JP3717628B2 - Method and apparatus for evaluating magnetoresistive head - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はハードディスク装置、VTRなどの磁気記録装置に使用される磁気ヘッドに係り、特に磁気ヘッドの信号検出部に磁気抵抗効果素子を用いた磁気抵抗効果型磁気ヘッドの評価方法および評価装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ハードディスク装置、VTR等の磁気記録装置の小型大容量化は急激な勢いで進展している。このような動向に呼応して磁気ヘッドの高性能化が進められ、電磁誘導方式である薄膜磁気ヘッドに代わるものとして、強磁性体の薄膜による磁気抵抗効果現象を利用した磁気抵抗効果型磁気ヘッド(agnetoesistive head 以下、MRヘッドと称す。)へと進化してきた。MRヘッドはパーマロイなどの強磁性体薄膜の磁気抵抗効果を利用したもので、磁気ディスクとの相対速度に依らず、大きな再生出力が得られる。しかし、バルクハウゼンノイズ等による再生出力変動やピーク非対称性と呼ばれるバイアス状態のズレが問題となる。ピーク非対称性とは、再生動作時の出力波形に見られるプラスの振幅強度 V+とマイナスの振幅強度V- の非対称性であり、(V+−V-)/(V++V-)の計算式で与えられる。再生出力とはプラスとマイナスの出力波形の振幅(V++V-)であり、記録再生動作を繰り返した時にこの再生出力が変動してハードディスク装置のエラーレートに悪影響を及ぼす。MRヘッドを用いたハードディスク装置ではPRMLと呼ばれる信号検出方法が採用されており、より一層の高記録密度を実現している。しかし、PRMLは再生波形の形状が直接ドライブのエラーレートに影響を与えるため、MRヘッドの再生出力変動の低減やピーク非対称性の低減が重要になる。従って、MRヘッドの製造時の検査として、再生出力変動やピーク非対称性などの再生特性を検出して選別することが必要になり、種々の評価方法、評価装置が提案されている。
【0003】
従来、この様な再生特性の評価方法としては、ギャップデプス加工後のMRヘッドにサスペンションを取り付けた組立体(MR ead imbal ssembly以下、MR HGAと称す。)を実際に磁気ディスク上に浮上動作させ、その結果得られる出力電圧波形から再生特性の不良なヘッドを取り除くという方法が採られてきた。しかしながら、このような評価方法では、MR HGAに組み立てないと測定評価が実施できないため、MR HGAを組み立てる工数と経費がかかること、ヘッド当たりの評価に長時間要すこと、不良品となったMR HGAは廃棄処分し、再生が不可能であること、などの課題があり、効率の良い評価方法ではなかった。
【0004】
更に、特開平6-150264号公報に記載された技術は、ヘッドブロック上に配列されたギャップデプス加工後の複数のMRヘッドに対し、エアベアリング面に垂直な方向に正弦波状に変化する交番外部磁界を印加し、この交番外部磁界の変化に対するMRヘッドの電磁変換特性を得るようにしたものである。しかしながら、そこで開示された内容は、外部磁界に対する抵抗変化の状況を見るだけで、バルクハウゼンノイズに対する定量化の具体的な方法について一切触れられていない。また、この評価結果と磁気ディスク上に浮上させて得られた実際の結果との対応を取るのが非常に困難であり、MRヘッドのバルクハウゼンノイズによる再生特性の不安定性を的確に検出できない。更に、MRヘッドではMR素子を不要な磁界から遮蔽するため、上部及び下部シールド磁性層がMR素子を覆うように配置されている。このシールド磁性層の影響により、ギャップデプス加工前のMRヘッドでは、外部磁界の変化がMR素子に充分に印加されないため、この方法ではギャップデプス加工前のMRヘッドの再生特性の検出は困難であった。
【0005】
また、特開昭60-105286号公報に記載された技術では、少なくとも片側にシールド磁性層の無い評価用のテスト素子をウェハ上に配置し、ウェハのバイアス状態の良否を判定する手段として用いる技術が開示されている。この技術は、少なくとも片側にシールド磁性層が無いことで外部磁界の変化がMR層に十分に印加されるため、バイアス状態をある程度検出できる。しかし、シールドの有無によりMR素子のバイアス状態が変化するため、実際のシールド磁性層付きのMRヘッドのバイアス状態を判定できず、しかもバルクハウゼンノイズなどによる再生出力変動を的確に検出できないこともあり、ウェハの再生特性の良否を判定することは困難であった。
【0006】
本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創作されたものであり、製造工程の途中であっても、MRヘッドのバイアス状態や再生出力変動などの再生特性の検査を行うことができ、製造工程途中でも製品不良を発見して適切な工程管理を行うことができ、製造効率を著しく向上させることができる磁気抵抗効果素子または磁気抵抗効果素子用ウェハの評価装置およびそれらの評価方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気抵抗効果素子(以下 MR素子と称す)の第1の評価装置は図1に示すように、ウェハ評価用に配置された少なくとも片側にシールド磁性層のないテスト素子に対して、前記テスト素子の縦バイアス磁界を打ち消す方向に外部から静磁界(以下 オフセット磁界と称す)を発生する手段と、前記テスト素子の横方向に交番磁界を発生する手段と、前記オフセット磁界を印加しながら前記交番磁界の変化に対する前記テスト素子の抵抗変化を測定する測定手段とを備え、同一ウェハ上に形成されたシールド磁性層付きMR素子のギャップデプス加工後のバイアス状態を正確に評価することを特徴とする。
【0008】
本発明の第1の評価方法は、ウェハ評価用のテスト素子に対して、シールド磁性膜の影響を補正するオフセット磁界を印加しながら、前記テスト素子の横方向の交番磁界の変化に対する前記テスト素子の抵抗変化を測定することにより、同一ウェハ上に形成されたシールド磁性層付きMR素子のギャップデプス加工後のバイアス状態を正確に評価することを特徴とする。
【0009】
本発明の第2の評価装置は、MR素子の縦バイアス磁界を打ち消す方向に外部からオフセット磁界を印加しながら、横方向の交番磁界の変化に対する前記MR素子の抵抗変化を求め、前記抵抗変化の前記オフセット磁界依存性より、前記MR素子の良否判定を行う判定手段を設けていることを特徴とする。
【0010】
本発明の第2の評価方法は、MR素子にオフセット磁界を印加しながら、前記MR素子の横方向の交番磁界の変化に対するMR素子の抵抗変化を測定し、前記抵抗変化の前記オフセット磁界依存性から前記MR素子の良否を判定することを特徴とする。
【0011】
【発明の実施形態】
(実施例1)
以下図を用いて本発明の構成とその原理を説明する。永久磁石バイアス型MRヘッドの再生部分は、図14に示すように磁気抵抗効果を発揮するMR層1、非磁性層であるスペーサ層2、MR層1に静磁結合によってバイアス磁界(横バイアス磁界と称す)を与えるSAL(oft djacent ayer)3の3層で構成されている。さらに、このMR素子の両端に永久磁石を配置し、図14中の矢印の方向に着磁することでMR層の磁化を縦方向にバイアスしている。また、MR素子の上下には、リードギャップ層7と外部磁界をシールドする上部シールド磁性層5と下部シールド磁性層6が配されている。MRヘッドのバイアス状態は、SALの静磁結合による図14中のy軸方向の横バイアスと永久磁石からのx軸方向の縦バイアスのバランスで決定する。以下の説明では図14中のx軸方向を縦方向、y軸方向を横方向と称する。
