JP2003006822A - 磁気抵抗効果ヘッドの再生トラック幅算出方法及びプログラム - Google Patents
磁気抵抗効果ヘッドの再生トラック幅算出方法及びプログラムInfo
- Publication number
- JP2003006822A JP2003006822A JP2001188097A JP2001188097A JP2003006822A JP 2003006822 A JP2003006822 A JP 2003006822A JP 2001188097 A JP2001188097 A JP 2001188097A JP 2001188097 A JP2001188097 A JP 2001188097A JP 2003006822 A JP2003006822 A JP 2003006822A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistance value
- calculated
- lead conductor
- layer
- calculating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/455—Arrangements for functional testing of heads; Measuring arrangements for heads
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B2005/0002—Special dispositions or recording techniques
- G11B2005/0005—Arrangements, methods or circuits
- G11B2005/001—Controlling recording characteristics of record carriers or transducing characteristics of transducers by means not being part of their structure
- G11B2005/0013—Controlling recording characteristics of record carriers or transducing characteristics of transducers by means not being part of their structure of transducers, e.g. linearisation, equalisation
- G11B2005/0016—Controlling recording characteristics of record carriers or transducing characteristics of transducers by means not being part of their structure of transducers, e.g. linearisation, equalisation of magnetoresistive transducers
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B2005/3996—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects large or giant magnetoresistive effects [GMR], e.g. as generated in spin-valve [SV] devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
- Y10T29/49021—Magnetic recording reproducing transducer [e.g., tape head, core, etc.]
- Y10T29/49032—Fabricating head structure or component thereof
- Y10T29/49036—Fabricating head structure or component thereof including measuring or testing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ＭＲヘッドの実質的なトラック幅を精度良く
机上で求めることができるＭＲヘッドの再生トラック幅
算出方法及び算出プログラムを提供する。 【解決手段】 少なくとも１つの層を含むＭＲ素子の各
層の形状、ＭＲ素子の磁区制御層の形状及びＭＲ素子に
接続されたリード導体の形状を表すデータに基づいて、
少なくとも１つの層、磁区制御層及びリード導体を複数
の多面体要素に細分化する段階と、各要素の抵抗率に基
づいて、各多面体要素の節点と辺上の電位を算出し、各
多面体要素の電流密度を求め、求めた電流密度の積分に
よってリード導体の端子間の初期抵抗値を算出する段階
と、ＭＲ素子の局部ブロックにおける抵抗率を所定量変
化させてリード導体の端子間の抵抗値を算出する段階
と、局部ブロックをトラック幅方向に順次移動させ抵抗
値を算出する上述の段階を繰り返して行い、得られた初
期抵抗値及び抵抗値から再生トラック幅を求める。
机上で求めることができるＭＲヘッドの再生トラック幅
算出方法及び算出プログラムを提供する。 【解決手段】 少なくとも１つの層を含むＭＲ素子の各
層の形状、ＭＲ素子の磁区制御層の形状及びＭＲ素子に
接続されたリード導体の形状を表すデータに基づいて、
少なくとも１つの層、磁区制御層及びリード導体を複数
の多面体要素に細分化する段階と、各要素の抵抗率に基
づいて、各多面体要素の節点と辺上の電位を算出し、各
多面体要素の電流密度を求め、求めた電流密度の積分に
よってリード導体の端子間の初期抵抗値を算出する段階
と、ＭＲ素子の局部ブロックにおける抵抗率を所定量変
化させてリード導体の端子間の抵抗値を算出する段階
と、局部ブロックをトラック幅方向に順次移動させ抵抗
値を算出する上述の段階を繰り返して行い、得られた初
期抵抗値及び抵抗値から再生トラック幅を求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果（Ｍ
Ｒ）ヘッドの再生トラック幅算出方法及びＭＲヘッドの
再生トラック幅算出プログラムに関する。
Ｒ）ヘッドの再生トラック幅算出方法及びＭＲヘッドの
再生トラック幅算出プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータの普及に
伴い、情報のネットワーク化が急速に進んでいる。この
ため、扱われる情報も、従来の数値データのみならず画
像データ等も含むため、その情報量が飛躍的に増大化し
つつある。このような膨大な量の情報を扱うには、高速
なＭＰＵと共に、高速かつ大容量、そして信頼性の高い
ハードディスクシステムが必要になる。
伴い、情報のネットワーク化が急速に進んでいる。この
ため、扱われる情報も、従来の数値データのみならず画
像データ等も含むため、その情報量が飛躍的に増大化し
つつある。このような膨大な量の情報を扱うには、高速
なＭＰＵと共に、高速かつ大容量、そして信頼性の高い
ハードディスクシステムが必要になる。
【０００３】ハードディスク上に記録された信号を読み
出すためには、強磁性薄膜の電気抵抗が電場により変化
する、いわゆるスピン・軌道相互作用による強磁性体の
異常磁気抵抗効果を利用した異方性磁気抵抗効果ヘッド
（ＡＭＲヘッド）が数多く用いられている。
出すためには、強磁性薄膜の電気抵抗が電場により変化
する、いわゆるスピン・軌道相互作用による強磁性体の
異常磁気抵抗効果を利用した異方性磁気抵抗効果ヘッド
（ＡＭＲヘッド）が数多く用いられている。
【０００４】ＡＭＲヘッドにおいては、感磁素子とし
て、一般に、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＦｅＣｏ、Ｎｉ
Ｃｏ薄膜が用いられる。しかしながら、軟磁気特性に優
れるＮｉＦｅ薄膜によっても、得られる磁気抵抗（Ｍ
Ｒ）変化率はたかだか２〜３％程度である。このため、
ＭＲ変化率がより大きなＭＲヘッドが望まれていた。
て、一般に、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＦｅＣｏ、Ｎｉ
Ｃｏ薄膜が用いられる。しかしながら、軟磁気特性に優
れるＮｉＦｅ薄膜によっても、得られる磁気抵抗（Ｍ
Ｒ）変化率はたかだか２〜３％程度である。このため、
ＭＲ変化率がより大きなＭＲヘッドが望まれていた。
【０００５】近年、２枚の強磁性層で非磁性伝導層を挟
