JP2000099932A - スピンバルブ磁気抵抗効果型素子評価方法およびスピンバルブ磁気抵抗効果型素子評価装置 - Google Patents
スピンバルブ磁気抵抗効果型素子評価方法およびスピンバルブ磁気抵抗効果型素子評価装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スピンバルブ磁気抵抗効果素子のピン層に磁
化が反転している領域が存在しているか否かを評価でき
るスピンバルブ磁気抵抗効果素子評価装置を提供する。 【解決手段】 スピンバルブ磁気抵抗効果型素子評価装
置は、磁気情報が記録された評価用トラックを有する磁
気ディスク２２を含むヘッド評価装置１１、ＳＶ素子が
用いられたＳＶヘッド２１の再生信号がアンプ１２を介
して入力されるオシロスコープ１３、ヘッド評価装置１
１、オシロスコープ１３を制御することにより、ＳＶヘ
ッド２１の出力の、評価用トラックに対する相対位置依
存性を示すデータであるトラックプロファイルを測定す
るＰＣ１４を備える。
化が反転している領域が存在しているか否かを評価でき
るスピンバルブ磁気抵抗効果素子評価装置を提供する。 【解決手段】 スピンバルブ磁気抵抗効果型素子評価装
置は、磁気情報が記録された評価用トラックを有する磁
気ディスク２２を含むヘッド評価装置１１、ＳＶ素子が
用いられたＳＶヘッド２１の再生信号がアンプ１２を介
して入力されるオシロスコープ１３、ヘッド評価装置１
１、オシロスコープ１３を制御することにより、ＳＶヘ
ッド２１の出力の、評価用トラックに対する相対位置依
存性を示すデータであるトラックプロファイルを測定す
るＰＣ１４を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スピンバルブ磁気
抵抗効果型素子のピン層の磁化状態を評価するためのス
ピンバルブ磁気抵抗効果型素子評価方法およびスピンバ
ルブ磁気抵抗効果型素子評価装置に関する。
抵抗効果型素子のピン層の磁化状態を評価するためのス
ピンバルブ磁気抵抗効果型素子評価方法およびスピンバ
ルブ磁気抵抗効果型素子評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気センサ用の素子として、スピンバル
ブ磁気抵抗効果型素子、あるいは、スピンバルブ素子と
呼ばれている素子が知られている。
ブ磁気抵抗効果型素子、あるいは、スピンバルブ素子と
呼ばれている素子が知られている。
【０００３】スピンバルブ磁気抵抗効果型素子は、図１
０に示したように、強磁性材料（Ｆｅ−Ｎｉなど）から
なるフリー層３１と、非磁性金属材料（通常、Ｃｕ）か
らなる中間層３２と、強磁性材料（Ｆｅ−Ｎｉなど）か
らなるピン層３３と、反強磁性材料（Ｍｎ−Ｆｅ）から
なる反強磁性層３４とを有する素子である。
０に示したように、強磁性材料（Ｆｅ−Ｎｉなど）から
なるフリー層３１と、非磁性金属材料（通常、Ｃｕ）か
らなる中間層３２と、強磁性材料（Ｆｅ−Ｎｉなど）か
らなるピン層３３と、反強磁性材料（Ｍｎ−Ｆｅ）から
なる反強磁性層３４とを有する素子である。
【０００４】スピンバルブ磁気抵抗効果型素子（以下、
ＳＶ素子と表記する）は、フリー層３１とピン層３３の
磁化の向きの違いに応じて素子抵抗が大きく変化するこ
とを利用して外部磁界を検出する素子であり、例えば、
磁気ディスク装置や、磁気テープ装置、磁気カードリー
ダ等において、磁気データ読込用の素子として使用され
ている。
ＳＶ素子と表記する）は、フリー層３１とピン層３３の
磁化の向きの違いに応じて素子抵抗が大きく変化するこ
とを利用して外部磁界を検出する素子であり、例えば、
磁気ディスク装置や、磁気テープ装置、磁気カードリー
ダ等において、磁気データ読込用の素子として使用され
ている。
【０００５】このＳＶ素子において、反強磁性層３４
は、ピン層３３の磁化の向きが、外部磁界に依らないよ
うにする（初期化時の向きに固定する）ための層であ
る。中間層３２は、フリー層３１とピン層３３間の交換
相互作用を弱くするための層であり、伝導電子の相関長
よりも薄く形成される。フリー層３１は、磁化の向きが
外部磁界に応じたものとなる層であり、通常、ピン層３
３の磁化の向きと直交する容易軸を有するように、磁界
中熱処理が施される。
は、ピン層３３の磁化の向きが、外部磁界に依らないよ
うにする（初期化時の向きに固定する）ための層であ
る。中間層３２は、フリー層３１とピン層３３間の交換
相互作用を弱くするための層であり、伝導電子の相関長
よりも薄く形成される。フリー層３１は、磁化の向きが
外部磁界に応じたものとなる層であり、通常、ピン層３
３の磁化の向きと直交する容易軸を有するように、磁界
中熱処理が施される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、ＳＶ
素子は、外部磁界によって生じたフリー層３１とピン層
３３の磁化の向きの違いを、抵抗変化として検出するも
のである。このため、その磁界検出能は、ピン層３３の
磁化状態の影響を強く受ける。そして、ピン層３３の磁
化状態は、反強磁性層３４によって固定されているの
で、反強磁性層３４内にその温度がネール温度を越える
部分が生じた場合、磁界検出能が劣化するといったこと
や、磁気検出素子として機能しなくなるといったことが
起こり得る。
素子は、外部磁界によって生じたフリー層３１とピン層
３３の磁化の向きの違いを、抵抗変化として検出するも
のである。このため、その磁界検出能は、ピン層３３の
磁化状態の影響を強く受ける。そして、ピン層３３の磁
化状態は、反強磁性層３４によって固定されているの
で、反強磁性層３４内にその温度がネール温度を越える
部分が生じた場合、磁界検出能が劣化するといったこと
や、磁気検出素子として機能しなくなるといったことが
起こり得る。
【０００７】すなわち、製造直後のピン層３３の磁化状
態、ＳＶ素子のρ−Ｈ特性が、それぞれ、図１１
（ａ）、（ｂ）に示したようなものであったとしても、
使用中に、ピン層３３の磁化状態が、図１２（ａ）に示
したものに変化した結果、ρ−Ｈ特性が、図１２（ｂ）
に示したものに変化してしまうことがある。さらには、
図１３（ａ）に示したように、ピン層３３の磁化の向き
