+Y方向)。
正交偏置功能部90由例如硬磁体(例如CoPt)或强磁性层与反强磁性层的层叠体(例如IrMn/CoFe)构成，其磁化通过利用着磁操作或利用磁场中的退火处理来进行。
在图13所示的第一磁化形成方式的状态下测量元件针对外部磁场的输出波形时，得到图14所示的图表。根据该图表对照(check)输出波形的非对称性(Asymmetry)时，判断为波形具有对称性，Asymmetry＝0。
接着，如图15所示，执行第二磁化形成方式(“ABS OUT磁化”)，使正交偏置功能部90的磁化方向为从元件的后方朝向前方的磁化方向(由附图标记93表示：-Y方向)。
在该第二磁化形成方式的状态下测量元件针对外部磁场的输出波形时，得到如图16所示的图表。根据该图表对照(check)输出波形的非对称性(Asymmetry)时，判断为波形具有对称性，Asymmetry＝0。
在本发明中，需要在上述第一磁化形成方式的状态和第二磁化形成方式的状态这两种状态下都判断为Asymmetry＝0。这是因为，仅在第一磁化形成方式的状态或第二磁化形成方式的状态的任意一种状态下的判断中，有时不良相互抵消因而会偶然判断为Asymmetry＝0。
此外，对于Asymmetry＝0的判定基准来说，考虑到实际的生产成品率来确定即可。本发明中最重要的是，利用第一磁化形成方式和第二磁化形成方式使偏置的磁化方向反转，按照各个磁化形成方式分别测定元件针对外部磁场的输出波形，对这些输出波形的非对称性(Asymmetry)进行对照(check)。
并且，在进行输出波形的非对称性(Asymmetry)的对照(check)时，优选预先设定变化到第一磁化形成方式的状态以及第二磁化形成方式的状态时的Asymmetry之差的绝对值，并且加到判定基准上。Asymmetry之差的绝对值的优选实例是例如为20％以下。
代替或者除了上述对输出波形的非对称性(Asymmetry)对照(check)之外，同时描绘图14和图16所示的二者的输出波形的图表使其一体化，判断一体化后的图表是否具有以施加磁场O的纵轴为基准的对称关系(即能否得到镜像关系)，由此，检查发挥自由层功能的第一强磁性层和第二强磁性层的磁化方向是否在所述正交偏置功能部发挥作用前的状态下为沿着磁道宽度方向的反平行状态。试着同时描绘图14和图16所示的二者的输出波形的图表并进行一体化时，一体化后的图表具有以施加磁场O的纵轴为基准的对称关系。
由此可知，得到了以施加磁场O的纵轴为基准的镜像关系。
另外，在本申请的发明中，为便于说明，以第一磁化形成方式为“ABS IN磁化”、以第二磁化形成方式为“ABS OUT磁化”，但是，即使以第一磁化形成方式为“ABS OUT磁化”、以第二磁化形成方式为“ABS IN磁化”也没有任何问题。这是因为，即使反过来考虑，本发明的思想也没有发生任何变化。
检查对象的元件是不合格品的情形
接着，参照图17～图21说明本发明的元件检查方法在检查对象的元件是不合格品的情况下，即发挥自由层功能的第一强磁性层30和发挥自由层功能的第二强磁性层50的磁化方向131、151没有形成沿磁道宽度方向的反平行状态的情况下的方式。
如图17所示，发挥自由层功能的第一强磁性层30和第二强磁性层50的磁化方向131、151在正交偏置功能部发挥作用前的状态下没有成为沿着磁道宽度方向的反平行状态。如图17所示，二者的磁化方向131、151以预定的角度略微朝向元件内部的里侧方向。