み込み、一方の強磁性層（磁化固定層）を反強磁性層の
交換バイアスにより磁化方向を固定し、もう一方の強磁
性層（磁化自由層）が外部磁界で磁化変化することによ
り、２枚の強磁性層の磁化方向の角度差により大きな抵
抗変化を作り出す、いわゆるスピンバルブ（ＳＶ）ＭＲ
素子等の巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子が提案され
（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，Ｖｏｌ．３０，
Ｎｏ．６，ｐｐ．３８０１〜３８０６（１９９４））、
磁気ヘッドへの応用が始まっている。
み込み、一方の強磁性層（磁化固定層）を反強磁性層の
交換バイアスにより磁化方向を固定し、もう一方の強磁
性層（磁化自由層）が外部磁界で磁化変化することによ
り、２枚の強磁性層の磁化方向の角度差により大きな抵
抗変化を作り出す、いわゆるスピンバルブ（ＳＶ）ＭＲ
素子等の巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子が提案され
（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，Ｖｏｌ．３０，
Ｎｏ．６，ｐｐ．３８０１〜３８０６（１９９４））、
磁気ヘッドへの応用が始まっている。
【０００６】一般に、ＡＭＲヘッドやＳＶＭＲヘッド
（ＭＲヘッドと総称する）においては、その感磁部であ
るＭＲ膜又は磁化自由層は、磁区制御層によってその磁
化方向が制御され素子の単磁区状態が保たれている。磁
区制御層は、ＭＲ膜又は磁化自由層のトラック両端部に
配置された磁石層、反強磁性層に磁化固定された軟磁性
層、又はＭＲ膜若しくは磁化自由層に直接的又は間接的
に交換結合若しくは静磁結合した反強磁性層からなり、
トラック端部での反磁界を打ち消すように磁界を与える
ことによって磁化方向を制御する。通常、これら磁石層
又は反強磁性層上には、リード導体が形成されている。
（ＭＲヘッドと総称する）においては、その感磁部であ
るＭＲ膜又は磁化自由層は、磁区制御層によってその磁
化方向が制御され素子の単磁区状態が保たれている。磁
区制御層は、ＭＲ膜又は磁化自由層のトラック両端部に
配置された磁石層、反強磁性層に磁化固定された軟磁性
層、又はＭＲ膜若しくは磁化自由層に直接的又は間接的
に交換結合若しくは静磁結合した反強磁性層からなり、
トラック端部での反磁界を打ち消すように磁界を与える
ことによって磁化方向を制御する。通常、これら磁石層
又は反強磁性層上には、リード導体が形成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような構造のＭＲ
ヘッドにおいて、物理的トラック幅（光学的トラック
幅）は、この素子両側のリード導体の間隔、磁石層の間
隔、素子上側の幅、下側の幅、若しくはこれらの間の
値、ＭＲ膜若しくはフリー層の幅、非磁性中間層の幅、
磁化固定層の幅、又はこれらの平均の幅等と定義され
る。
ヘッドにおいて、物理的トラック幅（光学的トラック
幅）は、この素子両側のリード導体の間隔、磁石層の間
隔、素子上側の幅、下側の幅、若しくはこれらの間の
値、ＭＲ膜若しくはフリー層の幅、非磁性中間層の幅、
磁化固定層の幅、又はこれらの平均の幅等と定義され
る。
【０００８】しかしながら、最近のＭＲヘッドにおいて
は、リード導体がＭＲ素子上にオーバーラップして積層
される構造が採用される等して、実際の再生に寄与する
トラック幅（磁気的トラック幅）が、物理的トラック幅
と異なってしまうことがある。このような場合、実質的
なトラック幅を求めるには、実際に作成したＭＲヘッド
を移動させつつ磁気ディスク上に形成された細い磁気ト
ラックの情報を読み取るという測定処理が必要であっ
た。従って、机上で、又は最終的な磁気ヘッドを作成す
る前に実質的なトラック幅を知ることができず、これ
は、ＭＲヘッドの設計上及び製造上の大きな問題点であ
った。
は、リード導体がＭＲ素子上にオーバーラップして積層
される構造が採用される等して、実際の再生に寄与する
トラック幅（磁気的トラック幅）が、物理的トラック幅
と異なってしまうことがある。このような場合、実質的
なトラック幅を求めるには、実際に作成したＭＲヘッド
を移動させつつ磁気ディスク上に形成された細い磁気ト
ラックの情報を読み取るという測定処理が必要であっ
た。従って、机上で、又は最終的な磁気ヘッドを作成す
る前に実質的なトラック幅を知ることができず、これ
は、ＭＲヘッドの設計上及び製造上の大きな問題点であ
った。
【０００９】従って本発明の目的は、ＭＲヘッドの実質
的なトラック幅を精度良くかつ机上で求めることができ
るＭＲヘッドの再生トラック幅算出方法及びＭＲヘッド
の再生トラック幅算出プログラムを提供することにあ
る。
的なトラック幅を精度良くかつ机上で求めることができ
るＭＲヘッドの再生トラック幅算出方法及びＭＲヘッド
の再生トラック幅算出プログラムを提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、少なく
とも１つの層を含むＭＲ素子のこの少なくとも１つの層
の形状を表すデータ、ＭＲ素子の磁区制御層の形状を表
すデータ及びＭＲ素子に接続されたリード導体の形状を
表すデータに少なくとも基づいて、少なくとも１つの
層、磁区制御層及びリード導体を複数の多面体要素に細
分化する段階と、少なくとも１つの層、磁区制御層及び
リード導体の抵抗率に少なくとも基づいて、各多面体要
素の節点若しくは辺上の電位を算出し、算出した各節点
若しくは辺上の電位から各多面体要素の電流密度を求
め、求めた電流密度を積分することによってリード導体
の端子間の初期抵抗値を算出する段階と、ＭＲ素子の局
部ブロックにおける抵抗率を所定量変化させた状態で、
各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を算出し、算出
した各節点若しくは辺上の電位から各多面体要素の電流
密度を求め、求めた電流密度を積分することによってリ
ード導体の端子間の抵抗値を算出する段階と、抵抗率を
所定量変化させる局部ブロックをＭＲ素子のトラック幅
方向に順次移動させて、抵抗値を算出する上述の段階を
繰り返して行う段階と、得られた初期抵抗値及び抵抗値
から再生トラック幅を求める段階とを備えたＭＲヘッド
の再生トラック幅算出方法が提供される。
とも１つの層を含むＭＲ素子のこの少なくとも１つの層
の形状を表すデータ、ＭＲ素子の磁区制御層の形状を表
すデータ及びＭＲ素子に接続されたリード導体の形状を
表すデータに少なくとも基づいて、少なくとも１つの
層、磁区制御層及びリード導体を複数の多面体要素に細
分化する段階と、少なくとも１つの層、磁区制御層及び
リード導体の抵抗率に少なくとも基づいて、各多面体要
素の節点若しくは辺上の電位を算出し、算出した各節点
若しくは辺上の電位から各多面体要素の電流密度を求
め、求めた電流密度を積分することによってリード導体
の端子間の初期抵抗値を算出する段階と、ＭＲ素子の局
部ブロックにおける抵抗率を所定量変化させた状態で、
各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を算出し、算出
した各節点若しくは辺上の電位から各多面体要素の電流
密度を求め、求めた電流密度を積分することによってリ
ード導体の端子間の抵抗値を算出する段階と、抵抗率を
所定量変化させる局部ブロックをＭＲ素子のトラック幅
方向に順次移動させて、抵抗値を算出する上述の段階を
繰り返して行う段階と、得られた初期抵抗値及び抵抗値
から再生トラック幅を求める段階とを備えたＭＲヘッド
の再生トラック幅算出方法が提供される。
【００１１】ＭＲヘッドの実質的な再生トラック幅は、
次の３つの要因により決定される。 メディア磁界の入り込み、 ＭＲ膜、またはフリー層の感度分布、 電気的再生トラック幅。
次の３つの要因により決定される。 メディア磁界の入り込み、 ＭＲ膜、またはフリー層の感度分布、 電気的再生トラック幅。
【００１２】このうち、については、Ｇｒｅｅｎ関数
をフーリエ級数に展開する手法（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ
Ｍａｇｎ．Ｖｏｌ.３４，Ｎｏ．４，１５１３，(１９
９８)）や有限要素法等により、容易に計算できる。ま
た、についても実効磁界（静磁界、異方性磁界、交換
磁界、外部磁界の和）とＬａｎｄａｕ−Ｌｉｆｓｈｉｔ
ｚ−Ｇｉｌｂｅｒｔ式（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．，２８，ｐｐ．２４８５〜２５０７，１９８９）に