【0012】
MRヘッドのバイアス状態は、MR素子に横方向の外部磁界を印加し、抵抗変化を測定することで知ることができる。ウェハ段階でMR素子は、ギャップデプス加工が施されておらず、シールド磁性層により覆われている。そのため、外部磁界の変化がMR素子に充分に印加されず、かつギャップデプス加工前の状態ではMR素子形状も異なるため、MRヘッドの再生特性を正しく測定できない。この問題を解決するために、ウェハ上に配置された少なくとも片側にシールド磁性層が無いテスト素子の磁気特性を評価することでウェハの再生特性の良否を評価することが行われている。図4はMR素子用ウェハに特性評価用のテスト素子を配置した一実施例を示した。しかし、テスト素子の場合には永久磁石からの縦バイアス磁界のほとんどがMR素子に印加されるのに対し(図5(a))、シールド磁性層があるMR素子では永久磁石からの磁束がシールド磁性層に吸収されるために、MR素子に印加される実効的な縦バイアスが減少する(図5(b))。MR層に加わっている横バイアスの大きさが一定の場合、縦バイアスが大きくなるとMR層の磁化が縦方向に向いてアンダーバイアスとなり、縦バイアスが小さくなると磁化が横方向に向きオーバーバイアスとなる。このため、テスト素子の評価結果は同一ウェハ上に形成されたシールド磁性層付きのMR素子のバイアス状態と必ずしも一致しないことになる。
【0013】
そこで、シールド磁性層の影響を考慮に入れ、永久磁石からの縦バイアスの一部をキャンセルする逆方向(図5の負のx軸方向)のオフセット磁界を外部から印加し、擬似的に実際のMR素子の動作状態に近づけ、磁気特性を評価する方法が必要である。図6は永久磁石からの磁束がMR層とシールド磁性層にどのように分流するかを、リードギャップの膜厚の関数として数値計算した結果である。テスト素子はリードギャップ膜厚が無限大の状態と考えられるため、リードギャップ膜厚が100nmの場合、MR層へ印加される縦バイアス磁界はシールド磁性層により約半分に減少することになる。したがって、縦バイアス磁界強度の半分をオフセット磁界として着磁の方向と反対に印加して測定すれば、同一ウェハ上に形成されたシールド磁性層付きのMR素子の動作状態を再現できる。また片側にシールド磁性層がある場合についても同様の計算により予算されるオフセット磁界を印加して測定すればの同一ウェハ上に形成されたシールド磁性層付きのMRヘッドの動作状態を再現できる。
【0014】
図7にオフセット磁界により補正をかけない場合のテスト素子のピーク非対称性とのギャップデプス加工後のシールド磁性層付きMR素子のピーク非対称性の相関を示す。一次相関曲線のy軸切片が約プラス20%であり、相関も弱い。次に、オフセット磁界により補正をかけた場合のピーク非対称性の相関を図8に示す。一次相関曲線のy軸切片がゼロに近く、相関も強くなっている。よってウェハ評価用に設けられたテスト素子に対して、シールドの影響を補正するオフセット磁界を印加しながら外部磁界に対する抵抗変化を測定することでウェハの磁気特性を正確に測定でき、ギャップデプス加工後のシールド磁性層付きのMR素子の特性を見積もる事が可能である。
【0015】
以上のように、本発明の第1の実施例によりウェハ評価に設けられたテスト素子に対して、シールドの影響を補正するオフセット磁界を印加しながら外部磁界に対する抵抗変化を測定することでウェハの磁気特性を正確に測定するMR素子用ウェハの評価方法が提供できることが示された。
【0016】
(実施例2)
図1は本発明の第2の実施例にかかるMR素子用ウェハの評価装置の構成図を示している。図1において、横方向の交番磁界発生用コイル8と、縦方向のオフセット磁界発生用コイル9の2対のコイルがMR素子10の面内で直交するように配置されている。これらのコイルは、交番磁界コイル用電源11とオフセット磁界用コイル電源12により制御され、MR素子10に対し縦方向のオフセット磁界と横方向の交番磁界を印加できるようになっている。センス電流は定電流源13によりに設定される。MR素子の抵抗値は、センス電流と電圧計14により測定された電位差から計算される。測定した磁界変化に対するMR素子の抵抗変化は表示部15に表示され、抵抗変化から計算されたピーク非対称性などの測定データはデータ保存部16に格納される。最後に良否判定部17によりMR素子の良否を判定する。制御部18はこれらのすべての測定手順を管理する機能をもつ。
【0017】
図2は本発明の第2の実施例にかかわる評価装置の測定手順を表すフローチャートである。まず、ステップS1において、有効に外部磁場が印加されるようにMRヘッドの位置合わせを行い、MRヘッドの電流端子および出力端子にプローブ電極を接続させる。次にステップS2で、設定したセンス電流をMR素子に流し、ステップS3でシールド磁性層の影響を補正するオフセット磁界を印加する。ステップS4で、横方向の交番磁界を印加し、MR素子の抵抗変化を測定する。この時の交番磁界の振幅は、実際にディスク上で動作させた時のディスクからMR素子に印加される磁界に相当する値が好ましいが、本実施例では±50Oeを採用した。ステップS5でオフセット磁界、交番磁界およびセンス電流をオフし、ステップ6で測定したMR素子の抵抗変化を表示する。次に、ステップS7において、測定した抵抗変化からバイアス状態、再生出力、バルクハウゼンノイズなどの再生特性を定量化し、良否判定基準と比較して特性の良否を判定する。最後にステップS8において、測定データおよび良否判定結果を保存し測定は終了する。
【0018】
このようにして、本発明の第2の実施例によりウェハ評価用のテスト素子にシールドの影響を補正するオフセット磁界を印加しながら、横方向の交番磁界に対する抵抗変化を測定することにより、ウェハ製造工程において予めギャップデプス加工後のMR素子のバイアス状態を精度良く測定するMR素子用ウェハの評価装置が提供できることが示された。
【0019】
(実施例3)
図9にウェハ評価用のテスト素子にオフセット磁界を印加しながら、±250Oeの交番磁界の変化に対するMR素子の抵抗変化を示す。オフセット磁界の増加に伴いゼロ磁界近傍の抵抗変化量が増大し、磁場感度が大きくなっていることが確認できる。図10に±50Oeの交番磁界で測定したピーク非対称性、再生出力のオフセット磁界依存性を示す。オフセット磁界が増加するに従って、ピーク非対称性が増加しており、縦バイアス磁界が実際に打ち消されていることがわかる。また、再生出力のオフセット磁界依存性から、縦バイアス磁界の減少によりMR素子の磁場感度が増大していることも明らかである。更にオフセット磁界を大きくすると約90Oe付近でピーク非対称性、出力が急激に減少する。これは、オフセット磁界が永久磁石からのバイアス磁界より大きくなり、MR層の磁化が反対側に回転した結果と考えられる。これらピーク非対称性、再生出力の変曲点に対応するオフセット磁界の大きさは、縦バイアス磁界の大きさ、もしくは磁区制御の強さに関する指標になる。図11は再生特性の不安定なMRヘッドを含んだウェハについて、ウェハ上のテスト素子のピーク非対称性、再生出力のオフセット磁界依存性を測定した結果である。オフセット磁界が50Oeのときに編曲点が生じており図10と比較して小さいオフセット磁界に対してMR層の磁化が反転したことを示している。この結果から再生特性の不安定なMRヘッドでは、永久磁石による縦バイアス磁界が不足している事が判断できる。
