JP2005018887A - Thin film magnetic head, its manufacturing method, and shipping-inspection/making-nondefective-products method of thin film magnetic head - Google Patents

Thin film magnetic head, its manufacturing method, and shipping-inspection/making-nondefective-products method of thin film magnetic head Download PDF

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Koji Shimazawa
幸司 島沢
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the variation of the symmetrical property of a reproduced waveform being an index of head quality while keeping the sensitivity of a reproducing head at a high state. <P>SOLUTION: This is a thin film magnetic head provided with a reproducing head having a magneto-resistance effect element, the magneto-resistance effect element has a medium opposing plane part being the plane opposing to the recording medium, an interior plane part positioned at the interior of a reverse side to the medium opposing plane, two side plane parts at which a pair of bias magnetic field applying layers is disposed, and an upper plane part and a lower plane part positioned at above and below a thin film lamination direction when the magneto-resistance effect elements are formed, a pair of bias magnetic field applying layers for applying a vertical bias magnetic field to the magneto-resistance effect element is arranged at two side plane parts of the magneto-resistance effect element. Further, a reproduced waveform adjusting layer consists of a hard magnetic material, magnetization is performed so that the pair of bias magnetic applying layers can control a direction of a vertical bias magnetic field applied to the magneto-resistance effect element. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体等の磁界強度を信号として読み取るための磁気抵抗効果素子を備える薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法、ならびに薄膜ヘッドの出荷検査・良品化方法に関する。さらには、薄膜磁気ヘッドを含むヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平７−１９２２３０号公報
【特許文献２】特開平９−２８８８０６号公報
【０００３】
近年、ハードディスク装置の面記録密度の向上に伴って、薄膜磁気ヘッドの性能の向上が求められている。薄膜磁気ヘッドとしては、基板に対して、読み出し専用の磁気抵抗効果素子（以下、単にＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｏ−ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子と簡略に記すことがある）を有する再生ヘッドと、書き込み専用の誘導型磁気変換素子を有する記録ヘッドと、を積層した構造の複合型薄膜磁気ヘッドが広く使用されている。
【０００４】
ＭＲ素子としては、異方性磁気抵抗（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｍａｇｎｅｔｏ−ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）効果を用いたＡＭＲ素子や、巨大磁気抵抗（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ−ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）効果を用いたＧＭＲ素子や、トンネル磁気抵抗（Ｔｕｎｎｅｌ−ｔｙｐｅ Ｍａｇｎｅｔｏ−ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）効果を用いたＴＭＲ素子等が挙げられる。
【０００５】
ＧＭＲ素子としては、スピンバルブ型ＧＭＲ素子多く用いられている。スピンバルブ型ＧＭＲ素子は、非磁性導電層と、この非磁性導電層の一方の面に形成されたフリー層（軟磁性層）と、非磁性導電層の他方の面に形成されたピンド層と、非磁性導電層とは反対に位置する側のピンド層の上に形成されたピンニング層（一般には反強磁性層）とを有している。フリー層は外部からの信号磁界に応じて磁化の方向が変化するよう作用する層であり、ピンド層は、ピンニング層（反強磁性層）からの磁界によって、磁化の方向が固定された層である。
【０００６】
再生ヘッドの特性としては、出力が大きいこと、バルクハウゼンノイズが小さいことが要求される。バルクハウゼンノイズを低減させる手段としては、通常、ＭＲ素子に対して長手方向にバイアス磁界（以下、縦バイアス磁界と称す）を印加することが行われている。ＭＲ素子に対する縦バイアス磁界の印加は、例えばＭＲ素子の両側に、永久磁石や、強磁性層と反強磁性層との積層体等によって構成されたバイアス磁界印加層を配置することによって行われる。
【０００７】
バイアス磁界印加層から発生される縦バイアス磁界が大きい場合は、バルクハウゼンノイズが低減されて好ましい。同時に、電磁変換特性の評価項目の一つである再生波形の対称性のバラツキも抑制され（換言すれば、再生波形が実用に適さない程度に非対称となってしまう不良品の発生を低減させること）、歩留まりの向上が図れて好ましい。
【０００８】
通常、バルクハウゼンノイズをなくすために必要とされる磁界は、再生波形の対称性のバラツキを十分に低減させるために必要とされる磁界よりも小さい。つまり、バルクハウゼンノイズの低減のことだけ考慮すれば、必要以上に縦バイアス磁界を印加していることになる。そして、このような縦バイアス磁界の増大はヘッドの感度を低下させ、再生出力を小さくさせる原因となっている。
【０００９】
そこで、再生出力を大きくするために、例えばバイアス磁界印加層の厚さを薄くして縦バイアス磁界を小さく設定すると、今度は再生波形の対称性のバラツキが生じ、製品歩留まりが低下してしまうという不都合が生じてしまう。
【００１０】
本発明はこのような実状のものに創案されたものであって、その目的は、再生ヘッドの感度を高い状態に保ちつつ、ヘッド品質の指標である再生波形対象性のバラツキを低減させることのできる薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法を提供することにある。さらには、この薄膜磁気ヘッドの検査・良品化方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明は、磁気抵抗効果素子を有する再生ヘッドを備えてなる薄膜磁気ヘッドであって、前記磁気抵抗効果素子は、記録媒体と対向する面である媒体対向面部と、この媒体対向面と反対側の奥行きに位置する奥行き面部と、一対のバイアス磁界印加層が配置される２つの側面部と、磁気抵抗効果素子を形成する際の薄膜積層方向の上下に位置する上面部および下面部とを有し、前記磁気抵抗効果素子の２つの側面部には、前記磁気抵抗効果素子に縦バイアス磁界を印加するための一対のバイアス磁界印加層が配置されており、前記磁気抵抗効果素子の奥行き面部には、再生波形調整層が形成され、前記再生波形調整層は、硬質磁性材料からなり、前記一対のバイアス磁界印加層が前記磁気抵抗効果素子に対して印加する縦バイアス磁界の方向を制御できるような着磁がなされているように構成される。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様として、前記再生波形調整層の保磁力Ｈａは、バイアス磁界印加層の保磁力Ｈｂよりも小さくなるように設定される。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様として、Ｈａ＝（０．２〜０．８）Ｈｂの関係となるように構成される。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様として、前記再生波形調整層は、前記磁気抵抗効果素子の上面部および下面部のいずれにも重ならないように形成される。
【００１５】
また、本発明における前記磁気抵抗効果素子は、磁気媒体からの信号磁界に応じて磁化の方向が変化する軟磁性層を含み、前記一対のバイアス磁界印加層は前記軟磁性層に縦バイアス磁界を印加するように作用し、前記再生波形調整層は前記軟磁性層に出力波形の対称性が得られるべく調整磁界を印加するように作用してなるように構成される。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様として、前記一対のバイアス磁界印加層による縦バイアス磁界と、前記再生波形調整層による調整磁界との複合磁界によって、前記軟磁性層に対して出力波形の対称性が得られるべく適切な縦バイアス磁界を印加することができるように構成される。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様として、前記再生波形調整層は、前記一対のバイアス磁界印加層に対して絶縁されているように構成される。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様として、前記磁気抵抗効果素子の奥行き面部には、絶縁層を介して再生波形調整層が形成される。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様として、前記再生波形調整層は、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、Ｃｏ−γＦｅ２Ｏ３、ＦｅＣｏ／ＣｏＰｔの二層積層体、またはＣｏＰｔ／ＮｉＦｅの二層積層体から構成される。
【００２０】
また、本発明の好ましい態様として、前記再生波形調整層は、少なくとも二層の磁性層の積層体から構成され、各磁性層の厚さを調整することにより、保磁力が調整されてなるように構成される。
【００２１】
また、本発明は、記録媒体と対向する面である媒体対向面部と、この媒体対向面と反対側の奥行きに位置する奥行き面部と、一対のバイアス磁界印加層が配置される２つの側面部と、磁気抵抗効果素子を形成する際の薄膜積層方向の上下に位置する上面部および下面部とを有する磁気抵抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子に対して磁気的信号検出用の電流を流すための一対の電極層と、前記磁気抵抗効果素子における奥行き面部に絶縁層を介して配置された再生波形調整層と、前記磁気抵抗効果素子の２つの側面部に形成され、前記磁気抵抗効果素子に縦バイアス磁界を印加するための一対のバイアス磁界印加層と、を有する薄膜磁気ヘッドを製造する方法であって、該方法は、前記磁気抵抗効果素子を形成する工程と、前記電極層を形成する工程と、前記磁気抵抗効果素子の奥行き面部に接するように絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層に接するように前記再生波形調整層を形成する工程と、を有してなるように構成される。
【００２２】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドを製造する方法の好ましい態様として、前記磁気抵抗効果素子を形成する工程は、前記磁気抵抗効果素子となる磁気抵抗効果膜を形成する工程と、この磁気抵抗効果膜の上にエッチングによって前記奥行き面部を形成するためのマスクを形成する工程と、前記マスクを用いて前記磁気抵抗効果膜を選択的にエッチングして、前記奥行き面部を形成する工程とを有し、前記絶縁層を形成する工程は、前記マスクを残した状態で前記絶縁層を形成し、前記再生波形調整層を形成する工程は、前記マスクを残した状態で前記再生波形調整層を形成してなるように構成される。
【００２３】
また、本発明は、記録媒体と対向する面である媒体対向面部と、この媒体対向面と反対側の奥行きに位置する奥行き面部と、一対のバイアス磁界印加層が配置される２つの側面部と、磁気抵抗効果素子を形成する際の薄膜積層方向の上下に位置する上面部および下面部とを有する磁気抵抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子に対して磁気的信号検出用の電流を流すための一対の電極層と、前記磁気抵抗効果素子における奥行き面部に絶縁層を介して配置された再生波形調整層と、前記磁気抵抗効果素子の２つの側面部に形成され、前記磁気抵抗効果素子に縦バイアス磁界を印加するための一対のバイアス磁界印加層と、を有する薄膜磁気ヘッドの検査・良品化方法であって、該方法は、出荷検査対象となる薄膜磁気ヘッドの電磁変換特性を評価して出力波形の対称性（Ｓｙｍｍｅｔｒｙ）を測定する対称性（Ｓｙｍｍｅｔｒｙ）測定工程と、出力波形の対称性（Ｓｙｍｍｅｔｒｙ）が許容範囲内で許容されるべきものか否かを判断する良品ー不良品判断工程と、出力波形の対称性（Ｓｙｍｍｅｔｒｙ）が許容範囲を超えて許容されるべき物でないと判断された場合において、許容範囲内に納まるように再生波形調整層の着磁方向を定める着磁方向算出工程と、再生波形調整層に対して算出された磁化方向への着磁を行ない良品化するための着磁操作工程と、を備えてなるように構成される。
【００２４】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドの検査・良品化方法の好ましい態様として、前記良品ー不良判断工程で良品と判断されるまで、対称性（Ｓｙｍｍｅｔｒｙ）測定工程、良品ー不良判断工程、着磁方向算出工程、着磁操作工程が繰り返される（ループが組まれる）ように構成される。
【００２５】
また、本発明のヘッドジンバルアセンブリは、上記記載の薄膜磁気ヘッドを含み記録媒体に対向するように配置されるスライダと、前記スライダを弾性的に支持するサスペンションと、を備えてなるように構成される。
【００２６】
また、本発明のハードディスク装置は、上記記載の薄膜磁気ヘッドを含み回転駆動される円盤状の記録媒体に対向するように配置されるスライダと、前記スライダを支持するとともに前記記録媒体に対して位置決めする位置決め装置と、を備えてなるように構成される。
【００２７】
本発明においては、一対のバイアス磁界印加層による縦バイアス磁界と、再生波形調整層による調整磁界との複合磁界によって、前記フリー層（軟磁性層）に対して出力波形の対称性が得られるべく適切な実効縦バイアス磁界を印加することができるように作用する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的実施の形態について詳細に説明する。
【００２９】
本発明の要部は、ヘッド完成後に縦バイアス磁界の調整を可能とすることができる再生波形調整層を、再生ヘッドの磁気抵抗効果素子の奥行き面部に組み込んだ点にある。まず最初に、このような再生波形調整層を有する再生ヘッドの好適な構成例について図１〜図４を参照しつつ説明する。
【００３０】
図１は、本発明の実施の形態における再生ヘッドの要部を示す平面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図であり、図３は図１におけるＢ−Ｂ線断面図であり、図４は図１におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【００３１】
図２および図３に示されるように再生ヘッドは、ＭＲ素子５と、ＭＲ素子５に対して縦バイアス磁界を印加するための２つのバイアス磁界印加層２１と、ＭＲ素子５に対して磁気的信号を検出すための電流であるいわゆるセンス電流を流すための２つの電極層６と、ＭＲ素子５におけるエアベアリング面２０とは反対側に配置され、縦バイアス磁界の制御を行なう再生波形調整層２３とを有している。さらに、図３および図４に示されるように、絶縁層２２がＭＲ素子５、バイアス磁界印加層２１および電極層６の各々と、再生波形調整層２３との間に配置されている。再生ヘッドを構成するこれらの各部材は、後述する下部シールドギャップ膜４と上部シールドギャップ膜７の間に配置されている。
【００３２】
ＭＲ素子５は、記録媒体と対向する面である媒体対向面部５ｃと、この媒体対向面と反対側の奥行きに位置する奥行き面部５ｄと、前記一対のバイアス磁界印加層２１が配置される２つの側面部５ｅ、５ｆと、磁気抵抗効果素子を形成する際の薄膜積層方向の上下に位置する上面部５ａおよび下面部５ｂとを有している。
【００３３】
２つのバイアス磁界印加層２１は、それぞれ、ＭＲ素子５の側部５ｅ、５ｆに隣接するように配置されている。電極層６はバイアス磁界印加層２１の上に配置されているが、バイアス磁界印加層２１のない領域では、電極層６は、後述する下部シールドギャップ膜４の上に配置されている。
【００３４】
再生波形調整層２３は、２つのバイアス磁界印加層２１の間および２つの電極層６の間に配置されている。図３に示されるように再生波形調整層２３はＭＲ素子５の奥行き面部５ｄに対向する端部２３ａを有している。絶縁膜２２は、再生波形調整層２３の上面以外の面に接するように配置されている。この絶縁層２２によって、再生波形調整層２３は、ＭＲ素子５、バイアス磁界印加層２１および電極層６に対して絶縁されている。絶縁層２２の材料としては、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２などの絶縁材料が用いられる。絶縁層の厚さは、３〜３０ｎｍ程度とされる。
【００３５】
再生波形調整層２３の材料としては、硬質磁性層（ハードマグネット）が用いられる。具体的には、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、Ｃｏ−γＦｅ２Ｏ３等の一層構造や、ＦｅＣｏ／ＣｏＰｔ、ＦｅＣｏ／ＣｏＣｒＰｔ、ＦｅＣｏＭｏ／ＣｏＰｔ、ＦｅＣｏＭｏ／ＣｏＣｒＰｔ、ＦｅＣｏＷ／ＣｏＰｔ、ＦｅＣｏＷ／ＣｏＣｒＰｔ、ＦｅＰｔ／ＣｏＰｔ、ＦｅＰｔ／ＮｉＦｅ、ＣｏＰｔ／ＮｉＦｅなどの二層積層体が好適例として挙げられる。中でも特に、再生波形調整層２３を少なくとも二層の磁性層の積層体から構成することが好ましい。一層構造の場合には、保磁力（Ｈｃ）や残留磁化（Ｍｒ）を調整するために組成を変更したり、添加元素を加える必要がある。この場合には所望の磁気特性を得ることは一般的に困難である。一方、高い保磁力を備える層と、低い保磁力を備える層の２層積層構造とした場合には、２層膜の保磁力（Ｈｃ）は各層の厚さの比に対してほぼ直線的に変化するので、磁気特性の調整が容易となる。
【００３６】
また、再生波形調整層２３は、ＭＲ素子５の２つの上下面である上面部５ａおよび下面部５ｂのいずれにも重ならないように配置されている。
【００３７】
図２ないし図４に示される好適例では、ＭＲ素子５、バイアス磁界印加層２１および絶縁層２２は、それぞれ、下地層２５の上に配置されている。下地層２５は、後述する下部シールドギャップ膜４の上に配置されている。下地層２５の材料としては、例えば、ＴａやＮｉＣｒが用いられる。なお、下地層２５を設けずに、ＭＲ素子５、バイアス磁界印加層２１および絶縁膜２２を、下部シールドギャップ膜４の上に直接、配置してもよい。
【００３８】
バイアス磁界印加層２１は、例えば、硬質磁性層（ハードマグネット）や、強磁性層と反強磁性層との積層体等を用いて構成される。電極層６は、例えば、Ａｕ等の導電性材料によって構成される。
【００３９】
図２および図３には、ＭＲ素子５としてスピンバルブ型ＧＭＲ素子を用いた例が示されている。この例によればＭＲ素子５は、下地層２５の上に、ピンニング層としての反強磁性層５１、ピンド層５２、非磁性導電層５３、フリー層５４、および保護層５５が順次、積層された形態が示されている。ピンド層５２は磁化の方向が所定方向に固定された層であり、反強磁性層５１はピンド層５２における磁化の方向を固定するための層である。フリー層５４は、軟磁性層からなり、記録材料からの信号磁界に応じて磁化の方向が変化する層である。保護層５５の材料としては、例えばＴａが用いられる。フリー層５４の背後には図３に示されるように、再生波形調整層２３が設置されている。
【００４０】
本発明における再生波形調整層２３は、前記一対のバイアス磁界印加層２１が前記磁気抵抗効果素子（特に、フリー層５４）に対して印加する縦バイアス磁界の方向を制御できるような着磁がなされている。そして、再生波形調整層２３の保磁力Ｈａは、バイアス磁界印加層の保磁力Ｈｂよりも小さくなるように設定されており（Ｈａ＜Ｈｂ）、特に、Ｈａ＝（０．２〜０．８）Ｈｂの範囲内、さらには、Ｈａ＝（０．４〜０．６）Ｈｂの範囲内にあることが好ましい。再生波形調整層２３の保磁力Ｈａが０．２Ｈｂ未満となり小さくなり過ぎると、耐磁場性が悪くなってしまう。また、再生波形調整層２３の保磁力Ｈａが０．８Ｈｂを超えて大きくなり過ぎると、着磁方向を任意な独立な方向とすることが困難となってしまう。再生波形調整層２３は、一対のバイアス磁界印加層２１により、特に磁気抵抗効果素子５のフリー層５４に対して印加される縦バイアス磁界の方向をさらに微調整するようにヘッド完成後の出荷検査時に着磁されることが望ましく、この着磁の際にすでに着磁されている一対のバイアス磁界印加層２１の着磁状態を変化させてはならないのである。このような再生波形調整層２３の所定の着磁による縦バイアス磁界の微調整によって、本来、出力波形の対称性の基準値がクリアでなかったものまで良品とすることが可能になり、最終的な歩留りは格段と向上する。
【００４１】
以下、本発明の要部である再生波形調整層２３の基本的作用を図５ないし図１３に示される概念図を参照しつつ詳細に説明する。
【００４２】
図５ないし図７は、一対のバイアス磁界印加層２１によって特に磁気抵抗効果素子５のフリー層５４に対して縦バイアス磁界５４ａの磁化方向が適切な方向（図面では真横の方向５４ａ）に印加されている状態にある場合（以下、「Ｊｕｓｔ Ｂｉａｓ 状態という」）を説明するための図面である。より詳細には、図５および図６はそれぞれ、再生ヘッドの要部を模式的に示した平面図（図１相当）であり、これらの図面において、磁気抵抗効果素子５のフリー層５４の磁化状態を部分的に拡大して模式的に示した図が添えられている。図７（Ａ）はフリー層５４に印加される縦バイアス磁界の磁化方向と、ピンド層５２の固定された磁化方向との直交化が適切になされた場合における外部磁界Ｈと、再生出力電圧Ｖと、の関係を示したグラフであり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のグラフに基づく再生波形の状態（対称性）を示したものであり、図７（Ｃ）は再生波形調整層２３が着磁されるべき方向を説明するための図面である。
【００４３】
このようなＪｕｓｔ Ｂｉａｓ 状態においては、図５に示されるように一対のバイアス磁界印加層２１によって、磁気抵抗効果素子５のフリー層５４に対して縦バイアス磁界の磁化方向が適切な方向５４ａに印加されている。すなわち、図７（Ａ）に示されるようにフリー層５４に印加される縦バイアス磁界の磁化方向５４ａと、ピンド層５２の固定された磁化方向５２ａとの直交化が適切になされており、この場合における外部磁界Ｈと、再生出力電圧Ｖと、の関係は図７（Ａ）に示されるように原点近傍を通過する特性グラフとして表される。この図７（Ａ）に示されるグラフに基づく再生波形が図７（Ｂ）に示されており、図７（Ｂ）では良好な対称性が得られていることがわかる。なお、図７（Ｂ）における波形ピーク値は、図７（Ａ）における横軸で示される所定の外部磁界（プラス側およびマイナス側の２箇所）における、縦軸方向の値を実質的に示している。
【００４４】
このようなＪｕｓｔ Ｂｉａｓ 状態では、再生波形調整層２３の機能は特に発現させる必要はないので、図６や図７（Ｃ）に示されるようにフリー層５４に印加されるべき正常なバイアス磁界の磁化方向と実質的に同一磁化方向２３ａの着磁が行なわれる。
【００４５】
図８ないし図１０は、一対のバイアス磁界印加層２１によって特に磁気抵抗効果素子５のフリー層５４に対して縦バイアス磁界が適切でなく、図面上磁化方向が右下側を向くアンダーバイアス５４ｂの状態にある場合（以下、「Ｕｎｄｅｒ Ｂｉａｓ状態という」）を説明するための図面である。より詳細には、図８および図９はそれぞれ、再生ヘッドの要部を模式的に示した平面図（図１相当）であり、これらの図面において、磁気抵抗効果素子５のフリー層５４の磁化状態を部分的に拡大して模式的に示した図が添えられている。図１０（Ａ）はフリー層５４に印加される縦バイアス磁界の磁化方向と、ピンド層５２の固定された磁化方向との直交化が適切になされていないアンダーバイアスの場合における外部磁界Ｈと、再生出力電圧Ｖと、の関係を示したグラフであり、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のグラフに基づく再生波形の状態（対称性）を示したものであり、図１０（Ｃ）は再生波形調整層２３が着磁されるべき方向を説明するための図面である。
【００４６】
このようなＵｎｄｅｒ Ｂｉａｓ 状態においては、図８に示されるように一対のバイアス磁界印加層２１によって、磁気抵抗果素子５のフリー層５４に対して縦バイアス磁界が印加されているが、印加磁界が適切でなく、図面上磁化方向が右下側を向くアンダーバイアス５４ｂの状態となっている。すなわち、図１０（Ａ）に示されるようにフリー層５４に印加される縦バイアス磁界の磁化方向５４ｂと、ピンド層５２の固定された磁化方向５２ａとの直交化が適切になされておらず、この場合における外部磁界Ｈと、再生出力電圧Ｖと、の関係は図１０（Ａ）に示されるように原点近傍を通過しない右側シフトの特性グラフとして表される。この図１０（Ａ）に示されるグラフに基づく再生波形が図１０（Ｂ）に示されており、図１０（Ｂ）では良好な対称性が得られていないことがわかる（すなわち、片側のピークが小さく非対称のピークとなっている）。なお、図１０（Ｂ）における波形ピーク値は、図１０（Ａ）における横軸で示される所定の外部磁界（プラス側およびマイナス側の２箇所）における、縦軸方向の値を実質的に示している。
【００４７】
このようなＵｎｄｅｒ Ｂｉａｓ 状態では、図９や図１０（Ｃ）に示されるように再生波形調整層２３に対して所定方向の着磁を行い（図面では下から上方向への着磁（着磁方向２３ｂ）が例示されている）、再生波形調整層２３からの磁化（着磁方向２３ｂ）によりフリー層５４に印加される縦バイアス磁界を正常な磁化方向（図面の横方向５４ａ）に向けさせている。つまり、フリー層５４のバイアス磁界の磁化方向は、図９や図１０（Ｃ）に模式的に示されるように、図面上やや右下方向に向いた点線で示される矢印５４ｂから、図面上真横に向いた実線で示される矢印５４ａへと磁化方向が変更される。再生波形調整層２３への着磁方向はＵｎｄｅｒ Ｂｉａｓ の程度を考慮にいれつつ、最終的にフリー層５４に印加される縦バイアス磁界を正常な磁化方向（図面の横方向）に向けさせることができるように設定される。従って、図面における下から上方向への着磁（着磁方向２３ｂ）は、あくまで一例である。例えば、図面上、左下から右上方向に再生波形調整層２３の着磁を行なった場合には、再生波形調整層２３が発生する磁界を弱めることが可能である。
【００４８】
図１１ないし図１３は、一対のバイアス磁界印加層２１によって特に磁気抵抗効果素子５のフリー層５４に対して縦バイアス磁界５４ａが適切でなく、図面上磁化方向が右上側を向くオーバーバイアス５４ｃの状態にある場合（以下、「Ｏｖｅｒ Ｂｉａｓ 状態という」）を説明するための図面である。より詳細には、図１１および図１２はそれぞれ、再生ヘッドの要部を模式的に示した平面図（図１相当）であり、これらの図面において、磁気抵抗効果素子５のフリー層５４の磁化状態を部分的に拡大して模式的に示した図が添えられている。図１３（Ａ）はフリー層５４に印加される縦バイアス磁界の磁化方向５４ｃと、ピンド層５２の固定された磁化方向５２ｃとの直交化が適切になされていないオーバーバイアスの場合における外部磁界Ｈと、再生出力電圧Ｖと、の関係を示したグラフであり、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）のグラフに基づく再生波形の状態（対称性）を示したものであり、図１３（Ｃ）は再生波形調整層２３が着磁されるべき方向を説明するための図面である。
【００４９】
このようなＯｖｅｒ Ｂｉａｓ 状態においては、図１１に示されるように一対のバイアス磁界印加層２１によって、磁気抵抗効果素子５のフリー層５４に対して縦バイアス磁界５４ａが印加されているが、印加磁界が適切でなく、図面上磁化方向が右上側を向くオーバーバイアス５４ｃの状態となっている。すなわち、図１１（Ａ）に示されるようにフリー層５４に印加される縦バイアス磁界の磁化方向５４ｃと、ピンド層５２の固定された磁化方向５２ａとの直交化が適切になされておらず、この場合における外部磁界Ｈと、再生出力電圧Ｖと、の関係は図１３（Ａ）に示されるように原点近傍を通過しない左側シフトの特性グラフとして表される。この図１３（Ａ）に示されるグラフに基づく再生波形が図１３（Ｂ）に示されており、図１３（Ｂ）では良好な対称性が得られていないことがわかる（すなわち、片側のピークが小さく非対称のピークとなっている）。なお、図１３（Ｂ）における波形ピーク値は、図１３（Ａ）における横軸で示される所定の外部磁界（プラス側およびマイナス側の２箇所）における、縦軸方向の値を実質的に示している。
このようなＯｖｅｒ Ｂｉａｓ 状態では、図１２や図１３（Ｃ）に示されるように再生波形調整層２３に対して所定方向の着磁を行い（図面では上から下方向への着磁２３ｃが例示されている）、再生波形調整層２３からの磁化２３ｃによりフリー層５４に印加される縦バイアス磁界を正常な磁化方向（図面の横方向５４ａ）に向けさせている。つまり、フリー層５４のバイアス磁界の磁化方向は、図１２や図１３（Ｃ）に模式的に示されるように、図面上やや右上方向に向いた点線で示される矢印５４ｃから、図面上真横に向いた実線で示される矢印５４ａへと磁化方向が変更される。再生波形調整層２３への着磁方向はＯｖｅｒ Ｂｉａｓ の程度を考慮にいれつつ、最終的にフリー層５４に印加される縦バイアス磁界を正常な磁化方向（図面の横方向５４ａ）に向けさせることができるように設定される。従って、図面における上から下方向への着磁（着磁方向２３ｃ）は、あくまで一例である。
【００５０】
再生波形調整層２３に対する着磁方向の決定は、着磁前の縦バイアスの磁化方向の状態、再生波形調整層２３の保磁力、Ｊｕｓｔ Ｂｉａｓからのズレの大きさ等を考慮にいれて適宜決定すればよい。通常、再生波形調整層２３の着磁方向を決定するためのデータはコンピュータに入力されており、このデータに基づき着磁方向を決定するようにすればよい。
【００５１】
具体的な着磁の方法は、例えば、磁場発生用のコイルの中にヘッドを所定方向に向くようにして挿入したり、所定の磁界を発生することが既知である永久磁石を近づける等すればよい。
【００５２】
このような再生波形調整層２３の着磁操作を含む薄膜磁気ヘッドの検査・良品化方法は、薄膜磁気ヘッドの出荷検査の際に、図２７のフローチャートに示されるような要領で行なうことが好ましい。
【００５３】
すなわち、この薄膜磁気ヘッドの検査・良品化方法は、出荷検査対象となる薄膜磁気ヘッドの電磁変換特性を評価して出力波形の対称性（Ｓｙｍｍｅｔｒｙ）を測定する対称性（Ｓｙｍｍｅｔｒｙ）測定工程（図２７中のステップ１：単にＳ１と記す）と、
【００５４】
出力波形の対称性（ｓｙｍｍｅｔｒｙ）が許容範囲内で許容されるべきものか否かを判断する良品ー不良品判断工程（図２７中のステップ２：単にＳ２と記す）と、
【００５５】
出力波形の非対称性（Ａｓｙｍｍｅｔｒｙ）が大きく表われ、対称性（ｓｙｍｍｅｔｒｙ）の許容範囲を超えて許容されるべき物でないと判断された場合において、許容範囲内に納まるように再生波形調整層の着磁方向を定める着磁方向算出工程（図２７中のステップ３：単にＳ３と記す）と、再生波形調整層に対して算出された磁化方向への着磁を行ない良品化するための着磁操作工程（図２７中のステップ４：単にＳ４と記す）とを備えている。
【００５６】
上記の良品ー不良品判断工程Ｓ２で良品と判断されたものは製品としての出荷工程に移される。前記良品ー不良判断工程で良品と判断されるまで、対称性（Ｓｙｍｍｅｔｒｙ）測定工程Ｓ１、良品ー不良判断工程Ｓ２、着磁方向算出工程Ｓ３、着磁操作工程Ｓ４が繰り返される。すなわち、繰り返しのループが組まれる。
【００５７】
なお、ステップ３の着磁方向算出工程における再生波形調整層２３に対する着磁方向の決め方、および具体的な着磁方法は前述した通りである。
【００５８】
次に、図１６ないし図２２を参照して、上述してきた本実施の形態における再生ヘッドの製造方法について説明する。図１６ないし図２２はエアベアリング面および基板に垂直な断面を示している。
【００５９】
本発明における再生ヘッドの製造方法において、まず図１６に示されるように下地層２５の上に、反強磁性層５１、ピンド層５２、非磁性導電層５３、フリー層５４および保護層５５を順次積層して磁気抵抗効果膜５０を形成する。
【００６０】
次に、上記磁気抵抗効果膜５０のうち、バイアス磁界印加層２１を配置すべき部分を選択的にエッチングする（この状況は図示されていない）。次に、下地層２５の上にバイアス磁界印加層２１を形成する（この状況は図示されていない）。次に、バイアス磁界印加層２１の上に電極層６を形成する（この状況は図示されていない）。なお、バイアス磁界印加層２１と電極層６の形成は、後述するマスクの成形工程の後で行なってもよい。
【００６１】
次に、図１７に示されるように、磁気抵抗効果膜５０の上に、エッチングにより、ＭＲ素子の奥行き面部５ｄを形成するためのマスク３１を形成する。このマスク３１は、図示のごとく底面が上面よりも小さくなるようにアンダーカットの形態を有している。このようなマスク３１は、例えば積層された２つの有機膜からなるレジスト層をパターニングすることによって形成することができる。
【００６２】
次に、図１８に示されるように、マスク３１を用いて磁気抵抗効果膜５０を選択的にエッチングして、ＭＲ素子の奥行き面部５ｄを形成する。このエッチングによってパターニングされた磁気抵抗効果膜５０は、ＭＲ素子５の形態へと加工されていく。なお、エッチングとしては、イオンミリング等のドライエッチングが用いられる。
【００６３】
次に、図１９に示されるようにマスク３１を残したまま、図１８に示される積層体の上面全体の上に、例えばスパッタ法によって絶縁層２２を形成する。
【００６４】
次に、図２０に示されるようにマスク３１を残したまま、絶縁膜２２の上に、例えばスパッタ法によって再生波形調整層２３を形成する。
【００６５】
次に、図２１に示されるようにマスク３１をリフトオフする。これにより、ＭＲ素子５の奥行き面部５ｄと再生波形調整層２３の端部２３ａとが絶縁層２２を介して対向した構造が得られる。
【００６６】
次に、薄膜磁気ヘッドにおける上部シールドギャップ膜７（後述する）およびそれより上の部分（後述する）を形成した後に、研摩によりエアベアリング面２０を形成することによって、図２２に示されるように再生波形調整層２３を備える再生ヘッドが形成される。
【００６７】
（薄膜磁気ヘッドの全体構成の説明）
次いで、上述してきた磁気抵抗効果素子を有する再生ヘッドを備えてなる薄膜磁気ヘッドの全体構成について説明する。図１４および図１５は本発明の好適な一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成を説明するための図面であり、図１４は、薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面および基板に垂直な断面を示し、図１５は、薄膜磁気ヘッドの磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。ここで、エアベアリング面とは、磁気記録媒体と対向する薄膜磁気ヘッドの対向面をいう。
【００６８】
薄膜磁気ヘッドの全体構造は、その製造工程に沿って説明することによりその構造が容易に理解できると思われる。そのため、以下、製造工程を踏まえて薄膜磁気ヘッドの全体構造を説明する。
【００６９】
まず、アルティック（Ａｌ２Ｏ３・ＴｉＣ）等のセラミック材料よりなる基板１の上に、スパッタ法等によって、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）等の絶縁材料からなる絶縁層２を形成する。厚さは、例えば０．５〜２０μｍ程度とする。
【００７０】
次に、この絶縁層２の上に、磁性材料からなる再生ヘッド用の下部シールド層３を形成する。厚さは、例えば０．１〜５μｍ程度とする。このような下部シールド層３に用いられる磁性材料としては、例えば、ＦｅＡｌＳｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ、ＦｅＴａＮ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ等が挙げられる。下部シールド層３は、スパッタ法またはめっき法等によって形成される。
【００７１】
次に、下部シールド層３の上に、スパッタ法等によって、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の絶縁材料からなる下部シールドギャップ膜４を形成する。厚さは、例えば１０〜２００ｎｍ程度とする。
【００７２】
次に、下部シールドギャップ膜４の上に、磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）５を形成するために、再生用の磁気抵抗効果膜５と、図示していないバイアス磁界印加層と、電極層をそれぞれ、形成する。
【００７３】
次に、ＭＲ素子５および下部シールドギャップ膜４の上に、スパッタ法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなす上部シールドギャップ膜７を例えば１０〜２００ｎｍの厚さに形成する。
【００７４】
次に、上部シールドギャップ膜７の上に、磁性材料からなり、記録ヘッドの下部磁極層を兼ねた再生ヘッドの上部シールド層８を、例えば３〜４μｍ程度の厚さに形成する。なお、上部シールド膜８に用いられる磁性材料は、上述した下部シールド層３と同様な材料を用いればよい。上部シールド膜８はスパッタ法またはメッキ法等によって形成される。
【００７５】
なお、上部シールド層８の代わりに、上部シールド層と、この上部シールド層の上にスパッタ法等によって形成されたアルミナ等の非磁性材料よりなる分離層と、この分離層の上に形成された下部磁性層とを設けるように構成してもよい。磁極とシールドの機能を兼用させることなく、別個に分けて構成した場合の構成例である。
【００７６】
次に、上部シールド層８の上に、スパッタ法等によって、アルミナ等の絶縁材料からなる記録ギャップ層９を、例えば５０〜３００ｎｍの厚さに形成する。
【００７７】
次に、磁路形成のために、後述する薄膜コイルの中心部において、記録ギャップ層９を部分的にエッチングしてコンタクトホール９ａを形成する。
【００７８】
次に、記録ギャップ層９の上に、例えば銅（Ｃｕ）からなる薄膜コイルの第１層部分１０を、例えば２〜３μｍの厚さに形成する。なお、図１４において、符号１０ａは、第１層部分１０のうち、後述する薄膜コイルの第２層部分１５に接続される接続部を示している。第１層部分１０は、コンタクトホール９ａの周囲に巻回される。
【００７９】
次に、薄膜コイルの第１層部分１０およびその周辺の記録ギャップ層９を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機材料からなる絶縁層１１を所定のパターンに形成する。
【００８０】
次に、絶縁層１１の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層１１の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【００８１】
次に、絶縁層１１のうちの後述するエアベアリング面２０側の斜面部分からエアベアリング面２０側にかけての領域において、記録ギャップ層９および絶縁層１１の上に、記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁極層１２のトラック幅規定層１２ａを形成する。上部磁極層１２は、このトラック幅規定層１２ａと、後述する連結部分層１２ｂおよびヨーク部分層１２ｃとで構成される。
【００８２】
トラック幅規定層１２ａは、記録ギャップ層９の上に形成され上部磁極層１２の磁極部分となる先端部と、絶縁層１１のエアベアリング面２０側の斜面部分の上に形成されヨーク部分層１２ｃに接続される接続部と、を有している。先端部の幅は記録トラック幅と等しくなっている。接続部の幅は、先端部の幅よりも大きくなっている。
【００８３】
トラック幅規定層１２ａを形成する際には、同時にコンタクトホール９ａの上に磁性材料からなる連結部分層１２ｂを形成するとともに、接続部１０ａの上に磁性材料からなる接続層１３を形成する。連結部分層１２ｂは、上部磁極層１２のうち、上部シールド層８に磁気的に連結される部分を構成する。
【００８４】
次に、磁極トリミングを行なう。すなわち、トラック幅規定層１２ａの周辺領域において、トラック幅規定層１２ａをマスクとして、記録ギャップ層９および上部シールド層８の磁極部分における記録ギャップ層９側の少なくとも一部をエッチングする。これにより、図１５に示されるごとく、上部磁極層１２の磁極部分、記録ギャップ層９および上部シールド層８の磁極部分の少なくとも一部の各幅が揃えられたトリム（Ｔｒｉｍ）構造が形成される。このトリム構造によれば、記録ギャップ層９の近傍における磁束の広がりによる実効的なトラック幅の増加を防止することができる。
【００８５】
次に、全体に、アルミナ等の無機絶縁材料からなる絶縁層１４を、例えば３〜４μｍ厚さに形成する。
【００８６】
次に、この絶縁層１４を、例えば化学機械研摩によって、トラック幅規定層１２ａ、連結部分層１２ｂ、接続層１３の表面に至るまで研摩して平坦化する。
【００８７】
次に、平坦化された絶縁層１４の上に、例えば銅（Ｃｕ）からなる薄膜コイルの第２層部分１５を、例えば２〜３μｍの厚さに形成する。なお、図１４において、符号１５ａは、第２層部分１５のうち、接続層１３を介して薄膜コイルの第１層部分１０の接続部１０ａに接続される接続部を示している。第２層部分１５は、連結部分層１２ｂの周囲に巻回される。
【００８８】
次に、薄膜コイルの第２層部分１５およびその周辺の絶縁層１４を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機材料からなる絶縁層１６を所定のパターンに形成する。
【００８９】
次に、絶縁層１６の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層１６の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【００９０】
次に、トラック幅規定層１２ａ、絶縁層１４、１６および連結部分層１２ｂの上にパーマロイ等の記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁性層１２のヨーク部分を構成するヨーク部分層１２ｃを形成する。ヨーク部分層１２ｃのエアベアリング面２０側の端部は、エアベアリング面２０から離れた位置に配置されている。また、ヨーク部分層１２ｃは、連結部分層１２ｂを介して上部シールド層８に接続されている。
【００９１】
次に、全体を覆うように、例えばアルミナからなるオーバーコート層１７を形成する。最後に、上記各層を含むスライダの機械加工を行い、記録ヘッドおよび再生ヘッドを含む薄膜ヘッドのエアベアリング面２０を形成して、薄膜磁気ヘッドを完成させる。
【００９２】
このようにして製造される薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する対向面（エアベアリング面２０）と、再生ヘッドと、記録ヘッド（誘導型磁気変換素子）とを備えている。再生ヘッドは、ＭＲ素子５と、エアベアリング面２０側の一部がＭＲ素子５を挟んで対向するように配置された、ＭＲ素子をシールドするための下部シールド層３および上部シールド層８とを有している。
【００９３】
記録ヘッドは、エアベアリング面２０側において互いに対向する磁極部分を含むとともに、互いに磁気的に連結された下部磁極層（上部シールド層８）および上部磁極層１２と、この下部磁極層の磁極部分と上部磁極層１２の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層９と、少なくとも一部が下部磁極層および上部磁極層１２の間に、これらに対して絶縁された状態で配置された薄膜コイル１０、１５と、を有している。この薄膜磁気ヘッドでは、図１４に示されるように、エアベアリング面２０から、絶縁層１１のエアベアリング面側の端部までの長さが、スロートハイト（図面上、符号ＴＨで示される）となる。なお、スロートハイトとは、エアベアリング面２０から、２つの磁極層の間隔が開き始める位置までの長さ（高さ）をいう。
【００９４】
（薄膜磁気ヘッドの作用の説明）
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの作用について説明する。薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって記録媒体に情報を記録し、再生ヘッドによって、記録媒体に記録されている情報を再生する。
【００９５】
再生ヘッドにおいて、バイアス磁界印加層２１による縦バイアス磁界の方向は、エアベアリング面２０に垂直な方向と直交している。ＭＲ素子５において、信号磁界がない状態では、フリー層５４の磁化の方向は、縦バイアス磁界の方向に揃えられている。一方、ピンド層５２の磁化の方向は、エアベアリング面２０に垂直な方向に固定されている。すなわち、信号磁界がない状態では、フリー層５４の縦バイアス磁界の方向とピンド層５２の固定された磁化の方向とは、直交していることが理想的である（図７（Ａ）参照）。
【００９６】
ＭＲ素子５では、記録媒体からの信号磁界に応じてフリー層５４の磁化の方向が変化し、これにより、フリー層５４の磁化の方向とピンド層５２の磁化の方向との間の相対角度が変化し、その結果、ＭＲ素子５の抵抗値が変化する。ＭＲ素子５の抵抗値は、２つの電極層６によってＭＲ素子５にセンス電流を流したときの２つの電極層６間の電位差より求めることができる。このようにして、再生ヘッドによって、記録媒体に記録されている情報を再生することができる。
【００９７】
このような再生ヘッドの再生原理からもわかるように、前述のごとく信号磁界がない状態では、フリー層５４の縦バイアス磁界の方向とピンド層５２の固定された磁化の方向とは、直交していることが理想的である（図７（Ａ）参照）。
【００９８】
ところが再生出力を大きくするために、例えばバイアス磁界印加層の厚さを薄くして縦バイアス磁界を小さく設定すると、フリー層５４の縦バイアス磁界が安定せず、上記のＵｎｄｅｒ Ｂｉａｓ 状態（図１０（Ａ）参照）やＯｖｅｒ Ｂｉａｓ 状態（図１３（Ａ）参照）が生じてしまう。そこで、再生波形調整層２３からフリー層５４に調整磁界を印加させてＵｎｄｅｒ Ｂｉａｓ 状態あるいはＯｖｅｒ Ｂｉａｓ 状態であったものをＪｕｓｔ Ｂｉａｓ 状態に変える。これにより適切な出力波形の対称性が得られるようになり、製造歩留りの向上が図られる。
【００９９】
（ヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置についての説明）
次に、本実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置について説明する。
【０１００】
まず、図２３を参照して、ヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダ２１０について説明する。ハードディスク装置において、スライダ２１０は、回転駆動される円盤状の記録媒体であるハードディスクに対向するように配置される。このスライダ２１０は、主に図１４における基板１およびオーバーコート１７からなる基体２１１を備えている。
【０１０１】
基体２１１は、ほぼ六面体形状をなしている。基体２１１の六面のうちの一面は、ハードディスクに対向するようになっている。この一面には、エアベアリング２０が形成されている。
【０１０２】
ハードディスクが図２３におけるｚ方向に回転すると、ハードディスクとスライダ２１０との間を通過する空気流によって、スライダ２１０に、図２３におけるｙ方向の下方に揚力が生じる。スライダ２１０は、この揚力によってハードディスクの表面から浮上するようになっている。なお、図２３におけるｘ方向は、ハードディスクのトラック横断方向である。
【０１０３】
スライダ２１０の空気流出側の端部（図２３における左下の端部）の近傍には、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド１００が形成されている。
【０１０４】
次に、図２４を参照して、本実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリ２２０について説明する。ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、スライダ２１０と、このスライダ２１０を弾性的に支持するサスペンション２２１とを備えている。サスペンション２２１は、例えばステンレス鋼によって形成された板ばね状のロードビーム２２２、このロードビーム２２２の一端部に設けられると共にスライダ２１０が接合され、スライダ２１０に適度な自由度を与えるフレクシャ２２３と、ロードビーム２２２の他端部に設けられたベースプレート２２４とを有している。
【０１０５】
ベースプレート２２４は、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向ｘに移動させるためのアクチュエータのアーム２３０に取り付けられるようになっている。アクチュエータは、アーム２３０と、このアーム２３０を駆動するボイスコイルモータとを有している。フレクシャ２２３において、スライダ２１０が取り付けられる部分には、スライダ２１０の姿勢を一定に保つためのジンバル部が設けられている。
【０１０６】
ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、アクチュエータのアーム２３０に取り付けられる。１つのアーム２３０にヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドアームアセンブリと呼ばれる。また、複数のアームを有するキャリッジの各アームにヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドスタックアセンブリと呼ばれる。
【０１０７】
図２４は、ヘッドアームアセンブリの一例を示している。このヘッドアームアセンブリでは、アーム２３０の一端部にヘッドジンバルアセンブリ２２０が取り付けられている。アーム２３０の他端部には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２３１が取り付けられている。アーム２３０の中間部には、アーム２３０を回動自在に支持するための軸２３４に取り付けられる軸受け部２３３が設けられている。
【０１０８】
次に図２５および図２６を参照して、ヘッドスタックアセンブリの一例と本実施の形態に係るハードディスク装置について説明する。
【０１０９】
図２５はハードディスク装置の要部を示す説明図、図２６はハードディスク装置の平面図である。
【０１１０】
ヘッドスタックアセンブリ２５０は、複数のアーム２５２を有するキャリッジ２５１を有している。複数のアーム２５２には、複数のヘッドジンバルアセンブリ２２０が、互いに間隔を開けて垂直方向に並ぶように取り付けられている。キャリッジ２５１においてアーム２５２とは反対側には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２５３が取り付けられている。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、ハードディスク装置に組み込まれる。
【０１１１】
ハードディスク装置は、スピンドルモータ２６１に取り付けられた複数枚のハードディスク２６２を有している。各ハードディスク２６２毎に、ハードディスク２６２を挟んで対向するように２つのスライダ２１０が配置される。また、ボイスコイルモータは、ヘッドスタックアセンブリ２５０のコイル２５３を挟んで対向する位置に配置された永久磁石２６３を有している。
【０１１２】
スライダ２１０を除くヘッドスタックアセンブリ２５０およびアクチュエータは、本発明における位置決め装置に対応しスライダ２１９を支持すると共にハードディスク２６２に対して位置決めする。
【０１１３】
本実施の形態に係るハードディスク装置では、アクチュエータによって、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向に移動させて、スライダ２１０をハードディスク２６２に対して位置決めする。スライダ２１０に含まれる薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって、ハードディスク２６２に情報を記録し、再生ヘッドによって、ハードディスク２６２に記録されている情報を再生する。
【０１１４】
本実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置は、前述の本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドと同様の効果を奏する。
【０１１５】
また、実施の形態では、基本側に再生ヘッドを形成し、その上に、記録ヘッドを積層した構造の薄膜磁気ヘッドについて説明したが、この積層順序を逆にしてもよい。また、読み取り専用として用いる場合には、薄膜磁気ヘッドを、再生ヘッドだけを備えた構成としてもよい。
【０１１６】
【実施例】
上述してきた薄膜磁気ヘッドの発明を、以下に示す具体的実施例によりさらに詳細に説明する。
【０１１７】
〔実施例１〕
図２に示されるようなピンニング層５１がボトムに位置するピンニング層ボトムタイプのスピンバルブ磁気抵抗効果素子を備える再生ヘッドサンプルを作製しした。以下、実施の要部のみ記載する。
【０１１８】
図１４に示されるごとく下部シールド層３をＮｉＦｅで形成し、この上に下部シールドギャップ膜４をＡｌ２Ｏ３で形成し、この上に磁気抵抗効果素子を構成する積層膜を形成した。すなわち、Ａｌ２Ｏ３からなる下部シールドギャップ膜４の上に、下地層２５（ＮｉＣｒ；厚さ５ｎｍ）、ピンニング層５１（ＰｔＭｎ反強磁性層；厚さ２０ｎｍ）、ピンド層５２（ＣｏＦｅ（厚さ１．５ｎｍ）／Ｒｕ（厚さ０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（厚さ２ｎｍ）の３層積層体からなる強磁性層）、非磁性導電層５３（Ｃｕ；厚さ２ｎｍ）、フリー層５４（ＣｏＦｅ（厚さ１ｎｍ）／ＮｉＦｅ（厚さ３ｎｍ）の２層積層体からなる軟磁性層）／保護層５５（Ｔａ；厚さ２Å）からなる積層膜を形成した。
【０１１９】
ピンニング層５１によるピンド層５２の磁化方向の固定は、真空中において、温度３００℃、印加磁界７９０ｋＡ／ｍ（１０ｋＯｅ）の条件下で５時間の磁場中熱処理により行なった。
【０１２０】
このようなピンド層の磁界の向きを固定する磁場中熱処理を行なった後に、磁気抵抗効果膜の上に、エッチングによってＭＲ素子の形状を定めるためのマスク３１を形成した。このマスク３１は２つの有機膜からなるレジスト層をパターニングして、底面が上面よりも小さくなるようにアンダーカットを有する形状とした。
【０１２１】
このマスク３１を用いて磁気抵抗効果膜を選択的にイオンミリング等のドライエッチングしてパターニングされた磁気抵抗効果素子を得た。
【０１２２】
次いで、このマスク３１を残したまま、積層体の上面全体にスパッタ法によって、Ａｌ２Ｏ３からなる絶縁膜２２を形成した。
【０１２３】
次いで、マスク３１を残したまま、絶縁膜２２の上にスパッタ法によって、再生波形調整層２３を形成した（ＦｅＣｏＭｏ（４ｎｍ）／ＣｏＣｒＰｔ（２５ｎｍ）の二層積層体；保磁力Ｈａ＝７７４２０Ａ／ｍ（９８０Ｏｅ））。
【０１２４】
次いで、マスク３１をリフトオフした。これにより、ＭＲ素子５の奥行き面部５ｄと再生波形調整層２３の端部２３ａとが絶縁層２２を介して対向した構造を得た。
【０１２５】
次いで、磁気抵抗効果素子のうち、バイアス磁界印加層２１を配置すべき部分を選択的にエッチングした後、下地層２５の上にバイアス磁界印加層２１（材質：ＣｏＣｒＰｔ；保磁力Ｈｂ＝１６５９００Ａ／ｍ（２１００Ｏｅ）；厚さ３０ｎｍ）を形成した。次いで、バイアス磁界印加層２１の上に電極層６（材質：Ａｕ；厚さ４０ｎｍ）を形成した。
【０１２６】
再生トラック幅ＲＴＷの大きさは、１２０ｎｍとなるように設定した。
なお、上記バイアス磁界印加層２１は、室温にて、１５８ｋＡ／ｍ（２ｋＯｅ）の磁界を６０ｓｅｃ印加することにより着磁して、フリ−層５４に対して、縦バイアス磁界を付与した。
【０１２７】
このようなＭＲ素子の上に、Ａｌ２Ｏ３からなる上部シールドギャップ層およびＮｉＦｅからなる上部シールド層を形成した後、研摩によりエアベアリング面２０を形成して再生ヘッドサンプルを作製した。
【０１２８】
このような要領で再生ヘッドサンプルを３７３個作製した。
【０１２９】
サンプル全数に対して図２７に示されるステップ１（Ｓ１）およびステップ２（Ｓ２）の評価を行なった。すなわち、サンプル全数に対してダイナミックプロパティのパフォーマンスを測定して、出力波形の対称性（Ｓｙｍｍｅｔｒｙ）を求めた後、出力波形の対称性（ｓｙｍｍｅｔｒｙ）が許容範囲内で許容されるべきものか否かを判断する良品ー不良品判断処理（図２７中のステップ２：単にＳ２と記す）を行なった。出力波形の対称性（Ｓｙｍｍｅｔｒｙ）が９０％以上、換言すれば、非対称性（Ａｓｙｍｍｅｔｒｙ）の絶対値が１０％未満のものを「良品」、それ以外のものを「不良品」として判定した。この判定結果をグラフ化したものが図２８に示される。この場合の不良化率は、１５．５５％であった。
【０１３０】
このようなサンプルの中で特に不良品として判断されたものについて、さらに図２７に示されるステップ３（Ｓ３）およびステップ４（Ｓ４）の処理を行ない不良品の良品への転換を図った。必要に応じて、図２７に示されるフローを繰り返す処理を行なった。その結果をグラフ化したものが図２９に示される。最終的な不良品率は、１．８８％までに低減され、著しい歩留まりの向上が図れることが確認できた。
【０１３１】
【発明の効果】
上記の結果より本発明の効果は明らかである。すなわち、本発明の薄膜磁気ヘッドは、磁気抵抗効果素子を有する再生ヘッドを備えてなる薄膜磁気ヘッドであって、前記磁気抵抗効果素子は、記録媒体と対向する面である媒体対向面部と、この媒体対向面と反対側の奥行きに位置する奥行き面部と、一対のバイアス磁界印加層が配置される２つの側面部と、磁気抵抗効果素子を形成する際の薄膜積層方向の上下に位置する上面部および下面部とを有し、前記磁気抵抗効果素子の２つの側面部には、前記磁気抵抗効果素子に縦バイアス磁界を印加するための一対のバイアス磁界印加層が配置されており、前記磁気抵抗効果素子の奥行き面部には、再生波形調整層が形成され、前記再生波形調整層は、硬質磁性材料からなり、前記一対のバイアス磁界印加層が前記磁気抵抗効果素子に対して印加する縦バイアス磁界の方向を制御できるような着磁がなされているように構成されているので、再生ヘッドの感度を高い状態に保ちつつ、ヘッド品質の指標である再生波形対象性のバラツキを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における再生ヘッドの要部を示す平面図である。
【図２】図２は図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図４は図１におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】図５は、再生ヘッドの要部を模式的に示した平面図（図１相当）である。
【図６】図６は、再生ヘッドの要部を模式的に示した平面図（図１相当）である。
【図７】図７（Ａ）はフリー層５４に印加される縦バイアス磁界の磁化方向と、ピンド層５２の固定された磁化方向との直交化が適切になされた場合における外部磁界Ｈと、再生出力電圧Ｖと、の関係を示したグラフであり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のグラフに基づく再生波形の状態（対称性）を示したものであり、図７（Ｃ）は再生波形調整層２３が着磁されるべき方向を説明するための図面である。
【図８】図８は、再生ヘッドの要部を模式的に示した平面図（図１相当）である。
【図９】図９は、再生ヘッドの要部を模式的に示した平面図（図１相当）である。
【図１０】図１０（Ａ）はフリー層５４に印加される縦バイアス磁界の磁化方向と、ピンド層５２の固定された磁化方向との直交化が適切になされていないアンダーバイアスの場合における外部磁界Ｈと、再生出力電圧Ｖと、の関係を示したグラフであり、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のグラフに基づく再生波形の状態（対称性）を示したものであり、図１０（Ｃ）は再生波形調整層２３が着磁されるべき方向を説明するための図面である。
【図１１】図１１は、再生ヘッドの要部を模式的に示した平面図（図１相当）である。
【図１２】図１２は、再生ヘッドの要部を模式的に示した平面図（図１相当）である。
【図１３】図１３（Ａ）はフリー層５４に印加される縦バイアス磁界の磁化方向と、ピンド層５２の固定された磁化方向との直交化が適切になされていないオーバーバイアスの場合における外部磁界Ｈと、再生出力電圧Ｖと、の関係を示したグラフであり、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）のグラフに基づく再生波形の状態（対称性）を示したものであり、図１３（Ｃ）は再生波形調整層２３が着磁されるべき方向を説明するための図面である。
【図１４】図１４は、本発明の好適な一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成を説明するための図面であり、薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面および基板に垂直な断面を示した図面である。
【図１５】図１５は、本発明の好適な一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成を説明するための図面であり、薄膜磁気ヘッドの磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示した図面である。
【図１６】本発明の一実施の形態における再生ヘッドの製造方法を説明するための断面図である。
【図１７】図１７は、図１６に示される工程の次工程を説明するための断面図である。
【図１８】図１８は、図１７に示される工程の次工程を説明するための断面図である。
【図１９】図１９は、図１８に示される工程の次工程を説明するための断面図である。
【図２０】図２０は、図１９に示される工程の次工程を説明するための断面図である。
【図２１】図２１は、図２０に示される工程の次工程を説明するための断面図である。
【図２２】図２２は、図２１に示される工程の次工程を説明するための断面図である。
【図２３】図２３は、本発明の一実施の形態におけるヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダを示す斜視図である。
【図２４】図２４は、本発明の一実施の形態におけるヘッドジンバルアセンブリを含むヘッドアームアセンブリを示す斜視図である。
【図２５】図２５は、本発明の一実施の形態におけるハードディスク装置の要部を示す説明図である。
【図２６】図２６は、本発明の一実施の形態におけるハードディスク装置の平面図である。
【図２７】図２７は、再生波形調整層２３の着磁操作を含む薄膜磁気ヘッドの検査・良品化方法を説明するためのフローチャートである。
【図２８】本発明を実施する前の、良品と不良品との分布を示すグラフである。
【図２９】本発明を実施した後の、良品と不良品との分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１…基板
２…絶縁層
３…下部シールド層
４…下部シールドギャップ膜
５…ＭＲ素子
６…電極層
７…上部シールドギャップ層
８…上部シールド層
９…記録ギャップ層
１０…薄膜コイルの第１層部分
１２…上部磁極層
１５…薄膜コイル第２層部分
１７…オーバーコート層
２０…エアベアリング面
２１…バイアス磁界印加層
２２…絶縁層
２３…再生波形調整層
５１…ピンニング層
５２…ピンド層
５３…非磁性導電層
５４…フリー層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thin film magnetic head provided with a magnetoresistive effect element for reading a magnetic field intensity of a magnetic recording medium or the like as a signal, a manufacturing method thereof, and a shipping inspection / quality improvement method of the thin film head. Furthermore, the present invention relates to a head gimbal assembly including a thin film magnetic head and a hard disk device.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1] JP-A-7-192230
[Patent Document 2] JP-A-9-288806
[0003]
In recent years, with improvement in the surface recording density of hard disk devices, improvement in performance of thin film magnetic heads has been demanded. A thin film magnetic head includes a read head having a read-only magnetoresistive effect element (hereinafter, simply referred to as an MR (Magneto-resistive) element) relative to a substrate, and a write-only inductive magnetic conversion. A composite thin film magnetic head having a structure in which a recording head having elements is laminated is widely used.
[0004]
Examples of the MR element include an AMR element using an anisotropic magnetoresistive effect, a GMR element using a giant magnetoresistive effect, a tunnel magnetoresistance (tunnel-type magneto-). Examples thereof include a TMR element using a (resistive) effect.
[0005]
As the GMR element, many spin-valve GMR elements are used. The spin valve GMR element includes a nonmagnetic conductive layer, a free layer (soft magnetic layer) formed on one surface of the nonmagnetic conductive layer, and a pinned layer formed on the other surface of the nonmagnetic conductive layer. And a pinning layer (generally an antiferromagnetic layer) formed on the pinned layer on the side opposite to the nonmagnetic conductive layer. The free layer is a layer that acts so that the direction of magnetization changes according to the external signal magnetic field, and the pinned layer is a layer whose magnetization direction is fixed by a magnetic field from the pinning layer (antiferromagnetic layer). is there.
[0006]
The characteristics of the reproducing head are required to have a large output and a low Barkhausen noise. As means for reducing Barkhausen noise, a bias magnetic field (hereinafter referred to as a longitudinal bias magnetic field) is usually applied to the MR element in the longitudinal direction. The longitudinal bias magnetic field is applied to the MR element by, for example, arranging a bias magnetic field applying layer composed of a permanent magnet or a laminate of a ferromagnetic layer and an antiferromagnetic layer on both sides of the MR element.
[0007]
A large longitudinal bias magnetic field generated from the bias magnetic field application layer is preferable because Barkhausen noise is reduced. At the same time, the variation in the symmetry of the reproduced waveform, which is one of the evaluation items of the electromagnetic conversion characteristics, is also suppressed (in other words, the occurrence of defective products that cause the reproduced waveform to be asymmetrical to a practical level is reduced). ), Which improves yield and is preferable.
[0008]
Usually, the magnetic field required to eliminate Barkhausen noise is smaller than the magnetic field required to sufficiently reduce the variation in the symmetry of the reproduced waveform. That is, if only considering the reduction of Barkhausen noise, the longitudinal bias magnetic field is applied more than necessary. Such an increase in the longitudinal bias magnetic field decreases the sensitivity of the head and causes a reduction in reproduction output.
[0009]
In order to increase the reproduction output, for example, if the thickness of the bias magnetic field application layer is reduced and the longitudinal bias magnetic field is set to be small, this causes a variation in the symmetry of the reproduction waveform, resulting in a decrease in product yield. Inconvenience occurs.
[0010]
The present invention was devised in such an actual state, and the object thereof is to reduce variations in reproduction waveform objectivity, which is an indicator of head quality, while maintaining high sensitivity of the reproduction head. An object of the present invention is to provide a thin film magnetic head and a method of manufacturing the same. Furthermore, another object is to provide a method for inspecting and improving the quality of this thin film magnetic head.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the present invention is a thin film magnetic head comprising a reproducing head having a magnetoresistive effect element, wherein the magnetoresistive effect element is a surface facing a recording medium. A surface portion, a depth surface portion located at a depth opposite to the medium facing surface, two side surface portions on which a pair of bias magnetic field application layers are disposed, and above and below the thin film stacking direction when forming the magnetoresistive effect element A pair of bias magnetic field application layers for applying a longitudinal bias magnetic field to the magnetoresistive effect element is disposed on the two side surface parts of the magnetoresistive effect element. A reproduction waveform adjustment layer is formed on the depth surface portion of the magnetoresistive effect element, the reproduction waveform adjustment layer is made of a hard magnetic material, and the pair of bias magnetic field application layers is opposed to the magnetoresistive effect element. Magnetization that allows control the direction of the longitudinal bias magnetic field applied Te is configured to have been made.
[0012]
As a preferred mode of the present invention, the coercive force Ha of the reproduction waveform adjustment layer is set to be smaller than the coercive force Hb of the bias magnetic field application layer.
[0013]
Moreover, as a preferable aspect of the present invention, it is configured to have a relationship of Ha = (0.2 to 0.8) Hb.
[0014]
As a preferred aspect of the present invention, the reproduction waveform adjustment layer is formed so as not to overlap either the upper surface portion or the lower surface portion of the magnetoresistive effect element.
[0015]
The magnetoresistive effect element according to the present invention includes a soft magnetic layer whose magnetization direction changes in response to a signal magnetic field from a magnetic medium, and the pair of bias magnetic field applying layers applies a longitudinal bias magnetic field to the soft magnetic layer. The reproducing waveform adjusting layer is configured to act so as to apply an adjusting magnetic field so that symmetry of the output waveform can be obtained in the soft magnetic layer.
[0016]
Further, as a preferred aspect of the present invention, symmetry of an output waveform is obtained with respect to the soft magnetic layer by a composite magnetic field of a longitudinal bias magnetic field by the pair of bias magnetic field application layers and an adjustment magnetic field by the reproduction waveform adjustment layer. It is configured to be able to apply an appropriate longitudinal bias magnetic field as much as possible.
[0017]
As a preferred aspect of the present invention, the reproduction waveform adjustment layer is configured to be insulated from the pair of bias magnetic field application layers.
[0018]
As a preferred aspect of the present invention, a reproduction waveform adjusting layer is formed on the depth surface portion of the magnetoresistive effect element via an insulating layer.
[0019]
Moreover, as a preferred aspect of the present invention, the reproduction waveform adjustment layer includes CoPt, CoCrPt, Co-γFe.2O3, FeCo / CoPt bilayer stack, or CoPt / NiFe bilayer stack.
[0020]
As a preferred aspect of the present invention, the reproduction waveform adjustment layer is composed of a laminate of at least two magnetic layers, and the coercive force is adjusted by adjusting the thickness of each magnetic layer. Composed.
[0021]
The present invention also provides a medium facing surface portion that is a surface facing the recording medium, a depth surface portion positioned at a depth opposite to the medium facing surface, and two side surface portions on which a pair of bias magnetic field application layers are disposed. A magnetoresistive effect element having an upper surface portion and a lower surface portion located above and below in the thin film stacking direction when forming the magnetoresistive effect element, and for supplying a current for detecting a magnetic signal to the magnetoresistive effect element A pair of electrode layers, a reproduction waveform adjusting layer disposed on the depth surface portion of the magnetoresistive effect element via an insulating layer, and two side portions of the magnetoresistive effect element. A method of manufacturing a thin film magnetic head having a pair of bias magnetic field application layers for applying a longitudinal bias magnetic field, the method comprising: forming the magnetoresistive effect element; and forming the electrode layer A step of forming an insulating layer so as to be in contact with the depth surface portion of the magnetoresistive effect element, and a step of forming the reproduction waveform adjusting layer so as to be in contact with the insulating layer. Is done.
[0022]
As a preferred embodiment of the method of manufacturing the thin film magnetic head of the present invention, the step of forming the magnetoresistive effect element includes a step of forming a magnetoresistive effect film to be the magnetoresistive effect element, and the magnetoresistive effect film. A step of forming a mask for forming the depth surface portion by etching, and a step of selectively etching the magnetoresistive film using the mask to form the depth surface portion, The step of forming the insulating layer forms the insulating layer with the mask left, and the step of forming the reproduction waveform adjustment layer forms the reproduction waveform adjustment layer with the mask left. It is comprised so that it may become.
[0023]
The present invention also provides a medium facing surface portion that is a surface facing the recording medium, a depth surface portion positioned at a depth opposite to the medium facing surface, and two side surface portions on which a pair of bias magnetic field application layers are disposed. A magnetoresistive effect element having an upper surface portion and a lower surface portion located above and below in the thin film stacking direction when forming the magnetoresistive effect element, and for supplying a current for detecting a magnetic signal to the magnetoresistive effect element A pair of electrode layers, a reproduction waveform adjusting layer disposed on the depth surface portion of the magnetoresistive effect element via an insulating layer, and two side portions of the magnetoresistive effect element. A method of inspecting and improving a thin film magnetic head having a pair of bias magnetic field application layers for applying a longitudinal bias magnetic field, the method evaluating electromagnetic conversion characteristics of a thin film magnetic head to be inspected for shipment. Then, a symmetry measurement process for measuring the symmetry of the output waveform and a non-defective product that determines whether or not the symmetry of the output waveform should be allowed within an allowable range Magnetization that determines the magnetization direction of the reproduction waveform adjustment layer so as to be within the allowable range when it is determined that the symmetry of the output waveform and the symmetry of the output waveform is not an allowable value beyond the allowable range A direction calculating step, and a magnetization operation step for performing magnetization in the magnetization direction calculated for the reproduction waveform adjustment layer to make it non-defective.
[0024]
In addition, as a preferred aspect of the method for inspecting / defining a thin film magnetic head of the present invention, a symmetry measuring step, a good product-defective judgment step, a magnetization direction until the good product-defective judgment step is judged to be a good product. The calculation process and the magnetization operation process are repeated (a loop is formed).
[0025]
In addition, a head gimbal assembly of the present invention is configured to include a slider including the thin film magnetic head described above and disposed to face a recording medium, and a suspension that elastically supports the slider. The
[0026]
The hard disk device of the present invention also includes a slider disposed to face the disk-shaped recording medium that includes the thin-film magnetic head described above and is driven to rotate, and supports the slider and is positioned with respect to the recording medium. And a positioning device.
[0027]
In the present invention, symmetry of the output waveform should be obtained with respect to the free layer (soft magnetic layer) by the combined magnetic field of the longitudinal bias magnetic field by the pair of bias magnetic field application layers and the adjustment magnetic field by the reproduction waveform adjustment layer. An appropriate effective longitudinal bias magnetic field can be applied.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail.
[0029]
The main part of the present invention is that a reproduction waveform adjustment layer capable of adjusting the longitudinal bias magnetic field after completion of the head is incorporated in the depth surface portion of the magnetoresistive effect element of the reproduction head. First, a preferred configuration example of a reproducing head having such a reproducing waveform adjustment layer will be described with reference to FIGS.
[0030]
1 is a plan view showing a main part of a read head according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG.
[0031]
As shown in FIGS. 2 and 3, the reproducing head has an MR element 5, two bias magnetic field application layers 21 for applying a longitudinal bias magnetic field to the MR element 5, and a magnetic force to the MR element 5. Two electrode layers 6 for passing a so-called sense current, which is a current for detecting a signal, and a reproduction waveform adjustment layer disposed on the opposite side of the MR element 5 from the air bearing surface 20 and controlling the longitudinal bias magnetic field 23. Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the insulating layer 22 is disposed between each of the MR element 5, the bias magnetic field applying layer 21 and the electrode layer 6, and the reproduction waveform adjusting layer 23. Each of these members constituting the reproducing head is disposed between a lower shield gap film 4 and an upper shield gap film 7 which will be described later.
[0032]
The MR element 5 includes a medium facing surface portion 5c that is a surface facing the recording medium, a depth surface portion 5d positioned at a depth opposite to the medium facing surface, and two bias magnetic field application layers 21 on which the pair of bias magnetic field applying layers 21 are disposed. It has side portions 5e and 5f, and an upper surface portion 5a and a lower surface portion 5b which are positioned above and below in the thin film stacking direction when forming the magnetoresistive effect element.
[0033]
The two bias magnetic field application layers 21 are disposed adjacent to the side portions 5e and 5f of the MR element 5, respectively. The electrode layer 6 is disposed on the bias magnetic field application layer 21, but the electrode layer 6 is disposed on the lower shield gap film 4 described later in a region where the bias magnetic field application layer 21 is not present.
[0034]
The reproduction waveform adjustment layer 23 is disposed between the two bias magnetic field application layers 21 and between the two electrode layers 6. As shown in FIG. 3, the reproduction waveform adjustment layer 23 has an end portion 23 a facing the depth surface portion 5 d of the MR element 5. The insulating film 22 is disposed in contact with a surface other than the upper surface of the reproduction waveform adjustment layer 23. With this insulating layer 22, the reproduction waveform adjustment layer 23 is insulated from the MR element 5, the bias magnetic field application layer 21 and the electrode layer 6. The material of the insulating layer 22 is Al.2O3, SiO2An insulating material such as is used. The thickness of the insulating layer is about 3 to 30 nm.
[0035]
As a material of the reproduction waveform adjustment layer 23, a hard magnetic layer (hard magnet) is used. Specifically, CoPt, CoCrPt, Co-γFe2O3Preferred examples include a single layer structure such as FeCo / CoPt, FeCo / CoCrPt, FeCoMo / CoPt, FeCoMo / CoCrPt, FeCoW / CoPt, FeCoW / CoCrPt, FePt / CoPt, FePt / NiFe, and CoPt / NiFe. As mentioned. In particular, it is preferable that the reproduction waveform adjustment layer 23 is composed of a laminate of at least two magnetic layers. In the case of a single-layer structure, it is necessary to change the composition or add an additive element in order to adjust the coercive force (Hc) and the residual magnetization (Mr). In this case, it is generally difficult to obtain desired magnetic characteristics. On the other hand, in the case of a two-layer laminated structure of a layer having a high coercive force and a layer having a low coercive force, the coercive force (Hc) of the two-layer film is almost linear with respect to the ratio of the thicknesses of the respective layers. Since it changes, adjustment of magnetic characteristics becomes easy.
[0036]
Further, the reproduction waveform adjustment layer 23 is disposed so as not to overlap any of the upper and lower surfaces 5a and 5b which are the two upper and lower surfaces of the MR element 5.
[0037]
In the preferred example shown in FIGS. 2 to 4, the MR element 5, the bias magnetic field application layer 21, and the insulating layer 22 are respectively disposed on the base layer 25. The underlayer 25 is disposed on the lower shield gap film 4 described later. For example, Ta or NiCr is used as the material of the base layer 25. The MR element 5, the bias magnetic field application layer 21 and the insulating film 22 may be disposed directly on the lower shield gap film 4 without providing the base layer 25.
[0038]
The bias magnetic field application layer 21 is configured using, for example, a hard magnetic layer (hard magnet), a laminated body of a ferromagnetic layer and an antiferromagnetic layer, or the like. The electrode layer 6 is made of, for example, a conductive material such as Au.
[0039]
2 and 3 show examples in which a spin valve type GMR element is used as the MR element 5. According to this example, in the MR element 5, an antiferromagnetic layer 51 as a pinning layer, a pinned layer 52, a nonmagnetic conductive layer 53, a free layer 54, and a protective layer 55 are sequentially laminated on the base layer 25. The form is shown. The pinned layer 52 is a layer whose magnetization direction is fixed in a predetermined direction, and the antiferromagnetic layer 51 is a layer for fixing the magnetization direction in the pinned layer 52. The free layer 54 is a layer made of a soft magnetic layer whose magnetization direction changes according to a signal magnetic field from a recording material. As a material of the protective layer 55, for example, Ta is used. As shown in FIG. 3, the reproduction waveform adjustment layer 23 is provided behind the free layer 54.
[0040]
The reproduction waveform adjustment layer 23 in the present invention is magnetized so that the pair of bias magnetic field application layers 21 can control the direction of the longitudinal bias magnetic field applied to the magnetoresistive effect element (particularly, the free layer 54). ing. The coercive force Ha of the reproduction waveform adjusting layer 23 is set to be smaller than the coercive force Hb of the bias magnetic field application layer (Ha <Hb), and in particular, Ha = (0.2 to 0.8). It is preferable to be in the range of Hb, and further in the range of Ha = (0.4 to 0.6) Hb. When the coercive force Ha of the reproduction waveform adjusting layer 23 is less than 0.2 Hb and becomes too small, the magnetic field resistance is deteriorated. Moreover, if the coercive force Ha of the reproduction waveform adjustment layer 23 exceeds 0.8 Hb, it becomes difficult to set the magnetization direction to an arbitrary independent direction. The reproduction waveform adjustment layer 23 is subjected to a shipping inspection after completion of the head so that the direction of the longitudinal bias magnetic field applied to the free layer 54 of the magnetoresistive element 5 is further finely adjusted by the pair of bias magnetic field application layers 21. It is desirable to be magnetized from time to time, and the magnetization state of the pair of bias magnetic field application layers 21 already magnetized at the time of this magnetization must not be changed. By fine adjustment of the longitudinal bias magnetic field by the predetermined magnetization of the reproduction waveform adjustment layer 23 as described above, it is possible to make a non-defective product even if the reference value of the symmetry of the output waveform is not originally clear. The yield is significantly improved.
[0041]
The basic operation of the reproduction waveform adjustment layer 23, which is the main part of the present invention, will be described in detail below with reference to the conceptual diagrams shown in FIGS.
[0042]
In FIGS. 5 to 7, the magnetization direction of the longitudinal bias magnetic field 54 a is applied in an appropriate direction (a lateral direction 54 a in the drawing) with respect to the free layer 54 of the magnetoresistive effect element 5 by the pair of bias magnetic field application layers 21. It is a figure for demonstrating the case which is in the state (henceforth "Just Bias state"). More specifically, FIGS. 5 and 6 are plan views (corresponding to FIG. 1) schematically showing the main part of the read head. In these drawings, the magnetization of the free layer 54 of the magnetoresistive effect element 5 is shown. A diagram schematically showing the state partially enlarged is attached. FIG. 7A shows the external magnetic field H and the reproduction output voltage V when the magnetization direction of the longitudinal bias magnetic field applied to the free layer 54 and the pinned layer 52 are appropriately orthogonalized. FIG. 7B shows the state (symmetry) of the reproduction waveform based on the graph of FIG. 7A, and FIG. 7C shows the reproduction waveform adjustment. It is drawing for demonstrating the direction where the layer 23 should be magnetized.
[0043]
In such a Just Bias state, as shown in FIG. 5, a pair of bias magnetic field application layers 21 applies a magnetization direction of a longitudinal bias magnetic field to an appropriate direction 54a with respect to the free layer 54 of the magnetoresistive effect element 5. Has been. That is, as shown in FIG. 7A, the magnetization direction 54a of the longitudinal bias magnetic field applied to the free layer 54 and the fixed magnetization direction 52a of the pinned layer 52 are appropriately orthogonalized. In this case, the relationship between the external magnetic field H and the reproduction output voltage V is expressed as a characteristic graph passing through the vicinity of the origin as shown in FIG. A reproduction waveform based on the graph shown in FIG. 7A is shown in FIG. 7B, and it can be seen that good symmetry is obtained in FIG. 7B. Note that the waveform peak value in FIG. 7B substantially indicates the value in the vertical axis direction at a predetermined external magnetic field (two locations on the positive side and the negative side) indicated by the horizontal axis in FIG. ing.
[0044]
In such a Just Bias state, the function of the reproduction waveform adjustment layer 23 does not need to be expressed in particular, so that a normal bias magnetic field to be applied to the free layer 54 as shown in FIG. 6 and FIG. Magnetization in the magnetization direction 23a substantially the same as the magnetization direction is performed.
[0045]
8 to 10 show that the pair of bias magnetic field applying layers 21 is not suitable for the longitudinal bias magnetic field particularly with respect to the free layer 54 of the magnetoresistive effect element 5, and the under bias 54b whose magnetization direction is directed to the lower right side in the drawings. It is a figure for demonstrating the case (henceforth "Under Bias state") in a state. More specifically, FIGS. 8 and 9 are plan views (corresponding to FIG. 1) schematically showing the main part of the read head. In these drawings, the magnetization of the free layer 54 of the magnetoresistive effect element 5 is shown. A diagram schematically showing the state partially enlarged is attached. FIG. 10A shows an external magnetic field H in the case of underbias in which the magnetization direction of the longitudinal bias magnetic field applied to the free layer 54 is not properly orthogonalized with the fixed magnetization direction of the pinned layer 52. FIG. 10B is a graph showing the relationship with the reproduction output voltage V, and FIG. 10B shows the state (symmetry) of the reproduction waveform based on the graph of FIG. These are drawings for explaining the direction in which the reproduction waveform adjusting layer 23 should be magnetized.
[0046]
In such an Under Bias state, a longitudinal bias magnetic field is applied to the free layer 54 of the magnetoresistive element 5 by the pair of bias magnetic field application layers 21 as shown in FIG. It is not appropriate, and it is in a state of an under bias 54b in which the magnetization direction is directed to the lower right side in the drawing. That is, as shown in FIG. 10A, the magnetization direction 54b of the longitudinal bias magnetic field applied to the free layer 54 and the fixed magnetization direction 52a of the pinned layer 52 are not properly orthogonalized, The relationship between the external magnetic field H and the reproduction output voltage V in this case is represented as a characteristic graph of right shift that does not pass near the origin as shown in FIG. The reproduced waveform based on the graph shown in FIG. 10A is shown in FIG. 10B, and it can be seen that good symmetry is not obtained in FIG. 10B (that is, the peak on one side). Is a small asymmetric peak). Note that the waveform peak value in FIG. 10B substantially indicates the value in the vertical axis direction in a predetermined external magnetic field (two locations on the positive side and the negative side) indicated by the horizontal axis in FIG. ing.
[0047]
In such an Under Bias state, the reproduction waveform adjustment layer 23 is magnetized in a predetermined direction as shown in FIG. 9 and FIG. 10C (magnetization from the bottom to the top (magnetization in the drawing)). Direction 23b) is illustrated), and the longitudinal bias magnetic field applied to the free layer 54 is directed to the normal magnetization direction (lateral direction 54a in the drawing) by the magnetization (magnetization direction 23b) from the reproduction waveform adjustment layer 23. ing. That is, the magnetization direction of the bias magnetic field of the free layer 54 is, as schematically shown in FIG. 9 and FIG. 10C, from the arrow 54b indicated by the dotted line directed slightly to the lower right in the drawing, The magnetization direction is changed to an arrow 54a indicated by a solid line directed to. The longitudinal bias magnetic field finally applied to the free layer 54 can be oriented in the normal magnetization direction (lateral direction in the drawing) while the magnetization direction to the reproduction waveform adjusting layer 23 takes into account the degree of Under Bias. It is set to be possible. Therefore, the magnetization from the bottom to the top (magnetization direction 23b) in the drawing is merely an example. For example, when the reproduction waveform adjustment layer 23 is magnetized from the lower left to the upper right in the drawing, the magnetic field generated by the reproduction waveform adjustment layer 23 can be weakened.
[0048]
11 to 13, the longitudinal bias magnetic field 54a is not appropriate for the free layer 54 of the magnetoresistive effect element 5 by the pair of bias magnetic field applying layers 21, and the over bias 54c in which the magnetization direction in the drawing is directed to the upper right side is shown. It is a figure for demonstrating the case (henceforth "Over Bias state") in a state. More specifically, FIGS. 11 and 12 are plan views (corresponding to FIG. 1) schematically showing the main part of the read head. In these drawings, the magnetization of the free layer 54 of the magnetoresistive effect element 5 is shown. A diagram schematically showing the state partially enlarged is attached. FIG. 13A shows an external magnetic field H in the case of overbias in which the magnetization direction 54 c of the longitudinal bias magnetic field applied to the free layer 54 and the fixed magnetization direction 52 c of the pinned layer 52 are not properly orthogonalized. FIG. 13B is a graph showing the relationship (symmetry) of the reproduction waveform based on the graph of FIG. 13A, and FIG. C) is a drawing for explaining the direction in which the reproduction waveform adjusting layer 23 should be magnetized.
[0049]
In such an Over Bias state, the longitudinal bias magnetic field 54a is applied to the free layer 54 of the magnetoresistive effect element 5 by the pair of bias magnetic field application layers 21 as shown in FIG. Is not appropriate, and the over bias 54c is in a state in which the magnetization direction in the drawing faces the upper right side. That is, as shown in FIG. 11A, the magnetization direction 54c of the longitudinal bias magnetic field applied to the free layer 54 and the magnetization direction 52a fixed to the pinned layer 52 are not properly orthogonalized, In this case, the relationship between the external magnetic field H and the reproduction output voltage V is represented as a left shift characteristic graph that does not pass near the origin as shown in FIG. A reproduction waveform based on the graph shown in FIG. 13A is shown in FIG. 13B, and it can be seen that good symmetry is not obtained in FIG. 13B (that is, a peak on one side). Is a small asymmetric peak). The waveform peak value in FIG. 13B substantially indicates the value in the vertical axis direction at a predetermined external magnetic field (two locations on the positive side and the negative side) indicated by the horizontal axis in FIG. ing.
In such an Over Bias state, the reproduction waveform adjustment layer 23 is magnetized in a predetermined direction as shown in FIG. 12 and FIG. 13C (magnetization 23c from the top to the bottom is illustrated in the drawing). The longitudinal bias magnetic field applied to the free layer 54 by the magnetization 23c from the reproduction waveform adjustment layer 23 is directed in the normal magnetization direction (lateral direction 54a in the drawing). In other words, the magnetization direction of the bias magnetic field of the free layer 54 is directly beside the drawing from the arrow 54c indicated by the dotted line directed slightly rightward on the drawing as schematically shown in FIGS. 12 and 13C. The magnetization direction is changed to an arrow 54a indicated by a solid line facing. The direction of magnetization on the reproduction waveform adjustment layer 23 takes into consideration the degree of Over Bias, and finally the longitudinal bias magnetic field applied to the free layer 54 is directed to the normal magnetization direction (lateral direction 54a in the drawing). Is set to be possible. Accordingly, the top-to-bottom magnetization (magnetization direction 23c) in the drawing is merely an example.
[0050]
The magnetization direction for the reproduction waveform adjustment layer 23 is appropriately determined in consideration of the state of the longitudinal bias magnetization direction before magnetization, the coercive force of the reproduction waveform adjustment layer 23, the magnitude of deviation from Just Bias, and the like. do it. Normally, data for determining the magnetization direction of the reproduction waveform adjustment layer 23 is input to a computer, and the magnetization direction may be determined based on this data.
[0051]
Specific magnetizing methods include, for example, inserting a head into a coil for generating a magnetic field in a predetermined direction, or bringing a permanent magnet known to generate a predetermined magnetic field close. Good.
[0052]
The thin film magnetic head inspection / quality improvement method including the magnetization operation of the reproduction waveform adjusting layer 23 is preferably performed in the manner shown in the flowchart of FIG. 27 at the time of the shipping inspection of the thin film magnetic head. .
[0053]
In other words, this thin film magnetic head inspection / quality improvement method evaluates the electromagnetic conversion characteristics of a thin film magnetic head to be shipped for inspection and measures the symmetry of the output waveform (Symmetry) measuring step (FIG. Step 1: Step 27 in 27)
[0054]
A non-defective product-defective product judgment step (step 2 in FIG. 27: simply described as S2) for judging whether or not the symmetry of the output waveform should be allowed within an allowable range;
[0055]
When it is determined that the output waveform has a large asymmetry and should not be allowed beyond the allowable range of symmetry, the reproduction waveform adjustment layer is attached so as to be within the allowable range. Magnetization direction calculation step (step 3 in FIG. 27: simply described as S3) and magnetization operation for performing the magnetization in the magnetization direction calculated with respect to the reproduction waveform adjustment layer to improve the quality. A process (step 4 in FIG. 27: simply described as S4).
[0056]
What is determined to be a non-defective product in the non-defective product-defective product determination step S2 is transferred to a product shipping process. The symmetry measuring step S1, the non-defective product failure determining step S2, the magnetization direction calculating step S3, and the magnetizing operation step S4 are repeated until the good product / defective determining step is determined to be a non-defective product. That is, a repetitive loop is formed.
[0057]
The method of determining the magnetization direction for the reproduction waveform adjustment layer 23 and the specific magnetization method in the magnetization direction calculation step of Step 3 are as described above.
[0058]
Next, with reference to FIG. 16 to FIG. 22, the manufacturing method of the reproducing head in the present embodiment described above will be described. 16 to 22 show a cross section perpendicular to the air bearing surface and the substrate.
[0059]
In the reproducing head manufacturing method of the present invention, first, as shown in FIG. 16, an antiferromagnetic layer 51, a pinned layer 52, a nonmagnetic conductive layer 53, a free layer 54, and a protective layer 55 are sequentially formed on the underlayer 25. The magnetoresistive effect film 50 is formed by laminating.
[0060]
Next, a portion of the magnetoresistive effect film 50 where the bias magnetic field application layer 21 is to be disposed is selectively etched (this situation is not shown). Next, the bias magnetic field application layer 21 is formed on the base layer 25 (this situation is not shown). Next, the electrode layer 6 is formed on the bias magnetic field application layer 21 (this situation is not shown). The formation of the bias magnetic field applying layer 21 and the electrode layer 6 may be performed after a mask forming step described later.
[0061]
Next, as shown in FIG. 17, a mask 31 for forming the depth surface portion 5d of the MR element is formed on the magnetoresistive film 50 by etching. The mask 31 has an undercut shape so that the bottom surface is smaller than the top surface as shown. Such a mask 31 can be formed, for example, by patterning a resist layer composed of two stacked organic films.
[0062]
Next, as shown in FIG. 18, the magnetoresistive effect film 50 is selectively etched using the mask 31 to form the depth surface portion 5d of the MR element. The magnetoresistive film 50 patterned by this etching is processed into the form of the MR element 5. As the etching, dry etching such as ion milling is used.
[0063]
Next, as shown in FIG. 19, the insulating layer 22 is formed on the entire top surface of the multilayer body shown in FIG.
[0064]
Next, as shown in FIG. 20, the reproduction waveform adjusting layer 23 is formed on the insulating film 22 by, for example, sputtering while leaving the mask 31 left.
[0065]
Next, as shown in FIG. 21, the mask 31 is lifted off. As a result, a structure in which the depth surface portion 5d of the MR element 5 and the end portion 23a of the reproduction waveform adjustment layer 23 face each other with the insulating layer 22 therebetween is obtained.
[0066]
Next, after forming an upper shield gap film 7 (described later) and a portion above (described later) in the thin film magnetic head, an air bearing surface 20 is formed by polishing, as shown in FIG. A reproducing head including the reproducing waveform adjusting layer 23 is formed.
[0067]
(Description of overall configuration of thin film magnetic head)
Next, the overall configuration of the thin film magnetic head including the reproducing head having the magnetoresistive effect element described above will be described. 14 and 15 are views for explaining the configuration of a thin film magnetic head according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 14 shows a cross section perpendicular to the air bearing surface and the substrate of the thin film magnetic head. FIG. 15 shows a cross section parallel to the air bearing surface of the magnetic pole portion of the thin film magnetic head. Here, the air bearing surface refers to the facing surface of the thin film magnetic head facing the magnetic recording medium.
[0068]
It seems that the entire structure of the thin film magnetic head can be easily understood by explaining along the manufacturing process. Therefore, the overall structure of the thin film magnetic head will be described below based on the manufacturing process.
[0069]
First, Altic (Al2O3On the substrate 1 made of a ceramic material such as TiC, alumina (Al2O3), Silicon dioxide (SiO2)2The insulating layer 2 made of an insulating material such as) is formed. The thickness is, for example, about 0.5 to 20 μm.
[0070]
Next, a lower shield layer 3 for a reproducing head made of a magnetic material is formed on the insulating layer 2. The thickness is, for example, about 0.1 to 5 μm. Examples of the magnetic material used for the lower shield layer 3 include FeAlSi, NiFe, CoFe, CoFeNi, FeN, FeZrN, FeTaN, CoZrNb, and CoZrTa. The lower shield layer 3 is formed by sputtering or plating.
[0071]
Next, Al is formed on the lower shield layer 3 by sputtering or the like.2O3, SiO2A lower shield gap film 4 made of an insulating material such as is formed. The thickness is, for example, about 10 to 200 nm.
[0072]
Next, in order to form a magnetoresistive effect element (MR element) 5 on the lower shield gap film 4, a reproducing magnetoresistive effect film 5, a bias magnetic field application layer (not shown), and an electrode layer are provided. Each form.
[0073]
Next, an upper shield gap film 7 made of an insulating material such as alumina is formed on the MR element 5 and the lower shield gap film 4 by sputtering or the like, for example, to a thickness of 10 to 200 nm.
[0074]
Next, the upper shield layer 8 of the reproducing head made of a magnetic material and also serving as the lower magnetic pole layer of the recording head is formed on the upper shield gap film 7 to a thickness of about 3 to 4 μm, for example. The magnetic material used for the upper shield film 8 may be the same material as that for the lower shield layer 3 described above. The upper shield film 8 is formed by sputtering or plating.
[0075]
Instead of the upper shield layer 8, an upper shield layer, a separation layer made of a nonmagnetic material such as alumina formed on the upper shield layer by sputtering or the like, and formed on the separation layer A lower magnetic layer may be provided. This is a configuration example in the case where the magnetic pole and the shield function are not used together and are configured separately.
[0076]
Next, the recording gap layer 9 made of an insulating material such as alumina is formed on the upper shield layer 8 by a sputtering method or the like, for example, to a thickness of 50 to 300 nm.
[0077]
Next, in order to form a magnetic path, the recording gap layer 9 is partially etched at the center of a thin film coil to be described later to form a contact hole 9a.
[0078]
Next, a first layer portion 10 of a thin film coil made of, for example, copper (Cu) is formed on the recording gap layer 9 to a thickness of, for example, 2 to 3 μm. In FIG. 14, reference numeral 10 a indicates a connection portion connected to a second layer portion 15 of a thin film coil to be described later in the first layer portion 10. The first layer portion 10 is wound around the contact hole 9a.
[0079]
Next, an insulating layer 11 made of an organic material having fluidity when heated, such as a photoresist, is formed in a predetermined pattern so as to cover the first layer portion 10 of the thin film coil and the recording gap layer 9 around the first layer portion 10.
[0080]
Next, heat treatment is performed at a predetermined temperature in order to flatten the surface of the insulating layer 11. By this heat treatment, the edge portions of the outer periphery and inner periphery of the insulating layer 11 become rounded slope shapes.
[0081]
Next, in a region from the slope portion on the air bearing surface 20 side, which will be described later, of the insulating layer 11 to the air bearing surface 20 side, on the recording gap layer 9 and the insulating layer 11, a magnetic material for the recording head is used. The track width defining layer 12a of the upper magnetic pole layer 12 is formed. The top pole layer 12 is composed of the track width defining layer 12a, and a coupling portion layer 12b and a yoke portion layer 12c described later.
[0082]
The track width defining layer 12 a is formed on the recording gap layer 9 and formed on the tip portion which becomes the magnetic pole portion of the upper magnetic pole layer 12 and the slope portion on the air bearing surface 20 side of the insulating layer 11, and the yoke portion layer 12 c. And a connecting portion connected to. The width of the tip is equal to the recording track width. The width of the connection part is larger than the width of the tip part.
[0083]
When the track width defining layer 12a is formed, the connection portion layer 12b made of a magnetic material is simultaneously formed on the contact hole 9a, and the connection layer 13 made of a magnetic material is formed on the connection portion 10a. The coupling portion layer 12 b constitutes a portion of the upper magnetic pole layer 12 that is magnetically coupled to the upper shield layer 8.
[0084]
Next, magnetic pole trimming is performed. That is, in the peripheral region of the track width defining layer 12a, at least a part of the recording gap layer 9 and the magnetic pole portion of the upper shield layer 8 on the recording gap layer 9 side is etched using the track width defining layer 12a as a mask. As a result, as shown in FIG. 15, a trim (Trim) structure is formed in which the widths of at least a part of the magnetic pole portion of the upper magnetic pole layer 12, the magnetic gap portions of the recording gap layer 9 and the upper shield layer 8 are aligned. . According to this trim structure, an increase in effective track width due to the spread of magnetic flux in the vicinity of the recording gap layer 9 can be prevented.
[0085]
Next, an insulating layer 14 made of an inorganic insulating material such as alumina is formed to a thickness of 3 to 4 μm, for example.
[0086]
Next, the insulating layer 14 is polished and flattened, for example, by chemical mechanical polishing to reach the surfaces of the track width defining layer 12a, the coupling portion layer 12b, and the connection layer 13.
[0087]
Next, a second layer portion 15 of a thin film coil made of, for example, copper (Cu) is formed on the planarized insulating layer 14 to a thickness of, for example, 2 to 3 μm. In FIG. 14, reference numeral 15 a indicates a connection portion of the second layer portion 15 that is connected to the connection portion 10 a of the first layer portion 10 of the thin film coil via the connection layer 13. The second layer portion 15 is wound around the connection portion layer 12b.
[0088]
Next, an insulating layer 16 made of an organic material having fluidity when heated, such as a photoresist, is formed in a predetermined pattern so as to cover the second layer portion 15 of the thin film coil and the surrounding insulating layer 14.
[0089]
Next, heat treatment is performed at a predetermined temperature in order to flatten the surface of the insulating layer 16. By this heat treatment, the edge portions of the outer periphery and the inner periphery of the insulating layer 16 have a rounded slope shape.
[0090]
Next, a yoke portion layer 12c constituting the yoke portion of the upper magnetic layer 12 is formed on the track width defining layer 12a, the insulating layers 14 and 16 and the coupling portion layer 12b with a magnetic material for a recording head such as permalloy. . The end of the yoke portion layer 12 c on the air bearing surface 20 side is disposed at a position away from the air bearing surface 20. Further, the yoke portion layer 12c is connected to the upper shield layer 8 through the coupling portion layer 12b.
[0091]
Next, an overcoat layer 17 made of alumina, for example, is formed so as to cover the whole. Finally, the slider including the above layers is machined to form the air bearing surface 20 of the thin film head including the recording head and the reproducing head, thereby completing the thin film magnetic head.
[0092]
The thin film magnetic head manufactured as described above includes a facing surface (air bearing surface 20) facing the recording medium, a reproducing head, and a recording head (inductive magnetic transducer). The reproducing head includes an MR element 5 and a lower shield layer 3 and an upper shield layer 8 which are arranged so that a part of the air bearing surface 20 side opposes the MR element 5 so as to shield the MR element. Have.
[0093]
The recording head includes magnetic pole portions facing each other on the air bearing surface 20 side, and a lower magnetic pole layer (upper shield layer 8) and an upper magnetic pole layer 12 that are magnetically coupled to each other, and a magnetic pole portion of the lower magnetic pole layer, A recording gap layer 9 provided between the magnetic pole portion of the upper magnetic pole layer 12 and a thin film coil disposed at least partially between the lower magnetic pole layer and the upper magnetic pole layer 12 in an insulated state. 10 and 15. In this thin film magnetic head, as shown in FIG. 14, the length from the air bearing surface 20 to the end of the insulating layer 11 on the air bearing surface side is the throat height (indicated by reference symbol TH in the drawing). Become. The throat height refers to the length (height) from the air bearing surface 20 to the position where the interval between the two magnetic pole layers begins to open.
[0094]
(Explanation of action of thin film magnetic head)
Next, the operation of the thin film magnetic head according to the present embodiment will be described. The thin film magnetic head records information on a recording medium with a recording head, and reproduces information recorded on the recording medium with a reproducing head.
[0095]
In the reproducing head, the direction of the longitudinal bias magnetic field by the bias magnetic field application layer 21 is orthogonal to the direction perpendicular to the air bearing surface 20. In the MR element 5, when there is no signal magnetic field, the magnetization direction of the free layer 54 is aligned with the direction of the longitudinal bias magnetic field. On the other hand, the magnetization direction of the pinned layer 52 is fixed in a direction perpendicular to the air bearing surface 20. That is, in the absence of a signal magnetic field, the direction of the longitudinal bias magnetic field of the free layer 54 and the direction of the fixed magnetization of the pinned layer 52 are ideally orthogonal (see FIG. 7A). .
[0096]
In the MR element 5, the magnetization direction of the free layer 54 changes in accordance with the signal magnetic field from the recording medium, whereby the relative angle between the magnetization direction of the free layer 54 and the magnetization direction of the pinned layer 52 is changed. As a result, the resistance value of the MR element 5 changes. The resistance value of the MR element 5 can be obtained from the potential difference between the two electrode layers 6 when a sense current is passed through the MR element 5 by the two electrode layers 6. In this way, the information recorded on the recording medium can be reproduced by the reproducing head.
[0097]
As can be seen from the reproducing principle of such a reproducing head, in the absence of a signal magnetic field as described above, the direction of the longitudinal bias magnetic field of the free layer 54 and the direction of the fixed magnetization of the pinned layer 52 are orthogonal to each other. Ideally, it should be present (see FIG. 7A).
[0098]
However, in order to increase the reproduction output, for example, when the thickness of the bias magnetic field application layer is reduced and the longitudinal bias magnetic field is set small, the longitudinal bias magnetic field of the free layer 54 is not stabilized, and the above-mentioned Under Bias state (FIG. 10 ( A)) or Over Bias state (see FIG. 13A) occurs. Therefore, an adjustment magnetic field is applied from the reproduction waveform adjustment layer 23 to the free layer 54 to change the state from the Under Bias state or the Over Bias state to the Just Bias state. As a result, an appropriate output waveform symmetry can be obtained, and the manufacturing yield can be improved.
[0099]
(Description of head gimbal assembly and hard disk drive)
Next, a head gimbal assembly and a hard disk device according to the present embodiment will be described.
[0100]
First, the slider 210 included in the head gimbal assembly will be described with reference to FIG. In the hard disk device, the slider 210 is arranged to face a hard disk that is a disk-shaped recording medium that is driven to rotate. The slider 210 includes a base body 211 mainly composed of the substrate 1 and the overcoat 17 in FIG.
[0101]
The base body 211 has a substantially hexahedral shape. One of the six surfaces of the substrate 211 faces the hard disk. An air bearing 20 is formed on this one surface.
[0102]
When the hard disk rotates in the z direction in FIG. 23, an air flow passing between the hard disk and the slider 210 causes a lift to be generated in the slider 210 downward in the y direction in FIG. The slider 210 floats from the surface of the hard disk by this lifting force. Note that the x direction in FIG. 23 is the track crossing direction of the hard disk.
[0103]
Near the end of the slider 210 on the air outflow side (lower left end in FIG. 23), the thin film magnetic head 100 according to the present embodiment is formed.
[0104]
Next, with reference to FIG. 24, the head gimbal assembly 220 according to the present embodiment will be described. The head gimbal assembly 220 includes a slider 210 and a suspension 221 that elastically supports the slider 210. The suspension 221 is, for example, a leaf spring-shaped load beam 222 formed of stainless steel, a flexure 223 that is provided at one end of the load beam 222 and is joined to the slider 210 to give the slider 210 an appropriate degree of freedom. And a base plate 224 provided at the other end of the beam 222.
[0105]
The base plate 224 is attached to an arm 230 of an actuator for moving the slider 210 in the track crossing direction x of the hard disk 262. The actuator has an arm 230 and a voice coil motor that drives the arm 230. In the flexure 223, a part to which the slider 210 is attached is provided with a gimbal part for keeping the posture of the slider 210 constant.
[0106]
The head gimbal assembly 220 is attached to the arm 230 of the actuator. A structure in which the head gimbal assembly 220 is attached to one arm 230 is called a head arm assembly. Further, a head gimbal assembly 220 attached to each arm of a carriage having a plurality of arms is called a head stack assembly.
[0107]
FIG. 24 shows an example of a head arm assembly. In this head arm assembly, a head gimbal assembly 220 is attached to one end of the arm 230. A coil 231 that is a part of the voice coil motor is attached to the other end of the arm 230. A bearing portion 233 attached to a shaft 234 for rotatably supporting the arm 230 is provided at an intermediate portion of the arm 230.
[0108]
Next, an example of the head stack assembly and the hard disk device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0109]
FIG. 25 is an explanatory view showing a main part of the hard disk device, and FIG. 26 is a plan view of the hard disk device.
[0110]
The head stack assembly 250 has a carriage 251 having a plurality of arms 252. A plurality of head gimbal assemblies 220 are attached to the plurality of arms 252 so as to be arranged in the vertical direction at intervals. A coil 253 that is a part of the voice coil motor is attached to the carriage 251 on the side opposite to the arm 252. The head stack assembly 250 is incorporated in a hard disk device.
[0111]
The hard disk device has a plurality of hard disks 262 attached to a spindle motor 261. For each hard disk 262, two sliders 210 are arranged so as to face each other with the hard disk 262 interposed therebetween. Further, the voice coil motor has permanent magnets 263 arranged at positions facing each other with the coil 253 of the head stack assembly 250 interposed therebetween.
[0112]
The head stack assembly 250 and the actuator excluding the slider 210 correspond to the positioning device in the present invention and support the slider 219 and position it relative to the hard disk 262.
[0113]
In the hard disk device according to the present embodiment, the slider 210 is moved relative to the hard disk 262 by moving the slider 210 in the track crossing direction of the hard disk 262 by the actuator. The thin film magnetic head included in the slider 210 records information on the hard disk 262 by the recording head, and reproduces information recorded on the hard disk 262 by the reproducing head.
[0114]
The head gimbal assembly and hard disk device according to the present embodiment have the same effects as those of the thin film magnetic head according to the present embodiment described above.
[0115]
In the embodiment, a thin film magnetic head having a structure in which a reproducing head is formed on the basic side and a recording head is stacked thereon has been described. However, the stacking order may be reversed. When used as a read-only device, the thin film magnetic head may be configured to include only the reproducing head.
[0116]
【Example】
The invention of the thin film magnetic head described above will be described in more detail with reference to the following specific examples.
[0117]
[Example 1]
A reproducing head sample including a pinning layer bottom type spin valve magnetoresistive effect element having a pinning layer 51 positioned at the bottom as shown in FIG. 2 was produced. Only the main part of the implementation is described below.
[0118]
As shown in FIG. 14, the lower shield layer 3 is formed of NiFe, and the lower shield gap film 4 is formed thereon with Al.2O3The laminated film which comprises a magnetoresistive effect element was formed on this. That is, Al2O3On the lower shield gap film 4 made of, an underlayer 25 (NiCr; thickness 5 nm), a pinning layer 51 (PtMn antiferromagnetic layer; thickness 20 nm), a pinned layer 52 (CoFe (thickness 1.5 nm) / Ru (thickness 0.8 nm) / CoFe (2 nm thick ferromagnetic layer), nonmagnetic conductive layer 53 (Cu; 2 nm thick), free layer 54 (CoFe (1 nm thick)) A laminated film composed of / NiFe (3 nm thick soft magnetic layer comprising a two-layer laminate) / protective layer 55 (Ta; thickness 2 mm) was formed.
[0119]
The pinning layer 51 was fixed in the magnetization direction of the pinned layer 52 by a heat treatment in a magnetic field for 5 hours in a vacuum at a temperature of 300 ° C. and an applied magnetic field of 790 kA / m (10 kOe).
[0120]
After such a heat treatment in a magnetic field for fixing the magnetic field direction of the pinned layer, a mask 31 for determining the shape of the MR element was formed on the magnetoresistive film by etching. The mask 31 is formed into a shape having an undercut so that the bottom surface is smaller than the top surface by patterning a resist layer made of two organic films.
[0121]
Using this mask 31, the magnetoresistive film was selectively etched by dry etching such as ion milling to obtain a patterned magnetoresistive element.
[0122]
Next, with the mask 31 left, the entire top surface of the laminate is sputtered to form Al.2O3An insulating film 22 made of was formed.
[0123]
Next, with the mask 31 left, a reproduction waveform adjusting layer 23 was formed on the insulating film 22 by sputtering (FeCoMo (4 nm) / CoCrPt (25 nm) two-layer laminate; coercivity Ha = 77420 A / m). (980 Oe)).
[0124]
Next, the mask 31 was lifted off. As a result, a structure in which the depth surface portion 5d of the MR element 5 and the end portion 23a of the reproduction waveform adjustment layer 23 face each other with the insulating layer 22 therebetween was obtained.
[0125]
Next, after selectively etching a portion of the magnetoresistive element where the bias magnetic field application layer 21 is to be disposed, the bias magnetic field application layer 21 (material: CoCrPt; coercive force Hb = 165900 A / m) is formed on the base layer 25. (2100 Oe); thickness 30 nm) was formed. Next, an electrode layer 6 (material: Au; thickness 40 nm) was formed on the bias magnetic field application layer 21.
[0126]
The reproduction track width RTW was set to 120 nm.
The bias magnetic field application layer 21 was magnetized by applying a magnetic field of 158 kA / m (2 kOe) for 60 seconds at room temperature, and applied a vertical bias magnetic field to the free layer 54.
[0127]
On such an MR element, Al2O3After forming the upper shield gap layer made of NiFe and the upper shield layer made of NiFe, the air bearing surface 20 was formed by polishing to produce a reproducing head sample.
[0128]
In this manner, 373 reproducing head samples were produced.
[0129]
Evaluation of step 1 (S1) and step 2 (S2) shown in FIG. 27 was performed on the total number of samples. That is, whether or not the symmetry of the output waveform should be allowed within the allowable range after measuring the performance of the dynamic property with respect to the total number of samples and determining the symmetry of the output waveform. A non-defective product / defective product judgment process (step 2 in FIG. 27: simply described as S2) was performed. The symmetry of the output waveform was determined to be 90% or more, in other words, the absolute value of the asymmetry was less than 10% was determined as “good”, and the others were determined as “defective”. FIG. 28 shows a graph of the determination result. In this case, the failure rate was 15.55%.
[0130]
Of these samples, those determined to be particularly defective products were further processed in step 3 (S3) and step 4 (S4) shown in FIG. 27 to convert defective products into non-defective products. The process shown in FIG. 27 was repeated as necessary. A graph of the results is shown in FIG. The final defective product rate was reduced to 1.88%, and it was confirmed that the yield was significantly improved.
[0131]
【The invention's effect】
The effects of the present invention are clear from the above results. That is, the thin film magnetic head of the present invention is a thin film magnetic head including a reproducing head having a magnetoresistive effect element, and the magnetoresistive effect element includes a medium facing surface portion that is a surface facing a recording medium, A depth surface portion positioned at a depth opposite to the medium facing surface, two side surface portions on which a pair of bias magnetic field application layers are disposed, and an upper surface portion positioned above and below in the thin film stacking direction when forming the magnetoresistive effect element And a pair of bias magnetic field application layers for applying a longitudinal bias magnetic field to the magnetoresistive effect element are disposed on two side surfaces of the magnetoresistive effect element, and the magnetoresistive element A reproduction waveform adjustment layer is formed on the depth surface portion of the effect element, the reproduction waveform adjustment layer is made of a hard magnetic material, and the pair of bias magnetic field application layers is applied to the magnetoresistive effect element. Because it is configured to be magnetized so that the direction of the longitudinal bias magnetic field to be controlled can be controlled, the sensitivity of the reproduction head is maintained at a high level, and the variation in reproduction waveform subjectivity, which is an indicator of head quality, is reduced. Can be made.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a main part of a reproducing head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a plan view (corresponding to FIG. 1) schematically showing the main part of the reproducing head.
FIG. 6 is a plan view (corresponding to FIG. 1) schematically showing the main part of the reproducing head.
FIG. 7A shows an external magnetic field H when the magnetization direction of the longitudinal bias magnetic field applied to the free layer 54 and the fixed magnetization direction of the pinned layer 52 are appropriately orthogonalized; FIG. 7B is a graph showing the relationship with the reproduction output voltage V, and FIG. 7B shows the state (symmetry) of the reproduction waveform based on the graph of FIG. These are drawings for explaining the direction in which the reproduction waveform adjusting layer 23 should be magnetized.
FIG. 8 is a plan view (corresponding to FIG. 1) schematically showing the main part of the reproducing head.
FIG. 9 is a plan view (corresponding to FIG. 1) schematically showing the main part of the reproducing head.
FIG. 10A is an external view in the case of underbias in which the magnetization direction of the longitudinal bias magnetic field applied to the free layer 54 and the fixed magnetization direction of the pinned layer 52 are not properly orthogonalized. FIG. 10B is a graph showing the relationship between the magnetic field H and the reproduction output voltage V, and FIG. 10B shows the state (symmetry) of the reproduction waveform based on the graph of FIG. 10 (C) is a drawing for explaining the direction in which the reproduction waveform adjusting layer 23 should be magnetized.
FIG. 11 is a plan view (corresponding to FIG. 1) schematically showing the main part of the reproducing head.
FIG. 12 is a plan view (corresponding to FIG. 1) schematically showing the main part of the reproducing head.
FIG. 13A is an external view in the case of overbias in which the magnetization direction of the longitudinal bias magnetic field applied to the free layer 54 and the fixed magnetization direction of the pinned layer 52 are not properly orthogonalized. FIG. 13B is a graph showing the relationship between the magnetic field H and the reproduction output voltage V, and FIG. 13B shows the state (symmetry) of the reproduction waveform based on the graph of FIG. 13C is a drawing for explaining the direction in which the reproduction waveform adjusting layer 23 should be magnetized.
FIG. 14 is a view for explaining the configuration of a thin film magnetic head according to a preferred embodiment of the present invention, and shows a cross section perpendicular to the air bearing surface and the substrate of the thin film magnetic head; It is.
FIG. 15 is a view for explaining the configuration of a thin film magnetic head according to a preferred embodiment of the present invention, showing a cross section parallel to the air bearing surface of the magnetic pole portion of the thin film magnetic head; It is a drawing.
FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining a reproducing head manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a cross-sectional view for explaining a step subsequent to the step shown in FIG. 16;
FIG. 18 is a cross-sectional view for explaining a step subsequent to the step shown in FIG.
FIG. 19 is a cross-sectional view for explaining the next process of the process shown in FIG. 18;
FIG. 20 is a cross-sectional view for explaining a step subsequent to the step shown in FIG.
FIG. 21 is a cross-sectional view for explaining a step subsequent to the step shown in FIG. 20;
FIG. 22 is a cross-sectional view for explaining a step subsequent to the step shown in FIG.
FIG. 23 is a perspective view showing a slider included in the head gimbal assembly according to the embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a perspective view showing a head arm assembly including a head gimbal assembly according to an embodiment of the present invention.
FIG. 25 is an explanatory diagram showing a main part of a hard disk device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a plan view of a hard disk device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a flowchart for explaining a method of inspecting and improving a thin film magnetic head including a magnetization operation of the reproduction waveform adjustment layer 23;
FIG. 28 is a graph showing the distribution of non-defective products and defective products before carrying out the present invention.
FIG. 29 is a graph showing the distribution of non-defective products and defective products after implementing the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Board
2 ... Insulating layer
3 ... Lower shield layer
4. Lower shield gap film
5 ... MR element
6 ... Electrode layer
7 ... Upper shield gap layer
8 ... Upper shield layer
9: Recording gap layer
10: First layer portion of thin film coil
12 ... Top pole layer
15 ... Thin film coil second layer portion
17 ... Overcoat layer
20 ... Air bearing surface
21 ... Bias magnetic field application layer
22 ... Insulating layer
23. Reproduction waveform adjustment layer
51 ... Pinning layer
52 ... Pinned layer
53. Nonmagnetic conductive layer
54 ... Free layer

Claims (16)

磁気抵抗効果素子を有する再生ヘッドを備えてなる薄膜磁気ヘッドであって、
前記磁気抵抗効果素子は、記録媒体と対向する面である媒体対向面部と、この媒体対向面と反対側の奥行きに位置する奥行き面部と、一対のバイアス磁界印加層が配置される２つの側面部と、磁気抵抗効果素子を形成する際の薄膜積層方向の上下に位置する上面部および下面部とを有し、
前記磁気抵抗効果素子の２つの側面部には、前記磁気抵抗効果素子に縦バイアス磁界を印加するための一対のバイアス磁界印加層が配置されており、
前記磁気抵抗効果素子の奥行き面部には、再生波形調整層が形成され、
前記再生波形調整層は、硬質磁性材料からなり、前記一対のバイアス磁界印加層が前記磁気抵抗効果素子に対して印加する縦バイアス磁界の方向を制御できるような着磁がなされていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。A thin film magnetic head comprising a reproducing head having a magnetoresistive element,
The magnetoresistive element includes a medium facing surface portion that is a surface facing the recording medium, a depth surface portion positioned at a depth opposite to the medium facing surface, and two side surface portions on which a pair of bias magnetic field application layers are disposed. And an upper surface portion and a lower surface portion located above and below the thin film stacking direction when forming the magnetoresistive effect element,
A pair of bias magnetic field application layers for applying a longitudinal bias magnetic field to the magnetoresistive effect element is disposed on the two side surfaces of the magnetoresistive effect element,
A reproduction waveform adjustment layer is formed on the depth surface portion of the magnetoresistive element,
The reproduction waveform adjustment layer is made of a hard magnetic material and is magnetized so that the pair of bias magnetic field application layers can control the direction of a longitudinal bias magnetic field applied to the magnetoresistive effect element. Thin film magnetic head. 前記再生波形調整層の保磁力Ｈａは、バイアス磁界印加層の保磁力Ｈｂよりも小さくなるように設定されてなる請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。2. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein a coercive force Ha of the reproduction waveform adjusting layer is set to be smaller than a coercive force Hb of the bias magnetic field applying layer. Ｈａ＝（０．２〜０．８）Ｈｂの関係にある請求項２に記載の薄膜磁気ヘッド。3. The thin film magnetic head according to claim 2, wherein Ha = (0.2 to 0.8) Hb. 前記再生波形調整層は、前記磁気抵抗効果素子の上面部および下面部のいずれにも重ならないように形成されている請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。The thin film magnetic head according to claim 1, wherein the reproduction waveform adjustment layer is formed so as not to overlap any of an upper surface portion and a lower surface portion of the magnetoresistive effect element. 前記磁気抵抗効果素子は、磁気媒体からの信号磁界に応じて磁化の方向が変化する軟磁性層を含み、前記一対のバイアス磁界印加層は前記軟磁性層に縦バイアス磁界を印加するように作用し、前記再生波形調整層は前記軟磁性層に出力波形の対称性が得られるべく調整磁界を印加するように作用してなる請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。The magnetoresistive element includes a soft magnetic layer whose magnetization direction changes in response to a signal magnetic field from a magnetic medium, and the pair of bias magnetic field application layers acts to apply a longitudinal bias magnetic field to the soft magnetic layer. 5. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein the reproduction waveform adjustment layer acts to apply an adjustment magnetic field to the soft magnetic layer so as to obtain symmetry of an output waveform. 前記一対のバイアス磁界印加層による縦バイアス磁界と、前記再生波形調整層による調整磁界との複合磁界によって、前記軟磁性層に対して出力波形の対称性が得られるべく適切な縦バイアス磁界を印加することができるようになっている請求項５に記載の薄膜磁気ヘッド。Appropriate longitudinal bias magnetic field is applied to the soft magnetic layer by the composite magnetic field of the longitudinal bias magnetic field by the pair of bias magnetic field application layers and the adjustment magnetic field by the reproduction waveform adjustment layer. The thin film magnetic head according to claim 5, which can be used. 前記再生波形調整層は、前記一対のバイアス磁界印加層に対して絶縁されている請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。7. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein the reproduction waveform adjustment layer is insulated from the pair of bias magnetic field application layers. 前記磁気抵抗効果素子の奥行き面部には、絶縁層を介して再生波形調整層が形成される請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。8. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein a reproduction waveform adjusting layer is formed on a depth surface portion of the magnetoresistive element through an insulating layer. 前記再生波形調整層は、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、Ｃｏ−γＦｅ２Ｏ３、ＦｅＣｏ／ＣｏＰｔの二層積層体、またはＣｏＰｔ／ＮｉＦｅの二層積層体から構成される請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。9. The reproduction waveform adjusting layer according to any one of claims 1 to 8, wherein the reproduction waveform adjustment layer is configured of a CoPt, CoCrPt, Co—γFe 2 O 3 , FeCo / CoPt two-layer laminate, or a CoPt / NiFe two-layer laminate. The thin film magnetic head described in 1. 前記再生波形調整層は、少なくとも二層の磁性層の積層体から構成され、各磁性層の厚さを調整することにより、保磁力が調整されてなる請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。The reproduction waveform adjustment layer is composed of a laminate of at least two magnetic layers, and the coercive force is adjusted by adjusting the thickness of each magnetic layer. The thin film magnetic head described. 記録媒体と対向する面である媒体対向面部と、この媒体対向面と反対側の奥行きに位置する奥行き面部と、一対のバイアス磁界印加層が配置される２つの側面部と、磁気抵抗効果素子を形成する際の薄膜積層方向の上下に位置する上面部および下面部とを有する磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子に対して磁気的信号検出用の電流を流すための一対の電極層と、
前記磁気抵抗効果素子における奥行き面部に絶縁層を介して配置された再生波形調整層と、
前記磁気抵抗効果素子の２つの側面部に形成され、前記磁気抵抗効果素子に縦バイアス磁界を印加するための一対のバイアス磁界印加層と、を有する薄膜磁気ヘッドを製造する方法であって、
該方法は、
前記磁気抵抗効果素子を形成する工程と、
前記電極層を形成する工程と、
前記磁気抵抗効果素子の奥行き面部に接するように絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層に接するように前記再生波形調整層を形成する工程と、
を有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。A medium facing surface portion that is a surface facing the recording medium, a depth surface portion located at a depth opposite to the medium facing surface, two side portions on which a pair of bias magnetic field application layers are disposed, and a magnetoresistive element A magnetoresistive element having an upper surface portion and a lower surface portion located above and below in the thin film stacking direction when forming;
A pair of electrode layers for passing a current for magnetic signal detection to the magnetoresistive element;
A reproduction waveform adjustment layer disposed via an insulating layer on a depth surface portion of the magnetoresistive effect element;
A method of manufacturing a thin film magnetic head having a pair of bias magnetic field application layers formed on two side surfaces of the magnetoresistive effect element and for applying a longitudinal bias magnetic field to the magnetoresistive effect element,
The method
Forming the magnetoresistive element;
Forming the electrode layer;
Forming an insulating layer in contact with the depth surface of the magnetoresistive element;
Forming the reproduction waveform adjustment layer in contact with the insulating layer;
A method of manufacturing a thin film magnetic head, comprising: 前記磁気抵抗効果素子を形成する工程は、前記磁気抵抗効果素子となる磁気抵抗効果膜を形成する工程と、この磁気抵抗効果膜の上にエッチングによって前記奥行き面部を形成するためのマスクを形成する工程と、前記マスクを用いて前記磁気抵抗効果膜を選択的にエッチングして、前記奥行き面部を形成する工程とを有し、
前記絶縁層を形成する工程は、前記マスクを残した状態で前記絶縁層を形成し、
前記再生波形調整層を形成する工程は、前記マスクを残した状態で前記再生波形調整層を形成してなる請求項１１に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。The step of forming the magnetoresistive effect element includes a step of forming a magnetoresistive effect film to be the magnetoresistive effect element, and a mask for forming the depth surface portion by etching on the magnetoresistive effect film. And the step of selectively etching the magnetoresistive film using the mask to form the depth surface portion,
The step of forming the insulating layer includes forming the insulating layer with the mask left,
12. The method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 11, wherein the step of forming the reproduction waveform adjustment layer comprises forming the reproduction waveform adjustment layer with the mask remaining. 記録媒体と対向する面である媒体対向面部と、この媒体対向面と反対側の奥行きに位置する奥行き面部と、一対のバイアス磁界印加層が配置される２つの側面部と、磁気抵抗効果素子を形成する際の薄膜積層方向の上下に位置する上面部および下面部とを有する磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子に対して磁気的信号検出用の電流を流すための一対の電極層と、
前記磁気抵抗効果素子における奥行き面部に絶縁層を介して配置された再生波形調整層と、
前記磁気抵抗効果素子の２つの側面部に形成され、前記磁気抵抗効果素子に縦バイアス磁界を印加するための一対のバイアス磁界印加層と、を有する薄膜磁気ヘッドの検査・良品化方法であって、
該方法は、
出荷検査対象となる薄膜磁気ヘッドの電磁変換特性を評価して出力波形の対称性（Ｓｙｍｍｅｔｒｙ）を測定する対称性（Ｓｙｍｍｅｔｒｙ）測定工程と、
出力波形の対称性（Ｓｙｍｍｅｔｒｙ）が許容範囲内で許容されるべきものか否かを判断する良品ー不良品判断工程と、
出力波形の対称性（Ｓｙｍｍｅｔｒｙ）が許容範囲を超えて許容されるべき物でないと判断された場合において、許容範囲内に納まるように再生波形調整層の着磁方向を定める着磁方向算出工程と、
再生波形調整層に対して算出された磁化方向への着磁を行ない良品化するための着磁操作工程と、を備えてなることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの出荷検査・良品化方法。A medium facing surface portion that is a surface facing the recording medium, a depth surface portion located at a depth opposite to the medium facing surface, two side portions on which a pair of bias magnetic field application layers are disposed, and a magnetoresistive element A magnetoresistive element having an upper surface portion and a lower surface portion located above and below in the thin film stacking direction when forming;
A pair of electrode layers for passing a current for magnetic signal detection to the magnetoresistive element;
A reproduction waveform adjustment layer disposed via an insulating layer on a depth surface portion of the magnetoresistive effect element;
A method for inspecting and improving a thin film magnetic head, comprising: a pair of bias magnetic field application layers for applying a longitudinal bias magnetic field to the magnetoresistive effect element formed on two side surfaces of the magnetoresistive effect element, ,
The method
A symmetry measuring step of measuring the symmetry of the output waveform by evaluating the electromagnetic conversion characteristics of the thin film magnetic head to be inspected for shipment;
A non-defective product-defective product judgment step for judging whether or not the symmetry of the output waveform should be allowed within an allowable range;
A magnetization direction calculation step for determining a magnetization direction of the reproduction waveform adjustment layer so that the symmetry of the output waveform is not to be allowed beyond the allowable range and is determined to be within the allowable range; ,
A thin film magnetic head shipping inspection / quality improvement method comprising: a magnetization operation step for performing magnetization in the magnetization direction calculated for the reproduction waveform adjustment layer to make it good. 前記良品ー不良判断工程で良品と判断されるまで、対称性（Ｓｙｍｍｅｔｒｙ）測定工程、良品ー不良判断工程、着磁方向算出工程、着磁操作工程が繰り返される（ループが組まれる）請求項１３に記載の薄膜磁気ヘッドの検査・良品化方法。The symmetry measuring step, the non-defective product / defective determining step, the magnetization direction calculating step, and the magnetizing operation step are repeated (a loop is formed) until the good product / defective determining step is determined to be a good product. Inspection and quality improvement methods for thin film magnetic heads described in 1. 前記請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載された薄膜磁気ヘッドを含み、記録媒体に対向するように配置されるスライダと、
前記スライダを弾性的に支持するサスペンションと、
を備えてなることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。A slider including the thin film magnetic head according to any one of claims 1 to 10 and arranged to face a recording medium;
A suspension for elastically supporting the slider;
A head gimbal assembly comprising: 前記請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載された薄膜磁気ヘッドを含み、回転駆動される円盤状の記録媒体に対向するように配置されるスライダと、
前記スライダを支持するとともに前記記録媒体に対して位置決めする位置決め装置と、
を備えてなることを特徴とするハードディスク装置。A slider including the thin film magnetic head according to any one of claims 1 to 10 and disposed so as to face a disk-shaped recording medium driven to rotate.
A positioning device that supports the slider and positions the slider relative to the recording medium;
A hard disk device comprising:
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