(57)【要約】【課題】  磁気シールドの残留磁化がＧＭＲ素子やＴＭＲ素子の読み取り特性に与える影響を明らかにしつつ、読み取り特性を改善する簡易な方法を提供する。【解決手段】  本発明は、ハードバイアス層（１１１）の磁化方向とは逆方向に、ハードバイアス層の保磁力よりも小さく、磁気シールド（１、３）の保磁力よりも大きい磁場を印加し、磁気シールドをハードバイアス層の磁化方向とは逆方向に着磁する。これにより、ハードバイアス層の磁化と磁気シールドの残留磁化が磁気的に安定に結合されていないため、ハードバイアス層の磁化が実効的に弱められ、磁気ヘッドの読み取り特性が劣化していた（ａ）のような状態から、ハードバイアス層の磁化と磁気シールドの残留磁化が磁気的に安定に結合された（ｂ）のような状態に遷移するので、実効的に弱められていたハードバイアス層の磁化が回復し、磁気ヘッドの読み取り特性が改善する。【選択図】  図５
2005339627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気抵抗素子を読み取り用素子として備える磁気ヘッドの読み取り特性改善方法であって、
前記磁気抵抗素子の磁化自由層にバイアス磁場を与えるハードバイアス層の磁化方向とは反対方向に、前記ハードバイアス層の保磁力より小さく、前記磁気抵抗素子を挟むように形成されている磁気シールドの保磁力より大きい磁場を印加して、前記磁気シールドを着磁する方法。
【請求項２】
磁気抵抗素子を読み取り用素子として備える磁気ヘッドの読み取り特性改善方法であって、
所定の磁気信号に対する前記磁気抵抗素子の出力電圧の大きさを測定する第１のステップと、
前記磁気抵抗素子のＡＢＳ面に平行かつ前記磁気抵抗素子の積層方向に垂直な方向に、前記磁気抵抗素子の磁化自由層にバイアス磁場を与えるハードバイアス層の保磁力より小さく、前記磁気抵抗素子を挟むように形成されている磁気シールドの保磁力より大きい磁場を印加して、前記磁気シールドを着磁する第２のステップと、
前記第２のステップの後、前記所定の磁気信号に対する前記磁気抵抗素子の出力電圧の大きさを測定する第３のステップと、
前記第３のステップで測定された出力電圧の大きさが、前記第１のステップで測定された出力電圧の大きさよりも小さくない場合、前記第２のステップで印加した磁場の方向とは反対方向に、前記ハードバイアス層の保磁力より小さく、前記磁気シールドの保磁力より大きい磁場を印加して、前記磁気シールドを着磁する第４のステップと、
前記第４のステップの後、前記所定の磁気信号に対する前記磁気抵抗素子の出力電圧の大きさを測定する第５のステップを有し、
前記第５のステップで測定された出力電圧の大きさが、前記第３のステップで測定された出力電圧の大きさよりも小さくない場合、前記第１のステップから前記第５のステップを所定の回数繰り返す方法。
【請求項３】
前記第３のステップで測定された出力電圧の大きさが、前記第１のステップで測定された出力電圧の大きさよりも小さい場合、または、前記第５のステップで測定された出力電圧の大きさが、前記第３のステップで測定された出力電圧の大きさよりも小さい場合、前記磁気ヘッドに備えられた書き込み用素子に含まれるコイルに所定の大きさの電流を流した後の、前記所定の磁気信号に対する前記磁気抵抗素子の出力電圧の大きさを測定する第６のステップをさらに有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記所定の磁気信号は、少なくとも、その磁場の方向が反対で大きさの等しい２つの信号を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
磁場生成手段と、磁気ヘッドに読み取り用素子として備えられた磁気抵抗素子の出力電圧の大きさを測定する出力電圧測定手段と、前記磁場生成手段と前記出力電圧測定手段を制御する制御手段を有する磁気ヘッドの読み取り特性改善装置によって実施される磁気ヘッドの読み取り特性改善方法であって、
前記制御部が、前記出力電圧測定手段に、所定の磁気信号に対する前記磁気抵抗素子の出力電圧の大きさを測定させ、測定値を返信させる第１のステップと、
前記制御部が、前記磁場生成手段に、前記磁気抵抗素子のＡＢＳ面に平行かつ前記磁気抵抗素子の積層方向に垂直な方向に、前記磁気抵抗素子の磁化自由層にバイアス磁場を与えるハードバイアス層の保磁力より小さく、前記磁気抵抗素子を挟むように形成されている磁気シールドの保磁力より大きい磁場を印加させ、前記磁気シールドを着磁させる第２のステップと、
前記制御部が、前記第２のステップの後、前記出力電圧測定手段に、前記所定の磁気信号に対する前記磁気抵抗素子の出力電圧の大きさを測定させ、測定値を返信させる第３のステップと、
前記制御部が、前記第３のステップで受信した測定値と、前記第１のステップで受信した測定値を比較し、前者が小さい場合、読み取り特性が改善されたと判断し、前者が小さくない場合、読み取り特性が改善されていないと判断する第４のステップと、
前記制御部が、前記第４のステップで読み取り特性が改善されていないと判断した場合、前記磁場生成手段に、前記第２のステップで印加した磁場の方向とは反対方向に、前記ハードバイアス層の保磁力より小さく、前記磁気シールドの保磁力より大きい磁場を印加させ、前記磁気シールドを着磁させる第５のステップと、
前記制御部が、前記第５のステップの後、前記出力電圧測定手段に、前記所定の磁気信号に対する前記磁気抵抗素子の出力電圧の大きさを測定させ、測定値を返信させる第６のステップと、
前記制御部が、前記第６のステップで受信した測定値と、前記第３のステップで受信した測定値を比較し、前者が小さい場合、読み取り特性が改善されたと判断し、前者が小さくない場合、読み取り特性が改善されていないと判断する第７のステップを有し、
前記制御部は、前記第７のステップで読み取り特性が改善されていないと判断した場合、前記第１のステップから前記第７のステップを所定の回数繰り返す方法。
【請求項６】
前記出力電圧測定手段は、前記磁気ヘッドに備えられた書き込み用素子に含まれるコイルに電流を流す手段を有し、
前記制御部が、前記第４のステップまたは前記第７のステップで読み取り特性が改善されたと判断した場合、前記出力電圧測定手段に、所定の大きさの電流を前記コイルに流させる第８のステップと、
前記制御部が、前記第８のステップの後、前記出力電圧測定手段に、前記所定の磁気信号に対する前記磁気抵抗素子の出力電圧の大きさを測定させ、測定値を返信させる第９のステップと、
前記制御部が、前記第９のステップで受信した測定値と、前記第３のステップまたは前記第６のステップで受信した測定値を比較し、これらが所定の誤差の範囲内で一致することをもって、読み取り特性の改善を確認する第１０のステップをさらに有する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記所定の磁気信号は、少なくとも、その磁場の方向が反対で大きさの等しい２つの信号を含み、
前記第４のステップおよび前記第７のステップおよび前記第１０のステップは、前記制御部が、前記磁気抵抗素子の出力電圧の非対称性度を計算するステップを有し、
前記制御部が、前記第１０のステップで計算した出力電圧の非対称性度と、前記第４のステップまたは前記第７のステップで計算した出力電圧の非対称性度を比較し、これらが所定の誤差の範囲内で一致することをもって、読み取り特性の改善を確認する第１１のステップをさらに有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記磁気抵抗素子は、巨大磁気抵抗素子である、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記磁気抵抗素子は、トンネル磁気抵抗素子である、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