が完全に反転してしまい、その結果として、ＳＶ素子の
ρ−Ｈ特性が、図１３（ｂ）に示したものに変化してし
まうこともある。
態、ＳＶ素子のρ−Ｈ特性が、それぞれ、図１１
（ａ）、（ｂ）に示したようなものであったとしても、
使用中に、ピン層３３の磁化状態が、図１２（ａ）に示
したものに変化した結果、ρ−Ｈ特性が、図１２（ｂ）
に示したものに変化してしまうことがある。さらには、
図１３（ａ）に示したように、ピン層３３の磁化の向き
が完全に反転してしまい、その結果として、ＳＶ素子の
ρ−Ｈ特性が、図１３（ｂ）に示したものに変化してし
まうこともある。
【０００８】このようなピン層３３の磁化状態変化に起
因する特性劣化に対処するための技術として、米国特許
5,650,887 には、ＳＶ素子のρ−Ｈ特性が劣化した際
に、その磁化状態を元に戻すことができる環境（磁場と
温度）を、所定パターンの電流を流すことによってピン
層に与える磁気ディスク装置並びに磁場センサが開示さ
れている。
因する特性劣化に対処するための技術として、米国特許
5,650,887 には、ＳＶ素子のρ−Ｈ特性が劣化した際
に、その磁化状態を元に戻すことができる環境（磁場と
温度）を、所定パターンの電流を流すことによってピン
層に与える磁気ディスク装置並びに磁場センサが開示さ
れている。
【０００９】なお、この特許に開示されている磁気ディ
スク装置では、磁気ヘッドが備えるＳＶ素子のρ−Ｈ特
性の劣化を、エラーレートの増大によって検出してい
る。また、磁場センサでは、ρ−Ｈ特性の劣化を、セン
サ出力の低下によって検出している。
スク装置では、磁気ヘッドが備えるＳＶ素子のρ−Ｈ特
性の劣化を、エラーレートの増大によって検出してい
る。また、磁場センサでは、ρ−Ｈ特性の劣化を、セン
サ出力の低下によって検出している。
【００１０】上記技術を用いれば、ピン層の磁化状態の
変化により特性が劣化したＳＶ素子の特性を元に戻すこ
とはできるが、元々、特性の悪いＳＶ素子の特性を標準
的なものに戻すことはできない。すなわち、ＳＶ素子の
製造時に、何らかの原因により、ピン層３３に磁化の反
転は起こっていないが、ρ−Ｈ特性の傾きが標準的な傾
きよりも緩やかなＳＶ素子が製造されてしまうことがあ
る。
変化により特性が劣化したＳＶ素子の特性を元に戻すこ
とはできるが、元々、特性の悪いＳＶ素子の特性を標準
的なものに戻すことはできない。すなわち、ＳＶ素子の
製造時に、何らかの原因により、ピン層３３に磁化の反
転は起こっていないが、ρ−Ｈ特性の傾きが標準的な傾
きよりも緩やかなＳＶ素子が製造されてしまうことがあ
る。
【００１１】そのようなＳＶ素子に対して上記した技術
を適用しても、電流通電処理によって当該ＳＶ素子の特
性を標準的なものに戻すことはできないので、わずかな
磁化反転が生じただけで電流通電処理が行われる（頻繁
に電流通電処理が行われる）磁気ディスク装置や磁場セ
ンサが得られるだけである。また、そのようなＳＶ素子
が用いられた磁気ヘッドを、通常の磁気ディスク装置に
組み込んだ場合、データの読み取りが行えなくなる可能
性が高い磁気ディスク装置が得られてしまうことにな
る。
を適用しても、電流通電処理によって当該ＳＶ素子の特
性を標準的なものに戻すことはできないので、わずかな
磁化反転が生じただけで電流通電処理が行われる（頻繁
に電流通電処理が行われる）磁気ディスク装置や磁場セ
ンサが得られるだけである。また、そのようなＳＶ素子
が用いられた磁気ヘッドを、通常の磁気ディスク装置に
組み込んだ場合、データの読み取りが行えなくなる可能
性が高い磁気ディスク装置が得られてしまうことにな
る。
【００１２】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
って、スピンバルブ磁気抵抗効果素子のピン層に磁化が
反転している領域が存在しているか否かを評価できるス
ピンバルブ磁気抵抗効果型素子評価方法およびスピンバ
ルブ磁気抵抗効果型素子評価装置を提供することを目的
とする。
って、スピンバルブ磁気抵抗効果素子のピン層に磁化が
反転している領域が存在しているか否かを評価できるス
ピンバルブ磁気抵抗効果型素子評価方法およびスピンバ
ルブ磁気抵抗効果型素子評価装置を提供することを目的
とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明にかかるスピンバルブ磁気抵抗効果型素子評
価方法では、スピンバルブ磁気抵抗効果型素子と、所定
の強度分布を有する磁界との相対的な位置関係を調整し
つつ、スピンバルブ磁気抵抗効果型素子の抵抗値を測定
する。そして、その測定により得られた位置関係と抵抗
値との間の対応関係に基づき、スピンバルブ磁気抵抗効
果型素子のピン層の磁化状態の評価を行う。
に、本発明にかかるスピンバルブ磁気抵抗効果型素子評
価方法では、スピンバルブ磁気抵抗効果型素子と、所定
の強度分布を有する磁界との相対的な位置関係を調整し
つつ、スピンバルブ磁気抵抗効果型素子の抵抗値を測定
する。そして、その測定により得られた位置関係と抵抗
値との間の対応関係に基づき、スピンバルブ磁気抵抗効
果型素子のピン層の磁化状態の評価を行う。
【００１４】すなわち、上記のような測定によって得ら
れるＳＶ素子・磁界間位置関係とＳＶ素子の抵抗値との
対応関係から、直接的に、ピン層の磁化状態（磁化が反
転している部分の位置、幅等）を求めることは困難であ
るが、ピン層の磁化状態を仮定して、測定されるであろ
う対応関係を計算することは容易に行うことができる。
れるＳＶ素子・磁界間位置関係とＳＶ素子の抵抗値との
対応関係から、直接的に、ピン層の磁化状態（磁化が反
転している部分の位置、幅等）を求めることは困難であ
るが、ピン層の磁化状態を仮定して、測定されるであろ
う対応関係を計算することは容易に行うことができる。
【００１５】従って、本発明のように、ＳＶ素子・磁界
間位置関係とＳＶ素子の抵抗値との対応関係を測定すれ
ば、計算によって得られた対応関係と測定によって得ら
れた対応関係との類似性からピン層の磁化状態、磁化反
転領域の幅や位置をを推定できることになる。
間位置関係とＳＶ素子の抵抗値との対応関係を測定すれ
ば、計算によって得られた対応関係と測定によって得ら