【0020】
このように本発明の第3の実施例によれば、MR素子の抵抗変化のオフセット磁界依存性を測定することで、MR素子の磁区制御の強さを評価でき、ウェハ製造工程において再生特性の不安定性を測定するMR素子用ウェハの評価方法が提供できることが示された。
【0021】
(実施例4)
図3は本発明の第4の実施例にかかわるMRヘッド評価装置の評価装置の測定手順を表すフローチャートである。まず、ステップS1において、有効に外部磁場が印加されるようにMRヘッドの位置合わせを行い、MRヘッドの電流端子および出力端子にプローブ電極を接続させる。次にステップS2で、設定したセンス電流をMR素子に流し、ステップS3でオフセット磁界をゼロに設定する。ステップS4で、横方向の交番磁界を印加し、MR素子の抵抗変化を測定する。この時の交番磁界の振幅は、実際にディスク上で動作させた場合にディスクからMR素子に印加される磁界に相当する値が好ましいが、本実施例では±50Oeを採用した。ステップS5でオフセット磁界を増加する。ステップS4〜5を指定のオフセット磁界に達するまで繰り返し(ステップS6で判定)、磁気特性のオフセット磁界依存性を測定する。その後ステップS7でオフセット磁界、交番磁界およびセンス電流をオフし、ステップS8で測定したMR素子の抵抗変化を表示する。次に、ステップS9において、測定した抵抗変化からバイアス状態、再生出力、バルクハウゼンノイズなどの再生特性を定量化し、良否判定基準と比較して特性の良否を判定する。最後にステップS10において、測定データおよび良否判定結果を保存し測定は終了する。
【0022】
このように本発明の第4の実施例によれば、MR素子の抵抗変化のオフセット磁界依存性を測定することでMR素子の磁区制御の強さを評価でき、ウェハ製造工程において再生特性の不安定性を測定するMR素子用ウェハの評価方法が提供できることが示された。
【0023】
(実施例5)
実施例3、4で示した永久磁石によるMR素子の磁区制御の強さの評価方法および評価装置は、ウェハ評価用のテスト素子に限られるものではなく、ギャップデプス加工後の実素子であっても同様である。図12は再生特性の安定なMRヘッドと不安定なMRヘッドのピーク非対称性と再生出力のオフセット磁界依存性を示したものである。再生特性の安定なヘッドではピーク非対称性や再生出力が急激に変化するオフセット磁界が60Oeであるのに対し、安定なヘッドでは120Oeである。図13は再生特性の不良ないくつかのヘッドについてオフセット磁界を印加した後の抵抗変化を示す。図13(c)のようなバルクハウゼンノイズと思われる抵抗が急激に変化するものや、図13(d)のような抵抗変化にヒステリシスを持つもの、等が確認できる。オフセット磁界はこのようなバルクハウゼンノイズやヒステリシスの発生する頻度を高める効果があると考えられるため、MR素子の抵抗変化に見られるバルクハウゼンノイズや、ヒステリシスを定量化し、これが増大するオフセット磁界の臨界値を指標とし、例えばある一定以下の臨界値を示したヘッドを不良とすることで、再生特性の不良なヘッドを選別できる。
【0024】
このように本発明の第5の実施例によれば、ギャップデプス加工後のMR素子に対してオフセット磁界を印加しながら交番磁界に対するMR素子の抵抗変化を測定することで、再生特性の不良なヘッドを選別できるMR素子の評価方法が提供できることが示された。
【0025】
(実施例6)
本実施例では本発明の第1〜5の実施例にかかるMR素子用の評価装置および評価方法におけるMR素子の良否判定について述べる。図13のようなMR素子のR−H特性を有するものは不良として判断する。図13(a)は交番磁界に対するMR素子の抵抗変化が直線にならず途中で折れ曲がっており直線性が悪い例である。例えば、図13(a)の直線性を定量化するには磁界をゼロからプラスに変化させた時の抵抗変化量と、磁界をゼロからマイナスに変化させた時の抵抗変化量との差を全体の抵抗変化量で割ることで、MR素子の良否が判定できる。その時の計算式は、
|(最大抵抗値−磁界ゼロ時の抵抗値)−(磁界ゼロの抵抗値−最小抵抗値)|/(最大抵抗値−最小抵抗値)
となる。この値がゼロに近いほど素子性能は良好である。ウェハ評価用のテスト素子においてシールド磁性層の影響を補正するオフセット磁界を印加したときの抵抗変化または、ギャップデプス加工後のMR素子にオフセット磁界を印加しないときの抵抗変化からこの値を計算し、基準値を越えた場合は不良とする。
【0026】
図13(b)に示すようにMR素子の直線性は良好であるが、全体の抵抗変化量が小さい(再生出力が小さい)場合もハードディスクドライブのエラーレートを悪化させる。よって、ウェハ評価用のテスト素子においてシールド磁性層の影響を補正するオフセット磁界を印加したときの抵抗変化または、ギャップデプス加工後のMR素子にオフセット磁界を印加しないときの抵抗変化から再生出力(最大抵抗値−最小抵抗値)の値を計算し、基準値を下回った場合は不良とする。
【0027】
図13(c)に示したようなバルクハウゼンノイズに起因した抵抗の不連続な変化を示すヘッドも再生出力変動の原因になるため不良と判断する。例えばこのようなバルクハウゼンノイズを定量化するには、抵抗の不連続な変化を定量化すれば良く、抵抗値の外部磁界に対する微分をおこない、全体の抵抗変化の傾き(dR/dH)avgに対する前記微分値(dR/dH)のズレの測定データ内での最大値を指標とすることでMR素子の良否の判定ができる。その時の計算式は
max[(dR/dH)−(dR/dH)avg|]2
となる。この値がゼロに近いほど素子性能は良好である。このため、ウェハ評価用のテスト素子においてシールド磁性層の影響を補正するオフセット磁界を印加したときの抵抗変化または、ギャップデプス加工後のMR素子にオフセット磁界を印加しないときの抵抗変化からこの値を計算し、基準値を越えた場合は不良とする。
【0028】
図13(d)に示したような抵抗変化にヒステリシスと持つヘッドも再生出力変動の原因になるため不良と判断する。例えばこのようなヒステリシスを定量化するには、磁界を増加させたときの経路と減少させたときの経路の抵抗値の差を定量化すれば良く、磁界増加時の抵抗値と磁界減少時の抵抗値の差を測定データ内で積算した値を指標とすることでMR素子の良否の判定ができる。その時の計算式は
Σ|R(H)+ − R(H)-
となる。この値がゼロに近いほど素子性能は良好である。このため、ウェハ評価用のテスト素子においてシールド磁性層の影響を補正するオフセット磁界を印加したときの抵抗変化または、ギャップデプス加工後のMR素子にオフセット磁界を印加しないときの抵抗変化からこの値を計算し、基準値を越えた場合は不良とする。
【0029】
以上のように本発明の第6の実施例によれば、図13のような再生特性の不良なMRヘッドの良否判定を定量的に行え、実施例1〜5の評価装置および評価方法と組み合わせることにより、製造工程の途中であっても、MRヘッドの再生特性を検査できるMR素子の評価装置が提供できることが示された。
【0030】
【発明の効果】
本発明の評価方法および評価装置によれば、MR素子のヘッドチップおよびウェハ評価用のテスト素子が形成されたウェハが製造された段階で、前記テスト素子を評価することにより、実際のシールド付きのMR素子のバイアス状態やバルクハウゼンノイズによる再生不安定性を定量的に検出できる。前記テスト素子の良否に応じて、製造工程の適切な管理を行うことができ、かつ品質を良くすることが可能になる。また、ギャップデプス加工後のMR素子に対して同様の評価を行うことにより、バルクハウゼンノイズに起因する再生不安定性を定量的に検出でき選別をかけることにより、再生特性不良品に伴うHGA組立工数およびコストが低減できる。