請求項５から９のいずれ１項に記載の方法に含まれる各ステップを、前記制御部となるべきコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１１】
磁気抵抗素子を読み取り用素子として備える磁気ヘッドの読み取り特性改善装置であって、
前記磁気抵抗素子のＡＢＳ面に平行かつ前記磁気抵抗素子の積層方向に垂直な２つの方向に、前記磁気抵抗素子の磁化自由層にバイアス磁場を与えるハードバイアス層の保磁力より小さく、前記磁気抵抗素子を挟むように形成されている磁気シールドの保磁力より大きい磁場を印加し、前記磁気シールドを着磁可能な磁場生成手段と、
所定の磁気信号に対する前記磁気抵抗素子の出力電圧の大きさを測定する出力電圧測定手段と、
前記磁場生成手段と前記出力電圧測定手段を制御し、前記磁場生成手段による磁場印可の前後に前記出力電圧測定手段に測定を行わせ、前記磁場生成手段による磁場印加によって測定値が減少したことをもって、前記磁気ヘッドの読み取り特性が改善したと判断する制御手段を有する装置。
【請求項１２】
前記出力電圧測定手段は、前記磁気ヘッドに備えられた書き込み用素子に含まれるコイルに電流を流す手段を有し、
前記制御手段は、前記磁気ヘッドの読み取り特性が改善したと判断された場合、前記出力電圧測定手段に所定の大きさの電流を前記コイルに流した後の出力電圧の大きさの測定を行わせ、前記コイルに電流を流しても測定値が所定の誤差の範囲内で一致していることをもって、前記磁気ヘッドの読み取り特性の改善を確認する手段を有する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記所定の磁気信号は、少なくとも、その磁場の方向が反対で大きさの等しい２つの信号を含み、
前記制御手段は、前記磁気ヘッドの読み取り特性が改善したと判断された場合、前記出力電圧測定手段に所定の大きさの電流を前記コイルに電流を流した後の出力電圧の大きさの測定を行わせ、前記コイルに電流を流しても、前記測定値にもとづいて計算された出力電圧の非対称性度が所定の誤差の範囲内で一致していることをもって、前記磁気ヘッドの読み取り特性の改善を確認する手段を有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記出力電圧測定手段は、前記所定の信号が記録された磁気記録媒体を含む、請求項１１から１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記磁気抵抗素子は、巨大磁気抵抗素子である、請求項１１から１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記磁気抵抗素子は、トンネル磁気抵抗素子である、請求項１１から１４のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巨大磁気抵抗素子またはトンネル磁気抵抗素子などの磁気抵抗素子を読み取り用素子として備える磁気ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気記録の高密度化・高感度化の社会的要請を受け、いわゆる巨大磁気抵抗（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ（ＧＭＲ））効果を利用した巨大磁気抵抗素子（以下、ＧＭＲ素子と記載する）や、いわゆるトンネル磁気抵抗（Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ（ＴＭＲ））効果を利用したトンネル磁気抵抗素子（以下、ＴＭＲ素子と記載する）などの磁気抵抗素子を読み取り用素子として備える磁気ヘッドの開発が急速に進展している。
【０００３】
図１（ａ）（ｂ）を参照すると、ＧＭＲ素子を読み取り用素子として備える磁気ヘッドの一例が示されている。以下、この磁気ヘッドを簡単に説明する。
【０００４】
図１（ａ）は、磁気ヘッドが磁気記録媒体と向き合う面（Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ面と呼ばれている。以下、ＡＢＳ面と記載する）から見た磁気ヘッドの概略図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）において、ＡＢＳ面に垂直、かつ、書き込み部と読み取り部が積まれる方向に平行な面で切った断面から見た磁気ヘッドの概略図である。
【０００５】
書き込み部は、図１（ｂ）に示すように、コイル５と、上部ヨーク６と、下部ヨーク４を含む。コイル５は、上部ヨーク６と下部ヨーク４に対して巻かれている。コイル５に対して、図１（ｂ）の紙面に垂直な方向に電流を流すと、上部ヨーク６と下部ヨーク４内に磁場が形成される。ＡＢＳ面において、上部ヨーク６と下部ヨーク４はギャップ７を形成しているため、上部ヨーク６と下部ヨーク４内に形成された磁場は、磁極８から外部に放射される。この放射された磁場が、磁気記録媒体に対する書き込み用の磁場となる。
【０００６】
読み取り部は、ＧＭＲ素子２と、上部磁気シールド３と、下部磁気シールド１を含む。ＧＭＲ素子２は、図１（ｂ）に示すように、ＡＢＳ面の近傍に配置され、磁気記録媒体の磁気記録を読み取る。上部磁気シールド３と下部磁気シールド１は、ＧＭＲ素子２を挟み込むように形成されており、ＧＭＲ素子２の読み取り動作が磁気記録媒体上の隣接ビットからの磁場（信号）によって影響を受けるのを防止している。上部磁気シールド３と下部磁気シールド１は、パーマロイなどの軟磁性材料を用いて形成される。
【０００７】
磁気ヘッドは、コーティング０によって、保護の必要のある部分が被覆される。
【０００８】
図２を参照すると、ＡＢＳ面から見た読み取り部の詳細図が示されている。読み取り部は、ＧＭＲ素子２と上部磁気シールド３と下部磁気シールド１以外に、ＧＭＲ素子２と上部磁気シールド３を電気的に絶縁する上部絶縁層１０と、ＧＭＲ素子２と下部磁気シールド１を電気的に絶縁する下部絶縁層９と、ＧＭＲ素子２の両サイドに形成され、ハードバイアス層１１１と、リード層１１２を有する側方層１１を含む。また、ＧＭＲ素子２は、磁化自由層２１と、スペーサ層２２と、磁化固定層２３を含む。
【０００９】
磁化自由層２１は、その磁化方向を外部磁場によって自由に動かすことが可能な層である。磁化固定層２３は、その磁化方向が所定の方向に固定された層である（磁化方向を固定するのに必要な反強磁性層を含む）。スペーサ層２２は、その厚さが磁化自由層２１のスピンと磁化固定層２３のスピンに反強磁性的結合をもたらすように設定された層である。
【００１０】
ハードバイアス層１１１は、磁区の磁壁移動に起因するいわゆるバルクハウゼンノイズを抑制するため、磁化自由層２１を単磁区構造にするための層である。ハードバイアス層１１１は、一般に、強い一軸異方性を有する永久磁石材料を用いて形成される。また、リード層１１２は、ＧＭＲ素子２に、磁気記録媒体からの磁場を検出するセンス電流を導入するための層である。
【００１１】
