(57)【要約】【課題】  特に、安定して高い出力を得ることが可能な薄膜磁気ヘッド及びその製造方法、ならびに前記薄膜磁気ヘッドの評価方法を提供することを目的としている。【解決手段】  上部シールド層３２が、−２〜０の範囲内の磁歪を有し、さらに上部シールド層３２の磁化方向３２ａが、前記センス電流ｉの方向（＋Ｘ方向）と同一方向となっている。前記上部シールド層３２は例えばＮｉＦｅ合金で形成されＦｅ組成比が１９．２〜１９．６質量％の範囲内であることが好ましい。これにより、高い出力値を得ることができ、さらに、ＷＩＩ（Write  Induced  Instability）発生率やＣＯＶ（Coefficient  Of  Variance）を小さくできる。【選択図】図１
2007172723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気抵抗効果素子上にギャップ層を介して上部シールド層が形成される薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記磁気抵抗効果素子は、固定磁性層、フリー磁性層、及び前記固定磁性層とフリー磁性層との間に形成された非磁性材料層を有する積層体と、前記積層体のトラック幅方向の両側に設けられたバイアス層及び電極層とを有して構成され、
前記上部シールド層は、磁歪が−２〜０ｐｐｍの範囲内であり、
前記上部シールド層の磁化方向は、センス電流の方向と同一方向であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
磁気抵抗効果素子上にギャップ層を介して上部シールド層が形成される薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記磁気抵抗効果素子は、固定磁性層、フリー磁性層、及び前記固定磁性層とフリー磁性層との間に形成された非磁性材料層を有する積層体と、前記積層体のトラック幅方向の両側に設けられたバイアス層及び電極層とを有して構成され、
センス電流の方向と逆方向にストレス磁界を与えた後行うＱＳＴ測定での出力値が、前記ストレス磁界の増加に伴って低下する傾向を示すことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
前記上部シールド層は、磁歪が−２〜０ｐｐｍの範囲内である請求項２記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記上部シールド層はＮｉＦｅ合金で形成され、Ｆｅは、１９．２質量％〜１９．６質量％含まれる請求項１又は３に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
前記バイアス層の磁化方向は、前記センス電流の方向と同一方向である請求項１ないし４のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
前記固定磁性層の磁化方向あるいは前記固定磁性層が積層フェリ構造で構成されるとき前記非磁性材料層に接する磁性層の磁化方向は、前記固定磁性層に付与される前記センス電流の電流磁界の方向に対して逆方向である請求項１ないし５のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】
磁気抵抗効果素子上にギャップ層を介して上部シールド層が形成される薄膜磁気ヘッドの製造方法において、
（ａ）  前記磁気抵抗効果素子を、固定磁性層、フリー磁性層、及び前記固定磁性層とフリー磁性層との間に形成された非磁性材料層を有する積層体と、前記積層体のトラック幅方向の両側に設けられたバイアス層及び電極層とを有して形成する工程、
（ｂ）  前記上部シールド層を磁歪が−２〜０ｐｐｍの範囲内となる材質にて形成する工程、
（ｃ）  前記上部シールド層を、センス電流の方向と同一方向に磁化する工程、
を有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記（ｃ）工程において、前記バイアス層の保磁力よりも大きい磁界を与えて、前記バイアス層と前記上部シールド層とを同一方向に同時に着磁する請求項７記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記（ｂ）工程において、前記上部シールド層を、Ｆｅが１９．２質量％〜１９．６質量％含まれるＮｉＦｅ合金で形成する請求項７又は８に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記固定磁性層あるいは前記固定磁性層が積層フェリ構造で構成されるとき前記非磁性材料層に接する磁性層を、前記固定磁性層に付与される前記センス電流の電流磁界の方向に対し逆方向に磁化する請求項７ないし９のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