より磁化の様子を計算（マイクロマグネティックシミュ
レーション）することにより、求めることができる（Ｉ
ＥＥＥ Ｔｒａｎｓ Ｍａｇｎ．Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．
４，ｐｐ．１５１６〜１５１８，(１９９８)）。一方、
の電気的再生トラック幅は、従来技術では容易に求め
ることができなかったが、本発明によってこれを簡単に
算出することが可能となった。
をフーリエ級数に展開する手法（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ
Ｍａｇｎ．Ｖｏｌ.３４，Ｎｏ．４，１５１３，(１９
９８)）や有限要素法等により、容易に計算できる。ま
た、についても実効磁界（静磁界、異方性磁界、交換
磁界、外部磁界の和）とＬａｎｄａｕ−Ｌｉｆｓｈｉｔ
ｚ−Ｇｉｌｂｅｒｔ式（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．，２８，ｐｐ．２４８５〜２５０７，１９８９）に
より磁化の様子を計算（マイクロマグネティックシミュ
レーション）することにより、求めることができる（Ｉ
ＥＥＥ Ｔｒａｎｓ Ｍａｇｎ．Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．
４，ｐｐ．１５１６〜１５１８，(１９９８)）。一方、
の電気的再生トラック幅は、従来技術では容易に求め
ることができなかったが、本発明によってこれを簡単に
算出することが可能となった。
【００１３】即ち、本発明では、ＭＲ素子自体の層の形
状を表すデータ、磁区制御層の形状を表すデータ及びリ
ード導体の形状を表すデータに基づいて、ＭＲ素子の
層、磁区制御層及びリード導体を複数の多面体要素に細
分化する。次いで、これら各層の抵抗率に基づいて、各
多面体要素の節点若しくは辺上の電位を算出し、算出し
た各節点若しくは辺上の電位から各多面体要素の電流密
度を求める。そして、求めた電流密度を積分することに
よってリード導体の端子間の初期抵抗値を算出する。一
方、ＭＲ素子の局部ブロックにおける抵抗率を所定量変
化させた状態で、各多面体要素の節点若しくは辺上の電
位を算出し、算出した各節点若しくは辺上の電位から各
多面体要素の電流密度を求め、求めた電流密度を積分す
ることによってリード導体の端子間の抵抗値を算出す
る。この局部ブロックをＭＲ素子のトラック幅方向に順
次移動させて、抵抗値を算出する上述の計算を繰り返し
て行い、得られた初期抵抗値及び抵抗値からこの電気的
再生トラック幅を求めている。ＭＲヘッドの電気的再生
トラック幅が精度良く求められるので、その実質的トラ
ック幅も高精度に机上で算出できることとなる。
状を表すデータ、磁区制御層の形状を表すデータ及びリ
ード導体の形状を表すデータに基づいて、ＭＲ素子の
層、磁区制御層及びリード導体を複数の多面体要素に細
分化する。次いで、これら各層の抵抗率に基づいて、各
多面体要素の節点若しくは辺上の電位を算出し、算出し
た各節点若しくは辺上の電位から各多面体要素の電流密
度を求める。そして、求めた電流密度を積分することに
よってリード導体の端子間の初期抵抗値を算出する。一
方、ＭＲ素子の局部ブロックにおける抵抗率を所定量変
化させた状態で、各多面体要素の節点若しくは辺上の電
位を算出し、算出した各節点若しくは辺上の電位から各
多面体要素の電流密度を求め、求めた電流密度を積分す
ることによってリード導体の端子間の抵抗値を算出す
る。この局部ブロックをＭＲ素子のトラック幅方向に順
次移動させて、抵抗値を算出する上述の計算を繰り返し
て行い、得られた初期抵抗値及び抵抗値からこの電気的
再生トラック幅を求めている。ＭＲヘッドの電気的再生
トラック幅が精度良く求められるので、その実質的トラ
ック幅も高精度に机上で算出できることとなる。
【００１４】初期抵抗値を算出する段階が、各多面体要
素の節点若しくは辺上の電位を未知数とし多面体体積座
標及び各多面体要素の抵抗率に基づく重み付き残差方程
式から節点要素有限要素法のマトリクスを作成すると共
にリード導体上端面に固定境界条件を与えて列ベクトル
を作成する段階と、マトリクス及び列ベクトルによる式
を解いて各節点若しくは辺上の電位を算出する段階とを
含んでいることが好ましい。
素の節点若しくは辺上の電位を未知数とし多面体体積座
標及び各多面体要素の抵抗率に基づく重み付き残差方程
式から節点要素有限要素法のマトリクスを作成すると共
にリード導体上端面に固定境界条件を与えて列ベクトル
を作成する段階と、マトリクス及び列ベクトルによる式
を解いて各節点若しくは辺上の電位を算出する段階とを
含んでいることが好ましい。
【００１５】初期抵抗値を算出する段階が、算出した各
節点若しくは辺上の電位から各多面体要素の電界の強さ
を求めて電流密度を求める段階と、求めた各多面体要素
の電流密度を積分することによりリード導体の端子間の
電流値を求める段階と、求めた電流値とリード導体の端
子間の電位差とから初期抵抗値を算出する段階とをさら
に含んでいることも好ましい。
節点若しくは辺上の電位から各多面体要素の電界の強さ
を求めて電流密度を求める段階と、求めた各多面体要素
の電流密度を積分することによりリード導体の端子間の
電流値を求める段階と、求めた電流値とリード導体の端
子間の電位差とから初期抵抗値を算出する段階とをさら
に含んでいることも好ましい。
【００１６】抵抗値を算出する段階が、各多面体要素の
節点若しくは辺上の電位を未知数とし多面体体積座標及
び各多面体要素の抵抗率に基づく重み付き残差方程式か
ら節点要素有限要素法のマトリクスを作成すると共にリ
ード導体上端面に固定境界条件を与えて列ベクトルを作
成する段階と、マトリクス及び列ベクトルによる式を解
いて各節点若しくは辺上の電位を算出する段階とを含ん
でいることが好ましい。
節点若しくは辺上の電位を未知数とし多面体体積座標及
び各多面体要素の抵抗率に基づく重み付き残差方程式か
ら節点要素有限要素法のマトリクスを作成すると共にリ
ード導体上端面に固定境界条件を与えて列ベクトルを作
成する段階と、マトリクス及び列ベクトルによる式を解
いて各節点若しくは辺上の電位を算出する段階とを含ん
でいることが好ましい。
【００１７】抵抗値を算出する段階が、算出した各節点
若しくは辺上の電位から各多面体要素の電界の強さを求
めて電流密度を求める段階と、求めた各多面体要素の電
流密度を積分することによりリード導体の端子間の電流
値を求める段階と、求めた電流値とリード導体の端子間
の電位差とから初期抵抗値を算出する段階とをさらに含
んでいることも好ましい。
若しくは辺上の電位から各多面体要素の電界の強さを求
めて電流密度を求める段階と、求めた各多面体要素の電
流密度を積分することによりリード導体の端子間の電流
値を求める段階と、求めた電流値とリード導体の端子間
の電位差とから初期抵抗値を算出する段階とをさらに含
んでいることも好ましい。
【００１８】再生トラック幅を求める段階が、トラック
幅方向の位置とこの位置に対応する局部ブロックの抵抗
値及び初期抵抗値の差との関係を表す特性から再生トラ
ック幅を求める段階を含んでいることも好ましい。
幅方向の位置とこの位置に対応する局部ブロックの抵抗
値及び初期抵抗値の差との関係を表す特性から再生トラ
ック幅を求める段階を含んでいることも好ましい。
【００１９】本発明によれば、さらに、コンピュータ
を、少なくとも１つの層を含むＭＲ素子のこの少なくと
も１つの層の形状を表すデータ、ＭＲ素子の磁区制御層
の形状を表すデータ及びＭＲ素子に接続されたリード導
体の形状を表すデータに少なくとも基づいて、少なくと
も１つの層、磁区制御層及びリード導体を複数の多面体
要素に細分化する手段と、少なくとも１つの層、磁区制
御層及びリード導体の抵抗率に少なくとも基づいて、各
多面体要素の節点若しくは辺上の電位を算出し、算出し
た各節点若しくは辺上の電位から各多面体要素の電流密
度を求め、求めた電流密度を積分することによってリー
ド導体の端子間の初期抵抗値を算出する手段と、ＭＲ素
子の局部ブロックにおける抵抗率を所定量変化させた状
態で、各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を算出
し、算出した各節点若しくは辺上の電位から各多面体要
素の電流密度を求め、求めた電流密度を積分することに
よってリード導体の端子間の抵抗値を算出する手段と、
抵抗率を所定量変化させる局部ブロックをＭＲ素子のト
ラック幅方向に順次移動させて、抵抗値を算出する上述
の段階を繰り返して行う手段として機能させ、得られた
初期抵抗値及び抵抗値から再生トラック幅を求めるＭＲ
ヘッドの再生トラック幅算出プログラムが提供される。