【0031】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第2および第4の実施例に係るMR素子の評価装置の構成図である。
【図2】本発明の第2の実施例に係るMR素子の評価装置の制御フローチャートである。
【図3】本発明の第4の実施例に係るMR素子の評価装置の制御フローチャートである。
【図4】MR素子用ウェハの素子配置の一例を示す。
【図5】シールド磁性層の有無による縦バイアスの状態の違いを示す模式図である。
【図6】縦バイアスのリードギャップ膜厚依存性を示す。
【図7】シールド磁性層の影響を補正しない場合のシールド磁性層付きMR素子とテスト素子のピーク非対称性の相関を示す。
【図8】シールド磁性層の影響を補正した場合のシールド磁性層付きMR素子とテスト素子のピーク非対称性の相関を示す。
【図9】交番磁界の変化に対するMR素子の抵抗変化のオフセット磁界依存性を示す。
【図10】再生特性の安定なMRヘッドのピーク非対称性、再生出力のオフセット磁界依存性を示す。
【図11】再生特性の不安定なMRヘッドのピーク非対称性、再生出力のオフセット磁界依存性を示す。
【図12】再生特性が安定および不安定なギャップデプス加工後のシールド磁性層付きMRヘッドのピーク非対称性、再生出力のオフセット磁界依存性を示す。
【図13】再生特性が不良なMR素子の外部磁界の変化に対する抵抗変化の代表例である。
【図14】永久磁石バイアス型MRヘッドの再生部分を示す。
【符号の説明】
1 MR層、2 スペーサ層、3 SAL、4 永久磁石、5 上部シールド磁性層、6 下部シールド磁性層、7 リードギャップ層、8 交番磁界印加用コイル、9 オフセット磁界印加用コイル、10 MR素子、11 交番磁界コイル用電源、12 オフセット磁界コイル用電源、13 定電流源、14 電圧計、15 表示部、16 データ保存部、17 良否判定部、18 制御部、19 特性評価用テスト素子、20 製品となるMR素子の形成領域、21 非磁性基板
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic head used in a magnetic recording apparatus such as a hard disk device or a VTR, and more particularly to a magnetoresistive effect type magnetic head evaluation method and evaluation apparatus using a magnetoresistive effect element in a signal detection unit of the magnetic head.
[0002]
[Prior art]
Increasing the size and capacity of magnetic recording devices such as hard disk drives and VTRs is rapidly increasing. In response to these trends, the performance of magnetic heads has been improved. Magnetoresistance effect type magnetic heads using the magnetoresistance effect phenomenon due to the thin film of ferromagnetic material can be used as an alternative to thin film magnetic heads using electromagnetic induction. (MagnetorHereinafter, the head is referred to as an MR head. ). The MR head uses the magnetoresistive effect of a ferromagnetic thin film such as permalloy, and a large reproduction output can be obtained regardless of the relative speed with respect to the magnetic disk. However, there is a problem of deviation in the bias state called fluctuation in reproduction output or peak asymmetry due to Barkhausen noise or the like. The peak asymmetry is the positive amplitude intensity V seen in the output waveform during playback operation.+And negative amplitude intensity V-  Asymmetry (V+-V-) / (V++ V-). Playback output is the amplitude of the positive and negative output waveforms (V++ V-When the recording / reproducing operation is repeated, the reproduction output fluctuates and adversely affects the error rate of the hard disk device. In a hard disk device using an MR head, a signal detection method called PRML is adopted, and an even higher recording density is realized. However, in PRML, since the shape of the reproduction waveform directly affects the error rate of the drive, it is important to reduce the reproduction output fluctuation of the MR head and the peak asymmetry. Therefore, it is necessary to detect and select reproduction characteristics such as fluctuations in reproduction output and peak asymmetry as inspection at the time of manufacturing the MR head, and various evaluation methods and evaluation apparatuses have been proposed.