れた対応関係との類似性からピン層の磁化状態、磁化反
転領域の幅や位置をを推定できることになる。
【００１６】また、本発明にかかるスピンバルブ磁気抵
抗効果型素子評価装置は、磁気ヘッドに組み込まれたス
ピンバルブ磁気抵抗効果型素子のピン層の磁化状態を評
価するための装置であって、所定の磁気情報が記録され
た評価用トラックを有する磁気ディスクと、磁気ヘッド
を磁気ディスク上に保持するためのアクチュエータであ
って、磁気ヘッドの、磁気ディスクの回転中心からの距
離を変更するためのアクチュエータと、アクチュエータ
の制御により評価用トラックに対する磁気ヘッドの位置
を変化させつつ、スピンバルブ磁気抵抗効果型素子の抵
抗値を測定することにより、スピンバブル磁気抵抗効果
型素子の抵抗値の位置依存性を表す位置依存性データを
出力する位置依存性データ測定出力部とを備える。
抗効果型素子評価装置は、磁気ヘッドに組み込まれたス
ピンバルブ磁気抵抗効果型素子のピン層の磁化状態を評
価するための装置であって、所定の磁気情報が記録され
た評価用トラックを有する磁気ディスクと、磁気ヘッド
を磁気ディスク上に保持するためのアクチュエータであ
って、磁気ヘッドの、磁気ディスクの回転中心からの距
離を変更するためのアクチュエータと、アクチュエータ
の制御により評価用トラックに対する磁気ヘッドの位置
を変化させつつ、スピンバルブ磁気抵抗効果型素子の抵
抗値を測定することにより、スピンバブル磁気抵抗効果
型素子の抵抗値の位置依存性を表す位置依存性データを
出力する位置依存性データ測定出力部とを備える。
【００１７】このスピンバルブ磁気抵抗効果型素子評価
装置によれば、本発明によるＳＶ素子評価方法を、磁気
ヘッドに組み込まれたＳＶ素子に適用することができる
ことになる。すなわち、磁気ヘッド内のＳＶ素子のピン
層の磁化状態の評価が行えることになるので、本装置を
用いれば、磁気ディスク装置に磁気ヘッドを組み込む前
に、磁気ヘッドが正常なものであるか否か、磁場中熱処
理等によって正常な特性を有するものとすることができ
るか否か等を判断できることになる。また、ＳＶ素子の
ピン層の磁化反転が生じにくい磁気ヘッドや、磁気ディ
スク装置の研究、開発を、効率的に行うことができるこ
とにもなる。
装置によれば、本発明によるＳＶ素子評価方法を、磁気
ヘッドに組み込まれたＳＶ素子に適用することができる
ことになる。すなわち、磁気ヘッド内のＳＶ素子のピン
層の磁化状態の評価が行えることになるので、本装置を
用いれば、磁気ディスク装置に磁気ヘッドを組み込む前
に、磁気ヘッドが正常なものであるか否か、磁場中熱処
理等によって正常な特性を有するものとすることができ
るか否か等を判断できることになる。また、ＳＶ素子の
ピン層の磁化反転が生じにくい磁気ヘッドや、磁気ディ
スク装置の研究、開発を、効率的に行うことができるこ
とにもなる。
【００１８】なお、位置依存性データ測定出力部は、Ｓ
Ｖ素子の抵抗値自体を測定するものでなくとも良く、抵
抗値相当の値を測定するものであれば良い。例えば、Ｓ
Ｖ素子に定電圧を印可して電流を測定するものであって
も良く、ＳＶ素子に定電流を供給して電圧を測定するも
のであっても良い。また、位置依存性データの出力形態
は、ディスプレイへの表示といった形態でも、用紙上へ
の印刷といった形態でも、ファイルの作成といった形態
であっても良い。
Ｖ素子の抵抗値自体を測定するものでなくとも良く、抵
抗値相当の値を測定するものであれば良い。例えば、Ｓ
Ｖ素子に定電圧を印可して電流を測定するものであって
も良く、ＳＶ素子に定電流を供給して電圧を測定するも
のであっても良い。また、位置依存性データの出力形態
は、ディスプレイへの表示といった形態でも、用紙上へ
の印刷といった形態でも、ファイルの作成といった形態
であっても良い。
【００１９】本発明にかかるスピンバルブ磁気抵抗効果
型素子評価装置を実現するに際して、磁気ディスクに用
意しておく評価用トラックは、どのような幅のトラック
であっても良いが、評価用トラックを、評価すべきスピ
ンバルブ磁気抵抗効果型素子のコア幅よりもその幅が狭
いトラックとしておくと、スピンバルブ磁気抵抗効果型
素子評価装置を、定性的な解析がしやすい位置依存性デ
ータを出力する装置とすることができる。なお、評価用
トラックに記録しておく磁気情報はどのようなものであ
っても良いが、一般に、磁気ディスクの評価に用いられ
ている周期的な磁気情報であることが好ましい。
型素子評価装置を実現するに際して、磁気ディスクに用
意しておく評価用トラックは、どのような幅のトラック
であっても良いが、評価用トラックを、評価すべきスピ
ンバルブ磁気抵抗効果型素子のコア幅よりもその幅が狭
いトラックとしておくと、スピンバルブ磁気抵抗効果型
素子評価装置を、定性的な解析がしやすい位置依存性デ
ータを出力する装置とすることができる。なお、評価用
トラックに記録しておく磁気情報はどのようなものであ
っても良いが、一般に、磁気ディスクの評価に用いられ
ている周期的な磁気情報であることが好ましい。
【００２０】また、本発明にかかるスピンバルブ磁気抵
抗効果型素子評価装置を実現する際には、スピンバルブ
磁気抵抗効果型素子の抵抗値を測定して、その時間変化
を表す時間変化データを出力する時間変化データ測定出
力部を、付加しておくことができる。時間変化データ測
定出力部を付加した上で、磁気ディスク上に、ダイビッ
ト再生波形が得られる磁気情報を記録した評価用トラッ
クを用意しておけば、ＳＶ素子のピン層が、半分以上の
領域で磁化反転が起こっているものであった場合、磁化
反転が起こっていることが直接的に分かる時間変化デー
タが得られることになる。
抗効果型素子評価装置を実現する際には、スピンバルブ
磁気抵抗効果型素子の抵抗値を測定して、その時間変化
を表す時間変化データを出力する時間変化データ測定出
力部を、付加しておくことができる。時間変化データ測
定出力部を付加した上で、磁気ディスク上に、ダイビッ
ト再生波形が得られる磁気情報を記録した評価用トラッ
クを用意しておけば、ＳＶ素子のピン層が、半分以上の
領域で磁化反転が起こっているものであった場合、磁化
反転が起こっていることが直接的に分かる時間変化デー