磁気抵抗効果素子上にギャップ層を介して上部シールド層が形成される薄膜磁気ヘッドの評価方法において、
前記磁気抵抗効果素子は、固定磁性層、フリー磁性層、及び前記固定磁性層とフリー磁性層との間に形成された非磁性材料層を有する積層体と、前記積層体のトラック幅方向の両側に設けられたバイアス層及び電極層とを有して構成され、
センス電流の方向と逆方向にストレス磁界を与えた後行うＱＳＴ測定での出力値が、前記ストレス磁界の増加に伴って低下する傾向を示す薄膜磁気ヘッドを適合品と評価し、
前記センス電流の方向と逆方向にストレス磁界を与えた後行うＱＳＴ測定での出力値が、前記ストレス磁界の増加に伴って上昇する傾向を示す薄膜磁気ヘッドを不適合品と評価することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に安定して高い出力を得ることが可能な薄膜磁気ヘッド及びその製造方法、ならびに前記薄膜磁気ヘッドの評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピンバルブ型薄膜素子等に代表される磁気抵抗効果素子を備えた再生ヘッドは、従来から図１１に示す構造により形成されている。すなわち、下部シールド層１上に下部ギャップ層２を介して前記磁気抵抗効果素子３が形成され、前記磁気抵抗効果素子３上には上部ギャップ層４を介して上部シールド層５が形成されている。
【０００３】
前記磁気抵抗効果素子３は、反強磁性層６、固定磁性層７、非磁性材料層８及びフリー磁性層９が積層されて成る積層体１０と、前記積層体１０のトラック幅方向（図示Ｘ方向と平行な方向）の両側に形成された前記フリー磁性層９の磁化を制御するためのハードバイアス層１１と、前記ハードバイアス層１１上に形成された電極層１２と、を有して構成される。
【０００４】
図１１に示すように、前記ハードバイアス層１１は例えば図示Ｘ方向とは逆方向に磁化されており、前記ハードバイアス層１１からのバイアス磁界を受けて前記フリー磁性層９は図示Ｘ方向に対して逆方向に磁化される。図１１に示すように前記固定磁性層７は図示Ｙ方向に磁化固定されている。
【０００５】
前記電極層１２からセンス電流が、前記積層体（特に、固定磁性層、非磁性材料層及びフリー磁性層の３層）にトラック幅方向と平行な方向へ流される。前記フリー磁性層９は外部磁界に対し磁化変動し、前記フリー磁性層９の磁化の方向と、固定磁性層７の固定磁化方向との関係で電気抵抗が変化し、この電気抵抗値の変化に基づく電圧変化により、記録媒体からの磁気信号が再生される。
【特許文献１】特開２００４−２１４２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで前記シールド層１、５は高透磁率の材料により形成される。
前記シールド層１，５は、記録媒体からの磁気信号が磁化転移したとき等に、垂直成分（ハイト方向（図示Ｙ方向と平行な方向）と平行な方向）以外の成分を吸収し、ほぼ垂直成分のみを前記シールド層１，５間に侵入させるために設けられたものである。
【０００７】
本発明者らは、今回、組成が異なる前記上部シールド層５が設けられた複数の薄膜磁気ヘッドを用意し、出力測定（ＱＳＴ測定）を行ったところ、出力の初期値が高い薄膜磁気ヘッドと出力の初期値が低い薄膜磁気ヘッドとが存在することがわかった。ここで「出力の初期値」とは、薄膜磁気ヘッドを構成する各磁性層を所定方向に磁化し、後述する実験（評価方法）にて説明する「ストレス磁界」を付与する前に行ったＱＳＴ測定での出力値を指す。
【０００８】
また本発明者らは、各薄膜磁気ヘッドに対し前記ストレス磁界をかけて、前記ＱＳＴ測定を行ったところ、出力の初期値が高い薄膜磁気ヘッドと出力の初期値が低い薄膜磁気ヘッドでは、出力値のストレス磁界依存性が異なる傾向を示すこともわかった。
【０００９】