对这样的不合格元件实施本发明的元件检查方法。首先，最初如图18所示，执行第一磁化形成方式(“ABS IN磁化”)，使正交偏置功能部90的磁化方向为从元件的前方(ABS侧)朝向后方的磁化方向(附图标记91所示)，在第一磁化形成方式的状态下测定元件针对外部磁场的输出波形。于是，得到图19所示的图表。根据该图表对照(check)输出波形的非对称性(Asymmetry)时，判断为波形偶然具有对称性，Asymmetry＝0。但是，如图20所示，执行第二磁化形成方式(“ABS OUT磁化”)，使正交偏置功能部90的磁化方向为从元件的后方朝向前方的磁化方向(附图标记93所示)，在该第二磁化形成方式的状态下测定元件针对外部磁场的输出波形时，得到图21所示的图表。根据图21的图表可知，Asymmetry存在问题，显示出“-”表示有问题，判断为元件不合格。
参照图22～图26对检查对象的元件不合格的其他方式进行说明。
如图22所示，发挥自由层功能的第一强磁性层30和第二强磁性层50的磁化方向131、151在正交偏置功能部发挥作用之前的状态下没有成为沿着磁道宽度方向的反平行状态。如图22所示，二者的磁化方向131、151以预定的角度略微偏向元件外部即身前侧。
对这种不合格元件实施本发明的元件检查方法。首先，最初如图23所示，执行第一磁化形成方式(“ABS IN磁化”)，使正交偏置功能部90的磁化方向为从元件的前方(ABS一端)朝向后方的磁化方向(附图标记91所示)，在第一磁化形成方式的状态下测定元件针对外部磁场的输出波形。于是，得到图24所示的图表。根据该图表对照(check)输出波形的非对称性(Asymmetry)时，判断为Asymmetry存在问题，显示出“-”表示有问题。接着，如图25所示，执行第二磁化形成方式(“ABS OUT磁化”)，使正交偏置功能部90的磁化方向为从元件的后方朝向前方的磁化方向(附图标记93所示)，在该第二磁化形成方式的状态下测定元件针对外部磁场的输出波形时，得到如图26所示的图表。根据图26的图表，判断为波形偶然具有对称性，Asymmetry＝0。对照图24所示的图表和图26的图表，则二者都不具有Asymmetry。
上述图14、图16、图19、图21、图24和图26所示的图表是对所谓的ABS露出的元件(参照图27)进行测定得到的。作为ABS露出的元件的方式，可以举例如：(1)将在晶圆基板上呈矩阵状配置形成的磁阻效应元件组切分为多个条状态，包含所切分的一个条的磁阻效应元件的情形；(2)作为一个元件，成为滑块状态的情形；(3)具备包含一个磁阻效应元件的滑块和弹性支承着该滑块的悬架而成的磁头万向节组件的状态等。在ABS露出的元件的方式的情况下，根据ABS的重叠(Lapping)形成预定长度的MR高度(MR-h)(参照图32中的MR-h)。
另一方面，当在具备在晶圆基板上呈矩阵状配置形成的磁阻效应元件组的晶圆工艺完成状态下进行检查的情况下，ABS没有露出(例如，参照图28)。在该情况下，元件的高度未被重叠(Lapping)，保留着原来的较长状态。并且，在切分加工之前，屏蔽的方式也不同于ABS露出时的方式。在晶圆工艺完成状态下，由于磁场不进入传感器，因此，能够观测到低磁场中的屏蔽的吸收区域。
下面对保持这种ABS未露出的晶圆工艺完成状态下执行本发明的检查的情形进行说明。
如图12所示，考虑如下情形，即：发挥自由层功能的第一强磁性层30和第二强磁性层50的磁化方向131、151在正交偏置功能部发挥作用前的状态下成为沿着磁道宽度方向的反平行状态的合格品元件的情形。