タが得られることになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるスピンバル
ブ磁気抵抗効果型素子評価方法およびスピンバルブ磁気
抵抗効果型素子評価装置の実施の形態を、図面を参照し
て具体的に説明する。
ブ磁気抵抗効果型素子評価方法およびスピンバルブ磁気
抵抗効果型素子評価装置の実施の形態を、図面を参照し
て具体的に説明する。
【００２２】図１に、本発明の一実施の形態によるスピ
ンバルブ磁気抵抗効果型素子評価装置の概略構成を示
す。本実施の形態のスピンバルブ磁気抵抗効果型素子評
価装置（以下、ＳＶ素子評価装置と表記する）は、固定
型磁気ディスク装置用の磁気ヘッドに組み込まれたスピ
ンバルブ磁気抵抗効果型素子（以下、ＳＶ素子と表記す
る）のピン層の状態を評価する装置であり、図示してあ
るように、ヘッド試験装置１１とアンプ１２とオシロス
コープ１３とパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１４とを
備える。
ンバルブ磁気抵抗効果型素子評価装置の概略構成を示
す。本実施の形態のスピンバルブ磁気抵抗効果型素子評
価装置（以下、ＳＶ素子評価装置と表記する）は、固定
型磁気ディスク装置用の磁気ヘッドに組み込まれたスピ
ンバルブ磁気抵抗効果型素子（以下、ＳＶ素子と表記す
る）のピン層の状態を評価する装置であり、図示してあ
るように、ヘッド試験装置１１とアンプ１２とオシロス
コープ１３とパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１４とを
備える。
【００２３】ヘッド試験装置１１は、ＳＶ素子が備えら
れた磁気ヘッド２１（以下、ＳＶヘッドと表記する）の
取り付け、交換が容易なように構成された一種の磁気デ
ィスク装置である。ヘッド試験装置１１には、幾つかの
トラックに所定のパターンの情報が記憶された磁気ディ
スク２２が備えられている。アンプ１２は、ヘッド試験
装置１１内に設けられている、ＳＶ素子の抵抗に応じた
電圧を出力する再生アンプ（図示せず）の出力をさらに
増幅するための機器である。アンプ１２の出力は、ＰＣ
１４の制御下、いわゆるトランジェントメモリとしても
機能するオシロスコープ１３に入力されている。
れた磁気ヘッド２１（以下、ＳＶヘッドと表記する）の
取り付け、交換が容易なように構成された一種の磁気デ
ィスク装置である。ヘッド試験装置１１には、幾つかの
トラックに所定のパターンの情報が記憶された磁気ディ
スク２２が備えられている。アンプ１２は、ヘッド試験
装置１１内に設けられている、ＳＶ素子の抵抗に応じた
電圧を出力する再生アンプ（図示せず）の出力をさらに
増幅するための機器である。アンプ１２の出力は、ＰＣ
１４の制御下、いわゆるトランジェントメモリとしても
機能するオシロスコープ１３に入力されている。
【００２４】ＰＣ１４には、ヘッド試験装置１１並びに
オシロスコープ１３を統合的に制御するためのプログラ
ムが記憶されており、ＳＶ素子評価装置は、このＰＣ１
４の制御下、ＳＶヘッド２１内のＳＶ素子の磁化状態を
評価することができるデータであるトラックプロファイ
ルの測定を行う。
オシロスコープ１３を統合的に制御するためのプログラ
ムが記憶されており、ＳＶ素子評価装置は、このＰＣ１
４の制御下、ＳＶヘッド２１内のＳＶ素子の磁化状態を
評価することができるデータであるトラックプロファイ
ルの測定を行う。
【００２５】以下、本ＳＶ素子評価装置の構成、動作を
さらに具体的に説明する。ヘッド試験装置１１内の磁気
ディスク２２は、ダイビット再生波形を観察することが
できる磁気情報が書き込まれたその幅が互いに異なる複
数のトラックと、孤立再生波形を観察することができる
磁気情報が書き込まれたその幅が互いに異なるトラック
等が用意されたディスクとなっている。
さらに具体的に説明する。ヘッド試験装置１１内の磁気
ディスク２２は、ダイビット再生波形を観察することが
できる磁気情報が書き込まれたその幅が互いに異なる複
数のトラックと、孤立再生波形を観察することができる
磁気情報が書き込まれたその幅が互いに異なるトラック
等が用意されたディスクとなっている。
【００２６】また、ＰＣ１４内には、それらのトラック
のそれぞれに対して、測定開始位置情報ｒS と測定終了
位置情報ｒE と測定間隔情報δｒとからなる測定条件情
報が設定（記憶）されている。測定条件情報を構成する
各情報の具体的な用途については後述するが、ｒS とｒ
E としては、対応づけられるトラックの中心線の磁気デ
ィスク２２の中心からの距離ｒC との偏差“ｒS −
ｒC ”、“ｒC −ｒE ”が、それぞれ、ＳＶヘッド２１
内のＳＶ素子のコア幅程度となる値が設定されている。
そして、δｒとしては、“ｒS −ｒE ”の数十分の一〜
数百分の一程度の値が設定されている。
のそれぞれに対して、測定開始位置情報ｒS と測定終了
位置情報ｒE と測定間隔情報δｒとからなる測定条件情
報が設定（記憶）されている。測定条件情報を構成する
各情報の具体的な用途については後述するが、ｒS とｒ
E としては、対応づけられるトラックの中心線の磁気デ
ィスク２２の中心からの距離ｒC との偏差“ｒS −
ｒC ”、“ｒC −ｒE ”が、それぞれ、ＳＶヘッド２１
内のＳＶ素子のコア幅程度となる値が設定されている。
そして、δｒとしては、“ｒS −ｒE ”の数十分の一〜
数百分の一程度の値が設定されている。
【００２７】本装置を用いてＳＶヘッド２１（ＳＶ素
子）の評価を行う際、操作者は、評価すべきＳＶヘッド
２１をヘッド試験装置１１に組み込み、ＰＣ１４に対し
て、使用すべきトラックの指定情報を含む測定の開始指
示を入力する。
子）の評価を行う際、操作者は、評価すべきＳＶヘッド
２１をヘッド試験装置１１に組み込み、ＰＣ１４に対し
て、使用すべきトラックの指定情報を含む測定の開始指
示を入力する。
【００２８】当該開始指示の入力を受けたＰＣ１４は、
指定されたトラックに関する測定条件情報を読み出す。
そして、ヘッド試験装置１１を制御することによって、
磁気ディスク２２を回転させるとともに、ＳＶヘッド２
１の中心が、磁気ディスク２２の中心からの距離がｒs
である円周上に位置するようにする。