を、少なくとも１つの層を含むＭＲ素子のこの少なくと
も１つの層の形状を表すデータ、ＭＲ素子の磁区制御層
の形状を表すデータ及びＭＲ素子に接続されたリード導
体の形状を表すデータに少なくとも基づいて、少なくと
も１つの層、磁区制御層及びリード導体を複数の多面体
要素に細分化する手段と、少なくとも１つの層、磁区制
御層及びリード導体の抵抗率に少なくとも基づいて、各
多面体要素の節点若しくは辺上の電位を算出し、算出し
た各節点若しくは辺上の電位から各多面体要素の電流密
度を求め、求めた電流密度を積分することによってリー
ド導体の端子間の初期抵抗値を算出する手段と、ＭＲ素
子の局部ブロックにおける抵抗率を所定量変化させた状
態で、各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を算出
し、算出した各節点若しくは辺上の電位から各多面体要
素の電流密度を求め、求めた電流密度を積分することに
よってリード導体の端子間の抵抗値を算出する手段と、
抵抗率を所定量変化させる局部ブロックをＭＲ素子のト
ラック幅方向に順次移動させて、抵抗値を算出する上述
の段階を繰り返して行う手段として機能させ、得られた
初期抵抗値及び抵抗値から再生トラック幅を求めるＭＲ
ヘッドの再生トラック幅算出プログラムが提供される。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１及び図２は本発明の一実施形
態として、ＳＶＭＲヘッドの電界・電流分布計算のため
のモデルを概略的に示した斜視図及び断面図である。
態として、ＳＶＭＲヘッドの電界・電流分布計算のため
のモデルを概略的に示した斜視図及び断面図である。
【００２１】これらの図において、１０はＳＶＭＲ素
子、１１及び１２はこのＳＶＭＲ素子１０の両端に接し
て設けられた第１及び第２の磁石層、１３及び１４は第
１及び第２の磁石層１１及び１２上に積層され、さらに
ＳＶＭＲ素子１０の上面にも一部オーバーラップして積
層されている（リードオーバーレイド構造）第１及び第
２のリード導体をそれぞれ示している。
子、１１及び１２はこのＳＶＭＲ素子１０の両端に接し
て設けられた第１及び第２の磁石層、１３及び１４は第
１及び第２の磁石層１１及び１２上に積層され、さらに
ＳＶＭＲ素子１０の上面にも一部オーバーラップして積
層されている（リードオーバーレイド構造）第１及び第
２のリード導体をそれぞれ示している。
【００２２】ＳＶＭＲ素子１０は、図示されていない
が、ＳＶＭＲ下地層、磁化自由層（フリー層）、非磁性
中間層（スペーサ層）、磁化固定層（ピンド層）、反強
磁性層及びキャップ層の多層構造となっている。このよ
うな多層構造は、周知である。
が、ＳＶＭＲ下地層、磁化自由層（フリー層）、非磁性
中間層（スペーサ層）、磁化固定層（ピンド層）、反強
磁性層及びキャップ層の多層構造となっている。このよ
うな多層構造は、周知である。
【００２３】このＳＶＭＲヘッドの電気的経路は、ＳＶ
ＭＲ素子と、磁石層と、リード下地層、リード導体層及
びリードキャップ層からなるリード導体との３つの素子
から主として構成されている。これら各素子は多数の多
面体要素（四面体又は六面体要素）に分割され、各要素
の辺の頂点（節点）に未知数となる電位が設定される。
また、第１及び第２のリード導体１３及び１４の上端面
には各々既知の電位が設定される。これらの離散化され
た各要素について、定常電流の有限要素法を適用して方
程式が作成される。この過程は、以下の式で記述され
る。
ＭＲ素子と、磁石層と、リード下地層、リード導体層及
びリードキャップ層からなるリード導体との３つの素子
から主として構成されている。これら各素子は多数の多
面体要素（四面体又は六面体要素）に分割され、各要素
の辺の頂点（節点）に未知数となる電位が設定される。
また、第１及び第２のリード導体１３及び１４の上端面
には各々既知の電位が設定される。これらの離散化され
た各要素について、定常電流の有限要素法を適用して方
程式が作成される。この過程は、以下の式で記述され
る。
【００２４】定常電流の支配方程式は、
−ｄｉｖ（σ・ｇｒａｄφ）＝０
（１）となる。
（１）となる。
【００２５】ベクトル補間関数Ｎｉを用いてＧａｌｅｒ
ｋｉｎの重み付き残差方程式を作成する。
ｋｉｎの重み付き残差方程式を作成する。
【００２６】
【数１】
例えば四面体要素の場合、各節点の未知電位をφｉ、φ
ｊ、φｋ、φｌとすると、要素ｍに対するラプラスの残
差方程式（（２）式の第１項）は以下のようになる。
ｊ、φｋ、φｌとすると、要素ｍに対するラプラスの残
差方程式（（２）式の第１項）は以下のようになる。
【００２７】
【数２】
ここで、ａ、ｂ、ｃ、ｄは、
Ｌｉ＝ａｉ＋ｂｉｘ＋ｃｉｙ＋ｄｉｚ
Ｌｊ＝ａｊ＋ｂｊｘ＋ｃｊｙ＋ｄｊｚ （４）
Ｌｋ＝ａｋ＋ｂｋｘ＋ｃｋｙ＋ｄｋｚ
Ｌｌ＝ａｌ＋ｂｌｘ＋ｃｌｙ＋ｄｌｚ
なる規格化した体積座標Ｌｉ、Ｌｊ、Ｌｋ、Ｌｌ（ただ
し、Ｌｉ+Ｌｊ＋Ｌｋ+Ｌ ｌ＝１）を満たす値である。
全ての要素について（３）式を作り、φに対する係数マ
トリクスを求める。次に、境界条件として第１及び第２
のリード導体１３及び１４の上端面には固定境界（φ＝
既知）を、その他の境界には以下の自然境界条件式
（５）を与え、これにより係数マトリクス[Ａ]と列ベク
トル｛Ｂ｝とを完成する（（６）式）。
し、Ｌｉ+Ｌｊ＋Ｌｋ+Ｌ ｌ＝１）を満たす値である。
全ての要素について（３）式を作り、φに対する係数マ
トリクスを求める。次に、境界条件として第１及び第２
のリード導体１３及び１４の上端面には固定境界（φ＝
既知）を、その他の境界には以下の自然境界条件式
（５）を与え、これにより係数マトリクス[Ａ]と列ベク
トル｛Ｂ｝とを完成する（（６）式）。
【００２８】
【数３】
[Ａ]｛φ｝＝｛Ｂ｝ （６）
この（６）式の解法にはガウスの消去法又はＩＣＣＧ法
（ＩｎｃｏｍｐｌｅｔｅＣｈｏｌｅｓｋｙ Ｃｏｎｊｕ
ｇａｔｅ Ｍｅｔｈｏｄ）を用いる。この（６）式を解
くことによって、各節点の電位φが求まる。
（ＩｎｃｏｍｐｌｅｔｅＣｈｏｌｅｓｋｙ Ｃｏｎｊｕ
ｇａｔｅ Ｍｅｔｈｏｄ）を用いる。この（６）式を解
くことによって、各節点の電位φが求まる。
【００２９】各要素について、φからＥ＝−ｇｒａｄφ
の式を用いて電界の強さＥを、さらに、Ｊ＝σＥの式を
用いて電流密度Ｊを求める。最後にヘッド全体の抵抗
を、リード導体間の電位と電流密度を積分して得た電流
値Ｉとから導出する。
の式を用いて電界の強さＥを、さらに、Ｊ＝σＥの式を
用いて電流密度Ｊを求める。最後にヘッド全体の抵抗
を、リード導体間の電位と電流密度を積分して得た電流
値Ｉとから導出する。
【００３０】一例として、図１に示すようなリードオー
バーレイド構造のＳＶＭＲヘッドにおいて、ＳＶＭＲ素
子１０における磁化自由層の厚みを４ｎｍ、抵抗率を２
０μΩｃｍ、非磁性中間層の厚みを２ｎｍ、抵抗率を１
５μΩｃｍ、磁化固定層の厚みを５ｎｍ、抵抗率を３０
μΩｃｍ、反強磁性層の厚みを１５ｎｍ、抵抗率を１５
０μΩｃｍ、キャップ層の厚みを３ｎｍ、抵抗率を２０
０μΩｃｍ、第１及び第２の磁石層１１及び１２の厚み
を３０ｎｍ、抵抗率を４０μΩｃｍ、第１及び第２のリ
ード導体１３及び１４におけるリード下地層の厚みを１
０ｎｍ、抵抗率を２００μΩｃｍ、リード導体層の厚み
を５０ｎｍ、抵抗率を１０μΩｃｍと設定した。
バーレイド構造のＳＶＭＲヘッドにおいて、ＳＶＭＲ素
子１０における磁化自由層の厚みを４ｎｍ、抵抗率を２
０μΩｃｍ、非磁性中間層の厚みを２ｎｍ、抵抗率を１
５μΩｃｍ、磁化固定層の厚みを５ｎｍ、抵抗率を３０
μΩｃｍ、反強磁性層の厚みを１５ｎｍ、抵抗率を１５
０μΩｃｍ、キャップ層の厚みを３ｎｍ、抵抗率を２０
０μΩｃｍ、第１及び第２の磁石層１１及び１２の厚み
を３０ｎｍ、抵抗率を４０μΩｃｍ、第１及び第２のリ
ード導体１３及び１４におけるリード下地層の厚みを１
０ｎｍ、抵抗率を２００μΩｃｍ、リード導体層の厚み
を５０ｎｍ、抵抗率を１０μΩｃｍと設定した。
【００３１】図２に示すように、ＳＶＭＲ素子１０の幅
は０．４０μｍであり、第１及び第２のリード導体１３
及び１４が両トラック端から各々０．１０μｍほどオー
バーラップしており（リードオーバーラップ長さＬｏ＝
０．１０μｍ）、リード間隔は０．２０μｍとなってい
る。ＳＶＭＲ素子１０の高さは０．２０μｍである。ま
た、第１のリード導体１３の端子には０Ｖ（接地）、第
２のリード導体１４の端子には１Ｖの定電位Ｖｏを与え
ている。
は０．４０μｍであり、第１及び第２のリード導体１３
及び１４が両トラック端から各々０．１０μｍほどオー
バーラップしており（リードオーバーラップ長さＬｏ＝
０．１０μｍ）、リード間隔は０．２０μｍとなってい