磁化固定層２３は、その固定された磁化方向がＡＢＳ面に対して垂直になるように設定される。一方、ハードバイアス層１１１は、その磁化方向が磁化固定層２３の磁化方向に垂直かつＧＭＲ素子２の積層方向に垂直になるように設定される（図２では、その磁化方向が左から右に向かうように設定されている）。ハードバイアス層１１１によって形成されるハードバイアス磁場により、磁化自由層２１は、ハードバイアス層１１１の磁化方向と同じ方向に磁化され、単磁区化される。つまり、磁気記録媒体からの磁場が存在しない状態では、磁化固定層２３の磁化方向と磁化自由層２１の磁化方向のなす角度は９０°である。
【００１２】
磁気記録媒体の磁気記録が形成する磁場のＡＢＳ面に垂直な成分の方向が磁化固定層２３の磁化方向と同じ方向の場合、磁化自由層２１の磁化方向は磁化固定層２３の磁化方向に向かって回転する。その結果、ＧＭＲ素子２を流れるセンス電流（定電流）に対する磁気散乱が減少し、ＧＭＲ素子２の抵抗が減少して、ＧＭＲ素子２の電圧が減少する。逆に、磁気記録媒体の磁気記録が形成する磁場のＡＢＳ面に垂直な成分の方向が磁化固定層２３の磁化方向とは反対方向の場合、磁化自由層２１の磁化方向は磁化固定層２３の磁化方向とは反対方向に向かって回転する。その結果、ＧＭＲ素子２を流れるセンス電流に対する磁気散乱が増大し、ＧＭＲ素子２の抵抗が増大して、ＧＭＲ素子２の電圧が増大する。以上のようにして、磁気記録媒体の磁気記録が読み取られる。
【００１３】
ここで、ハードバイアス磁場の方向と、外部磁場（ハードバイアス磁場と、磁気記録媒体の磁気記録が形成する磁場のＡＢＳ面に垂直な成分のベクトル和）によって自由に回転する磁化自由層２１の磁化方向のなす角度をθとすると、ＧＭＲ素子２の電圧Ｖは次のように表わされる。
【００１４】
【数１】
2005339627.tif 000003
【００１５】
ただし、Ｖ0、Ｖ1は定数である。
【００１６】
以上の読み取り動作において、ハードバイアス層１１１は、上述したバルクハウゼンノイズの低減以外に、次のような重要な役割を果たしている。一般に、磁気記録を良好に再生するためには、磁気記録媒体の磁気記録が形成する磁場のＡＢＳ面に垂直な成分の全分布に対して、ＭＲ素子２の電圧Ｖの変化部分（以下、出力電圧ΔＶと記載する）
【００１７】
【数２】
2005339627.tif 000004
【００１８】
が線形に変化することがぜひとも望ましい。磁化自由層２１の磁化方向は、ハードバイアス磁場と、磁気記録媒体の磁気記録が形成する磁場のＡＢＳ面に垂直な成分のベクトル和によって決定されるが、ハードバイアス磁場が小さすぎると、［数２］からも分かるように、磁気記録媒体からの磁場が弱くても大きな出力電圧ΔＶの変化が得られる反面、磁気記録媒体からの磁場に対する出力電圧ΔＶの変化は飽和傾向ないし非線形になり、磁気記録の良好な再生が得られなくなる。そこで通常、ハードバイアス層１１１は、ハードバイアス磁場が、磁気記録媒体の磁気記録が形成する磁場のＡＢＳ面に垂直な成分の全分布に対して、出力電圧ΔＶが線形に変化し、なおかつ、大きな変化が期待できるように適切な大きさになるように形成される。このように、ハードバイアス層１１１は、磁気記録の良好な再生を担保するうえで極めて重要である。
【００１９】
以上、ＧＭＲ素子が備えられた磁気ヘッドを例にとり、その構造、読み取り動作、ハードバイアス層の意義を説明してきたが、以上の説明は、ＴＭＲ素子においても、スペーサ層に絶縁体材料を用い、積層方向にセンス電流を流して（リード層がＴＭＲ素子の積層方向に設けられる）、ＴＭＲ効果により磁場を検出する点を除いて、ほぼ妥当する。
【００２０】
以上説明したハードバイアス層１１１の読み取り動作における重要性に鑑み、通常、磁気ヘッドの積層・集積工程（ウエハ製造工程）において、ハードバイアス層１１１の着磁（磁化固定層２３の保磁力よりも小さく、ハードバイアス層１１１の保磁力よりも大きな磁場を印可すること）を行っている。以後、ウエハから切り出された磁気ヘッド素子（バー）は、スライダ（磁気ヘッドを磁気記録媒体から浮上させるためのＡＢＳ面を形成する土台）に取り付けられ、ヘッドジンバルアセンブリ（Ｈｅａｄ Ｇｉｍｂａｌ Ａｓｓｅｍｂｌｙ（ＨＧＡ）、スライダとサスペンションの組み合わせ）、ヘッドアームアセンブリ（Ｈｅａｄ Ａｒｍ Ａｓｓｅｍｂｌｙ（ＨＡＡ）、ＨＧＡとアームの組み合わせ）、ヘッドスタックアセンブリ（Ｈｅａｄ Ｓｔａｃｋ Ａｓｓｅｍｂｌｙ（ＨＳＡ）、ＨＡＡを数本組み合わせて、ボイスコイルモータのコイルを取り付けたもの）に組み立てられていく（以下、ウエハからの切り出し以降の工程を加工・組み立て工程と記載する）。
【００２１】
加工・組み立て工程を経ると、積層・集積工程においてしっかりと着磁を行ったにもかかわらず、ハードバイアス層１１１の磁化が弱められ、磁気記録の良好な再生が困難になることがよくある。このため、加工・組み立て工程においても、ハードバイアス層１１１の着磁（再着磁）を行うことがある。加工・組み立てによって、ハードバイアス層１１１の磁化が単に弱められてしまうだけならば、ハードバイアス層１１１の再着磁により、磁気記録の良好な再生は必ず回復するはずであるが、必ずしも再着磁により回復しないことが見出されている。
【００２２】
これは、上部磁気シールド３および下部磁気シールド１の磁化が、ＧＭＲ素子２の読み取り動作に影響を及ぼしているためであると考えられる。上部磁気シールド３および下部磁気シールド１は軟磁性材料で形成されているため、ハードバイアス層１１１の着磁のための磁場等にさらされることにより残留する磁化は、ハードバイアス層１１１の磁化の３分の１程度の大きさにすぎないが、この残留磁化が、ハードバイアス層１１１の磁化と磁気的に結合して、ＧＭＲ素子２の読み取り動作に影響を及ぼしているものと考えられる。
【００２３】
この点、特開２００２−１８５０５９号公報（特許文献１）が、類似の指摘を行っている。特許文献１は、その段落０００６において、上部磁気シールドに不可避的に形成される磁極（磁区境界）が、ハードバイアス層によるハードバイアス磁場を弱め、ＧＭＲ素子の読み取り動作を劣化させていると言及している。そこで、特許文献１に記載の発明は、上部磁気シールドのＧＭＲ素子近傍部分を単磁区化して、磁極が形成されないようにしている。そのために、特許文献１に記載の発明は、上部磁気シールドおよび上部絶縁層と、ＧＭＲ素子および側方層とが、単一面で接するようにしたり（図２では、５つの面で接している）、単磁区化するための溝構造を上部磁気シールドに設けたりしている。
【００２４】
ハードバイアス層に関連する以上の問題は、磁気シールドとハードバイアス層を用いるＴＭＲ素子においても生じると思われる。
【特許文献１】特開２００２−１８５０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
しかしながら、特許文献１は、本明細書の以下の検討で明らかになるように、磁気シールドの残留磁化が、ＧＭＲ素子の読み取り特性に与える影響の検討が不十分であり、それゆえ、上部磁気シールドを上記のような構成にすることで、特性がどの程度改善されるのか、かなり疑問があると言わざるを得ない。また、上部磁気シールドに溝構造を設けることは、工程をより複雑なものにするおそれがあり、特許文献１に記載の発明は、ＧＭＲ素子の読み取り特性を改善する簡易な方法とは言い難い。
【００２６】
本発明の目的は、磁気シールドの残留磁化がＧＭＲ素子やＴＭＲ素子の読み取り特性に与える影響を明らかにしつつ、ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子の読み取り特性を改善する簡易な方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記目的を達成するために、本発明は、ハードバイアス層の磁化方向（またはハードバイアス磁場の方向）とは逆方向に、ハードバイアス層の保磁力よりも小さく、磁気シールドの保磁力よりも大きい磁場を印加し、磁気シールドをハードバイアス層の磁化方向とは逆方向に着磁する。