在该合格品元件的情况下，如图13所示，在第一磁化形成方式的状态下测定元件针对外部磁场的输出波形。于是，得到图29的线A(粗线)所示的图表。接着，如图15所示，在第二磁化形成方式的状态下测定元件针对外部磁场的输出波形。于是，得到图29的线B(细线)所示的图表。将图29的线A(粗线)的图表和线B(细线)的图表同时描绘出并一体化时可知，一体化后的图表具有以施加磁场O的纵轴为基准的对称关系。换句话说，具有以施加磁场O的纵轴为基准的镜像关系。此外，将线A画成粗线、将线B画成细线的理由只是为了明确地区分线A和线B。
接着，对不合格元件的情形进行说明。例如，如图22所示，考虑如下情形，即：发挥自由层功能的第一强磁性层30和第二强磁性层50的磁化方向131、151在正交偏置功能部发挥作用前的状态下没有成为沿着磁道宽度方向的反平行状态的不合格品元件的情形。在该不合格品元件的情况下，如图23所示，在第一磁化形成方式的状态下测定元件针对外部磁场的输出波形。于是，得到图30的线C(粗线)所示的图表。如图25所示，在第二磁化形成方式的状态下测定元件针对外部磁场的输出波形。于是，得到图30的线D(细线)所示的图表。将图30的线C(粗线)的图表和线D(细线)的图表同时描绘并进行一体化时可知，一体化后的图表不具有以施加磁场O的纵轴为基准的对称关系。不能以施加磁场O的纵轴为基准形成镜像关系。此外，将线C画成粗线、将线D画成细线的理由只是为了明确地区分线C和线D。
上述检查方法可以采用以下任意一种方式：(0)从在晶圆基板上呈矩阵状配置形成的磁阻效应元件组之中选定的特定的多个磁阻效应元件作为检查对象，保持晶圆工艺完成状态进行检查的方式；(1)将在晶圆基板上呈矩阵状配置形成的磁阻效应元件组切分为多个条状态，从存在于所切分的条中的磁阻效应元件组之中选定的特定的多个磁阻效应元件作为检查对象，保持切分为条状态进行检查的方式；(2)在包含一个磁阻效应元件的滑块状态下进行检查的方式；(3)在具备包含一个磁阻效应元件的滑块和弹性支承该滑块的悬架而成的磁头万向节组件状态下进行检查的方式。
为了提高产品的成品率，优选是在加工过程的早期阶段发现不合格元件。因而，最优选是采用在晶圆工艺完成状态下直接进行检查的方式或在切分为条状态的状态下直接进行检查的方式。
为了更容易理解与上述检查时期的不同相关的事项，下面参照图31简单说明薄膜磁头的制造工序的概略流程。
[关于薄膜磁头的制造工序的概略流程的说明]
薄膜磁头通常是通过图31所示的薄膜磁头制造工序制造而成的。亦即，作为图31的最初的工序(I)，制备晶圆。
接着，在该晶圆上依次形成上述的构成薄膜磁头的层叠膜，并且，在一片晶圆上加工形成多个磁头元件(图31的工序(II))。即，形成多个磁阻效应元件被形成在晶圆上的晶圆结构体(晶圆工艺完成状态)。
接着，对该晶圆形状体进行切分。即，形成从晶圆形状体切分成多个棒状的条形状体(图31的工序(III))。
接着，形成从条形状体切分为多个元件形状体的滑块磁头元件(一个磁头元件结构)。(图31的工序(IV))。
接着，将滑块磁头元件安装到万向节上，形成磁头万向节组件(图31的工序(V))。
具体实验例
下面示出与本发明的磁阻效应元件相关的具体实验例，进一步详细说明本发明。
将在晶圆基板上呈矩阵状配置形成的磁阻效应元件组切分为多个条状态(参照图31的工序(III))。
将从存在于所切分的条中的磁阻效应元件组之中选定的特定的多个磁阻效应元件作为检查对象，保持切分后的条状态进行本发明的检查。