る。ＳＶＭＲ素子１０の高さは０．２０μｍである。ま
た、第１のリード導体１３の端子には０Ｖ（接地）、第
２のリード導体１４の端子には１Ｖの定電位Ｖｏを与え
ている。
【００３２】この条件に基づいて、図３に示すようなフ
ローチャートにより、初期抵抗値Ｒ(０)を算出する。以
下にこの初期抵抗算出処理の流れを説明する。
ローチャートにより、初期抵抗値Ｒ(０)を算出する。以
下にこの初期抵抗算出処理の流れを説明する。
【００３３】まず、ＳＶＭＲ素子１０の各層、第１及び
第２の磁石層１１及び１２、第１及び第２のリード導体
１３及び１４の形状データとこれらの抵抗率データとを
入力する。第１のリード導体１３の端部を接地（０Ｖ）
し、第２のリード導体１４の端部には定電位Ｖｏ（１
Ｖ）を与える（ステップＳ１）。
第２の磁石層１１及び１２、第１及び第２のリード導体
１３及び１４の形状データとこれらの抵抗率データとを
入力する。第１のリード導体１３の端部を接地（０Ｖ）
し、第２のリード導体１４の端部には定電位Ｖｏ（１
Ｖ）を与える（ステップＳ１）。
【００３４】次いで、入力した形状データに基づいて、
自動計算により各部を小さな四面体要素に分割する（ス
テップＳ２）。
自動計算により各部を小さな四面体要素に分割する（ス
テップＳ２）。
【００３５】次いで、分割された各要素について頂点の
節点を未知数とする四面体体積座標、抵抗率に基づく重
み付き残差方程式を作成し、節点要素有限要素法のマト
リクスを作成する。さらに、リード端部の節点に固定境
界条件として既知の電位を与えて右辺の列ベクトルとす
る（ステップＳ３）。
節点を未知数とする四面体体積座標、抵抗率に基づく重
み付き残差方程式を作成し、節点要素有限要素法のマト
リクスを作成する。さらに、リード端部の節点に固定境
界条件として既知の電位を与えて右辺の列ベクトルとす
る（ステップＳ３）。
【００３６】次いで、作成されたマトリクスについて、
ＩＣＣＧ法により未知数である各節点の電位を算出する
（ステップＳ４）。
ＩＣＣＧ法により未知数である各節点の電位を算出する
（ステップＳ４）。
【００３７】その後、得られた電位から、各要素の電界
の強さ、電流密度を算出し、リード端子間の電流密度を
積分することにより電流値を求める。得られた電流値と
リード端子間の電位差とからリード端子間の抵抗値Ｒ
（０）を算出する（ステップＳ５）。図４は、このステ
ップＳ５のＳＶＭＲ素子１０の各層、即ち、磁化自由
層、非磁性中間層、磁化固定層及び反強磁性層における
電流密度分布の様子を示している。
の強さ、電流密度を算出し、リード端子間の電流密度を
積分することにより電流値を求める。得られた電流値と
リード端子間の電位差とからリード端子間の抵抗値Ｒ
（０）を算出する（ステップＳ５）。図４は、このステ
ップＳ５のＳＶＭＲ素子１０の各層、即ち、磁化自由
層、非磁性中間層、磁化固定層及び反強磁性層における
電流密度分布の様子を示している。
【００３８】次に、図５に示すようなフローチャートに
従って電気的再生トラック幅ＥＬＷ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
ａｌ ｒｅａｄ ｗｉｄｔｈ）を算出する。以下にこの
電気的再生トラック幅ＥＬＷの算出処理の流れを説明す
る。
従って電気的再生トラック幅ＥＬＷ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
ａｌ ｒｅａｄ ｗｉｄｔｈ）を算出する。以下にこの
電気的再生トラック幅ＥＬＷの算出処理の流れを説明す
る。
【００３９】ステップＳ１１及びステップＳ１２の処理
内容は、図３のステップＳ１及びステップＳ２の処理内
容と同じであり、その結果は、コンピュータ内に一時的
に格納されている。従って、電気的再生トラック幅ＥＬ
Ｗの算出処理は、実際にはステップＳ１３から行われ
る。
内容は、図３のステップＳ１及びステップＳ２の処理内
容と同じであり、その結果は、コンピュータ内に一時的
に格納されている。従って、電気的再生トラック幅ＥＬ
Ｗの算出処理は、実際にはステップＳ１３から行われ
る。
【００４０】まず、ＳＶＭＲ素子１０のトラック幅方向
に沿って設定された局部ブロックの番号ｉを初期値１に
リセットする（ステップＳ１３）。この局部ブロックと
は、例えば、図６の１５に示すように、ＳＶＭＲ素子１
０の磁化自由層／非磁性中間層／磁化固定層をトラック
幅方向に細かく分割して順次配列した直方体から構成さ
れている。
に沿って設定された局部ブロックの番号ｉを初期値１に
リセットする（ステップＳ１３）。この局部ブロックと
は、例えば、図６の１５に示すように、ＳＶＭＲ素子１
０の磁化自由層／非磁性中間層／磁化固定層をトラック
幅方向に細かく分割して順次配列した直方体から構成さ
れている。
【００４１】次いで、このｉ番目の局部ブロックにおけ
る磁化自由層／非磁性中間層／磁化固定層の抵抗率を所
定量だけ変化させる。例えば、抵抗率を１０％だけ増加
させる（ステップＳ１４）。
る磁化自由層／非磁性中間層／磁化固定層の抵抗率を所
定量だけ変化させる。例えば、抵抗率を１０％だけ増加
させる（ステップＳ１４）。
【００４２】次いで、この局部ブロックについてこの抵
抗率を用い、図３のステップＳ３と同様にマトリクス及
び列ベクトルを作成する（ステップＳ１５）。
抗率を用い、図３のステップＳ３と同様にマトリクス及
び列ベクトルを作成する（ステップＳ１５）。
【００４３】次いで、図３のステップＳ４と同様に、ス
テップＳ１５で作成したマトリクスをＩＣＣＧ法により
解き、各節点の電位を求める（ステップＳ１６）。
テップＳ１５で作成したマトリクスをＩＣＣＧ法により
解き、各節点の電位を求める（ステップＳ１６）。
【００４４】次いで、図３のステップＳ５と同様に、ス
テップＳ１６で得られた電位からリード端子間の抵抗値
Ｒ（ｉ）を算出する（ステップＳ１７）。
テップＳ１６で得られた電位からリード端子間の抵抗値
Ｒ（ｉ）を算出する（ステップＳ１７）。
【００４５】次に、局部ブロックの番号ｉが所定値に達
したかどうか判別し（ステップＳ１８）、所定値に達し
ていない場合は番号ｉを１つだけ増大させることにより
局部ブロックをトラック幅方向に移動させ（ステップＳ
１９）、ステップＳ１４へ戻る。
したかどうか判別し（ステップＳ１８）、所定値に達し
ていない場合は番号ｉを１つだけ増大させることにより
局部ブロックをトラック幅方向に移動させ（ステップＳ
１９）、ステップＳ１４へ戻る。
【００４６】ステップＳ１４〜Ｓ１７の処理は、ｉが所
定値に達したと判別されるまで繰り返して実行される。
これにより、ＳＶＭＲ素子１０のトラック幅方向の全て
の局部ブロックについて抵抗率が変化させられて、それ
ぞれリード端子間の抵抗値Ｒ（ｉ）が算出される。
定値に達したと判別されるまで繰り返して実行される。
これにより、ＳＶＭＲ素子１０のトラック幅方向の全て
の局部ブロックについて抵抗率が変化させられて、それ
ぞれリード端子間の抵抗値Ｒ（ｉ）が算出される。
【００４７】その後、このようにして求めた各局部ブロ
ック位置での抵抗値Ｒ（ｉ）から初期抵抗値Ｒ（０）を
差し引く。即ち、抵抗変化ΔＲ（ｉ）＝Ｒ（ｉ）−Ｒ
（０）を求める。図７は、この抵抗変化ΔＲのオフトラ
ック位置依存性プロファイルを示している。
ック位置での抵抗値Ｒ（ｉ）から初期抵抗値Ｒ（０）を
差し引く。即ち、抵抗変化ΔＲ（ｉ）＝Ｒ（ｉ）−Ｒ
（０）を求める。図７は、この抵抗変化ΔＲのオフトラ
ック位置依存性プロファイルを示している。
【００４８】さらに、この抵抗変化プロファイル曲線を
積分して最大のΔＲ（＝１）で規格化し、そのトラック
幅を求めて電気的再生トラック幅ＥＬＷとする（ステッ
プＳ２０）。図８は、規格化された抵抗変化ΔＲのオフ
トラック位置依存性プロファイルを示しており、同図に
示されるＥＬＷが求める電気的再生トラック幅に相当し
ている。
積分して最大のΔＲ（＝１）で規格化し、そのトラック
幅を求めて電気的再生トラック幅ＥＬＷとする（ステッ
プＳ２０）。図８は、規格化された抵抗変化ΔＲのオフ
トラック位置依存性プロファイルを示しており、同図に
示されるＥＬＷが求める電気的再生トラック幅に相当し
ている。
【００４９】このように、本実施形態によれば、ＳＶＭ
Ｒヘッドの電気的再生トラック幅を、計算により精度よ
く求めることができる。ＳＶＭＲヘッド単体固有の再生
トラック幅としては、メディア磁界やヘッド及びメディ
ア間のスペーシングに左右されないこの電気的再生トラ
ック幅ＥＬＷで定義することが望ましい。
Ｒヘッドの電気的再生トラック幅を、計算により精度よ
く求めることができる。ＳＶＭＲヘッド単体固有の再生
トラック幅としては、メディア磁界やヘッド及びメディ
ア間のスペーシングに左右されないこの電気的再生トラ