【００２８】
本明細書で以下詳細に検討されるように、磁気シールドの残留磁化がＧＭＲ素子やＴＭＲ素子の読み取り特性を劣化させるのは、主として次のようなシナリオによるものであることを結論づけた。すなわち、磁気シールドの残留磁化が、磁気シールドの磁区境界を磁極として、ハードバイアス層において形成する磁場の方向は、磁気シールドの残留磁化の方向とは逆方向になる。したがって、もし磁気シールドの残留磁化の方向がハードバイアス層の磁化方向と同じであれば、磁気シールドの残留磁化がハードバイアス層において形成する磁場の方向はハードバイアス層の磁化方向とは逆方向になる。その結果、ハードバイアス層の磁化は高エネルギー状態（不安定状態）に遷移し、磁化が実効的に弱められてしまう。ハードバイアス層の磁化が実効的に弱められてしまうため、ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子の読み取り特性が劣化する。
【００２９】
そこで、上記のように、ハードバイアス層の磁化方向とは逆方向に、ハードバイアス層の保磁力よりも小さく、磁気シールドの保磁力よりも大きい磁場を印加し、磁気シールドをハードバイアス層の磁化方向とは逆方向に着磁する。この磁場は、ハードバイアス層の保磁力よりも小さいので、ハードバイアス層の磁化方向まで反転させることはない。この磁気シールドの着磁により、磁気シールドの残留磁化がハードバイアス層において形成する磁場の方向はハードバイアス層の磁化方向と同じになり、ハードバイアス層の磁化は低エネルギー状態（安定状態）に遷移し、磁化が実効的に強められる。ハードバイアス層の磁化が実効的に強められることにより、ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子の読み取り特性が改善されることになる。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように、本発明によれば、特許文献１に記載の発明のように、磁気シールドに新たな構造を導入して製造工程を変える必要もなく、ハードバイアス層の磁化方向とは逆方向に、ハードバイアス層の保磁力よりも小さく、磁気シールドの保磁力よりも大きい磁場を印加するという極めて簡易な方法で、ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子の読み取り特性を改善することができる。以上のように、本発明は、製造工程を何ら変更する必要がないので、積層・集積工程、加工・組み立て工程のどの段階においても実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、ＧＭＲ素子が備えられた磁気ヘッドを例に取り、実施形態の説明を行っているが、以下の説明は、磁気シールドとハードバイアス層を用いるＴＭＲ素子が備えられた磁気ヘッドにもあてはまる。
【００３２】
はじめに、磁気シールドの磁性が、ＧＭＲ素子の読み取り特性にいかなる影響を与えるかについて、図面を参照しながら検討を行う。
【００３３】
図３（ａ）、（ｂ）を参照すると、シールドハイト（磁気シールドのＡＢＳ面に垂直な方向の長さ）を変化させたときの磁気シールドの磁区状態の変化が模式的に示されている。
【００３４】
磁気シールドの磁区状態は、磁気シールドを形成する材料、磁気シールドの形状など種々のファクタにより変化するものと考えられるが、シールドハイト以外のファクタを固定してシールドハイトを変化させると、磁気シールドの磁区状態の系統的な変化が、磁区顕微鏡による観察などによって観測された。ただし、図３（ａ）、（ｂ）は、あくまで磁気シールドの磁区状態の系統的な変化を模式的に説明するためのものであり、実際にこれと同一の変化をするわけではないことに留意されたい。
【００３５】
図３において、ＧＭＲ素子２は、ＡＢＳ面に隣接して形成されている。ＧＭＲ素子２内の矢印は、ハードバイアス磁場の方向（ハードバイアス層の磁化方向、または、磁気記録媒体からの磁場が存在しないときの磁化自由層の磁化方向）を示している。シールドハイトを（ａ）から（ｂ）のように変化させると、磁気シールドにおけるＧＭＲ素子２近傍の磁区状態（ＧＭＲ素子２の読み取り特性に影響を与えるのは、ＧＭＲ素子２近傍の磁区状態であると考えられる）は、（ａ）単磁区（ＧＭＲ素子２近傍において単磁区という意味）で、残留磁化の方向がハードバイアス磁場の方向と同じ状態、（ｂ）単磁区（同じくＧＭＲ素子２近傍において単磁区という意味）で、残留磁化の方向がハードバイアス磁場の方向と逆の状態、というように変化している（（ａ）、（ｂ）の磁気シールドの磁区状態は、実際に観測された代表的な磁区状態であるが、シールドハイトを大きくすると、実際に（ａ）→（ｂ）のような変化をするわけではない）。
【００３６】
なお、上部磁気シールドと下部磁気シールドは、シールドハイトが同じなので、シールドハイト以外のファクタが同一なら、だいたい同一の磁区状態が形成されると考えられる。
【００３７】
また、加工・組み立て工程において、ウエハに加えられる外乱（磁気ストレス、機械的ストレス）により、シールドハイトの変化による（ａ）→（ｂ）のような磁区状態の変化以外に、ＧＭＲ素子２近傍において、磁気シールドが２つの磁区に分かれる（すなわち、磁気シールドの磁区境界が、ＧＭＲ素子近傍に現れる）状態も観測されている。
【００３８】
次に、図４（ａ）、（ｂ）を参照すると、磁気シールドがそれぞれ図３の（ａ）、（ｂ）の各磁区状態にあるとき、磁気シールドの残留磁化がハードバイアス層の磁化に与える影響を説明するための図が示されている。なお、ＧＭＲ素子２の磁化自由層２１、ハードバイアス層１１１の磁化方向（実線矢印）は、図２で示したものと同じである。
【００３９】
図４（ａ）において、磁気シールド（上部磁気シールド３および下部磁気シールド１）の残留磁化の方向は、ハードバイアス層１１１の磁化方向と同じである。この場合、磁気シールドの残留磁化が、磁気シールドの磁区境界（この場合、ＧＭＲ素子２近傍において単磁区なので、磁気シールド両端部）を磁極として、ハードバイアス層１１１において形成する磁場の方向は、図４（ａ）に示すように、ハードバイアス層１１１の磁化方向とは逆になる。その結果、ハードバイアス層１１１の磁化は、エネルギーの高い不安定な状態に遷移し、磁化が実効的に弱められている。
【００４０】
図４（ｂ）において、磁気シールドの残留磁化の方向は、ハードバイアス層１１１の磁化方向と逆である。この場合、磁気シールドの残留磁化が、磁気シールドの磁区境界（この場合、ＧＭＲ素子２近傍において単磁区なので、磁気シールド両端部）を磁極として、ハードバイアス層１１１において形成する磁場の方向は、図４（ｂ）に示すように、ハードバイアス層１１１の磁化方向と同じになる。その結果、ハードバイアス層１１１の磁化は、エネルギーの低い安定な状態に遷移し、磁化が実効的に強められている。
【００４１】
［背景技術］でも述べたように、加工・組み立て工程を経ると、積層・集積工程においてしっかりと着磁を行ったにもかかわらず、ハードバイアス層１１１の磁化が弱められ、磁気記録の良好な再生が困難になることがよくある。加工・組み立て工程では、積層・集積工程において形成したウエハからバー（磁気ヘッド素子）を切り出し、これをスライダ、ＨＧＡ、ＨＡＡ、ＨＳＡへと形成していく。ウエハからバーを切り出す際には、バーを所定の形状・寸法（シールドハイトの寸法を含む）に整形することになるが、このとき、選択した形状・寸法によっては、図３（ａ）のような磁区状態が磁気シールドに形成され、図４（ａ）のようなハードバイアス層１１１の磁化の不安定な状態が形成されることも十分あり得る。