即，保持图31的工艺(III)所示的切分后的条状态，如图13所示，对各元件执行第一磁化形成方式(“ABS IN磁化”)，使正交偏置功能部90的磁化方向为从元件的前方(ABS侧)朝向后方的磁化方向(附图标记91所示)。对选定为检查对象的多个特定的磁阻效应元件执行QST(Quasi-Static Test：准静态试验)。施加磁场设定为6000e，测定电压设定为150mV。
其结果是，任意的元件都得到图14所示的输出波形图表。判断为Asymmetry＝0。
接着，保持切分后的条状态，如图15所示，对各元件执行第二磁化形成方式(“ABS OUT磁化”)，使正交偏置功能部90的磁化方向为从元件的后方朝向前方的磁化方向(附图标记93所示)。对选定为检查对象的多个特定的磁阻效应元件执行QST(Quasi-Static Test：准静态试验)。施加磁场设定为6000e，测定电压设定为150mV。
其结果是，任意的元件都得到图16所示的输出波形图表。判断为Asymmetry＝0。
除了上述输出波形的非对称性(Asymmetry)的对照(check)之外，同时描绘图14和图16所示的二者的输出波形的图表并进行一体化，判断一体化后的图表是否具有以施加磁场O的纵轴为基准的对称关系(即，能否得到镜像关系)。关于一体化后的图表，具有以施加磁场O的纵轴为基准的对称关系。
根据上述检查结果，将在条状态下判定为合格品的磁阻效应元件分别切分为滑块磁头元件(一个磁头元件的结构)，将该滑块磁头元件安装到万向节上形成磁头万向节组件后组装到磁头装置中，结果是在检测动作中没有发现什么问题。
此外，将检查对象被判定为不合格品的情况下(图17～图26所示的情形)的滑块磁头元件安装到万向节上形成磁头万向节组件后组装到磁头装置中，结果是，在检测动作中发生了问题。
根据以上的实验结果，本发明的效果显而易见。
即，对于本发明的检查方法来说，以如下方式构成：将配置在磁阻效应部的后部的正交偏置功能部的磁化方向分别变更为磁化方向由元件的前方朝向后方的第一磁化形成方式和磁化方向由元件的后方朝向前方的第二磁化形成方式，按照每个磁化形成方式分别测定元件对外部磁场的输出波形，对照(check)这二者的输出波形的状态，由此，检查发挥自由层功能的第一强磁性层和第二强磁性层的磁化方向是否在正交偏置功能部发挥作用前的状态下成为沿着磁道宽度方向的反平行状态，因此，能够在使正交偏置功能部发挥作用前的状态下简便地检查两个自由层的磁化方向是否已经可靠地成为反平行状态。
本发明的工业适用性在于，本发明能够应用于具备将磁记录介质等的磁场强度作为信号进行读取的磁电阻效应元件的磁盘装置的产业上。

Claims (15)

1.一种磁阻效应元件的检查方法，该磁阻效应元件具有磁阻效应部，所述磁阻效应部具有非磁性中间层、以夹持该非磁性中间层的方式层叠形成并且发挥自由层功能的第一强磁性层以及发挥自由层功能的第二强磁性层，并且，该磁阻效应元件是在该磁阻效应部的层叠方向上施加检测电流而成的CPP结构，在所述磁阻效应部的与作为介质对置面的气垫面垂直的Y方向的后部，形成有对第一强磁性层以及第二强磁性层的磁化方向的实质性正交作用施加影响的正交偏置功能部，该检查方法的特征在于，
使所述正交偏置功能部的磁化方向分别变更为由元件的前方朝向后方的第一磁化形成方式以及由元件后方朝向前方的第二磁化形成方式，按照每个磁化形成方式分别测定元件针对外部磁场的输出波形，并对照这二者的输出波形的状态，由此，检查发挥自由层功能的第一强磁性层以及第二强磁性层的磁化方向是否在所述正交偏置功能部发挥作用前的状态下成为沿着磁道宽度方向的反平行状态；