[0003]
Conventionally, as a method for evaluating such reproduction characteristics, an assembly in which a suspension is attached to an MR head after gap depth processing (MRHeadGimbalAHereinafter referred to as MR HGA. ) Is actually floated on the magnetic disk, and a head with poor reproduction characteristics is removed from the output voltage waveform obtained as a result. However, in such an evaluation method, since measurement evaluation cannot be performed unless the MR HGA is assembled, it takes time and cost to assemble the MR HGA, it takes a long time for evaluation per head, and the MR becomes a defective product. HGA has problems such as being disposed of and impossible to regenerate, and is not an efficient evaluation method.
[0004]
Further, the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-150264 is based on the fact that an alternating external that changes sinusoidally in a direction perpendicular to the air bearing surface with respect to a plurality of MR heads after gap depth processing arranged on a head block. An electromagnetic conversion characteristic of the MR head with respect to the change of the alternating external magnetic field is obtained by applying a magnetic field. However, the content disclosed therein is merely a look at the state of resistance change with respect to an external magnetic field, and does not mention any specific method for quantifying Barkhausen noise. Further, it is very difficult to take a correspondence between this evaluation result and the actual result obtained by floating on the magnetic disk, and the instability of the reproduction characteristic due to the Barkhausen noise of the MR head cannot be accurately detected. Further, in the MR head, the upper and lower shield magnetic layers are arranged so as to cover the MR element in order to shield the MR element from unnecessary magnetic fields. Due to the influence of the shield magnetic layer, in the MR head before the gap depth processing, the change of the external magnetic field is not sufficiently applied to the MR element. Therefore, it is difficult to detect the reproduction characteristics of the MR head before the gap depth processing by this method. It was.
[0005]
In the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-105286, a test element having no shield magnetic layer on at least one side is arranged on a wafer and used as a means for judging the quality of a wafer bias state. Is disclosed. In this technique, since there is no shield magnetic layer on at least one side, a change in the external magnetic field is sufficiently applied to the MR layer, so that the bias state can be detected to some extent. However, since the bias state of the MR element changes depending on the presence or absence of the shield, the actual bias state of the MR head with the shield magnetic layer cannot be determined, and the reproduction output fluctuation due to Barkhausen noise or the like cannot be detected accurately. It has been difficult to determine whether the reproduction characteristics of the wafer are good or bad.
[0006]
The present invention was created in view of the problems of the conventional example, and even during the manufacturing process, the reproduction characteristics such as the bias state of the MR head and the reproduction output fluctuation can be inspected. Provided are a magnetoresistive effect element or magnetoresistive effect element wafer evaluation apparatus capable of discovering product defects even in the course of a process and performing appropriate process management, and remarkably improving manufacturing efficiency, and an evaluation method thereof. Is.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As shown in FIG. 1, a first evaluation apparatus for a magnetoresistive effect element (hereinafter referred to as an MR element) according to the present invention provides a test element having a shield magnetic layer on at least one side arranged for wafer evaluation. Means for generating a static magnetic field (hereinafter referred to as an offset magnetic field) from the outside in a direction to cancel the longitudinal bias magnetic field of the test element, means for generating an alternating magnetic field in the lateral direction of the test element, and applying the offset magnetic field Measuring means for measuring a resistance change of the test element with respect to a change of an alternating magnetic field, and accurately evaluating a bias state after gap depth processing of an MR element with a shield magnetic layer formed on the same wafer. To do.
[0008]
According to a first evaluation method of the present invention, the test element against a change in a lateral alternating magnetic field of the test element while applying an offset magnetic field for correcting the influence of a shield magnetic film to the test element for wafer evaluation By measuring the resistance change, the bias state after the gap depth processing of the MR element with the shield magnetic layer formed on the same wafer is accurately evaluated.
[0009]
The second evaluation apparatus according to the present invention obtains a change in resistance of the MR element with respect to a change in an alternating magnetic field in the lateral direction while applying an offset magnetic field from the outside in a direction that cancels the longitudinal bias magnetic field of the MR element. According to the offset magnetic field dependency, there is provided determination means for determining whether the MR element is good or bad.
[0010]
The second evaluation method of the present invention measures the resistance change of the MR element with respect to the change of the alternating magnetic field in the transverse direction of the MR element while applying the offset magnetic field to the MR element, and the dependence of the resistance change on the offset magnetic field. To determine whether the MR element is good or bad.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Example 1
The configuration and principle of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 14, the reproducing portion of the permanent magnet bias type MR head includes a bias magnetic field (transverse bias magnetic field) by magnetostatic coupling to the MR layer 1 that exhibits the magnetoresistive effect, the spacer layer 2 that is a nonmagnetic layer, and the MR layer 1. SAL ()SofAdjacentLayer) 3 layers. Further, permanent magnets are arranged at both ends of the MR element and magnetized in the direction of the arrow in FIG. 14, thereby biasing the magnetization of the MR layer in the longitudinal direction. A read gap layer 7, an upper shield magnetic layer 5 and a lower shield magnetic layer 6 for shielding an external magnetic field are disposed above and below the MR element. The bias state of the MR head is determined by the balance between the lateral bias in the y-axis direction in FIG. 14 and the longitudinal bias in the x-axis direction from the permanent magnet due to SAL magnetostatic coupling. In the following description, the x-axis direction in FIG. 14 is referred to as the vertical direction, and the y-axis direction is referred to as the horizontal direction.
[0012]
The bias state of the MR head can be known by applying a lateral external magnetic field to the MR element and measuring the resistance change. At the wafer stage, the MR element is not subjected to gap depth processing and is covered with a shield magnetic layer. For this reason, the change in the external magnetic field is not sufficiently applied to the MR element, and the MR element shape is different before the gap depth processing, so that the reproduction characteristics of the MR head cannot be measured correctly. In order to solve this problem, the quality of the reproduction characteristics of a wafer is evaluated by evaluating the magnetic characteristics of a test element that does not have a shield magnetic layer on at least one side disposed on the wafer. FIG. 4 shows an embodiment in which test elements for characteristic evaluation are arranged on an MR element wafer. However, in the case of the test element, most of the longitudinal bias magnetic field from the permanent magnet is applied to the MR element (FIG. 5A), whereas in the MR element having the shield magnetic layer, the magnetic flux from the permanent magnet is shielded. Since it is absorbed by the magnetic layer, the effective longitudinal bias applied to the MR element is reduced (FIG. 5B). When the magnitude of the lateral bias applied to the MR layer is constant, when the longitudinal bias is increased, the magnetization of the MR layer becomes the under bias in the longitudinal direction, and when the longitudinal bias is reduced, the magnetization becomes the over bias in the lateral direction. . For this reason, the evaluation result of the test element does not necessarily match the bias state of the MR element with the shield magnetic layer formed on the same wafer.