指定されたトラックに関する測定条件情報を読み出す。
そして、ヘッド試験装置１１を制御することによって、
磁気ディスク２２を回転させるとともに、ＳＶヘッド２
１の中心が、磁気ディスク２２の中心からの距離がｒs
である円周上に位置するようにする。
【００２９】つぎに、ＰＣ１４は、その状態におけるＳ
Ｖヘッド２１の再生出力の最高最低(peak-to-peak)振幅
を、オシロスコープ１３に測定させる。その後、ＰＣ１
４は、その測定値を取り込んで測定位置と関連づけて記
憶し、ＳＶヘッド２１を、δｒだけ内周側へ移動させ
る。そして、その移動後の状態におけるＳＶヘッド２１
の再生出力の最高最低振幅を、オシロスコープ１３を介
して取得する。
Ｖヘッド２１の再生出力の最高最低(peak-to-peak)振幅
を、オシロスコープ１３に測定させる。その後、ＰＣ１
４は、その測定値を取り込んで測定位置と関連づけて記
憶し、ＳＶヘッド２１を、δｒだけ内周側へ移動させ
る。そして、その移動後の状態におけるＳＶヘッド２１
の再生出力の最高最低振幅を、オシロスコープ１３を介
して取得する。
【００３０】ＰＣ１４は、このような制御を、ＳＶヘッ
ド２１の中心が、磁気ディスク２２の中心からの距離が
ｒE となるまで繰り返し行い。距離ｒE についての測定
が完了したときには、測定位置と関連づけて記憶してい
る一連の最高最低振幅に基づき、最高最低振幅の測定位
置依存性を示すグラフであるトラックプロファイルを、
自身が備えるディスプレイ上に表示する。
ド２１の中心が、磁気ディスク２２の中心からの距離が
ｒE となるまで繰り返し行い。距離ｒE についての測定
が完了したときには、測定位置と関連づけて記憶してい
る一連の最高最低振幅に基づき、最高最低振幅の測定位
置依存性を示すグラフであるトラックプロファイルを、
自身が備えるディスプレイ上に表示する。
【００３１】その後、ＰＣ１４は、トラックプロファイ
ルの各ピーク位置に相当する測定位置にＳＶヘッド２１
を移動させ、オシロスコープ１３に、その状態における
ＳＶヘッド２１の再生出力の時間変化（再生波形）を測
定させる。
ルの各ピーク位置に相当する測定位置にＳＶヘッド２１
を移動させ、オシロスコープ１３に、その状態における
ＳＶヘッド２１の再生出力の時間変化（再生波形）を測
定させる。
【００３２】つぎに、ＰＣ１４は、オシロスコープ１３
による再生波形の測定が完了した際に、その測定結果を
取り込み、記憶する。そして、ＰＣ１４は、測定を終了
するための制御をヘッド試験装置１１に対して行い、操
作者から所定の指示が入力されたときには、オシロスコ
ープ１３に測定させた再生波形を、ディスプレイ上に表
示する。
による再生波形の測定が完了した際に、その測定結果を
取り込み、記憶する。そして、ＰＣ１４は、測定を終了
するための制御をヘッド試験装置１１に対して行い、操
作者から所定の指示が入力されたときには、オシロスコ
ープ１３に測定させた再生波形を、ディスプレイ上に表
示する。
【００３３】以下、ダイビット再生波形観察用の磁気情
報が記録されたトラックであって、評価対象となってい
るＳＶ素子の幅（フリー層の幅）よりもその幅が狭いト
ラックが評価に使用された場合を例に、ＳＶ素子評価装
置の動作（ＰＣ１４の動作）を、さらに具体的に説明す
る。
報が記録されたトラックであって、評価対象となってい
るＳＶ素子の幅（フリー層の幅）よりもその幅が狭いト
ラックが評価に使用された場合を例に、ＳＶ素子評価装
置の動作（ＰＣ１４の動作）を、さらに具体的に説明す
る。
【００３４】この場合において、ＳＶ素子のピン層が、
磁化反転を起こしていないものであったとき、ＰＣ１４
のディスプレイには、図２に示したような、１つのピー
クを有するトラックプロファイル３１が表示される。ま
た、ＰＣ１４は、矢印でその測定位置が示されている再
生波形４１を測定し、指示された際には、その表示を行
う。
磁化反転を起こしていないものであったとき、ＰＣ１４
のディスプレイには、図２に示したような、１つのピー
クを有するトラックプロファイル３１が表示される。ま
た、ＰＣ１４は、矢印でその測定位置が示されている再
生波形４１を測定し、指示された際には、その表示を行
う。
【００３５】これに対して、ピン層が、その幅（コア軸
方向の長さ）の１／３程度の磁化反転領域を中央部に有
するものであった場合、ＰＣ１４のディスプレイには、
図３に示したような、３つのピークを有するトラックプ
ロファイル３２が表示される。
方向の長さ）の１／３程度の磁化反転領域を中央部に有
するものであった場合、ＰＣ１４のディスプレイには、
図３に示したような、３つのピークを有するトラックプ
ロファイル３２が表示される。
【００３６】また、各ピーク位置における再生波形とし
て、評価に用いられるトラックの幅がピン層の中央部
磁化反転領域よりも広い場合、４２、４３−、４４に
図示する形状のものが、評価に用いられるトラックの
幅がピン層の中央部磁化反転領域よりも狭い場合、４
２、４３−、４４に図示する形状のものが、それぞれ
測定される。
て、評価に用いられるトラックの幅がピン層の中央部
磁化反転領域よりも広い場合、４２、４３−、４４に
図示する形状のものが、評価に用いられるトラックの
幅がピン層の中央部磁化反転領域よりも狭い場合、４
２、４３−、４４に図示する形状のものが、それぞれ
測定される。
【００３７】そして、ピン層の全ての領域で磁化が反転
していた場合には、図５に示してあるように、１つのピ
ークを有するトラックプロファイル３４が得られ、各測
定位置で再生波形４８と同形状の再生波形が観測される
ことになる。
していた場合には、図５に示してあるように、１つのピ
ークを有するトラックプロファイル３４が得られ、各測
定位置で再生波形４８と同形状の再生波形が観測される
ことになる。
【００３８】また、孤立再生波形観察用の磁気情報が記
録されたトラックを用いて測定をおこなった場合も、図
６に示したように、ピン層の各磁化状態に対して、ダイ
ビット再生波形観察用トラックを用いた場合と同様の形
状のトラックプロファイルが得られることになる。
録されたトラックを用いて測定をおこなった場合も、図
６に示したように、ピン層の各磁化状態に対して、ダイ
ビット再生波形観察用トラックを用いた場合と同様の形