【００４２】
図３および図４を参照して行った以上の検討、および、以下で検討する実験結果を総合的に判断すると、ＧＭＲ素子の読み取り特性の劣化は、加工・組み立て工程によって、図３（ａ）のような磁気シールドの磁区状態、または、図４（ａ）のようなハードバイアス層１１１の磁化の不安定な状態が形成され得ることに起因するのではないかと考えられる。
【００４３】
図４（ａ）のようなハードバイアス層１１１の磁化の不安定な状態が形成されている場合、ハードバイアス層１１１の再着磁を行っても、ＧＭＲ素子２の読み取り特性は改善しない可能性がある。なぜなら、ハードバイアス層１１１の再着磁により、磁気シールドも同じ方向に着磁され（磁気シールドは一般に軟磁性材料で形成されているため、ハードバイアス層１１１よりも保磁力は小さい）、その結果、磁気シールドの残留磁化の方向がハードバイアス層１１１の磁化方向と同じである図４（ａ）のような状態が維持される可能性があるからである。
【００４４】
以上の検討から、ＧＭＲ素子２の読み取り特性を改善するためには、図４（ａ）のようなハードバイアス層１１１の磁化の不安定な状態を、図４（ｂ）のようなハードバイアス層１１１の磁化の安定な状態に転移させるのが最も好ましいと言える。
【００４５】
図４（ｂ）のようなハードバイアス層１１１の磁化の安定な状態に転移させるためには、図５に示すように、ハードバイアス層１１１の磁化方向とは逆方向に、ハードバイアス層１１１の保磁力より小さく、磁気シールドの保磁力よりも大きい磁場を印可して、磁気シールドの着磁を行えばよい。なぜなら、このような磁場は、ハードバイアス層１１１の磁化の方向を反転させずに、磁気シールドの磁化の方向を反転させ、磁気シールドの磁化の方向をハードバイアス層１１１の磁化方向と逆にできるからである。以上が、本発明の磁気ヘッドの読み取り特性の改善方法のポイントである。
【００４６】
次に、実験結果を参照して、本発明の磁気ヘッドの読み取り特性の改善方法（シールド着磁）の効果について詳細に説明する。
【００４７】
図６を参照すると、所定のシールドハイトを有する複数の磁気ヘッドからなるグループ（ヘッドグループ１）と、別の所定のシールドハイトを有する複数の磁気ヘッドのからなるグループ（ヘッドグループ２）に対して、シールド着磁前の出力電圧ΔＶの大きさと、シールド着磁後の出力電圧ΔＶとシールド着磁前の出力電圧ΔＶの比をプロットしたグラフが示されている。
【００４８】
［背景技術］で述べたように、ハードバイアス層の磁化が実効的に弱められると、磁気記録媒体の磁場に対して、出力電圧ΔＶが線形に変化しなくなるとともに、所定の磁場に対する出力電圧ΔＶの大きさが増大する。一方、ハードバイアス層の磁化が回復すると、磁気記録媒体の磁場に対して、出力電圧ΔＶが線形に変化するようになるとともに、所定の磁場に対する出力電圧ΔＶの大きさが減少する。
【００４９】
以上の観点から図６のグラフを見ると、ヘッドグループ１では、出力電圧ΔＶの大きさが、シールド着磁後一様に減少している（シールド着磁後の出力電圧ΔＶとシールド着磁前の出力電圧ΔＶの比が、すべて１よりも小さくなっている）。これは、シールド着磁により、例えば図４（ａ）のようなハードバイアス層の磁化の不安定な状態から、図４（ｂ）のようなハードバイアス層の磁化の安定な状態に転移して、ハードバイアス層の磁化およびハードバイアス磁場が回復したものと推測される。これは、磁気ヘッドの読み取り特性が改善されたことを意味する。
【００５０】
一方、ヘッドグループ２では、出力電圧ΔＶの大きさが、シールド着磁後一様に増大している（シールド着磁後の出力電圧ΔＶとシールド着磁前の出力電圧ΔＶの比が、すべて１よりも大きくなっている）。これは、シールド着磁により、例えば図４（ｂ）のようなハードバイアス層の磁化の安定な状態から、図４（ａ）のようなハードバイアス層の磁化の不安定な状態に転移して、ハードバイアス層の磁化およびハードバイアス磁場が弱められたものと推測される。これは、磁気ヘッドの読み取り特性が劣化したことを意味する。
【００５１】
図６のグラフに示した実験結果により、シールドハイトの長さが、磁気シールドの磁区状態に影響を与え、そして、シールド着磁後の読み取り特性の改善にも影響を与えていることが確認された。また、ヘッドグループ１においては、シールド着磁により、読み取り特性が改善されることが示された。
【００５２】
次に、ヘッドグループ１に対して、通常の書き込み動作で流す電流よりも大きな電流を流したときの出力電圧ΔＶの変化および出力電圧ΔＶの非対称性の変化から、ヘッドグループ１のシールド着磁の効果をさらに実験的に検証した。
【００５３】
通常の書き込み動作で流す電流よりも大きな電流を流すと、コイルの熱膨張により、コイルの下部にある読み取り部（磁気シールドを含む）にひずみ（ストレス）が加わる（図１（ｂ）を参照）。このとき、もしハードバイアス層の磁化が図４（ａ）のような不安定な状態にあれば、外部摂動であるストレスが加わることによって、磁気シールドの磁区状態が変化し、より安定な状態に遷移する可能性がある。一方、ハードバイアス層の磁化が図４（ｂ）のような安定な状態あれば、外部摂動であるストレスが加わったとしても、安定な状態が維持されるものと考えられる。
【００５４】
図７（ａ）を参照すると、ヘッドグループ１のシールド着磁前とシールド着磁後において、コイルに大きな電流を流すことにより磁気シールドにストレスを加えた後の出力電圧ΔＶと、ストレスを加える前の出力電圧ΔＶの比をプロットしたグラフが示されている。
【００５５】
シールド着磁を行った磁気ヘッドについては、おおむね、ストレス印加後の出力電圧とストレス印加前の出力電圧の比が１になっており、出力電圧にほとんど変化がない。これは、シールド着磁により、ハードバイアス層の磁化が図４（ｂ）のような安定な状態になっているため、ストレスのような外部摂動に対しても安定だからであると考えられる。
【００５６】
一方、シールド着磁をしなかった磁気ヘッドについては、ストレス印加後の出力電圧とストレス印加前の出力電圧の比が１より小さくなっており、また、シールド着磁をした磁気ヘッドに比べて、データのばらつきが大きくなっている。これは、シールド着磁をしなかった磁気ヘッドは、ストレス印加前においては、ハードバイアス層の磁化が図４（ａ）のような不安定な状態にあるため、ストレスのような外部摂動に対して容易に他の状態に遷移する可能性があるためと考えられる。ストレス印加後の出力電圧とストレス印加前の出力電圧の比が１より小さくなっていることから、ストレス印加によってより安定な状態に遷移していると推測されるが、データのばらつきが大きいことから、必ずしも図４（ｂ）のような最安定状態に一様に遷移しているわけではないと推測される。
【００５７】
このように、シールド着磁をしていないヘッドグループ１の磁気ヘッドをこのまま使用し始めると、書き込み動作を行うたびに、ハードバイアス層の磁化が徐々に最安定状態に近づき、その結果、磁気ヘッドの使用中に読み取り特性が徐々に変化していくおそれがある。これは、非常に好ましくないと言える。
【００５８】
図７（ｂ）を参照すると、ヘッドグループ１のシールド着磁前とシールド着磁後において、コイルに大きな電流を流すことにより磁気シールドにストレスを加えた後の出力電圧ΔＶの非対称性と、ストレスを加える前の出力電圧ΔＶの非対称性の差をプロットしたグラフが示されている。