ック幅ＥＬＷで定義することが望ましい。
【００５０】磁気ディスク上で実際に動作する際のＳＶ
ＭＲヘッドの実質的なトラック幅は、ＳＶＭＲヘッドと
メディアとの磁気的スペーシングなどで変化するメディ
ア磁界の拡がりＭＤＷを考慮して求めることができる。
即ち、電気的再生幅プロファイルＥＬＷ（ｘ）とメディ
ア磁界プロファイルＭＤＷ（ｘ）を次式のコンボリュー
ション演算により求める。
ＭＲヘッドの実質的なトラック幅は、ＳＶＭＲヘッドと
メディアとの磁気的スペーシングなどで変化するメディ
ア磁界の拡がりＭＤＷを考慮して求めることができる。
即ち、電気的再生幅プロファイルＥＬＷ（ｘ）とメディ
ア磁界プロファイルＭＤＷ（ｘ）を次式のコンボリュー
ション演算により求める。
【００５１】
【数４】
ここで、ｘはトラック方向の位置座標である。
【００５２】このように、メデイア磁界のプロファイル
と電気的再生幅プロファイルをコンボリューションした
曲線の例えば半値幅から実質的なトラック幅（ＥＬＷ＋
ＭＤＷ）を求めることができる。
と電気的再生幅プロファイルをコンボリューションした
曲線の例えば半値幅から実質的なトラック幅（ＥＬＷ＋
ＭＤＷ）を求めることができる。
【００５３】以上述べた実施形態は、リードオーバーラ
ップ長さＬｏをＬｏ＝０．１０μｍと固定した場合であ
るが、本発明の他の実施形態として、同様な電極間隔
０．２０μｍのリードオーバーレイド構造のＳＶＭＲヘ
ッドにおいて、リードオーバーラップ長さＬｏを変化さ
せたときの電気的再生幅ＥＬＷを同様な手法で計算し
た。Ｌｏ以外の条件は上述の実施形態の場合と同じであ
る。
ップ長さＬｏをＬｏ＝０．１０μｍと固定した場合であ
るが、本発明の他の実施形態として、同様な電極間隔
０．２０μｍのリードオーバーレイド構造のＳＶＭＲヘ
ッドにおいて、リードオーバーラップ長さＬｏを変化さ
せたときの電気的再生幅ＥＬＷを同様な手法で計算し
た。Ｌｏ以外の条件は上述の実施形態の場合と同じであ
る。
【００５４】図９は、このようにして算出したＬｏに対
するＥＬＷと実際に作成したＳＶＭＲヘッドについて実
測して得られた実質的な再生トラック幅ＭＲＷとを合わ
せて示している。Ｌｏの増加に対するＥＬＷ及びＭＲＷ
の変化する様子は同様な傾向を示しているが、その値は
互いに異なっている。これは前述したメディア磁界の拡
がりＭＤＷを考慮していないためである。
するＥＬＷと実際に作成したＳＶＭＲヘッドについて実
測して得られた実質的な再生トラック幅ＭＲＷとを合わ
せて示している。Ｌｏの増加に対するＥＬＷ及びＭＲＷ
の変化する様子は同様な傾向を示しているが、その値は
互いに異なっている。これは前述したメディア磁界の拡
がりＭＤＷを考慮していないためである。
【００５５】そこで、前述の式（７）により、メデイア
磁界のプロファイルと電気的再生幅プロファイルをコン
ボリューションし、その結果得られた曲線の半値幅を
（ＥＬＷ＋ＭＤＷ）とし、Ｌｏに対してプロットしたも
のが図１０に示されている。この値は実験値と良く一致
しており、実際の再生トラック幅は電気的再生トラック
幅とメデイア磁界の拡がり幅によって良く説明される。
ただし、前にも述べたように、このメディア磁界の拡が
りはＳＶＭＲヘッドとメディアとの磁気的スペーシング
などで変化する量なので、ヘッド単体固有の再生トラッ
ク幅としては電気的再生トラック幅として定義する方が
都合が良い。
磁界のプロファイルと電気的再生幅プロファイルをコン
ボリューションし、その結果得られた曲線の半値幅を
（ＥＬＷ＋ＭＤＷ）とし、Ｌｏに対してプロットしたも
のが図１０に示されている。この値は実験値と良く一致
しており、実際の再生トラック幅は電気的再生トラック
幅とメデイア磁界の拡がり幅によって良く説明される。
ただし、前にも述べたように、このメディア磁界の拡が
りはＳＶＭＲヘッドとメディアとの磁気的スペーシング
などで変化する量なので、ヘッド単体固有の再生トラッ
ク幅としては電気的再生トラック幅として定義する方が
都合が良い。
【００５６】上述した実施形態においては、各要素の節
点についての電位等を求めているが、各要素の辺上の電
位を求めるようにしても良いことは明らかである。ま
た、上述の実施形態では、ＳＶＭＲ素子の実質的なトラ
ック幅を求めているが、ＳＶＭＲ素子以外のＧＭＲ素
子、その他の多層構造のＭＲ素子又はＡＭＲ素子の実質
的なトラック幅を求める場合にも本発明が適用可能であ
ることは明らかである。
点についての電位等を求めているが、各要素の辺上の電
位を求めるようにしても良いことは明らかである。ま
た、上述の実施形態では、ＳＶＭＲ素子の実質的なトラ
ック幅を求めているが、ＳＶＭＲ素子以外のＧＭＲ素
子、その他の多層構造のＭＲ素子又はＡＭＲ素子の実質
的なトラック幅を求める場合にも本発明が適用可能であ
ることは明らかである。
【００５７】以上述べた実施形態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。
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。
【００５８】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、ＭＲ素子自体の層の形状を表すデータ、磁区制御層
の形状を表すデータ及びリード導体の形状を表すデータ
に基づいて、ＭＲ素子の層、磁区制御層及びリード導体
を複数の多面体要素に細分化する。次いで、これら各層
の抵抗率に基づいて、各多面体要素の節点若しくは辺上
の電位を算出し、算出した各節点若しくは辺上の電位か
ら各多面体要素の電流密度を求める。そして、求めた電
流密度を積分することによってリード導体の端子間の初
期抵抗値を算出する。一方、ＭＲ素子の局部ブロックに
おける抵抗率を所定量変化させた状態で、各多面体要素
の節点若しくは辺上の電位を算出し、算出した各節点若
しくは辺上の電位から各多面体要素の電流密度を求め、
求めた電流密度を積分することによってリード導体の端
子間の抵抗値を算出する。この局部ブロックをＭＲ素子
のトラック幅方向に順次移動させて、抵抗値を算出する
上述の計算を繰り返して行い、得られた初期抵抗値及び
抵抗値からこの電気的再生トラック幅を求めている。こ
のように、ＭＲヘッドの電気的再生トラック幅が精度良
く求められるので、その実質的トラック幅も高精度に机
上で算出できる。
ば、ＭＲ素子自体の層の形状を表すデータ、磁区制御層
の形状を表すデータ及びリード導体の形状を表すデータ
に基づいて、ＭＲ素子の層、磁区制御層及びリード導体
を複数の多面体要素に細分化する。次いで、これら各層
の抵抗率に基づいて、各多面体要素の節点若しくは辺上
の電位を算出し、算出した各節点若しくは辺上の電位か
ら各多面体要素の電流密度を求める。そして、求めた電
流密度を積分することによってリード導体の端子間の初
期抵抗値を算出する。一方、ＭＲ素子の局部ブロックに
おける抵抗率を所定量変化させた状態で、各多面体要素
の節点若しくは辺上の電位を算出し、算出した各節点若
しくは辺上の電位から各多面体要素の電流密度を求め、
求めた電流密度を積分することによってリード導体の端
子間の抵抗値を算出する。この局部ブロックをＭＲ素子
のトラック幅方向に順次移動させて、抵抗値を算出する
上述の計算を繰り返して行い、得られた初期抵抗値及び
抵抗値からこの電気的再生トラック幅を求めている。こ
のように、ＭＲヘッドの電気的再生トラック幅が精度良
く求められるので、その実質的トラック幅も高精度に机
上で算出できる。
【図１】本発明の一実施形態として、ＳＶＭＲヘッドの
電界・電流分布計算のためのモデルを概略的に示した斜
視図である。
電界・電流分布計算のためのモデルを概略的に示した斜
視図である。
【図２】図１の実施形態における、ＳＶＭＲヘッドの電
界・電流分布計算のためのモデルを概略的に示した断面
図である。
界・電流分布計算のためのモデルを概略的に示した断面
図である。
【図３】図１の実施形態における、初期抵抗値Ｒ(０)を
算出する処理を示すフローチャートである。
算出する処理を示すフローチャートである。
【図４】図１の実施形態における、ＳＶＭＲ素子の各層
における電流密度分布の様子を示す図である。
における電流密度分布の様子を示す図である。
【図５】図１の実施形態における、電気的再生トラック
幅ＥＬＷを算出する処理を示すフローチャートである。
幅ＥＬＷを算出する処理を示すフローチャートである。
【図６】図１の実施形態における、局部ブロックを説明
するための斜視図である。
するための斜視図である。
【図７】抵抗変化ΔＲのオフトラック位置依存性プロフ
ァイルを示す図である。
ァイルを示す図である。
【図８】規格化された抵抗変化ΔＲのオフトラック位置
依存性プロファイルを示す図である。