状のトラックプロファイルが得られることになる。
【００３９】さて、本装置を実際に使用する際には、得
られたトラックプロファイルからピン層の磁化状態が評
価される訳であるが、ＰＣ１４内には、そのためのデー
タとして、ＳＶヘッド２１内のＳＶ素子のピン層の磁化
状態を仮定したＳＶ素子評価装置の動作のシミュレーシ
ョン結果が記憶されている。
られたトラックプロファイルからピン層の磁化状態が評
価される訳であるが、ＰＣ１４内には、そのためのデー
タとして、ＳＶヘッド２１内のＳＶ素子のピン層の磁化
状態を仮定したＳＶ素子評価装置の動作のシミュレーシ
ョン結果が記憶されている。
【００４０】具体的には、ＰＣ１４内には、ピン層の磁
化状態を、図７に模式的に示したようなものと仮定し
た、リードヘッドコア幅が１．２μｍのＳＶヘッドを、
０．４μｍ幅のトラックに対して用いた場合のシミュレ
ーション結果（図８）や、１．５μｍ幅のトラックに対
して用いた場合のシミュレーション結果（図９）等が用
意されており、本装置の使用者は、実際に測定されたト
ラックプロファイルと、シミュレーション結果とを比較
することによって、また、必要である場合には、さらに
シミュレーションをおこなうことにより、ピン層の磁化
状態（磁化反転幅や位置）を特定する。
化状態を、図７に模式的に示したようなものと仮定し
た、リードヘッドコア幅が１．２μｍのＳＶヘッドを、
０．４μｍ幅のトラックに対して用いた場合のシミュレ
ーション結果（図８）や、１．５μｍ幅のトラックに対
して用いた場合のシミュレーション結果（図９）等が用
意されており、本装置の使用者は、実際に測定されたト
ラックプロファイルと、シミュレーション結果とを比較
することによって、また、必要である場合には、さらに
シミュレーションをおこなうことにより、ピン層の磁化
状態（磁化反転幅や位置）を特定する。
【００４１】
【発明の効果】以上、説明したとおり、本発明にかかる
スピンバルブ磁気抵抗効果型素子評価方法によれば、Ｓ
Ｖ素子のピン層に磁化が反転している領域が存在してい
るか否かを評価できる。
スピンバルブ磁気抵抗効果型素子評価方法によれば、Ｓ
Ｖ素子のピン層に磁化が反転している領域が存在してい
るか否かを評価できる。
【００４２】また、本発明にかかるスピンバルブ磁気抵
抗効果型素子装置を用いれば、磁気ディスク装置に、Ｓ
Ｖ素子を備えた磁気ヘッドを組み込む前に、磁気ヘッド
が正常なものであるか否か、磁場中熱処理等によって正
常な特性を有するものとすることができるか否か等を判
断できることになる。また、ＳＶ素子のピン層の磁化反
転が生じにくい磁気ヘッドや、磁気ディスク装置の研
究、開発を、効率的に行うことができることにもなる。
抗効果型素子装置を用いれば、磁気ディスク装置に、Ｓ
Ｖ素子を備えた磁気ヘッドを組み込む前に、磁気ヘッド
が正常なものであるか否か、磁場中熱処理等によって正
常な特性を有するものとすることができるか否か等を判
断できることになる。また、ＳＶ素子のピン層の磁化反
転が生じにくい磁気ヘッドや、磁気ディスク装置の研
究、開発を、効率的に行うことができることにもなる。
【図１】本発明の一実施の形態にかかるスピンバルブ磁
気抵抗効果型素子評価装置の概略構成を示すブロック図
である。
気抵抗効果型素子評価装置の概略構成を示すブロック図
である。
【図２】実施の形態にかかるスピンバルブ磁気抵抗効果
型素子評価装置によって測定されるトラックプロファイ
ルの説明図である。
型素子評価装置によって測定されるトラックプロファイ
ルの説明図である。
【図３】実施の形態にかかるスピンバルブ磁気抵抗効果
型素子評価装置によって測定されるトラックプロファイ
ルの説明図である。
型素子評価装置によって測定されるトラックプロファイ
ルの説明図である。
【図４】実施の形態にかかるスピンバルブ磁気抵抗効果
型素子評価装置によって測定されるトラックプロファイ
ルの説明図である。
型素子評価装置によって測定されるトラックプロファイ
ルの説明図である。
【図５】実施の形態にかかるスピンバルブ磁気抵抗効果
型素子評価装置によって測定されるトラックプロファイ
ルの説明図である。
型素子評価装置によって測定されるトラックプロファイ
ルの説明図である。
【図６】実施の形態にかかるスピンバルブ磁気抵抗効果
型素子評価装置によって測定されるトラックプロファイ
ルの説明図である。
型素子評価装置によって測定されるトラックプロファイ
ルの説明図である。
【図７】シミュレーションのために仮定した、スピンバ
ルブ磁気抵抗効果型素子のピン層の磁化状態の説明図で
ある。
ルブ磁気抵抗効果型素子のピン層の磁化状態の説明図で
ある。
【図８】スピンバルブ磁気抵抗効果型素子のコア軸方向
の長さが評価用トラックの幅よりも長い場合のシミュレ
ーション結果を示した図である。
の長さが評価用トラックの幅よりも長い場合のシミュレ
ーション結果を示した図である。
【図９】スピンバルブ磁気抵抗効果型素子のコア軸方向
の長さが評価用トラックの幅よりも短い場合のシミュレ
ーション結果を示した図である。
の長さが評価用トラックの幅よりも短い場合のシミュレ
ーション結果を示した図である。
【図１０】スピンバルブ磁気抵抗効果型素子の構造を説
明するための模式図である。
明するための模式図である。
【図１１】スピンバルブ磁気抵抗効果型素子のピン層の
磁化状態と磁界検出特性との関係を示した説明図であ
る。
磁化状態と磁界検出特性との関係を示した説明図であ
る。
【図１２】スピンバルブ磁気抵抗効果型素子のピン層の
磁化状態と磁界検出特性との関係を示した説明図であ
る。
磁化状態と磁界検出特性との関係を示した説明図であ
る。
【図１３】スピンバルブ磁気抵抗効果型素子のピン層の
磁化状態と磁界検出特性との関係を示した説明図であ
る。
磁化状態と磁界検出特性との関係を示した説明図であ
る。
１１ ヘッド試験装置 １２ アンプ １３ オシロスコープ １４ パーソナルコンピュータ ２１ スピンバルブ磁気抵抗効果型ヘッド ２２ 磁気ディスク
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年２月３日（１９９９．２．３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】スピンバルブ磁気抵抗効果型素子は、図１