前記上部シールド層５の材質が異なると、なぜ出力値が上記のように２傾向に分かれるのか定かでないが、前記上部シールド層５に及ぼされるセンス電流磁界やハードバイアス層１１からのバイアス磁界等に対する上部シールド層５の磁区構造等の変化や、上部シールド層５の磁歪の大きさ、さらには、前記上部シールド層５の中央部５ａには下方向に向けて突出する突出部が形成されていることがあり、このような突出部が形成されていることも何らかの影響を及ぼしているのではないかと考えられる。また出力値が高いのみならず、ＷＩＩ（Write  Induced  Instability）発生率やＣＯＶ（Coefficient  Of  Variance）が小さいことも動作安定性を得る上で重要である。
【００１０】
特許文献１には、安定して高い出力値を得る観点はなく、当然、このような観点から上部シールド層の材質や前記上部シールド層の磁化方向等を規定していない。
【００１１】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、安定して高い出力を得ることが可能な薄膜磁気ヘッド及びその製造方法、ならびに前記薄膜磁気ヘッドの評価方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、
磁気抵抗効果素子上にギャップ層を介して上部シールド層が形成される薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記磁気抵抗効果素子は、固定磁性層、フリー磁性層、及び前記固定磁性層とフリー磁性層との間に形成された非磁性材料層を有する積層体と、前記積層体のトラック幅方向の両側に設けられたバイアス層及び電極層とを有して構成され、
前記上部シールド層は、磁歪が−２〜０ｐｐｍの範囲内であり、
前記上部シールド層の磁化方向は、センス電流の方向と同一方向であることを特徴とするものである。
【００１３】
これにより高い出力値を得ることができ、さらに、ＷＩＩ（Write  Induced  Instability）発生率やＣＯＶ（Coefficient  Of  Variance）も小さくできる。このように本発明によれば、動作安定性を良好に保ちつつ高い出力を得ることが可能となる。
【００１４】
または本発明は、磁気抵抗効果素子上にギャップ層を介して上部シールド層が形成される薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記磁気抵抗効果素子は、固定磁性層、フリー磁性層、及び前記固定磁性層とフリー磁性層との間に形成された非磁性材料層を有する積層体と、前記積層体のトラック幅方向の両側に設けられたバイアス層及び電極層とを有して構成され、
センス電流の方向と逆方向にストレス磁界を与えた後行うＱＳＴ測定での出力値が、前記ストレス磁界の増加に伴って低下する傾向を示すことを特徴とするものである。
上記の傾向を示す薄膜磁気ヘッドであれば、高い出力値を得ることが可能である。
【００１５】
なお前記上部シールド層は、磁歪が−２〜０ｐｐｍの範囲内であることが、適切に高い出力値を得ることができ、さらに、ＷＩＩ（Write  Induced  Instability）発生率やＣＯＶ（Coefficient  Of  Variance）も小さくできて好ましい。
【００１６】
また本発明では、前記上部シールド層はＮｉＦｅ合金で形成され、Ｆｅは、１９．２質量％〜１９．６質量％含まれることが好ましい。これにより、前記上部シールド層の磁歪は適切に−２〜０ｐｐｍの範囲内となり（より好ましくは−１〜０ｐｐｍの範囲内となる）、また後述する実験によれば、出力値（初期値）が高い薄膜磁気ヘッドをほぼ１００％の割合で得ることが可能である。
【００１７】
また本発明では、前記バイアス層の磁化方向は、前記センス電流の方向と同一方向であることが、安定して高い出力値を得ることができて好ましい。
【００１８】
また本発明では、前記固定磁性層の磁化方向あるいは前記固定磁性層が積層フェリ構造で構成されるとき前記非磁性材料層に接する磁性層の磁化方向は、前記固定磁性層に付与される前記センス電流の電流磁界の方向に対して逆方向であることが、再生波形の非対称性（アシンメトリー）を小さくでき、安定して高い出力値を得ることができて好ましい。
【００１９】
また本発明は
磁気抵抗効果素子上にギャップ層を介して上部シールド層が形成される薄膜磁気ヘッドの製造方法において、