依存性プロファイルを示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態において、算出したＬｏ
に対する、ＥＬＷ特性と実際に作成したＳＶＭＲヘッド
について実測して得られた実質的な再生トラック幅ＭＲ
Ｗ特性とを示す図である。
に対する、ＥＬＷ特性と実際に作成したＳＶＭＲヘッド
について実測して得られた実質的な再生トラック幅ＭＲ
Ｗ特性とを示す図である。
【図１０】算出したＬｏに対する、メディア磁界を考慮
したＥＬＷ特性と実際に作成したＳＶＭＲヘッドについ
て実測して得られた実質的な再生トラック幅ＭＲＷ特性
とを示す図である。
したＥＬＷ特性と実際に作成したＳＶＭＲヘッドについ
て実測して得られた実質的な再生トラック幅ＭＲＷ特性
とを示す図である。
１０ ＳＶＭＲ素子
１１ 第１の磁石層
１２ 第２の磁石層
１３ 第１のリード導体
１４ 第２のリード導体
１５ 局部ブロック
Claims (7)
- 【請求項１】 少なくとも１つの層を含む磁気抵抗効果
素子の該少なくとも１つの層の形状を表すデータ、該磁
気抵抗効果素子の磁区制御層の形状を表すデータ及び該
磁気抵抗効果素子に接続されたリード導体の形状を表す
データに少なくとも基づいて、該少なくとも１つの層、
該磁区制御層及び該リード導体を複数の多面体要素に細
分化する段階と、前記少なくとも１つの層、前記磁区制
御層及び前記リード導体の抵抗率に少なくとも基づい
て、前記各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を算出
し、該算出した各節点若しくは辺上の電位から該各多面
体要素の電流密度を求め、該求めた電流密度を積分する
ことによって前記リード導体の端子間の初期抵抗値を算
出する段階と、前記磁気抵抗効果素子の局部ブロックに
おける抵抗率を所定量変化させた状態で、前記各多面体
要素の節点若しくは辺上の電位を算出し、該算出した各
節点若しくは辺上の電位から該各多面体要素の電流密度
を求め、該求めた電流密度を積分することによって前記
リード導体の端子間の抵抗値を算出する段階と、抵抗率
を所定量変化させる前記局部ブロックを前記磁気抵抗効
果素子のトラック幅方向に順次移動させて、抵抗値を算
出する前記段階を繰り返して行う段階と、得られた前記
初期抵抗値及び前記抵抗値から再生トラック幅を求める
段階とを備えたことを特徴とする磁気抵抗効果ヘッドの
再生トラック幅算出方法。 - 【請求項２】 前記初期抵抗値を算出する段階が、前記
各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を未知数とし多
面体体積座標及び該各多面体要素の抵抗率に基づく重み
付き残差方程式から節点若しくは辺上要素有限要素法の
マトリクスを作成すると共に前記リード導体上端面に固
定境界条件を与えて列ベクトルを作成する段階と、該マ
トリクス及び該列ベクトルによる式を解いて各節点若し
くは辺上の電位を算出する段階とを含んでいることを特
徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記初期抵抗値を算出する段階が、該算
出した各節点若しくは辺上の電位から該各多面体要素の
電界の強さを求めて電流密度を求める段階と、該求めた
各多面体要素の電流密度を積分することにより前記リー
ド導体の端子間の電流値を求める段階と、該求めた電流
値と前記リード導体の端子間の電位差とから前記初期抵
抗値を算出する段階とをさらに含んでいることを特徴と
する請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 前記抵抗値を算出する段階が、前記各多
面体要素の節点若しくは辺上の電位を未知数とし多面体
体積座標及び該各多面体要素の抵抗率に基づく重み付き
残差方程式から節点要素有限要素法のマトリクスを作成
すると共に前記リード導体上端面に固定境界条件を与え
て列ベクトルを作成する段階と、該マトリクス及び該列
ベクトルによる式を解いて各節点若しくは辺上の電位を
算出する段階とを含んでいることを特徴とする請求項１
から３のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項５】 前記抵抗値を算出する段階が、該算出し
た各節点若しくは辺上の電位から該各多面体要素の電界
の強さを求めて電流密度を求める段階と、該求めた各多
面体要素の電流密度を積分することにより前記リード導
体の端子間の電流値を求める段階と、該求めた電流値と
前記リード導体の端子間の電位差とから前記初期抵抗値
を算出する段階とをさらに含んでいることを特徴とする
請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 前記再生トラック幅を求める段階が、ト
ラック幅方向の位置と該位置に対応する前記局部ブロッ
クの前記抵抗値及び前記初期抵抗値の差との関係を表す
特性から再生トラック幅を求める段階を含んでいること
を特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方
法。 - 【請求項７】 コンピュータを、少なくとも１つの層を
含む磁気抵抗効果素子の該少なくとも１つの層の形状を
表すデータ、該磁気抵抗効果素子の磁区制御層の形状を
表すデータ及び該磁気抵抗効果素子に接続されたリード
導体の形状を表すデータに少なくとも基づいて、該少な
くとも１つの層、該磁区制御層及び該リード導体を複数
の多面体要素に細分化する手段と、前記少なくとも１つ
の層、前記磁区制御層及び前記リード導体の抵抗率に少
なくとも基づいて、前記各多面体要素の節点若しくは辺
上の電位を算出し、該算出した各節点若しくは辺上の電
位から該各多面体要素の電流密度を求め、該求めた電流
密度を積分することによって前記リード導体の端子間の
初期抵抗値を算出する手段と、前記磁気抵抗効果素子の
局部ブロックにおける抵抗率を所定量変化させた状態
で、前記各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を算出
し、該算出した各節点若しくは辺上の電位から該各多面
体要素の電流密度を求め、該求めた電流密度を積分する
ことによって前記リード導体の端子間の抵抗値を算出す
る手段と、抵抗率を所定量変化させる前記局部ブロック
を前記磁気抵抗効果素子のトラック幅方向に順次移動さ
せて、抵抗値を算出する前記段階を繰り返して行う手段
として機能させ、得られた前記初期抵抗値及び前記抵抗
値から再生トラック幅を求めることを特徴とする磁気抵
抗効果ヘッドの再生トラック幅算出プログラム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001188097A JP3855688B2 (ja) | 2001-06-21 | 2001-06-21 | 磁気抵抗効果ヘッドの再生トラック幅算出方法及びプログラム |
| US10/173,832 US6707294B2 (en) | 2001-06-21 | 2002-06-19 | Method and program for calculating reproduction track width of magnetoresistive effect head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001188097A JP3855688B2 (ja) | 2001-06-21 | 2001-06-21 | 磁気抵抗効果ヘッドの再生トラック幅算出方法及びプログラム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003006822A true JP2003006822A (ja) | 2003-01-10 |
| JP3855688B2 JP3855688B2 (ja) | 2006-12-13 |
Family
ID=19027273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001188097A Expired - Fee Related JP3855688B2 (ja) | 2001-06-21 | 2001-06-21 | 磁気抵抗効果ヘッドの再生トラック幅算出方法及びプログラム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6707294B2 (ja) |