０に示したように、強磁性材料（Ｎｉ−Ｆｅなど）から
なるフリー層３１と、非磁性金属材料（通常、Ｃｕ）か
らなる中間層３２と、強磁性材料（Ｎｉ−Ｆｅなど）か
らなるピン層３３と、反強磁性材料（Ｍｎ−Ｆｅ）から
なる反強磁性層３４とを有する素子である。
０に示したように、強磁性材料（Ｎｉ−Ｆｅなど）から
なるフリー層３１と、非磁性金属材料（通常、Ｃｕ）か
らなる中間層３２と、強磁性材料（Ｎｉ−Ｆｅなど）か
らなるピン層３３と、反強磁性材料（Ｍｎ−Ｆｅ）から
なる反強磁性層３４とを有する素子である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】従って、本発明のように、ＳＶ素子・磁界
間位置関係とＳＶ素子の抵抗値との対応関係を測定すれ
ば、計算によって得られた対応関係と測定によって得ら
れた対応関係との類似性からピン層の磁化状態、磁化反
転領域の幅や位置を推定できることになる。
間位置関係とＳＶ素子の抵抗値との対応関係を測定すれ
ば、計算によって得られた対応関係と測定によって得ら
れた対応関係との類似性からピン層の磁化状態、磁化反
転領域の幅や位置を推定できることになる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】ＰＣ１４は、このような制御を、ＳＶヘッ
ド２１の中心が、磁気ディスク２２の中心からの距離が
ｒE となるまで繰り返し行い、距離ｒE についての測定
が完了したときには、測定位置と関連づけて記憶してい
る一連の最高最低振幅に基づき、最高最低振幅の測定位
置依存性を示すグラフであるトラックプロファイルを、
自身が備えるディスプレイ上に表示する。
ド２１の中心が、磁気ディスク２２の中心からの距離が
ｒE となるまで繰り返し行い、距離ｒE についての測定
が完了したときには、測定位置と関連づけて記憶してい
る一連の最高最低振幅に基づき、最高最低振幅の測定位
置依存性を示すグラフであるトラックプロファイルを、
自身が備えるディスプレイ上に表示する。
Claims (5)
- 【請求項１】 スピンバルブ磁気抵抗効果型素子と、所
定の強度分布を有する磁界との相対的な位置関係を調整
しつつ、前記スピンバルブ磁気抵抗効果型素子の抵抗値
を測定することにより得られた前記位置関係と前記抵抗
値との間の対応関係に基づき、前記スピンバルブ磁気抵
抗効果型素子のピン層の磁化状態を評価することを特徴
とするスピンバルブ磁気抵抗効果型素子評価方法。 - 【請求項２】 磁気ヘッドに組み込まれたスピンバルブ
磁気抵抗効果型素子のピン層の磁化状態を評価するため
の装置であって、 所定の磁気情報が記録された評価用トラックを有する磁
気ディスクと、 前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク上に保持するための
アクチュエータであって、前記磁気ヘッドの、前記磁気
ディスクの回転中心からの距離を変更するためのアクチ
ュエータと、 前記アクチュエータの制御により前記評価用トラックに
対する前記磁気ヘッドの位置を変化させつつ、前記スピ
ンバルブ磁気抵抗効果型素子の抵抗値を測定することに
より、前記スピンバブル磁気抵抗効果型素子の抵抗値の
位置依存性を表す位置依存性データを出力する位置依存
性データ測定出力部と、 を備えることを特徴とするスピンバルブ磁気抵抗効果型
素子評価装置。 - 【請求項３】 前記磁気ディスクの前記評価用トラック
が、前記スピンバルブ磁気抵抗効果型素子のコア幅より
もその幅が狭いトラックであることを特徴とする請求項
２に記載のスピンバルブ磁気抵抗効果型素子評価装置。 - 【請求項４】 前記スピンバルブ磁気抵抗効果型素子の
抵抗値を測定して、その時間変化を表す時間変化データ
を出力する時間変化データ測定出力部を、さらに備える
ことを特徴とする請求項２または３に記載のスピンバル
ブ磁気抵抗効果型素子評価装置。 - 【請求項５】 前記評価用トラックが、ダイビット再生
波形が得られる磁気情報が記録されたトラックであるこ
とを特徴とする請求項４に記載のスピンバルブ磁気抵抗
効果型素子評価装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26422298A JP3585742B2 (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | スピンバルブ磁気抵抗効果型素子評価方法およびスピンバルブ磁気抵抗効果型素子評価装置 |
| US09/774,931 US6400519B2 (en) | 1998-09-18 | 2001-01-31 | Spin valve magnetoresistive effect type element assessment method and a spin valve magnetoresistive effect type element assessment device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26422298A JP3585742B2 (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | スピンバルブ磁気抵抗効果型素子評価方法およびスピンバルブ磁気抵抗効果型素子評価装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000099932A true JP2000099932A (ja) | 2000-04-07 |
| JP3585742B2 JP3585742B2 (ja) | 2004-11-04 |
Family
ID=17400204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26422298A Expired - Fee Related JP3585742B2 (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | スピンバルブ磁気抵抗効果型素子評価方法およびスピンバルブ磁気抵抗効果型素子評価装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6400519B2 (ja) |