[0013]
Therefore, in consideration of the influence of the shield magnetic layer, an offset magnetic field in the reverse direction (negative x-axis direction in FIG. 5) that cancels a part of the longitudinal bias from the permanent magnet is applied from the outside, and is simulated in actuality. There is a need for a method for evaluating the magnetic characteristics close to the operating state of the MR element. FIG. 6 shows the result of numerical calculation of how the magnetic flux from the permanent magnet is shunted to the MR layer and the shield magnetic layer as a function of the thickness of the read gap. Since the test element is considered to have an infinite lead gap film thickness, when the read gap film thickness is 100 nm, the longitudinal bias magnetic field applied to the MR layer is reduced to about half by the shield magnetic layer. Therefore, if half the longitudinal bias magnetic field strength is applied as an offset magnetic field and measured opposite to the magnetization direction, the operation state of the MR element with the shield magnetic layer formed on the same wafer can be reproduced. In the case where there is a shield magnetic layer on one side, the operation state of the MR head with the shield magnetic layer formed on the same wafer can be reproduced by measuring by applying an offset magnetic field budgeted by the same calculation.
[0014]
FIG. 7 shows the correlation between the peak asymmetry of the MR element with the shield magnetic layer after gap depth processing and the peak asymmetry of the test element when correction is not performed by the offset magnetic field. The y-axis intercept of the primary correlation curve is about plus 20%, and the correlation is weak. Next, FIG. 8 shows the correlation of peak asymmetry when correction is performed using an offset magnetic field. The y-axis intercept of the primary correlation curve is close to zero, and the correlation is strong. Therefore, it is possible to accurately measure the magnetic properties of the wafer by measuring the resistance change against the external magnetic field while applying an offset magnetic field that corrects the influence of the shield to the test element provided for wafer evaluation. It is possible to estimate the characteristics of the MR element with the shield magnetic layer.
[0015]
As described above, the resistance change of the external magnetic field is measured by applying the offset magnetic field for correcting the influence of the shield to the test element provided for wafer evaluation according to the first embodiment of the present invention. It has been shown that an MR element wafer evaluation method capable of accurately measuring magnetic characteristics can be provided.
[0016]
(Example 2)
FIG. 1 shows a configuration diagram of an MR element wafer evaluation apparatus according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 1, two pairs of coils, an alternating magnetic field generating coil 8 in the horizontal direction and an offset magnetic field generating coil 9 in the vertical direction, are arranged so as to be orthogonal to each other in the plane of the MR element 10. These coils are controlled by an alternating magnetic field coil power source 11 and an offset magnetic field coil power source 12 so that a longitudinal offset magnetic field and a lateral alternating magnetic field can be applied to the MR element 10. The sense current is set by the constant current source 13. The resistance value of the MR element is calculated from the potential difference measured by the sense current and the voltmeter 14. The MR element resistance change with respect to the measured magnetic field change is displayed on the display unit 15, and measurement data such as peak asymmetry calculated from the resistance change is stored in the data storage unit 16. Finally, the pass / fail judgment unit 17 judges pass / fail of the MR element. The control unit 18 has a function of managing all these measurement procedures.
[0017]
FIG. 2 is a flowchart showing the measurement procedure of the evaluation apparatus according to the second embodiment of the present invention. First, in step S1, the MR head is aligned so that an external magnetic field is effectively applied, and the probe electrode is connected to the current terminal and output terminal of the MR head. Next, in step S2, the set sense current is passed through the MR element, and in step S3, an offset magnetic field for correcting the influence of the shield magnetic layer is applied. In step S4, a lateral alternating magnetic field is applied, and the resistance change of the MR element is measured. The amplitude of the alternating magnetic field at this time is preferably a value corresponding to the magnetic field applied from the disk to the MR element when actually operated on the disk, but in this embodiment, ± 50 Oe was adopted. In step S5, the offset magnetic field, the alternating magnetic field, and the sense current are turned off, and the resistance change of the MR element measured in step 6 is displayed. Next, in step S7, reproduction characteristics such as a bias state, reproduction output, and Barkhausen noise are quantified from the measured resistance change, and the quality of the characteristics is determined by comparing with a quality determination criterion. Finally, in step S8, the measurement data and the pass / fail judgment result are saved, and the measurement ends.
[0018]
In this way, by measuring the resistance change with respect to the alternating magnetic field in the lateral direction while applying the offset magnetic field for correcting the influence of the shield to the test element for wafer evaluation according to the second embodiment of the present invention, It was shown that an MR element wafer evaluation apparatus that accurately measures the bias state of the MR element after gap depth processing in advance in the process can be provided.
[0019]
(Example 3)
FIG. 9 shows the resistance change of the MR element with respect to the change of the alternating magnetic field of ± 250 Oe while applying the offset magnetic field to the test element for wafer evaluation. As the offset magnetic field increases, the amount of change in resistance near the zero magnetic field increases, and it can be confirmed that the magnetic field sensitivity is increased. FIG. 10 shows the peak asymmetry measured with an alternating magnetic field of ± 50 Oe and the dependence of the reproduction output on the offset magnetic field. As the offset magnetic field increases, the peak asymmetry increases, and it can be seen that the longitudinal bias magnetic field is actually canceled. It is also clear from the dependence of the reproduction output on the offset magnetic field that the magnetic field sensitivity of the MR element is increased by decreasing the longitudinal bias magnetic field. When the offset magnetic field is further increased, the peak asymmetry and the output rapidly decrease in the vicinity of about 90 Oe. This is considered to be a result of the offset magnetic field becoming larger than the bias magnetic field from the permanent magnet and the magnetization of the MR layer rotating to the opposite side. The magnitude of the offset magnetic field corresponding to the peak asymmetry and the inflection point of the reproduction output is an index relating to the magnitude of the longitudinal bias magnetic field or the strength of the magnetic domain control. FIG. 11 shows the results of measuring the peak asymmetry of the test element on the wafer and the offset magnetic field dependence of the reproduction output for a wafer including an MR head with unstable reproduction characteristics. An inflection point occurs when the offset magnetic field is 50 Oe, which indicates that the magnetization of the MR layer is reversed with respect to a small offset magnetic field as compared with FIG. From this result, it can be determined that the longitudinal bias magnetic field by the permanent magnet is insufficient in the MR head having unstable reproduction characteristics.