（ａ）  前記磁気抵抗効果素子を、固定磁性層、フリー磁性層、及び前記固定磁性層とフリー磁性層との間に形成された非磁性材料層を有する積層体と、前記積層体のトラック幅方向の両側に設けられたバイアス層及び電極層とを有して形成する工程、
（ｂ）  前記上部シールド層を磁歪が−２〜０ｐｐｍの範囲内となる材質にて形成する工程、
（ｃ）  前記上部シールド層を、センス電流の方向と同一方向に磁化する工程、
を有することを特徴とするものである。
【００２０】
上記工程により、簡単且つ適切に、出力値が高く、さらに、ＷＩＩ（Write  Induced  Instability）発生率やＣＯＶ（Coefficient  Of  Variance）が小さい薄膜磁気ヘッドを製造できる。
【００２１】
また本発明では、前記（ｃ）工程において、前記バイアス層の保磁力よりも大きい磁界を与えて、前記バイアス層と前記上部シールド層とを同一方向に同時に着磁することが、簡単に前記バイアス層及び上部シールド層を所定方向に着磁できて好ましい。また、これにより、安定して高い出力値を得ることができる薄膜磁気ヘッドを簡単且つ適切に製造できる。
【００２２】
また本発明では、前記（ｂ）工程において、前記上部シールド層を、Ｆｅが１９．２質量％〜１９．６質量％含まれるＮｉＦｅ合金で形成することが好ましい。後述する実験によれば、出力値（初期値）が高い薄膜磁気ヘッドをほぼ１００％の割合で形成でき、さらに、ＷＩＩ（Write  Induced  Instability）発生率やＣＯＶ（Coefficient  Of  Variance）が小さい薄膜磁気ヘッドをより適切に製造することが出来る。
【００２３】
また本発明では、前記固定磁性層あるいは前記固定磁性層が積層フェリ構造で構成されるとき前記非磁性材料層に接する磁性層を、前記固定磁性層に付与される前記センス電流の電流磁界の方向に対し逆方向に磁化することが、再生波形の非対称性（アシンメトリー）を小さくでき、安定して高い出力値を得ることができる薄膜磁気ヘッドを製造できて好ましい。
【００２４】
また本発明は、
磁気抵抗効果素子上にギャップ層を介して上部シールド層が形成される薄膜磁気ヘッドの評価方法において、
前記磁気抵抗効果素子は、固定磁性層、フリー磁性層、及び前記固定磁性層とフリー磁性層との間に形成された非磁性材料層を有する積層体と、前記積層体のトラック幅方向の両側に設けられたバイアス層及び電極層とを有して構成され、
センス電流の方向と逆方向にストレス磁界を与えた後行うＱＳＴ測定での出力値が、前記ストレス磁界の増加に伴って低下する傾向を示す薄膜磁気ヘッドを適合品と評価し、
前記センス電流の方向と逆方向にストレス磁界を与えた後行うＱＳＴ測定での出力値が、前記ストレス磁界の増加に伴って上昇する傾向を示す薄膜磁気ヘッドを不適合品と評価することを特徴とするものである。
【００２５】
上記した評価方法を用いることで、製造された薄膜磁気ヘッドが適合品か不適合品であるかを簡単且つ適切に判断でき、しかも高い出力値（初期値）を得るために、上部シールド層をどのような材質にて形成すればよいのかを適切に判断することが可能になる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の薄膜磁気ヘッドでは、安定して高い出力値を得ることが可能である。また製造された薄膜磁気ヘッドが、高い出力値を得られるか否かを簡単に且つ適切に判断することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は本実施形態のスピンバルブ型薄膜素子（磁気抵抗効果素子）を備えた再生磁気ヘッド（薄膜磁気ヘッド）の適正状態を示し、前記薄膜磁気ヘッドを、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した断面を示す模式図、図２は、前記薄膜磁気ヘッドに所定以上の大きさのストレス磁界が与えられた状態（不適正な状態）を示し、前記薄膜磁気ヘッドを、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した断面を示す模式図、図３は図１に示すＡ−Ａ線から前記薄膜磁気ヘッドを切断し、その切断面を矢印方向から見たときの前記薄膜磁気ヘッドの模式図、図４は、本実施形態の薄膜磁気ヘッドにおける出力値のストレス磁界依存性を示すグラフ、図５は、比較例の薄膜磁気ヘッドにおける出力値のストレス磁界依存性を示すグラフ、である。なお図１、図２に示す薄膜磁気ヘッドはともに、フリー磁性層２８の磁化方向２８ａが＋Ｘ方向を向いているため（外部磁界により磁化変動していないため）、ＱＳＴ測定中でない状態（外部磁界の作用が無い状態）を表している。