| JP (1) | JP3585742B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7525771B2 (en) | 2005-03-31 | 2009-04-28 | Fujitsu Limited | GMR spin-valve element evaluation method, magnetic head manufacturing method, and magnetic storage device |
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|---|---|---|---|---|
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| US6965229B2 (en) * | 2003-08-01 | 2005-11-15 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method of detecting polarity reversal in a magnetoresistive sensor |
| JP2006040504A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-09 | Fujitsu Ltd | 磁気ヘッドの評価装置、評価方法及びディスク |
| US7138797B2 (en) * | 2004-09-30 | 2006-11-21 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. | Reverse magnetic reset to screen for weakly pinned heads |
| JP2008065898A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Fujitsu Ltd | 磁気抵抗効果型再生ヘッドの評価方法 |
| US8018226B2 (en) * | 2008-04-28 | 2011-09-13 | International Business Machines Corporation | Methods for detecting damage to magnetoresistive sensors |
| US8120353B2 (en) | 2008-04-28 | 2012-02-21 | International Business Machines Corporation | Methods for detecting damage to magnetoresistive sensors |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995015552A1 (en) * | 1993-12-01 | 1995-06-08 | Maxtor Corporation | Disk drive employing adaptive read/write channel for optimizing head-media-channel performance |
| JPH08306017A (ja) | 1995-05-08 | 1996-11-22 | Hitachi Ltd | 磁気抵抗効果素子評価装置および評価方法 |
| US5650887A (en) | 1996-02-26 | 1997-07-22 | International Business Machines Corporation | System for resetting sensor magnetization in a spin valve magnetoresistive sensor |
| JPH10214408A (ja) * | 1997-01-31 | 1998-08-11 | Toshiba Corp | 磁気ヘッドアセンブリ及び同磁気ヘッドアセンブリを備えた磁気ディスク装置 |
| JP3368788B2 (ja) | 1997-02-17 | 2003-01-20 | ティーディーケイ株式会社 | スピンバルブ磁気抵抗素子を備えた磁気ヘッドの検査方法及び検査装置 |
| JP3334552B2 (ja) | 1997-03-21 | 2002-10-15 | ティーディーケイ株式会社 | スピンバルブ磁気抵抗素子を備えた磁気ヘッドの検査方法及び装置 |
| JPH11232607A (ja) * | 1998-02-13 | 1999-08-27 | Fujitsu Ltd | 記憶装置 |
-
1998
- 1998-09-18 JP JP26422298A patent/JP3585742B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-01-31 US US09/774,931 patent/US6400519B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7525771B2 (en) | 2005-03-31 | 2009-04-28 | Fujitsu Limited | GMR spin-valve element evaluation method, magnetic head manufacturing method, and magnetic storage device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6400519B2 (en) | 2002-06-04 |
| US20010004244A1 (en) | 2001-06-21 |
| JP3585742B2 (ja) | 2004-11-04 |
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