[0020]
As described above, according to the third embodiment of the present invention, the strength of the magnetic domain control of the MR element can be evaluated by measuring the offset magnetic field dependency of the resistance change of the MR element, and the reproduction characteristic of the wafer manufacturing process can be evaluated. It has been shown that an MR element wafer evaluation method for measuring instability can be provided.
[0021]
Example 4
FIG. 3 is a flowchart showing the measurement procedure of the evaluation apparatus of the MR head evaluation apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. First, in step S1, the MR head is aligned so that an external magnetic field is effectively applied, and the probe electrode is connected to the current terminal and output terminal of the MR head. Next, in step S2, the set sense current is passed through the MR element, and in step S3, the offset magnetic field is set to zero. In step S4, a lateral alternating magnetic field is applied, and the resistance change of the MR element is measured. The amplitude of the alternating magnetic field at this time is preferably a value corresponding to the magnetic field applied from the disk to the MR element when actually operated on the disk, but ± 50 Oe is adopted in this embodiment. In step S5, the offset magnetic field is increased. Steps S4 to S5 are repeated until the designated offset magnetic field is reached (determined in step S6), and the offset magnetic field dependency of the magnetic characteristics is measured. Thereafter, in step S7, the offset magnetic field, the alternating magnetic field, and the sense current are turned off, and the resistance change of the MR element measured in step S8 is displayed. Next, in step S9, reproduction characteristics such as a bias state, reproduction output, and Barkhausen noise are quantified from the measured resistance change, and the quality of the characteristics is determined by comparison with a quality determination criterion. Finally, in step S10, the measurement data and the pass / fail judgment result are saved, and the measurement ends.
[0022]
As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, it is possible to evaluate the strength of the magnetic domain control of the MR element by measuring the offset magnetic field dependency of the resistance change of the MR element. It has been shown that an MR element wafer evaluation method for measuring qualitative properties can be provided.
[0023]
(Example 5)
The method and apparatus for evaluating the strength of magnetic domain control of MR elements using permanent magnets shown in Examples 3 and 4 are not limited to test elements for wafer evaluation, and are actual elements after gap depth processing. Is the same. FIG. 12 shows the peak asymmetry of the MR head having a stable reproducing characteristic and the unstable MR head and the dependence of the reproducing output on the offset magnetic field. In a head with stable reproduction characteristics, the peak asymmetry and the offset magnetic field at which the reproduction output changes rapidly is 60 Oe, whereas in a stable head, it is 120 Oe. FIG. 13 shows changes in resistance after applying an offset magnetic field to several heads with poor reproduction characteristics. It can be confirmed that the resistance that seems to be Barkhausen noise as shown in FIG. 13C changes abruptly or that the resistance change as shown in FIG. 13D has hysteresis. Since the offset magnetic field is considered to have an effect of increasing the frequency of occurrence of such Barkhausen noise and hysteresis, the Barkhausen noise and hysteresis observed in the resistance change of the MR element are quantified, and the criticality of the offset magnetic field that increases this By using a value as an index, for example, a head showing a critical value below a certain level is determined to be defective, so that a head with poor reproduction characteristics can be selected.
[0024]
As described above, according to the fifth embodiment of the present invention, by measuring the resistance change of the MR element with respect to the alternating magnetic field while applying the offset magnetic field to the MR element after gap depth processing, the reproduction characteristics are poor. It was shown that an MR element evaluation method capable of selecting the head can be provided.
[0025]
(Example 6)
In this embodiment, the MR element evaluation apparatus and evaluation method for MR elements according to the first to fifth embodiments of the present invention will be described. An MR element having the RH characteristic as shown in FIG. 13 is judged as defective. FIG. 13A is an example in which the resistance change of the MR element with respect to the alternating magnetic field is not a straight line but is bent in the middle and the linearity is poor. For example, in order to quantify the linearity of FIG. 13A, the difference between the resistance change amount when the magnetic field is changed from zero to plus and the resistance change amount when the magnetic field is changed from zero to minus is calculated. The quality of the MR element can be determined by dividing by the total resistance change amount. The formula at that time is
| (Maximum resistance-resistance at zero magnetic field)-(resistance at zero magnetic field-minimum resistance) | / (maximum resistance-minimum resistance)
It becomes. The closer this value is to zero, the better the device performance. Calculate this value from the change in resistance when applying an offset magnetic field to correct the influence of the shield magnetic layer in the test element for wafer evaluation or the change in resistance when no offset magnetic field is applied to the MR element after gap depth processing. If the reference value is exceeded, it will be considered as defective.
[0026]
As shown in FIG. 13B, the linearity of the MR element is good, but the error rate of the hard disk drive is also deteriorated when the overall resistance change amount is small (reproduction output is small). Therefore, a reproduction output (maximum) is obtained from a resistance change when an offset magnetic field for correcting the influence of the shield magnetic layer is applied to the test element for wafer evaluation or a resistance change when no offset magnetic field is applied to the MR element after gap depth processing. (Resistance value−minimum resistance value) is calculated.
[0027]
A head showing a discontinuous change in resistance caused by Barkhausen noise as shown in FIG. 13C is also judged to be defective because it causes fluctuations in reproduction output. For example, in order to quantify such Barkhausen noise, it is only necessary to quantify the discontinuous change in resistance. The resistance value is differentiated from the external magnetic field, and the slope of the overall resistance change (dR / dH)avgBy using the maximum value in the measurement data of the deviation of the differential value (dR / dH) with respect to as an index, the quality of the MR element can be determined. The formula at that time is
max [(dR / dH)-(dR / dH)avg|]2
It becomes. The closer this value is to zero, the better the device performance. For this reason, this value is calculated from the resistance change when an offset magnetic field is applied to correct the influence of the shield magnetic layer in the test element for wafer evaluation or the resistance change when no offset magnetic field is applied to the MR element after gap depth processing. If the calculated value exceeds the reference value, it will be considered as defective.