【００２８】
前記スピンバルブ型薄膜素子は、ハードディスク装置に設けられた浮上式スライダのトレーリング側端部などに設けられて、ハードディスクなどの記録磁界を検出するものである。
【００２９】
図中において＋Ｘ方向及び−Ｘ方向は、トラック幅方向を指す。図１では、＋Ｘ方向は紙面に向かって右方向から左方向に向く方向を指している。−Ｘ方向は＋Ｘ方向の逆方向である。図中において、＋Ｙ方向及び−Ｙ方向は、ハイト幅方向を指す。図３では、＋Ｙ方向は紙面に向かって右方向から左方向に向く方向（薄膜磁気ヘッドの後端側から先端方向（記録媒体との対向面方向））を指している。−Ｙ方向は＋Ｙ方向の逆方向である。図中において、Ｚ方向は、高さ方向を指す。Ｚ方向は、ハードディスクなどの磁気記録媒体の移動方向及び前記スピンバルブ型薄膜素子の各層の積層方向、である。トラック幅方向、ハイト方向、及び高さ方向の各方向は、残り２つの方向に対し直交する関係となっている。「記録媒体との対向面」とは、Ｘ−Ｚ平面と平行な方向の面である。なお下記では、「トラック幅方向（図示Ｘ方向）」と表現する場合がある。かかる場合は、＋Ｘ方向及び−Ｘ方向の双方向を指している（換言すればどちらかの方向に限定しているわけではない）。また、下記では、「ハイト方向（図示Ｙ方向）」と表現する場合がある。かかる場合は、＋Ｙ方向及び−Ｙ方向の双方向を指している（換言すればどちらかの方向に限定しているわけではない）。
【００３０】
図１の最も下に形成されているのは、ＮｉＦｅ合金等の磁性材料で形成された下部シールド層２０である。
【００３１】
前記下部シールド層２０上にはＡｌ２Ｏ３、ＡｌＳｉＯ、ＳｉＯ２等の絶縁材料で形成された下部ギャップ層２１が形成されている。
【００３２】
前記下部ギャップ層２の上に、スピンバルブ型薄膜素子（以下、磁気抵抗効果素子と言う）２２が形成されている。前記磁気抵抗効果素子２２は、感磁部としての積層体２３と前記積層体２３のトラック幅（図示Ｘ方向）の両側に形成された側方領域２４，２４とで構成される。
【００３３】
前記積層体２３は、下から反強磁性層２５、固定磁性層２６、非磁性材料層２７及びフリー磁性層２８の順に積層されている。前記反強磁性層２５の下には、図示されていないが、例えばＮｉＦｅＣｒ等によって形成されたシード層が形成される。前記フリー磁性層２８上には、図示されていないがＴａ等で形成された保護層が形成されている。
【００３４】
前記反強磁性層２５は、元素Ｘ（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓのうち１種または２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁性材料で形成されることが好ましい。
【００３５】
これら白金族元素を用いたＸ−Ｍｎ合金は、耐食性に優れ、またブロッキング温度も高く、さらに交換結合磁界（Ｈｅｘ）を大きくできるなど反強磁性材料として優れた特性を有している。
【００３６】
また前記反強磁性層２５は、元素Ｘと元素Ｘ′（ただし元素Ｘ′は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ａｕ，Ｐｂ、及び希土類元素のうち１種または２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁性材料で形成されてもよい。
【００３７】
前記反強磁性層２５上には前記固定磁性層２６が形成される。前記固定磁性層２６は、図１０（図３と同じ方向から見た断面の部分模式図）に示すように、下から第１固定磁性層２６ａ、非磁性中間層２６ｂ、第２固定磁性層２６ｃからなる積層フェリ構造で形成されることが好ましい。前記反強磁性層２５との界面での交換結合磁界及び前記非磁性中間層２６ｂを介した反強磁性的交換結合磁界（ＲＫＫＹ的相互作用）により前記第１固定磁性層２６ａと第２固定磁性層２６ｃの磁化方向は互いに反平行状態にされる。この構成により前記固定磁性層２６の磁化を安定した状態にでき、また前記固定磁性層２６と反強磁性層２５との界面で発生する交換結合磁界を見かけ上大きくすることができる。
【００３８】
前記第１固定磁性層２６ａ及び第２固定磁性層２６ｃは、例えば、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ，ＣｏＦｅＮｉなどの強磁性材料で形成されている。また前記非磁性中間層２６ｂは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕなどの非磁性導電材料で形成される。
【００３９】
前記固定磁性層２６の上には非磁性材料層２７が形成されている。前記非磁性材料層２７は、Ｃｕ、Ａｕ、またはＡｇで形成されている。
【００４０】
前記非磁性材料層２７上にはフリー磁性層２８が形成されている。前記フリー磁性層２８は、例えばＮｉＦｅ合金やＣｏＦｅ合金等の磁性材料で形成される軟磁性層と、前記軟磁性層と前記非磁性材料層２７との間に形成されたＣｏやＣｏＦｅなどからなる拡散防止層とで構成される。前記フリー磁性層２８は、図１０に示す固定磁性層２６と同様に積層フェリ構造で形成されてもよい。また前記フリー磁性層２８のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の上面の幅寸法でトラック幅Ｔｗ（光学的なトラック幅Ｏｐｔｉ−Ｔｗ）が決められる。
【００４１】
前記積層体２３は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）における幅寸法が下側から上側に向かうにしたがって徐々に小さくなる略台形状で形成される。
【００４２】
図１に示すように、前記側方領域２４には、下からハードバイアス層２９及び電極層３０が、この順で積層されている。図示されていないが、前記ハードバイアス層２９下にＣｒ等のバイアス下地層が設けられていてもよい。前記ハードバイアス層２９は、ＣｏＰｔ合金やＣｏＣｒＰｔ合金で形成される。前記前記電極層３０は、Ｃｒ，Ｗ，Ａｕ，Ｒｈ，α―Ｔａ等の導電性材料により形成される。
【００４３】
図１に示すように、前記磁気抵抗効果素子２２上には上部ギャップ層３１が形成され、前記上部ギャップ層３１上に上部シールド層３２が形成される。前記上部ギャップ層３１はＡｌ２Ｏ３、ＡｌＳｉＯ、ＳｉＯ２等の絶縁材料で形成されている。前記上部シールド層３２のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における中央には下方に向かって突出する突出部３２ｂが形成されている。
【００４４】
本実施形態では、前記上部シールド層３２の磁歪は−２〜０ｐｐｍの範囲内である。前記上部シールド層３２は、例えば、Ｆｅが１９．２質量％〜１９．６質量％含まれたＮｉＦｅ合金で形成される。
【００４５】
図１に示すように、下部シールド層２０の磁化方向２０ａ、ハードバイアス層２９の磁化方向２９ａ、フリー磁性層２８の磁化方向２８ａ、及び上部シールド層３２の磁化方向３２ａは全て＋Ｘ方向である（図１に示す矢印方向が磁化方向を指している）。前記ハードバイアス層２９は前記フリー磁性層２８の磁化制御を行うために設けられた層であり、前記ハードバイアス層２９からのバイアス磁界を受けて前記フリー磁性層２８は＋Ｘ方向に磁化されている。図１，図３に示すように前記固定磁性層２６の磁化方向２６ｄは−Ｙ方向である。前記固定磁性層２６は前記反強磁性層２５との間で生じる交換結合磁界により−Ｙ方向に磁化固定されている。図１０に示すように前記固定磁性層２６が積層フェリ構造であるとき、前記非磁性材料層２７に接する第２固定磁性層２６ｃの磁化方向２６ｃ１が−Ｙ方向で、第１固定磁性層２６ａの磁化方向２６ａ１が＋Ｙ方向である。
【００４６】
図１に示すように、前記電極層３０から前記積層体２３（特に、固定磁性層２６、非磁性材料層２７、フリー磁性層２８の３層）にセンス電流ｉが流され、前記センス電流ｉは、前記積層体２３に対して＋Ｘ方向（トラック幅方向の一方向）に流されている。
【００４７】
図１に示す薄膜磁気ヘッドの特徴的部分は、前記上部シールド層３２が、−２〜０の範囲内の磁歪を有し、さらに上部シールド層３２の磁化方向３２ａが、前記センス電流ｉの方向（＋Ｘ方向）と同一方向である点である。これにより、高い出力値を得ることが可能な薄膜磁気ヘッドとなる。本実施形態の薄膜磁気ヘッドが高い出力値を得ることが出来ることは以下の実験（評価方法）により証明される。
【００４８】
今、前記上部シールド層３２を、Ｆｅが１９．４質量％含まれるＮｉＦｅ合金で形成した図１に示す構造の薄膜磁気ヘッドを形成し、前記薄膜磁気ヘッドに対して、＋Ｘ方向に５ｋＯｅ（約３９５ｋＡ／ｍ）の磁界を与えて、前記ハードバイアス層２９、下部シールド層２０及び上部シールド層３２を全て＋Ｘ方向に同時に着磁する。５ｋＯｅは前記ハードバイアス層２９の保磁力Ｈｃよりも大きい値であり、前記ハードバイアス層２９が適切に＋Ｘ方向に着磁される。なお前記フリー磁性層２８は前記ハードバイアス層２９からのバイアス磁界を受けて＋Ｘ方向に磁化される。なお固定磁性層２６は前記ハードバイアス層２９の着磁前に図１、図３あるいは図１０の状態に磁化固定されている。
【００４９】
上記のようにして各磁性層を図１に示す方向に磁化した薄膜磁気ヘッド（初期状態；ストレス磁界をかけていない状態の薄膜磁気ヘッド）に対し、＋Ｙ方向及び−Ｙ方向に２００Ｏｅ（約１５．８ｋＡ／ｍ）の測定磁界（外部磁界）をかけて出力測定（以下、ＱＳＴ（Quasi  Static  Testing）測定という）を行う。センス電流を図１に示すように＋Ｘ方向に流す。前記フリー磁性層２８の磁化は前記測定磁界の影響を受けて変動し、これにより電圧が変化し、その電圧変化を出力値として捉える。まず上記した初期状態にある薄膜磁気ヘッドに対して最初に行われた（ストレス磁界をかける前に行われた）ＱＳＴ測定の出力値を「初期値」とする。図４に示す点Ｂが出力の初期値である。通常、この初期値が所定範囲内で得られれば、出荷可能な薄膜磁気ヘッドとなるが（あるいは前記初期値の測定を行うことなく出荷する）、本発明では、さらに以下の評価を行う。
【００５０】
出力の初期値を得た前記薄膜磁気ヘッドに対して、前記センス電流の方向（＋Ｘ方向）の逆方向である−Ｘ方向に、２００Ｏｅ（約１５．８ｋＡ／ｍ）のストレス磁界を与える。なお本実験では、前記ストレス磁界の大きさを変化させてＱＳＴ測定を行うが、いずれの大きさの前記ストレス磁界であっても前記ハードバイアス層２９の保磁力Ｈｃよりも小さい値に設定される。よって前記ストレス磁界によりハードバイアス層２９の磁化が変動することはない。
【００５１】
前記ストレス磁界を除去した後、上記と同様の条件にてＱＳＴ測定を行い、出力値を測定する。その測定結果が図４の点Ｃである。なお図４の横軸のストレス磁界のうちマイナス値は、−Ｘ方向にストレス磁界が与えられた場合を指し、プラス値は、＋Ｘ方向にストレス磁界が与えられた場合を指す。
【００５２】
次に、前回、−Ｘ方向に２００Ｏｅのストレス磁界が与えられた薄膜磁気ヘッドに対し、−Ｘ方向に、３００Ｏｅ（約２３．７ｋＡ／ｍ）のストレス磁界を与える。そして前記ストレス磁界を除去した後、上記と同様の条件にてＱＳＴ測定を行い、出力値を測定する。その測定結果が図４の点Ｄである。
【００５３】
図４に示す点Ｅは、前回、３００Ｏｅのストレス磁界が与えられた薄膜磁気ヘッドに対し、今度はストレス磁界として−Ｘ方向に４００Ｏｅ（約３１．６ｋＡ／ｍ）の磁界与えた後に前記ＱＳＴ測定を行ったときの出力値である。
【００５４】
図４に示すように、ストレス磁界が−Ｘ方向に、すなわちセンス電流の向きとは逆方向に０〜４００Ｏｅの大きさで与えられた範囲内では、さほど出力値が変動しないことがわかった。
【００５５】
図４に示す点Ｆは、前回、−Ｘ方向に４００Ｏｅのストレス磁界が与えられた薄膜磁気ヘッドに対し、今度はストレス磁界として−Ｘ方向に５００Ｏｅ（約３９．５ｋＡ／ｍ）の磁界を与えた後に前記ＱＳＴ測定を行ったときの出力値である。それまで４６０μＶ程度あった出力値が、−Ｘ方向に５００Ｏｅのストレス磁界をかけた後、出力測定すると、大幅に減少し約４２０μＶ程度まで落ちる。
【００５６】
図４に示す点Ｇは、前回、−Ｘ方向に５００Ｏｅのストレス磁界が与えられた薄膜磁気ヘッドに対し、今度はストレス磁界として−Ｘ方向に６００Ｏｅ（約４７．４ｋＡ／ｍ）の磁界を与えた後に前記ＱＳＴ測定を行ったときの出力値である。さらに出力値は約４１０μＶ程度まで落ち込む。
【００５７】
図４に示す点Ｈは、前回、−Ｘ方向に６００Ｏｅのストレス磁界が与えられた薄膜磁気ヘッドに対し、今度はストレス磁界として−Ｘ方向に８００Ｏｅ（約６３．２ｋＡ／ｍ）の磁界を与えた後に前記ＱＳＴ測定を行ったときの出力値である。図４に示す点Ｉは、前回、−Ｘ方向に８００Ｏｅのストレス磁界が与えられた薄膜磁気ヘッドに対し、今度はストレス磁界として−Ｘ方向に１０００Ｏｅ（約７９ｋＡ／ｍ）の磁界を与えた後に前記ＱＳＴ測定を行ったときの出力値である。
【００５８】
図４に示すように、前記ストレス磁界が−Ｘ方向に、すなわちセンス電流の向きとは逆方向に６００〜１０００Ｏｅの大きさで与ええられた範囲内では、出力値が大幅に低下することがわかった。