其中，将Y方向上靠近气垫面的一侧标记为“元件的前方”，其相反侧标记为“元件的后方”。
2.如权利要求1所述的磁阻效应元件的检查方法，其中，
分别对照所述二者的输出波形的非对称性，由此，检查发挥自由层功能的第一强磁性层以及第二强磁性层的磁化方向是否在所述正交偏置功能部发挥作用前的状态下成为沿着磁道宽度方向的反平行状态。
3.如权利要求1所述的磁阻效应元件的检查方法，其中，
同时描绘所述二者的输出波形的图表并进行一体化，判断一体化后的图表是否具有以施加磁场O的纵轴为基准的对称关系，即，是否得到镜像关系，由此，检查发挥自由层功能的第一强磁性层以及第二强磁性层的磁化方向是否在所述正交偏置功能部发挥作用前的状态下成为沿着磁道宽度方向的反平行状态。
4.如权利要求1所述的磁阻效应元件的检查方法，其中，
将从呈矩阵状配置形成在晶圆基板上的磁阻效应元件组之中选定的特定的多个磁阻效应元件作为检查对象，保持在晶圆工艺完成状态进行检查。
5.如权利要求1所述的磁阻效应元件的检查方法，其中，
将呈矩阵状配置形成在晶圆基板上的磁阻效应元件组切分为多个条状态，将从存在于被切分后的条中的磁阻效应元件组之中选定的特定的多个磁阻效应元件作为检查对象，保持在被切分后的条状态进行检查。
6.如权利要求1所述的磁阻效应元件的检查方法，其中，
在包含一个磁阻效应元件的滑块状态下进行检查。
7.如权利要求1所述的磁阻效应元件的检查方法，其中，
在磁头万向节组件的状态下进行检查，该磁头万向节组件包括：包含一个磁阻效应元件的滑块、和弹性地支承该滑块的悬架。
8.如权利要求1所述的磁阻效应元件的检查方法，其中，
从所述元件的前方向后方的第一磁化形成方式以该被着磁后的磁化方向从介质对置面即ABS朝向元件的内侧即后方的方式构成，从所述元件的后方向前方的第二磁化形成方式以被着磁后的磁化方向从元件的内侧即后方朝向介质对置面即ABS的方式构成。
9.如权利要求8所述的磁阻效应元件的检查方法，其中，
从所述元件的前方向后方的第一磁化形成方式以及从所述元件的后方向前方的第二磁化形成方式中的磁化方向是与介质对置面即ABS垂直的方向。
10.如权利要求1所述的磁阻效应元件的检查方法，其中，
发挥自由层功能的第一强磁性层以及发挥自由层功能的第二强磁性层隔着非磁性中间层以二者的磁化方向彼此成为反平行状态的方式进行交换耦合。
11.如权利要求1所述的磁阻效应元件的检查方法，其中，
发挥自由层功能的第一强磁性层以及发挥自由层功能的第二强磁性层由于分别配置在磁阻效应部的上下的第一强磁性层的磁化方向控制部以及第二强磁性层的磁化方向控制部而受到磁化方向控制，第一强磁性层以及第二强磁性层的磁化方向形成实质上的反平行状态。
12.如权利要求1所述的磁阻效应元件的检查方法，其中，
由硬磁体构成所述正交偏置功能部，将着磁操作用作在第一磁化形成方式和第二磁化形成方式彼此之间改变磁化方向的方法。
13.如权利要求1所述的磁阻效应元件的检查方法，其中，
由反强磁性层和强磁性层的层叠体构成所述正交偏置功能部，将磁场中的退火处理用作在第一磁化形成方式和第二磁化形成方式彼此之间改变磁化方向的方法。
14.如权利要求1所述的磁阻效应元件的检查方法，其中，
第一磁化形成方式以及第二磁化形成方式处于磁化方向相反的关系。
15.一种包含权利要求1所述的磁阻效应元件的磁头的检查方法，其特征在于，
该检查以权利要求1所述的方法对构成磁头的磁阻效应元件进行检查。
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