[0028]
Since the head having hysteresis in the resistance change as shown in FIG. 13D also causes the reproduction output fluctuation, it is determined to be defective. For example, in order to quantify such hysteresis, it is only necessary to quantify the difference in resistance between the path when the magnetic field is increased and the path when the magnetic field is decreased. Whether the MR element is good or bad can be determined by using, as an index, a value obtained by integrating the difference in resistance value in the measurement data. The formula at that time is
Σ | R (H)+  -R (H)-
It becomes. The closer this value is to zero, the better the device performance. For this reason, this value is calculated from the resistance change when an offset magnetic field is applied to correct the influence of the shield magnetic layer in the test element for wafer evaluation or the resistance change when no offset magnetic field is applied to the MR element after gap depth processing. If the calculated value exceeds the reference value, it will be considered as defective.
[0029]
As described above, according to the sixth embodiment of the present invention, it is possible to quantitatively determine the quality of an MR head with poor reproduction characteristics as shown in FIG. 13, and combine it with the evaluation apparatus and the evaluation method of the first to fifth embodiments. Thus, it has been shown that an MR element evaluation apparatus capable of inspecting the reproduction characteristics of the MR head can be provided even during the manufacturing process.
[0030]
【The invention's effect】
According to the evaluation method and the evaluation apparatus of the present invention, at the stage where the wafer on which the head element of the MR element and the test element for wafer evaluation are formed is manufactured, the test element is evaluated, thereby providing an actual shielded device. It is possible to quantitatively detect the reproduction instability due to the bias state of the MR element or Barkhausen noise. Depending on the quality of the test element, appropriate management of the manufacturing process can be performed and the quality can be improved. In addition, by performing the same evaluation on the MR element after gap depth processing, it is possible to quantitatively detect reproduction instability caused by Barkhausen noise and perform selection, so that the HGA assembly man-hours associated with defective reproduction characteristics are applied. And cost can be reduced.
[0031]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an MR element evaluation apparatus according to second and fourth embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a control flowchart of an MR element evaluation apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a control flowchart of an MR element evaluation apparatus according to a fourth embodiment of the present invention;
FIG. 4 shows an example of element arrangement of an MR element wafer.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a difference in the state of longitudinal bias depending on the presence or absence of a shield magnetic layer.
FIG. 6 shows the dependency of longitudinal bias on the read gap thickness.
FIG. 7 shows the correlation of the peak asymmetry between the MR element with a shield magnetic layer and the test element when the influence of the shield magnetic layer is not corrected.
FIG. 8 shows the correlation between the peak asymmetry of the MR element with a shield magnetic layer and the test element when the influence of the shield magnetic layer is corrected.
FIG. 9 shows the offset magnetic field dependence of the resistance change of the MR element with respect to the change of the alternating magnetic field.
FIG. 10 shows the peak asymmetry of the MR head having a stable reproduction characteristic and the offset magnetic field dependence of the reproduction output.
FIG. 11 shows the peak asymmetry of an MR head with unstable reproduction characteristics and the dependence of the reproduction output on the offset magnetic field.
FIG. 12 shows the peak asymmetry of the MR head with a shield magnetic layer after gap depth processing with stable and unstable reproduction characteristics, and the offset magnetic field dependence of the reproduction output.
FIG. 13 is a typical example of a resistance change with respect to a change in an external magnetic field of an MR element having poor reproduction characteristics.
FIG. 14 shows a reproducing portion of a permanent magnet bias type MR head.
[Explanation of symbols]
1 MR layer, 2 spacer layer, 3 SAL, 4 permanent magnet, 5 upper shield magnetic layer, 6 lower shield magnetic layer, 7 lead gap layer, 8 coil for applying alternating magnetic field, 9 coil for applying offset magnetic field, 10 MR element, 11 power supply for alternating magnetic field coil, 12 power supply for offset magnetic field coil, 13 constant current source, 14 voltmeter, 15 display unit, 16 data storage unit, 17 pass / fail judgment unit, 18 control unit, 19 test element for characteristic evaluation, 20 products MR element forming region, 21 non-magnetic substrate

Claims (4)

縦および横バイアス磁界が感磁部である磁気抵抗効果素子(以下、MR素子と省略)に印加されると共に、シールド磁性層に挟まれる構成の磁気抵抗効果型ヘッド(以下、MRヘッドと省略)の評価装置であり、縦バイアス磁界を打ち消すオフセット磁界発生手段と、横バイアス磁界と同方向の交番磁界発生手段と、前記シールド層がないかあるいは一方が形成されたテスト用ヘッドをウェハに形成配置し、このテスト用ヘッドのMR素子の電気抵抗を測定する手段とを備えたことを特徴とするMRヘッドの評価装置。A longitudinal and lateral bias magnetic field is applied to a magnetoresistive element (hereinafter abbreviated as MR element) which is a magnetosensitive part and is sandwiched between shield magnetic layers (hereinafter abbreviated as MR head). And an offset magnetic field generating means for canceling the longitudinal bias magnetic field, an alternating magnetic field generating means in the same direction as the lateral bias magnetic field, and a test head with or without the shield layer formed on the wafer. And an MR head evaluation apparatus comprising means for measuring the electrical resistance of the MR element of the test head. 請求項1において、前記テスト用MR素子の電気抵抗の測定値から変化分を算出して前記MRヘッドの良否判定を行う判定手段を備えたことを特徴とするMRヘッドの評価装置。2. The MR head evaluation apparatus according to claim 1, further comprising determination means for determining a quality of the MR head by calculating a change amount from a measured value of electric resistance of the test MR element. 縦および横バイアス磁界が感磁部であるMR素子に印加されると共に、シールド磁性層に挟まれる構成のMRヘッドの評価方法であり、少なくとも前記シールド層の一方を除去したテスト用ヘッドをウェハに形成配置し、縦バイアス磁界を打ち消すオフセット磁界を印加しながら、横バイアス磁界と同方向の交番磁界に対する前記テスト用ヘッドのMR素子の電気抵抗の変化を測定することによりMRヘッドの特性を判定することを特徴とするMRヘッドの評価方法An MR head evaluation method in which longitudinal and lateral bias magnetic fields are applied to an MR element serving as a magnetosensitive portion and sandwiched between shield magnetic layers, and a test head from which at least one of the shield layers is removed is applied to a wafer The characteristics of the MR head are determined by measuring the change in the electrical resistance of the MR element of the test head with respect to an alternating magnetic field in the same direction as the lateral bias magnetic field while applying an offset magnetic field that cancels the longitudinal bias magnetic field. MR head evaluation method characterized by the above 請求項3において、前記テスト用ヘッドのMR素子の電気抵抗変化の測定結果と前記オフセット磁界との関係からMRヘッドの良否判定をすることを特徴とするMRヘッド評価方法。4. The MR head evaluation method according to claim 3, wherein the quality of the MR head is determined from the relationship between the measurement result of the change in electrical resistance of the MR element of the test head and the offset magnetic field.
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