| JP (1) | JP3855688B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7843658B2 (en) | 2008-06-26 | 2010-11-30 | Tdk Corporation | Method for measuring magnetic write width in discrete track recording |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3895224B2 (ja) * | 2001-12-03 | 2007-03-22 | 東京応化工業株式会社 | ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたレジストパターン形成方法 |
| DE10258476A1 (de) | 2002-12-10 | 2004-07-01 | Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Coburg | Verfahren und Vorrichtung zur positionsabhängigen Steuerung eines Verstellelementes in einem Kraftfahrzeug |
| JP2005100067A (ja) * | 2003-09-24 | 2005-04-14 | Fujitsu Ltd | マイクロ磁化解析プログラムおよび解析装置 |
| US7564235B2 (en) * | 2006-08-11 | 2009-07-21 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Determination of magnetic read head properties |
| US7768748B2 (en) * | 2006-12-14 | 2010-08-03 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetoresistive sensor with overlaid combined leads and shields |
| JP2021110997A (ja) * | 2020-01-07 | 2021-08-02 | 住友重機械工業株式会社 | シミュレーション方法、シミュレーション装置、及びプログラム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5898549A (en) * | 1997-10-27 | 1999-04-27 | International Business Machines Corporation | Anti-parallel-pinned spin valve sensor with minimal pinned layer shunting |
| JPH11273033A (ja) * | 1998-03-18 | 1999-10-08 | Tdk Corp | 磁気抵抗効果多層膜及び該磁気抵抗効果多層膜を備えた薄膜磁気ヘッド |
-
2001
- 2001-06-21 JP JP2001188097A patent/JP3855688B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-06-19 US US10/173,832 patent/US6707294B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7843658B2 (en) | 2008-06-26 | 2010-11-30 | Tdk Corporation | Method for measuring magnetic write width in discrete track recording |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20030011361A1 (en) | 2003-01-16 |
| JP3855688B2 (ja) | 2006-12-13 |
| US6707294B2 (en) | 2004-03-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5972420A (en) | Magnetoresistive sensor manufacturing method | |
| US7377026B2 (en) | Method of making current-perpendicular-to-the-plane structure magnetoresistive element | |
| JP2002123916A (ja) | 磁気記録読取装置及びその製造方法 | |
| US20090080125A1 (en) | Magnetic head | |
| JP3680655B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子及びその製造方法 | |
| US7274542B2 (en) | Magnetic sensor having a free layer containing a single magnetic domain | |
| JP4371983B2 (ja) | Ｃｐｐ型磁気抵抗効果素子、ｃｐｐ型磁気再生ヘッド、ｃｐｐ型磁気抵抗効果素子の形成方法、ｃｐｐ型磁気再生ヘッドの製造方法 | |
| JP3075253B2 (ja) | スピンバルブ型感磁素子及びこれを用いた磁気ヘッド並びに磁気ディスク装置 | |
| US7193821B2 (en) | Thin film magnetic head and method for manufacturing the same | |
| JP2000228004A (ja) | 磁気抵抗効果素子、再生ヘッド、および記録再生システム | |
| JP3855688B2 (ja) | 磁気抵抗効果ヘッドの再生トラック幅算出方法及びプログラム | |
| JP3828777B2 (ja) | 磁気抵抗効果ヘッド | |
| US7903371B2 (en) | Perpendicular magnetic recording head and perpendicular magnetic recording/reproducing head having a magnetic shield layer with a thick edge portion | |
| JPH0991629A (ja) | 薄膜磁気ヘッド | |
| JP4005356B2 (ja) | 磁気抵抗効果型ヘッド、磁気抵抗効果型ヘッド製造方法、および情報再生装置 | |
| JP2003133615A (ja) | 磁気抵抗効果素子の製造方法および薄膜磁気ヘッドの製造方法ならびに薄膜パターン形成方法 | |
| JP2001006128A (ja) | 磁気変換素子の製造方法および装置、ならびに磁気ヘッドの製造方法および装置 | |
| JP2002141583A (ja) | 磁気抵抗効果素子、再生ヘッド、および記録再生システム | |
| JPH08329426A (ja) | 磁気抵抗効果型ヘッド | |
| JP3877386B2 (ja) | 磁気抵抗効果型ヘッドの評価方法および評価装置 | |
| Ruigrok et al. | Design of thin-film tape heads | |
| JP3367488B2 (ja) | 磁気抵抗効果センサ、薄膜磁気ヘッド及び該薄膜磁気ヘッドを備えた薄膜ウエハ | |
| JP3480383B2 (ja) | スピンバルブ磁気抵抗効果素子、該素子を備えた薄膜磁気ヘッド及びスピンバルブ磁気抵抗効果素子の製造方法 | |
| JP2001230470A (ja) | 磁気抵抗効果素子及びその製造方法 | |
| JPH08129718A (ja) | 磁気抵抗効果型磁気センサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050411 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050531 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050722 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060822 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060904 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |