JP2009223987A - 磁気抵抗効果素子の評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気抵抗効果素子の評価を従来よりも適切に行う。
【解決手段】ハード膜が第１の方向に着磁されている磁気抵抗効果素子に対して、第１の方向とは反対の第２の方向に外部磁場を印加し、磁場を初期磁界から測定最大印加磁界まで変化させたときの抵抗の最大値を求める工程（ステップＳ１６、Ｓ１８）を、測定最大印加磁界を段階的に変化させて行う（ステップＳ２６）ので、磁場がある値になった時点で、それよりも小さな磁場における特性（抵抗値）が変化するような現象が発生しても、その特性変化を認識することができる。これにより、磁気抵抗効果素子の適切な評価を実現することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は磁気抵抗効果素子の評価方法に関し、特にハードディスクドライブの再生ヘッド等に用いられる磁気抵抗効果素子の評価方法に関する。

従来より、磁気抵抗効果素子の磁場印加出力特性を測定する方法の１つとして、ＱＳＴ（quasi-static）が用いられている。従来、ＱＳＴでは、ディスク媒体に対して磁気ヘッド（再生素子）を浮上させた状態と同等の状態を維持しつつ、ハード膜のバイアス方向に垂直な方向（媒体磁場方向）に磁場を印加することにより、磁場印加出力特性の測定を行うこととしていた。

これに対し、最近においては、上記測定では確認することができなかった再生ヘッド（再生素子）の磁気特性を確認するために、水平方向に磁場を印加する検査方法が出現してきている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の方法は、ハード膜のバイアス方向に磁場を印加し、その磁場を漸次増加又は減少させつつ抵抗値を測定して、その測定結果に基づいて磁気抵抗効果型ヘッドを検査する、というものである。

特開平１０−１２４８２５号公報

しかるに、上記特許文献１に記載の方法では、素子の耐性についての正確な測定を行うことができない場合がある。これは、例えば、磁場を初期磁界（例えば０［Gauss］）から所定磁界（例えば３０００［Gauss］）まで徐々に（漸次）大きくして、その都度抵抗値を求めることとすると、磁場が所定磁界（３０００［Gauss］）になった時点で、それよりも小さな磁場（例えば１０００［Gauss］）における特性（抵抗値）が変化したとしても、それを認識することができないからである。

また、上記特許文献１に記載の検査方法で得られる測定結果だけでは、評価可能な磁気特性の種類も限られている。例えば、ピン層、フリー層及びハード膜を含む強磁性層のバランスなどの評価を行うのは困難である。

そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、磁気抵抗効果素子を適切に評価することが可能な磁気抵抗効果素子の評価方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本明細書開示の第１の磁気抵抗効果素子の評価方法は、磁気抵抗効果素子をコア幅の第１の方向に着磁する工程と、測定する最大印加磁界を段階的に大きくし、前記各段階で前記磁気抵抗効果素子の抵抗の最大値を測定する抵抗測定工程とを有し、前記抵抗測定工程は、前記各段階で、前記第１の方向とは反対の第２の方向に磁場を印加して、前記磁場を初期磁界から前記測定最大印加磁界まで変化させたときの前記磁気抵抗効果素子の抵抗の最大値を求めることを特徴とする。

これによれば、第１の方向とは反対の第２の方向に磁場を印加し、磁場を初期磁界から測定最大印加磁界まで変化させたときの磁気抵抗効果素子の抵抗の最大値を求める工程を、測定最大印加磁界を段階的に変化させて行うので、従来のように磁場を初期磁界から変化させつつ抵抗値を求める場合には測定することができなかった抵抗値の変化を測定することが可能となる。例えば、従来のように磁場を徐々に（漸次）大きくして、その都度抵抗値を求める場合には、磁場が所定値になった時点で、それよりも小さな磁場での磁気抵抗効果素子の特性（抵抗値）変化を認識することはできなかったが、本明細書開示の磁気抵抗効果素子の評価方法では、各段階において、磁場を初期磁界から測定最大印加磁界まで変化させつつ抵抗値の最大値を測定するので、上記のような磁気抵抗効果素子の特性変化を認識することができる。したがって、この特性変化を用いることにより、素子の評価を従来よりも適切に行うことが可能となる。

また、本明細書開示の第２の磁気抵抗効果素子の評価方法は、磁気抵抗効果素子をコア幅方向の第１の方向に着磁した後、第１の方向とは反対の第２の方向に磁場を印加して測定した抵抗が最大となる第１の磁界を測定する工程と、前記磁気抵抗効果素子をコア幅方向の第２の方向に着磁した後、第１の方向に磁場を印加して測定した抵抗が最大となる第２の磁界を測定する工程と、前記第１の磁界と前記第２の磁界とを比較することで、固定層の固定角度及び強磁性層のバランスを評価する工程と、を含むことを特徴とする。

これによれば、前磁気抵抗効果素子を第１の方向に着磁した後、第２の方向に磁場を印加して測定した抵抗が最大となる第１の磁界と、第２の方向に着磁した後、第１の方向に磁場を印加して測定した抵抗が最大となる第２の磁界とを比較して、固定層の固定角度及び強磁性層のバランスを評価することにより、着磁方向及び外部磁場方向の違いを考慮した固定層の固定角度評価、及び強磁性層のバランスの評価を行うことができるので、磁気抵抗効果素子の評価を適切に行うことが可能となる。

本明細書に開示の磁気抵抗効果素子の評価方法は、磁気抵抗効果素子の評価を適切に行うことができるという効果を奏する。

《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態について図１〜図８に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の磁気抵抗効果素子の評価方法の実施に好適な、磁気抵抗効果素子としての磁気ヘッド１００の要部断面図である。

本第１の実施形態の磁気ヘッド１００は、磁気ディスクに情報を記録する記録部と情報を再生する再生部とからなる複合型の磁気ヘッドであるが、図１では再生部のみを示している。図１は、この再生部を、磁気ディスク表面に平行な面で切断した断面図である。

磁気ヘッド１００は、非磁性の基板２４、当該基板２４上に順次形成された下部シールド層２２及び下部絶縁層２０、下部絶縁層２０上に形成された磁気抵抗効果膜３０、磁気抵抗効果膜３０を両側から挟むように形成された左右一対の磁区制御層（ハード膜）１８、ハード膜１８上に形成された左右一対の電極１６、電極１６と磁気抵抗効果膜３０の上側に形成された上部絶縁層１４、及び上部絶縁層１４上に形成された上部シールド層１２を備えている。上部シールド層１２上には、前述した不図示の記録ヘッドが形成されている。

基板２４は、例えば、アルミナチタンカーバイド（Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ）からなる基材上にＳｉ膜又はＳｉＯ₂膜を形成したものである。

下部シールド層２２及び上部シールド層１２は、例えば、ＦｅＮ等の軟磁性材料からなる層であり、磁気抵抗効果膜３０に不必要な外部磁界が印加されないように磁気シールドするものである。

下部絶縁層２０及び上部絶縁層１４は、例えば、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等の絶縁材料からなる層であり、磁気抵抗効果膜３０、ハード膜１８、電極１６からの電流のリークを防止するためのものである。

ハード膜１８は、例えば、Ｃｏ−Ｐｔ合金、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金等の硬磁性を示す材料からなる層であり、磁気抵抗効果膜３０に静磁界および交換相互作用などによるバイアス磁界を印加するためのものである。

電極１６は、例えば、Ｔａ／（Ｔｉ−Ｗ）／Ｔａという、２つのＴａ層とこれらのＴａの間に挟まれたＴｉ−Ｗ合金との多層膜などの導電性材料からなるものであり、ハード膜１８を介して磁気抵抗効果膜３０にセンス電流を印加するものである。この一対の電極１６によって再生信号が取り出される。

磁気抵抗効果膜３０は、スピンバルブタイプの磁気抵抗効果膜であり、磁気ヘッド１００の情報再生の機能を担う部分である。すなわち、磁気抵抗効果膜３０は、磁気ディスクの各１ビット領域の磁化から発生する磁界に応じて抵抗が変化するので、磁気抵抗効果膜３０に対して電極１６から印加されているセンス電流の電流値の変化に基づいて、各１ビット領域の磁化の方向によって担持された情報を取り出すことができる。

ここで、磁気抵抗効果膜３０の具体的な構造について図２（ａ）、図２（ｂ）に基づいて説明する。

磁気抵抗効果膜３０は、図２（ａ）に示すように、下部絶縁層２０上に形成された反強磁性層（ＡＦＭ）３８と、反強磁性層３８上に形成されたピン層３６，３４と、ピン層３４上に形成されたフリー層３２と、を有している。

反強磁性層３８は、例えば、Ｐｄ−Ｐｔ−Ｍｎ合金等の反強磁性材料からなる層である。この反強磁性層３８は、上記ピン層３６，３４に交換結合に伴う交換バイアス磁界を印加する。

ピン層３６、３４は、軟磁性を示す層である。なお、不図示ではあるが、これらピン層３６，３４の間には、各ピン層の磁化を互いに逆向きに結合するピン結合層が設けられている。ピン層３６，３４は、例えば、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ合金からなる層であり、ピン層３６は、磁化が、反強磁性層３８によって印加された交換バイアス磁界によって、図２（ｂ）の矢印Ａ方向に固定される。一方、ピン層３４は、上述したピン結合層（不図示）によって、その磁化が、ピン層３６の磁化とは逆方向（矢印Ｂ方向）に向くように固定される。このように、本実施形態では、ピン層３６の磁化とピン層３４の磁化とが、互いに逆方向に向いて固定されるため、ピン層３６とピン層３４とを含む全体では、磁化の大きさが小さくなっている。このため、ピン層３６とピン層３４とを含む全体の磁化は、外部からの磁界によって影響を受けにくく、磁化が安定してピン止めされ、また、磁気ディスクからの信号磁界を乱す反磁界が小さく抑えられる。

フリー層３２は、例えば、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ合金等の軟磁性材料からなる層であり、磁化がピン止めされていない。このため、その磁化は、磁気ディスクの各１ビット領域の磁化からの磁界に応じてその層の面内で回転する。磁気抵抗効果膜３０のシート抵抗は、いわゆる巨大磁気抵抗効果により、このフリー層３２の磁化とピン層３６，３４の固定された磁化とがなす角度に応じて大きく変化する。例えば、この抵抗は、フリー層３２の磁化方向がピン層３４の磁化方向と逆方向となる場合に最大値をとり、フリー層３２の磁化方向がピン層３４の磁化方向と同一方向となる場合に最小値をとる。

次に、上述した磁気ヘッド１００の評価方法について、図３、図４のフローチャートに沿って、その他の図面を適宜参照しつつ説明する。なお、この評価方法は、磁気ヘッド１００に対して任意の外部磁場をかけることができ、かつ外部磁場をかけたときの磁気抵抗効果膜３０の抵抗値を検出することが可能な評価装置（ヘッド磁気特性評価装置）によって実行される。

この磁気ヘッド１００の評価に際しては、まず、図３のステップＳ１０において、ハード膜１８を高磁場（例えば３０００［Gauss］）にて着磁する。この場合、図５（ａ）（左図）に示すように、ハード膜１８が紙面内左方向（＋Ｘ方向）に着磁されたものとし、ピン層３４は、前述したように図２（ｂ）の矢印Ｂ方向（図５（ａ）の＋Ｙ方向）に固定されているものとする。また、フリー層３２の磁化方向（図５（ａ）において示す点線矢印方向）は、ハード膜１８とピン層３４の磁化の影響により、図５（ａ）においてＸ軸とＹ軸に交差する方向を向いている。以下においては、図５（ａ）におけるフリー層３２の磁化方向を、初期磁化方向と呼ぶものとする。

次いで、図３のステップＳ１２では、測定最大印加磁界を初期値Ｐに設定する。ここでは、例えば初期値Ｐが１００［Gauss］であるものとする。

次いで、ステップＳ１４では、磁場印加回数ｎを０に設定する。

次いで、ステップＳ１６では、ハード膜の着磁方向とは逆向き（−Ｘ方向）に、（初期磁界＋ｎ×Ｍ）［Gauss］の外部磁場を印加する。ここで、初期磁界としては、例えば、０［Gauss］や−５０００［Gauss］などを採用することができる（本実施形態では、初期磁界として０［Gauss］を採用している）。また、Ｍは、測定する外部磁場間隔を意味し、例えば４［Gauss］などを採用することができる。なお、図５（ａ）のグラフでは、フリー層３２が初期磁化方向を向いている状態での抵抗値を０（ベースライン（Base Line））とし、それよりも抵抗値が高い場合をポジティブ（Positive）、低い場合をネガティブ（Negative）と記載している。

次いで、ステップＳ１８では、外部磁場（初期磁界＋０×Ｍ）［Gauss］を印加した状態での出力（抵抗値）を取得し、次のステップＳ２０において、ｎを１インクリメント（ｎ←ｎ＋１）した後に、ステップＳ２２に移行する。

ステップＳ２２では、（初期磁界＋ｎ×Ｍ）［Gauss］が、ステップＳ１２において設定した測定最大印加磁界Ｐ（１００［Gauss］）よりも大きいか否かを判断する。ここでは、まだ、（初期磁界＋ｎ×Ｍ）＝（０＋１×４）＝４［Gauss］であるので判断は否定され、ステップＳ１６に戻る。

その後は、（初期磁界＋ｎ×Ｍ）の値が測定最大印加磁界Ｐ（＝１００［Gauss］）よりも大きくなるまでステップＳ１６、Ｓ１８、Ｓ２０、Ｓ２２を実行することにより、Ｍ[Gauss]間隔（０→４→８→…→１００［Gauss］）で外部磁界を大きくしながら、抵抗値を取得する。この場合の抵抗値の取得結果は、図５（ｂ）に示すようなグラフとなる。

この場合、図５（ｂ）の左図に示すように、１００［Gauss］の外部磁場を印加しても、フリー層３２の磁化方向は、わずかに＋Ｙ方向に近づくのみであるから、抵抗値も、図５（ｂ）のグラフに示すように、フリー層の磁化方向が反時計回りに回転するにつれて、徐々に上昇するのみである。

次いで、ステップＳ２４では、図５（ｂ）のグラフから、出力（抵抗値）の最大値と最小値を取得する。この場合、図５（ｂ）のグラフに示す最大値Ｍａｘ１と最小値Ｍｉｎ１（＝０）を取得することになる。

次いで、ステップＳ２６では、測定最大印加磁界Ｐをｐだけ増加させる。ここで、ｐは、例えば１００［Gauss］であるものとする。次いで、ステップＳ２８では、測定最大印加磁界Ｐが試験上限磁界（例えば、５０００［Gauss］）を超えたか否かについて判断するが、ここでは、まだＰ＝２００［Gauss］であるので、判断は否定され、ステップＳ１４に戻る。

その後は、ステップＳ１４〜ステップＳ２８を繰り返すことにより、測定最大印加磁界を段階的に上げながら（１００→２００→３００→…→４９００→５０００［Gauss］）、初期磁界（０［Gauss］）から測定最大印加磁界までの抵抗値の測定を行い、それらの抵抗値のうち、最大値と最小値を取得する。

この場合、例えば、測定最大印加磁界が８００［Gauss］である場合には、図５（ｃ）の左図に示すように、フリー層３２の磁化方向がピン層３４の磁化方向（矢印Ｂ）に近づいている段階であるので、図５（ｃ）のグラフに示すように抵抗値も上昇し続ける。この場合の抵抗値の最大値がＭａｘ２で、最小値がＭｉｎ２（＝０）であるものとする。

また、測定最大印加磁界が１２００［Gauss］である場合には、図６（ａ）の左図に示すように、フリー層３２の磁化方向がピン層３４の磁化方向（矢印Ｂ）とほぼ合致するので、図６（ａ）のグラフに示すように、抵抗値はほぼピークに達する。この場合の抵抗値の最大値がＭａｘ３で、最小値がＭｉｎ３（＝０）であるものとする。

また、測定最大印加磁界が１８００［Gauss］である場合には、図６（ｂ）の左図に示すように、フリー層３２の磁化方向は、ピン層３４の磁化方向（矢印Ｂ）を超えて、ピン層の初期磁化方向とほぼ左右対称な方向（ピン層３４の磁化方向に関して初期磁化方向と同角度）を向くようになる。このような場合、抵抗値は、磁化方向が初期磁化方向を向いている場合と同値（すなわち０）となる。したがって、測定最大印加磁界が１８００［Gauss］である場合には、図６（ｂ）のグラフに示すように、外部磁場が初期磁場（０［Gauss］）から上昇するにつれて抵抗値も上昇し、外部磁場１２００［Gauss］前後をピークに、抵抗値が下降を開始し、外部磁場１８００［Gauss］前後で、抵抗値がほぼ０になる。この場合の抵抗値の最大値がＭａｘ４で、最小値がＭｉｎ４であるものとする。

また、測定最大印加磁界が２５００［Gauss］である場合には、図６（ｃ）の左図に示すように、外部磁場がおよそ１８００［Gauss］を超えた段階で、フリー層３２の磁化方向が初期磁化方向と対称な方向から−Ｘ方向に近づくように回転するので、初期状態よりも抵抗値が小さくなる（抵抗値がネガティブ側に移行する）。この場合の抵抗値の最大値がＭａｘ５で、最小値がＭｉｎ５であるものとする。

また、測定最大印加磁界が３０００［Gauss］に近くなると、図７（ａ）に示すように、ハード膜１８の磁場と同強度の外部磁場がかけられることとなるので、ハード膜１８の磁場が劣化して、ハード膜磁界が機能しない状態になる。この場合、フリー層３２はピン層３４によって固定される（図６（ｂ）の角度よりも＋Ｘ方向には回らなくなる）。したがって、図７（ａ）のグラフに示すように、初期磁界から外部磁場を上げていっても、抵抗値はネガティブの値しか示さなくなるため、これまで出力されていたポジティブ側のピークが消失する。なお、この場合の抵抗値の最大値がＭａｘ６で、最小値がＭｉｎ６であるものとする。

また、測定最大印加磁界を３０００［Gauss］以上にすると、図７（ｂ）に示すように、ハード膜１８は外部磁場と同一方向に着磁する（着磁方向が反転する）。この場合、外部磁場を上げていくと、限りなく、ハード膜１８の着磁方向（−Ｙ方向）に近づくので、抵抗値も、図７（ｂ）のグラフに示すようになる。この場合の抵抗値の最大値がＭａｘ７で、最小値がＭｉｎ７であるものとする。

以上のようにして、図３のステップＳ１４〜ステップＳ２８を繰り返し、測定最大印加磁界Ｐが試験上限磁界（５０００［Gauss］）を超えると、ステップＳ２８の判断が肯定され、次のステップＳ３０に移行する。

次のステップＳ３０では、前述したステップＳ２４において得られた抵抗値の最大値と最小値の変化を表した図８に示すグラフを用いて、磁気抵抗効果膜３０（磁気ヘッド１００）の評価を行うサブルーチンを実行する。なお、図８のグラフは、横軸が測定最大印加磁界、縦軸が抵抗値を示している。

まず、図４のステップＳ４０では、図８のグラフに基づいて、抵抗値の最大値のピークを求め、そのピークを示す測定最大印加磁界ｈ₁に基づいて、固定層の固定角、すなわちフリー層３２のバイアス角（初期磁化方向とピン層３４の磁化方向との間の角度）を求める。ここで、抵抗値の最大値のピークを示す測定最大印加磁界ｈ₁は、測定最大印加磁界が大きくなるにつれて増加する傾向にあった抵抗が最大となる測定最大印加磁界を言うものとする。図８では、測定最大印加磁界ｈ₁は、最大値Ｍａｘ３に対応する磁界１２００［Gauss］となっている。

次いで、ステップＳ４２では、図８のグラフに基づいて、略一定の値にあった抵抗の最大値が減少を開始して所定値以下となるとともに、抵抗値の最小値が最も落ち込む測定最大印加磁界ｈ₂を求め、当該測定最大印加磁界ｈ₂を、ハード膜１８の耐性磁場とする。ここで、所定値としては、０を採用することとしても良いが、本実施形態では、抵抗の最大値が０になる直前にハード膜１８の着磁方向が変わると考えられるので（図７（ａ）参照）、０よりもやや大きい値を採用することとしている。図８では、測定最大印加磁界ｈ₂は、３０００［Gauss］となっている。

そして、ステップＳ４４では、ステップＳ４０で取得したフリー層３２のバイアス角と、ステップＳ４２で取得したハード膜１８の耐性磁場とに基づいて、磁気抵抗効果膜３０（磁気ヘッド１００）が良品であるか、不良品であるかを、予め定められた磁気抵抗効果膜３０（磁気ヘッド１００）の設計値（閾値）等に基づいて判断する。

このようにして、図４のサブルーチンを終了することにより、図３のフローチャートの全工程が終了する。

以上、説明したように、本第１の実施形態によると、ハード膜１８の着磁方向とは反対方向に外部磁場を印加し、外部磁場を初期磁界（０［Gauss］）から測定最大印加磁界Ｐまで変化させたときの抵抗の最大値を求める工程（ステップＳ１６〜ステップＳ２４）を、測定最大印加磁界Ｐを段階的に変化させつつ行うので（ステップＳ２６）、従来のように外部磁場を初期磁界から漸次変化させつつ抵抗値を求める場合には測定することができなかった抵抗値の変化を測定することが可能となる。すなわち、従来のように外部磁場を漸次大きくして、その都度抵抗値を求める場合には、外部磁場がハード膜磁場と同強度になった時点で生じる、それよりも小さな磁場における特性（抵抗値）の変化（図７（ａ）における抵抗値のポジティブ側のピークの消失）を認識することはできないが、本実施形態では、各測定最大印加磁界ごとに、磁場を初期磁界（０［Gauss］）から測定最大印加磁界まで変化させつつ抵抗値の最大値を測定するので、上記のような特性変化（ピークの消失）を認識することができる。したがって、本実施形態によると、当該特性変化を利用して磁気抵抗効果膜３０（磁気ヘッド１００）の評価（ハード膜１８の外部磁場耐性などの評価）を適切に行うことが可能である。

なお、上記第１の実施形態では、抵抗値の最大値と最小値とを取得して、フリー層３２のバイアス角と、ハード膜１８の耐性磁場とを求めることとしたが、これに限らず、例えば、図８に示すように、抵抗値の最大値のピークと、最大値が０になる点のみからも、フリー層３２のバイアス角とハード膜１８の耐性磁場を求めることができるので、抵抗値の最小値は取得しなくても良い。これにより、処理すべき情報量を低減することが可能である。

なお、上記第１の実施形態では、外部磁場を初期磁界からＭ［Gauss］（例えば４［Gauss］）ずつ段階的に大きくして、その都度抵抗値を取得する場合について説明したが、これに限らず、外部磁場を初期磁界から連続的に大きくし、外部磁場を大きくしている間、抵抗値を常時モニタすることとしても良い。これにより、抵抗値をより詳細に取得することが可能である。

《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態について、図９〜図１３に基づいて説明する。なお、本第２の実施形態は、磁気ヘッド１００の評価方法が異なるのみであり、磁気ヘッド１００の構成等については上記第１の実施形態と同一である。したがって、以下においては、磁気ヘッド１００の評価方法を中心に説明するものとする。

まず、図９のステップＳ５０では、ハード膜設計方向に関する評価を行う。ここで、ハード膜設計方向に関する評価とは、ハード膜を、設計された方向（＋Ｘ方向とする）に着磁した状態で行う評価を意味し、基本的には、第１の実施形態と同様の測定及び評価を行う。具体的には、抵抗値の測定により、第１の実施形態と同様、図８のようなグラフを得ることができるので、そのグラフから測定最大印加磁界ｈ₁，ｈ₂を求め、フリー層３２のバイアス角とハード膜１８の耐性磁場を求める。

次いで、ステップＳ５２では、ハード膜逆方向に関する評価を行う。ここで、ハード膜逆方向に関する評価とは、ハード膜１８を、設計された方向とは逆方向（−Ｘ方向）に着磁した状態で行う評価を意味し、ハード膜１８の着磁方向を逆方向にする以外は、第１の実施形態と同様の測定及び評価を行う。具体的には、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）、図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に示すように、ハード膜１８を−Ｘ方向に着磁し、その状態から＋Ｘ方向の外部磁場をかけている間に取得される抵抗値の最大値（Ｍａｘ１’〜Ｍａｘ７’）、最小値（Ｍｉｎ１’〜Ｍｉｎ７’）を求め、それらから図１２のようなグラフを得る。そして、図１２のグラフから、測定最大印加磁界（ｈ₁’，ｈ₂’）を求め、ハード膜逆方向に関するフリー層３２のバイアス角とハード膜１８の耐性磁場を求めることとする。

次いで、図９のステップＳ５４では、ステップＳ５０、Ｓ５２の評価を比較するとともに、図８のグラフと図１２のグラフの一致度を評価する。この場合、ステップＳ５０、Ｓ５２で求められたフリー層３２のバイアス角が略一致し、ステップＳ５０、Ｓ５２で求められたハード膜１８の耐性磁場が略一致する場合（磁界ｈ１とｈ１’、磁界ｈ２とｈ２’が略一致する場合）や、図８と図１２のようにグラフが略一致する場合には、ピン層３４、フリー層３２及びハード膜１８の磁化状態のバランス（以下、「強磁性層のバランス」と呼ぶ）が良好であると評価することができる。

これに対し、ステップＳ５０、Ｓ５２で求められたフリー層３２のバイアス角や、ステップＳ５０、Ｓ５２で求められたハード膜１８の耐性磁場の一致度が低い場合（磁界ｈ１とｈ１’の一致度や、磁界ｈ２とｈ２’の一致度が低い場合）や、ハード膜逆方向に関する評価において得られたグラフが図１３に示すようなグラフであり、図８のグラフとの一致度が低いような場合には、強磁性層のバランスが不良であると評価することができる。

そして、次のステップＳ５６では、フリー層３２のバイアス角とハード膜１８の耐性磁場の比較結果（一致しているか否か）、及び強磁性層のバランスの評価結果と、予め定められた磁気抵抗効果膜３０（磁気ヘッド１００）の設計値（閾値）等とに基づいて、磁気抵抗効果膜３０（磁気ヘッド１００）が良品であるか、不良品であるかを判断する。

以上説明したように、本第２の実施形態によると、ハード膜設計方向とハード膜逆方向に関して第１の実施形態と同様の評価を行い、それらの評価を比較した結果を用いて、磁気抵抗効果膜３０（磁気ヘッド１００）の評価を行うので、強磁性層のバランス等を考慮した適切な評価を行うことが可能である。

なお、上記実施形態では、ハード膜設計方向の評価において得られたグラフとハード膜逆方向に関する評価において得られたグラフの一致度、フリー層３２のバイアス角の比較結果、及びハード膜１８の耐性磁場の比較結果（一致しているか否か）に基づいて、強磁性層のバランスを評価することとしたが、これに限らず、それらのうちの少なくとも１つに基づいて、評価することも可能である。例えば、フリー層３２のバイアス角の比較結果のみに基づいて強磁性層のバランスを評価することとしても良い。具体的には、図９のステップＳ５０、Ｓ５２の結果、図８、図１２のようなグラフを得た場合において、磁界ｈ₁と磁界ｈ₁’とを比較するとともに、磁界ｈ₂と磁界ｈ₂’とを比較する。この場合、各磁界はほぼ一致しているので、強磁性層のバランスが良好であると評価することができる。これに対し、図９のステップＳ５０、Ｓ５２の結果、図８、図１３のようなグラフを得た場合には、磁界ｈ₁と磁界ｈ₁”とを比較し、磁界ｈ₂と磁界ｈ₂”とを比較すると、図８と図１２を比較した場合よりも差異が大きいことから、強磁性層のバランスが不良であると評価することができる。

《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態について、図１４，図１５に基づいて説明する。なお、本第３の実施形態も、上記第２の実施形態と同様、磁気ヘッド１００の評価方法に特徴を有している。したがって、以下においては、磁気ヘッド１００の評価方法を中心に説明するものとする。

図１４のステップＳ１１０では、まず高磁場にてハード膜１８を第１の方向（例えばハード膜設計方向（＋Ｘ方向））に着磁し、次のステップＳ１１２では、磁場印加回数を０に設定する。

次いで、ステップＳ１１４では、着磁方向の逆方向に、外部磁場（初期磁界＋ｎ×Ｍ）を印加する。ここで、上記第１、第２の実施形態と同様、初期磁界は０［Gauss］であり、Ｍは４［Gauss］であるものとする。そして、次のステップＳ１１６において、ステップＳ１１４において外部磁場をかけたときの磁気抵抗効果膜３０の抵抗値を取得する。

次いで、ステップＳ１１８では、ｎを１インクリメント（ｎ←ｎ＋１）し、次のステップＳ１２０では、外部磁場（初期磁界＋ｎ×Ｍ）が測定最大印加磁界を越えているか否かを判断する。ここで、測定最大印加磁界は、例えば、２５００［Gauss］とすることができる。このステップＳ１２０における判断が否定されると、ステップＳ１１４に戻る。

その後は、ステップＳ１１４、Ｓ１１６、Ｓ１１８，Ｓ１２０を繰り返すことにより、外部磁場を４［Gauss］間隔で増加させつつ、抵抗値を取得し、ステップＳ１２０の判断が肯定された段階で、次のステップＳ１２２に移行する。

次いで、ステップＳ１２２では、上記ステップＳ１１４〜Ｓ１２０を繰り返すことにより得られた抵抗値のグラフ（図１５（ａ）参照）に基づいて、抵抗値が最大となる外部磁界（以下、「第１の磁界」と呼ぶ）Ｈ₁を決定する。

次いで、ステップＳ１２４では、ハード膜１８を第２の方向（ハード膜逆方向（−Ｘ方向））に着磁したか否かを判断する。ここでは、まだハード膜１８を第１の方向に着磁したのみなので、判断は否定され、ステップＳ１２６に移行する。このステップＳ１２６では、高磁場にてハード膜１８を第２の方向に着磁し、次のステップＳ１１２では、磁場印加回数を０に設定しなおす。

その後は、ステップＳ１１４〜Ｓ１２０を繰り返すことにより、第２の方向とは逆方向（第１の方向）に印加する外部磁場を徐々に大きくしながら、前述したのと同様にして、抵抗値及びそのグラフ（図１５（ｂ）参照）を取得する。

そして、ステップＳ１２２では、図１５（ｂ）の抵抗値のグラフに基づいて、抵抗値が最大となる外部磁界（以下、「第２の磁界」と呼ぶ）Ｈ₂を決定する。

次いで、ステップＳ１２４では、ハード膜１８を第２の方向（ハード膜逆方向）に着磁したか否かを判断するが、ここでは既にステップＳ１２６においてハード膜１８を第２の方向に着磁したので、判断は肯定され、次のステップＳ１２８に移行する。

次のステップＳ１２８では、第１の磁界Ｈ₁と第２の磁界Ｈ₂の少なくとも一方から、フリー層３２のバイアス角を求める。また、第１、第２の磁界Ｈ₁，Ｈ₂を比較して、両外部磁界の一致度を求め、これに基づいて、強磁性層のバランスを評価する。

その後、ステップＳ１３０では、上記ステップＳ１２８における評価結果に基づいて、磁気抵抗効果膜３０（磁気ヘッド１００）が良品であるか、不良品であるかを判断する。

以上、説明したように、本第３の実施形態によると、ハード膜１８をハード膜設計方向に着磁した後、その逆方向に磁場を印加して測定した抵抗が最大となる第１の磁界Ｈ₁を求め、ハード膜逆方向に着磁した後、その逆方向に磁場を印加して測定した抵抗が最大となる第２の磁界Ｈ₂を求め、これらの磁界Ｈ₁，Ｈ₂を比較して、フリー層のバイアス角及び強磁性層のバランスを評価するので、着磁方向を考慮した、磁気抵抗効果膜３０（磁気ヘッド１００）の適切な評価を行うことが可能である。

なお、上記第３の実施形態では、第１の磁界Ｈ₁と第２の磁界Ｈ₂とを比較することにより、強磁性層のバランスを評価することとしたが、これに限らず、図１５（ａ）のグラフ全体と、図１５（ｂ）のグラフ全体との一致度を算出し、当該算出結果に基づいて、強磁性層のバランスを評価することとしても良い。このような評価を行うことにより、より正確なバランス評価を行うことが可能である。

なお、上記第３の実施形態では、外部磁場を初期磁界からＭ［Gauss］（例えば４［Gauss］）ずつ段階的に大きくして、その都度抵抗値を取得する場合について説明したが、これに限らず、外部磁場を初期磁界から連続的に大きくし、外部磁場を大きくしている間、抵抗値を常時モニタすることとしても良い。これにより、抵抗値をより詳細に取得することが可能である。

なお、上記各実施形態において示した数値（初期磁界、測定最大印加磁界Ｐ、測定間隔Ｍなど）は一例であって、上記各実施形態の数値に限られるものではない。

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

磁気ヘッドの要部断面図である。 磁気抵抗効果膜及びハード膜の構成を説明するための斜視図である。 第１の実施形態における磁気ヘッドの評価シーケンスを示すフローチャートである。 図３のステップ３０を示すフローチャートである。 フリー層の磁化方向及び抵抗値の変化を測定最大印加磁界別に示す図（その１）である。 フリー層の磁化方向及び抵抗値の変化を測定最大印加磁界別に示す図（その２）である。 フリー層の磁化方向及び抵抗値の変化を測定最大印加磁界別に示す図（その３）である。 図５〜図７において測定された抵抗値の最大値と最小値の変化を示すグラフである。 第２の実施形態における磁気ヘッドの評価シーケンスを示すフローチャートである。 第２の実施形態におけるフリー層の磁化方向及び抵抗値の変化を測定最大印加磁界別に示す図（その１）である。 第２の実施形態におけるフリー層の磁化方向及び抵抗値の変化を測定最大印加磁界別に示す図（その２）である。 図９のステップＳ５２において取得される抵抗値の最大値と最小値の変化を示すグラフである。 強磁性層のバランスが悪い場合に、図９のステップＳ５２において取得される抵抗値の最大値と最小値の変化を示すグラフである。 第３の実施形態における磁気ヘッドの評価シーケンスを示すフローチャートである。 第３の実施形態において取得される抵抗値の変化を示すグラフである。

符号の説明

１８ ハード膜（強磁性層、固定層）
３２ フリー層（強磁性層）
３４ ピン層（固定層、強磁性層）
３６ ピン層（固定層、強磁性層）
１００ 磁気ヘッド（磁気抵抗効果素子）

Claims (5)

1. 磁気抵抗効果素子をコア幅の第１の方向に着磁する工程と、
   測定する最大印加磁界を段階的に大きくし、前記各段階で前記磁気抵抗効果素子の抵抗の最大値を測定する抵抗測定工程とを有し、
   前記抵抗測定工程は、前記各段階で、前記第１の方向とは反対の第２の方向に磁場を印加して、前記磁場を初期磁界から前記測定最大印加磁界まで変化させたときの前記磁気抵抗効果素子の抵抗の最大値を求めることを特徴とする磁気抵抗効果素子の評価方法。
2. 前記抵抗測定工程は、前記各段階で、前記第１の方向とは反対の第２の方向に磁場を印加して、前記磁場を初期磁界から前記測定最大印加磁界まで変化させたときの前記磁気抵抗効果素子の抵抗の最小値を求めることを特徴とする請求項１に記載の磁気抵抗効果素子の評価方法。
3. 前記測定最大印加磁界が大きくなるにつれて増加する傾向にあった前記抵抗が最大となる測定最大印加磁界を求めることで、固定層の固定角度及び強磁性層のバランスを評価する工程を更に有する請求項１又は２に記載の磁気抵抗効果素子の評価方法。
4. 前記測定最大印加磁界が大きくなるにつれて増加する傾向にあった前記抵抗が最大となり、その後、所定値以下になる測定最大印加磁界を求めることで、強磁性層の外部磁場耐性を評価する工程を更に有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の磁気抵抗効果素子の評価方法。
5. 磁気抵抗効果素子をコア幅方向の第１の方向に着磁した後、第１の方向とは反対の第２の方向に磁場を印加して測定した抵抗が最大となる第１の磁界を求める工程と、
   前記磁気抵抗効果素子をコア幅方向の第２の方向に着磁した後、第１の方向に磁場を印加して測定した抵抗が最大となる第２の磁界を求める工程と、
   前記第１の磁界と前記第２の磁界とを比較することで、固定層の固定角度及び強磁性層のバランスを評価する工程と、を含む磁気抵抗効果素子の評価方法。

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