【００５９】
ここで、出力電圧ΔＶの非対称性とは、図２において、磁気記録媒体の磁気記録が形成する磁場のＡＢＳ面に垂直な成分が、磁化固定層２３の磁化と同じ方向のときの出力電圧ΔＶの大きさをＶ↑↑とし、磁気記録媒体の磁気記録が形成する磁場のＡＢＳ面に垂直な成分が、磁化固定層２３の磁化と逆の方向のとき（ただし、磁気記録媒体の磁気記録が形成する磁場のＡＢＳ面に垂直な成分の大きさは同じ）の出力電圧ΔＶの大きさをＶ↑↓とすると、
【００６０】
【数３】
2005339627.tif 000005
【００６１】
で与えられる。
【００６２】
図７（ａ）の結果と同様に、シールド着磁を行った磁気ヘッドについては、おおむね、ストレス印加後の出力電圧の非対称性とストレス印加前の出力電圧の非対称性の差が０になっており、シールド着磁により、ハードバイアス層の磁化が図４（ｂ）のような安定な状態になっていることが推測される。一方、シールド着磁をしなかった磁気ヘッドについては、ストレス印加後の出力電圧の非対称性とストレス印加前の出力電圧の非対称性の差が大きく、また、データがばらついている。これは、シールド着磁をしなかった磁気ヘッドは、ストレス印加前においては、ハードバイアス層の磁化が図４（ａ）のような不安定な状態にあるため、ストレスのような外部摂動を受けて、他の状態に遷移するためであると考えられる。
【００６３】
以上の実験結果により、本発明のシールド着磁（ハードバイアス層の磁化方向とは逆方向に、ハードバイアス層の保磁力より小さく、磁気シールドの保磁力よりも大きい磁場を印可して行う磁気シールドの着磁）によって、ハードバイアス層の磁化状態が安定化し、磁気ヘッドの読み取り特性が改善されることが検証された。
【００６４】
次に、本発明の読み取り特性改善方法（シールド着磁）の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００６５】
図８を参照すると、本発明の第１の実施例の読み取り特性改善方法（シールド着磁）の処理の流れを示すフローチャートが示されている。
【００６６】
以上の説明においては、磁気ヘッドの読み取り特性を改善するために、ハードバイアス層の磁化方向とは逆方向に、ハードバイアス層の保磁力より小さく、磁気シールドの保磁力よりも大きい磁場を印可して、磁気シールドの着磁を行えばよいと説明してきた。たしかに、原理的には、この着磁でハードバイアス層の磁化状態が安定化する。しかしながら、ハードバイアス層の磁化方向とは逆方向に磁場を印可した場合であっても、磁気シールド全体の各磁区の磁化のベクトル和は、ハードバイアス層の磁化方向とは逆方向に向くものの、磁気ヘッドの読み取り特性に影響を与えるＭＲ素子近傍においては、磁気シールドの磁化方向がハードバイアス層と同じ方向を向き、ハードバイアス層の磁化状態が不安定化することもあり得る。逆に、ハードバイアス層の磁化方向とは同じ方向に磁場を印可した場合であっても、磁気シールド全体の各磁区の磁化のベクトル和は、ハードバイアス層の磁化方向とは同じ方向に向くものの、磁気ヘッドの読み取り特性に影響を与えるＭＲ素子近傍においては、磁気シールドの磁化方向がハードバイアス層とは反対方向を向き、ハードバイアス層の磁化状態が安定化することもあり得る。
【００６７】
そこで、ハードバイアス層の磁化方向と同じ方向および逆方向の磁場を用いた磁気シールドの着磁が望ましいと言える。以下では、ハードバイアス層の磁化方向と同じ方向および逆方向の磁場を用いた磁気シールドの着磁方法をルーチン化した実施例を説明する。
【００６８】
ステップ８０１で、シールド着磁前のＧＭＲ素子の出力電圧を測定し、この測定値（出力電圧の大きさ）を記録する。ステップ８０２で、ＡＢＳ面に平行かつＧＭＲ素子の積層方向に垂直な２つの方向のいずれかに、ハードバイアス層の保磁力より小さく、磁気シールドの保磁力より大きい磁場を印加して、磁気シールドを着磁する。ステップ８０３で、ＧＭＲ素子の出力電圧を測定し、この測定値（出力電圧の大きさ）を記録する。ステップ８０４で、ステップ８０１で記録した測定値と、ステップ８０３で記録した測定値を比較し、ステップ８０３で記録した測定値がステップ８０１で記録した測定値より小ければ、ＧＭＲ素子の読み取り特性は改善したと判断し、次の磁気ヘッドのシールド着磁に進む。
【００６９】
ステップ８０３で記録した測定値がステップ８０１で記録した測定値より小さくなければ、ＧＭＲ素子の読み取り特性は改善していない（着磁する方向が逆であった可能性もある）と判断し、ステップ８０５で、磁場を反転させたり、磁気ヘッドを反転させたりして、ステップ８０２で印可した磁場とは逆方向の磁場を印可し、磁気シールドを着磁する。ステップ８０６で、ＧＭＲ素子の出力電圧を測定し、この測定値（出力電圧の大きさ）を記録する。ステップ８０７で、ステップ８０３で記録した測定値と、ステップ８０６で記録した測定値を比較し、ステップ８０６で記録した測定値がステップ８０３で記録した測定値より小ければ、ＧＭＲ素子の読み取り特性は改善したと判断し、次の磁気ヘッドのシールド着磁に進む。
【００７０】
ステップ８０６で記録した測定値がステップ８０３で記録した測定値より小さくなければ、ＧＭＲ素子の読み取り特性は改善していないと判断し、ステップ８０１に戻り、ステップ８０１以降の処理を繰り返す。なお、この場合、ステップ８０２、８０５で印可する磁場は、ハードバイアス層の保磁力を超えない範囲で強くしてもよい。
【００７１】
以上において、出力電圧は、ＧＭＲ素子が磁気記録媒体上の同一の磁気記録、または、電磁石などによって生成された同じ大きさの磁場を読み取ったときの出力電圧であるものとする。
【００７２】
なお、ステップ８０４において、ステップ８０３で記録した測定値がステップ８０１で記録した測定値より小さい場合、および、ステップ８０７において、ステップ８０６で記録した測定値がステップ８０３で記録した測定値より小さい場合、ＧＭＲ素子の読み取り特性が改善されたことを確認するため、ストレステスト（図７を参照）を実施してもよい。ストレステストでは、磁気ヘッドのコイルに通常の書き込み動作で流す電流よりも大きな電流を流し、熱膨張するコイルから磁気シールドへのストレス印加によって、出力電圧および出力電圧の非対称性が変化するか否かを測定する。図７で見たように、シールド着磁が上手くいっていれば、磁気シールドへのストレス印加によって、出力電圧および出力電圧の非対称性はほとんど変化しない。そこで、ストレス印加によって、出力電圧および出力電圧の非対称性がほとんど変化しないことが確認されれば、ＧＭＲ素子の読み取り特性の改善がより確実に保証されることになる。
【００７３】
本発明のシールド着磁は、専用の装置を用いて、コンピュータ制御により自動化して実施するのが好ましい。図９を参照すると、シールド着磁をコンピュータ制御により自動化して実施する装置の一例が示されている（以下、この装置によって実施される読み取り特性改善方法（シールド着磁）を第２の実施例とする）。この装置は、制御部９１と、磁場生成部９２と、出力電圧測定部９３と、搬送部９４を含む。
【００７４】
制御部９１は、磁場生成部９２と出力電圧測定部９３と搬送部９４を制御する。制御部９１は、磁場生成部９２に対して、シールド着磁用の磁場のオン・オフを指示したり、磁場の反転を指示したりする。また、出力電圧測定部９３に対して、磁気ヘッドの出力電圧を測定するように指示したり、磁気ヘッドのコイルに電流を流すように指示したりし、出力電圧測定部９３から出力電圧の測定値（出力電圧の大きさ）を受け取る。さらに、搬送部９４に対して、磁気ヘッドの磁場生成部９２または出力電圧測定部９３への搬送を指示する。制御部９１は、出力電圧測定部９３から受け取った測定値から、磁気ヘッドの読み取り特性が改善されたか否かを判断する。
【００７５】
磁場生成部９２は、制御部９１の指示にもとづいて、ＧＭＲ素子のＡＢＳ面に平行かつ積層方向に垂直な方向に、ハードバイアス層の保磁力より小さく、磁気シールドの保磁力より大きい磁場を印加する。なお、磁気ヘッドは、搬送部９４により、ＭＲ素子のＡＢＳ面に平行かつ積層方向に垂直な方向が磁場の印加方向になるように、磁場生成部９２の中に収納されるようになっているものとする。磁場生成部９２は、電磁石または永久磁石を含み、磁場を容易にオン・オフ、反転ができるようになっている。
【００７６】
出力電圧測定部９３は、制御部９１の指示にもとづいて、ＧＭＲ素子の出力電圧を測定し、測定値を制御部９１に送信する。出力電圧測定部９３は、所定の磁気記録が書き込まれた磁気記録媒体を含め（シールド着磁する磁気ヘッドで所定の磁気記録を書き込むようにしてもよい）、簡易なハードディスク装置の構成を有しているのが好ましい。あるいは、磁気記録媒体の代わりに、同じ程度の大きさの磁場を生成し、容易に反転などが可能な電磁石であってもよい。
【００７７】
搬送部９４は、制御部９１の指示にもとづいて、磁気ヘッドを磁場生成部９２または出力電圧測定部９３に搬送し、ロードする。
【００７８】
なお、搬送部９４によって搬送され、磁場生成部９２または出力電圧測定部９３に収納される磁気ヘッドは、バー、スライダ、ＨＧＡ、ＨＡＡ、ＨＳＡのいずれの形態でもよい。
【００７９】
次に、図９の装置の動作を、図１０のフローチャートを参照して詳細に説明する。
【００８０】
ステップ１００１で、制御部９１は、磁気ヘッドを搭載した搬送部９４に対して、出力電圧測定部９３へ磁気ヘッドを搬送するための指示を出力する。搬送部９４は、これを受けて、搭載している磁気ヘッドを出力電圧測定部９３に搬送し、ロードする。
【００８１】
ステップ１００２で、制御部９１は、出力電圧測定部９３に対し、ロードされた磁気ヘッドのＧＭＲ素子の出力電圧を測定するための指示を出力し、保有するカウンタの値を１カウントする（Ｎ＝１）。出力電圧測定部９３は、これを受けて、ロードされている磁気ヘッドのＧＭＲ素子の出力電圧を測定し、測定値（出力電圧の大きさ）を制御部９１に送信する。
【００８２】
ステップ１００３で、制御部９１は、出力電圧測定部９３から測定値を受信してこれを保存した後、搬送部９４に対して、磁気ヘッドを出力電圧測定部９３から磁場生成部９２へ搬送するための指示を出力する。搬送部９４は、これを受けて、出力電圧測定部９３からロードされていた磁気ヘッドを取り出して磁場生成部９２まで搬送し、磁場生成部９２にこの磁気ヘッドをロードする。
【００８３】
ステップ１００４で、制御部９１は、磁場生成部９２に対して、所定の方向（ＧＭＲ素子のＡＢＳ面に平行かつ積層方向に垂直な２つの方向のいずれか）に、所定の大きさの磁場（ハードバイアス層の保磁力より小さく、磁気シールドの保磁力より大きい磁場）を所定の時間印加するための指示を出力する。磁場生成部９２は、これを受けて、ロードされた磁気ヘッドに対して、所定の方向に、所定の大きさの磁場を所定の時間印加する。
【００８４】
ステップ１００５で、制御部９１は、搬送部９４に対して、磁場生成部９２にロードされている磁気ヘッドを磁場生成部９２から出力電圧測定部９３へ搬送するための指示を出力する。搬送部９４は、これを受けて、磁場生成部９２からロードされていた磁気ヘッドを取り出して出力電圧測定部９３まで搬送し、出力電圧測定部９３にこの磁気ヘッドをロードする。
【００８５】
ステップ１００６で、制御部９１は、出力電圧測定部９３に対し、ロードされた磁気ヘッドのＧＭＲ素子の出力電圧を測定するための指示を出力し、保有するカウンタの値を１カウントする（Ｎ＝２）。出力電圧測定部９３は、これを受けて、ロードされている磁気ヘッドのＧＭＲ素子の出力電圧を測定し、測定値を制御部９１に送信する。
【００８６】
ステップ１００７で、制御部９１は、出力電圧測定部９３から測定値を受信してこれを保存した後、この測定値と、ステップ１００２で受信した測定値を比較する。その結果、前者の測定値（出力電圧の大きさ）が、後者の測定値よりも小さければ、磁気ヘッドの読み取り特性が一応改善されたと判断して、ステップ１０１４のストレステストへ進む（ステップ１０１４については後述する）。逆に、前者の測定値（出力電圧の大きさ）が、後者の測定値よりも小さくなければ、ステップ１００８に進む。
【００８７】
ステップ１００８で、制御部９１は、搬送部９４に対して、出力電圧測定部９３にロードされている磁気ヘッドを出力電圧測定部９３から磁場生成部９２へ搬送するための指示を出力する。搬送部９４は、これを受けて、出力電圧測定部９３からロードされていた磁気ヘッドを取り出して磁場生成部９２まで搬送し、磁場生成部９２にこの磁気ヘッドをロードする。
【００８８】
ステップ１００９で、制御部９１は、磁場生成部９２に対して、前回（今の場合、ステップ１００４）で印加した磁場とは逆方向に、所定の大きさの磁場を所定の時間印加するための指示を出力する。磁場生成部９２は、これを受けて、ロードされた磁気ヘッドに対して、前回（今の場合、ステップ１００４）で印加した磁場とは逆方向に、所定の大きさの磁場を所定の時間印加する。
【００８９】
ステップ１０１０で、制御部９１は、搬送部９４に対して、磁場生成部９２にロードされている磁気ヘッドを磁場生成部９２から出力電圧測定部９３へ搬送するための指示を出力する。搬送部９４は、これを受けて、磁場生成部９２からロードされていた磁気ヘッドを取り出して出力電圧測定部９３まで搬送し、出力電圧測定部９３にこの磁気ヘッドをロードする。
【００９０】
ステップ１０１１で、制御部９１は、出力電圧測定部９３に対し、ロードされた磁気ヘッドのＧＭＲ素子の出力電圧を測定するための指示を出力し、保有するカウンタの値を１カウントする（Ｎ＝３）。出力電圧測定部９３は、これを受けて、ロードされている磁気ヘッドのＧＭＲ素子の出力電圧を測定し、測定値を制御部９１に送信する。
【００９１】
ステップ１０１２で、制御部９１は、出力電圧測定部９３から測定値を受信してこれを保存した後、ステップ１０１１における測定値（Ｎ＝３）と、ステップ１００６における測定値（Ｎ＝２）を比較する。その結果、測定値（Ｎ＝３）が測定値（Ｎ＝２）より小さければ、磁気ヘッドの読み取り特性が一応改善されたと判断して、ステップ１０１４のストレステストへ進む（ステップ１０１４については後述する）。測定値（Ｎ＝３）が測定値（Ｎ＝２）より小さくなければ、ステップ１０１３に進む。
【００９２】
ステップ１０１３で、制御部９１は、現在のカウンタの値Ｎが所定の値を超えていないかどうかを判断する。超えていなければ、ステップ１００８に戻り、以下、ステップ１００８からステップ１０１２を繰り返す（この際、ステップ１００９を経由するたびに、印加される磁場は反転される）。超えていれば、磁気ヘッドの読み取り特性が一応改善されたとは判断されていないが、ステップ１０１４のストレステストへ進む。本ステップは、ＧＭＲ素子の出力電圧の大きさがなかなか減少しないため、ステップ１００８からステップ１０１２のループが無限に続くのを防止する。
【００９３】
ステップ１０１４で、制御部９１は、ストレステストを行う。ストレステストでは、磁気ヘッドのコイルに通常の書き込み動作で流す電流よりも大きな電流を流し、熱膨張するコイルから磁気シールドへのストレス印加によって、出力電圧および出力電圧の非対称性が変化するか否かを測定する。図７で見たように、シールド着磁が上手くいっていれば、磁気シールドへのストレス印加によって、出力電圧および出力電圧の非対称性はほとんど変化しない。そこで、ストレス印加によって、出力電圧および出力電圧の非対称性がほとんど変化しないことが確認されれば、ＧＭＲ素子の読み取り特性の改善がより確実に保証されることになる。
【００９４】
ストレステストの処理としては、制御部９１は、まず、出力電圧測定部９３に対して、磁気ヘッドのコイルに、通常の書き込み動作で流す電流よりも大きな電流を流すための指示を出力する。出力電圧測定部９３は、これを受けて、通常の書き込み動作で流す電流よりも大きな電流をコイルに流す。次に、制御部９１は、出力電圧測定部９３に対して、ロードされている磁気ヘッドのＧＭＲ素子の出力電圧を測定するための指示を出力する。出力電圧測定部９３は、これを受けて、ロードされている磁気ヘッドのＧＭＲ素子の出力電圧を測定し、測定値を制御部９１に送信する。制御部９１は、このとき受信した測定値と、ステップ１００６またはステップ１０１１における測定値（ステップ１０１４に進んでくる前の最新の測定値）との比を計算する。
【００９５】
コイルに電流を流してストレスを印加した後の出力電圧の非対称性と、ストレスを印可する前の出力電圧の非対称性の差を用いる場合には、制御部９１は、出力電圧測定部９３に、ステップ１００６またはステップ１０１１において、２つの磁気記録（または２つの磁場方向）に対する出力電圧を測定させ、ステップ１００７またはステップ１０１２において、［数３］により出力電圧の非対称性を計算しておく。そして、本ステップでも同様に、出力電圧測定部９３に、２つの磁気記録（または２つの磁場方向）に対する出力電圧を測定させ、［数３］により出力電圧の非対称性を計算する。そして、本ステップで計算された出力電圧の非対称性と、ステップ１００７またはステップ１０１２において計算された出力電圧の非対称性（ステップ１０１４に進んでくる前の最新の測定値によって計算された出力電圧の非対称性）との差を計算する。
【００９６】
ステップ１０１５で、制御部９１は、ステップ１０１４で求めた比が１−αから１＋αの範囲（αは所定の数）、差が０−βから０＋βの範囲（βは所定の数）にある場合、当該磁気ヘッドを読み取り特性が改善したものとして合格とし、この範囲にない場合、当該磁気ヘッドを読み取り特性が改善していないものとして不合格とする。不合格と判断された場合、ステップ１００２に戻り、再度、着磁を行ってもよい。
【００９７】
なお、制御部９１は、専用のハードウェアにより実現する以外に、ステップ１００１からステップ１０１５の制御部９１のルーチンを実行するプログラムを、コンピュータ読み取りが可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムを、制御部９１となるべきコンピュータに読み込ませて実行することにより、実現するものでもよい。コンピュータ読み取りが可能な記録媒体とは、フロッピーディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク装置等の記憶装置を指す。さらに、コンピュータ読み取りが可能な記録媒体とは、インターネットを介してプログラムを送信する場合のように、短時間の間に、動的にプログラムを保持するもの（伝送媒体もしくは伝送波）、コンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含む。
【００９８】
また、以上の説明において、本発明が適用される磁気抵抗素子としては、ＧＭＲ素子とＴＭＲ素子を念頭においてきた。しかしながら、以上の説明でわかるように、本発明が解決しようとした課題は、ハードバイアス層と磁気シールドの間の不安定な磁気的結合を安定な磁気的結合に変えることである。したがって、ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子以外の磁気抵抗素子（ＡＭＲ（Ａｎｏｍａｌｏｕｓ Ｍａｇｅｎｔｉｃ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子など）であっても、ハードバイアス層と磁気シールドを有する磁気抵抗素子であれば、ハードバイアス層と磁気シールドの間の不安定な磁気的結合が生じ得るので、その読み取り特性の改善に、本発明が効果を発揮するのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】（ａ）は、磁気ヘッドが磁気記録媒体と向き合う面（Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ面と呼ばれている。以下、ＡＢＳ面と記載する）から見た磁気ヘッドの概略図である。（ｂ）は、（ａ）において、ＡＢＳ面に垂直、かつ、書き込み部と読み取り部が積まれる方向に平行な面で切った断面から見た磁気ヘッドの概略図である。
【図２】ＡＢＳ面から見た読み取り部の詳細図である。
【図３】シールドハイト（磁気シールドのＡＢＳ面に垂直な方向の長さ）を変化させたときの磁気シールドの磁区状態の変化を模式的に示した図である。
【図４】磁気シールドがそれぞれ図３の（ａ）、（ｂ）の各磁区状態にあるとき、磁気シールドの残留磁化がハードバイアス層の磁化に与える影響を説明するための図である。
【図５】本発明の磁気ヘッドの読み取り特性の改善方法を説明するための図である。
【図６】所定のシールドハイトを有する複数の磁気ヘッドからなるグループ（ヘッドグループ１）と、別の所定のシールドハイトを有する複数の磁気ヘッドのからなるグループ（ヘッドグループ２）に対して、シールド着磁前の出力電圧ΔＶの大きさと、シールド着磁後の出力電圧ΔＶとシールド着磁前の出力電圧ΔＶの比をプロットしたグラフである。
【図７】（ａ）は、図６のヘッドグループ１のシールド着磁前とシールド着磁後において、コイルに大きな電流を流すことにより磁気シールドにストレスを加えた後の出力電圧ΔＶと、ストレスを加える前の出力電圧ΔＶの比をプロットしたグラフである。（ｂ）は、ヘッドグループ１のシールド着磁前とシールド着磁後において、コイルに大きな電流を流すことにより磁気シールドにストレスを加えた後の出力電圧ΔＶの非対称性と、ストレスを加える前の出力電圧ΔＶの非対称性の差をプロットしたグラフである。
【図８】本発明の第１の実施例の読み取り特性改善方法（シールド着磁）の処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】シールド着磁をコンピュータ制御により自動化して実施する装置を示した図である。
【図１０】図９の装置によって実施される、本発明の第２の実施例の読み取り特性改善方法（シールド着磁）の処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１００】
０  コーティング
１  下部磁気シールド
２  ＧＭＲ素子
２１  磁化自由層
２２  スペーサ層
２３  磁化固定層
３  上部磁気シールド
４  下部ヨーク
５  コイル
６  上部ヨーク
７  ギャップ
８  磁極
９  下部絶縁層
１０  上部絶縁層
１１  側方層
１１１  ハードバイアス層
１１２  リード層
８０１〜８０７  ステップ
９１  制御部
９２  磁場生成部
９３  出力電圧測定部
９４  搬送部
１００１〜１０１５  ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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