【００５９】
次に、点Ｊは、前回、−Ｘ方向に１０００Ｏｅのストレス磁界が与えられた薄膜磁気ヘッドに対し、今度はストレス磁界として＋Ｘ方向に２００Ｏｅの磁界を与えた後に前記ＱＳＴ測定を行ったときの出力値である。
【００６０】
次に、図４に示す点Ｋは、前回、＋Ｘ方向に２００Ｏｅのストレス磁界が与えられた薄膜磁気ヘッドに対し、今度はストレス磁界として＋Ｘ方向に３００Ｏｅの磁界を与えた後に前記ＱＳＴ測定を行ったときの出力値である。
【００６１】
次に、図４に示す点Ｌは、前回、＋Ｘ方向に３００Ｏｅのストレス磁界が与えられた薄膜磁気ヘッドに対し、今度はストレス磁界として＋Ｘ方向に４００Ｏｅの磁界を与えた後に前記ＱＳＴ測定を行ったときの出力値である。
【００６２】
図４に示すように、−Ｘ方向に１０００Ｏｅのストレス磁界が与えられた薄膜磁気ヘッドに対し、＋Ｘ方向に、すなわちセンス電流の向きと同じ方向に、２００Ｏｅ〜４００Ｏｅまでの大きさのストレス磁界を与えても、出力値が小さいままであることがわかった。
【００６３】
次に、図４に示す点Ｍは、前回、＋Ｘ方向に４００Ｏｅのストレス磁界が与えられた薄膜磁気ヘッドに対し、今度はストレス磁界として＋Ｘ方向に５００Ｏｅの磁界を与えた後に前記ＱＳＴ測定を行ったときの出力値である。
【００６４】
次に、図４に示す点Ｎは、前回、＋Ｘ方向に５００Ｏｅのストレス磁界が与えられた薄膜磁気ヘッドに対し、今度はストレス磁界として＋Ｘ方向に６００Ｏｅの磁界を与えた後に前記ＱＳＴ測定を行ったときの出力値である。
【００６５】
次に、図４に示す点Ｏは、前回、＋Ｘ方向に６００Ｏｅのストレス磁界が与えられた薄膜磁気ヘッドに対し、今度はストレス磁界として＋Ｘ方向に８００Ｏｅの磁界を与えた後に前記ＱＳＴ測定を行ったときの出力値である。
【００６６】
次に、図４に示す点Ｐは、前回、＋Ｘ方向に８００Ｏｅのストレス磁界が与えられた薄膜磁気ヘッドに対しス、今度はトレス磁界として＋Ｘ方向に１０００Ｏｅの磁界を与えた後に前記ＱＳＴ測定を行ったときの出力値である。
【００６７】
図４に示すように、＋Ｘ方向に、すなわちセンス電流の向きと同じ方向に５００Ｏｅ〜１０００Ｏｅまでのストレス磁界を与えると、それまで低い状態にあった出力値が再び上昇し、初期値（点Ｂでの出力値）とほぼ同程度まで上昇することがわかった。
【００６８】
以上のように、図４に示すように、図１に示す薄膜磁気ヘッドの出力の初期値（点Ｂ）は非常に高いことがわかった。前記初期値と同様に非常に高い出力値を得ることが出来る点Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐ（Ｑで囲まれた部分）の状態にある薄膜磁気ヘッドはいずれも適正状態であり、前記適正状態では、図１のように、上部シールド層３２が前記センス電流の方向と同一方向を向いていると考えられる。
【００６９】
しかし、前記初期値に比べて出力値が大幅に低下する点Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ（Ｒで囲まれた部分）の状態にある薄膜磁気ヘッドはいずれも不適正な状態であり、前記不適正状態では図２に示すように、上部シールド層３２（及び下部シールド層２０）の磁化方向３２ａ（及び２０ａ）がセンス電流の方向に対して逆方向（―Ｘ方向）であると考えられる。これは、センス電流の向きと逆方向の前記ストレス磁界の影響を受けて前記上部シールド層３２（及び下部シールド層２０）の磁化方向３２ａ（及び２０ａ）が図１の＋Ｘ方向から反転したのである。
【００７０】
次に、前記上部シールド層３２を、Ｆｅが１８．０質量％含まれるＮｉＦｅ合金で形成した図１と同様の構造の薄膜磁気ヘッド（比較例）を形成し、前記薄膜磁気ヘッドに対して、＋Ｘ方向に５ｋＯｅ（約３９５ｋＡ／ｍ）の磁界を与えて、前記ハードバイアス層２９、下部シールド層２０及び上部シールド層３２を全て＋Ｘ方向に同時に着磁する。５ｋＯｅは前記ハードバイアス層２９の保磁力Ｈｃよりも大きい値であり、前記ハードバイアス層２９が適切に＋Ｘ方向に着磁される。なお前記フリー磁性層２８は前記ハードバイアス層２９からのバイアス磁界を受けて＋Ｘ方向に磁化される。なお固定磁性層２６は前記ハードバイアス層２９の着磁前に図１、図３あるいは図１０の状態に磁化固定されている。
【００７１】
上記のようにして各磁性層を図１に示す方向に磁化した薄膜磁気ヘッド（初期状態の薄膜磁気ヘッド）に対し、＋Ｙ方向及び−Ｙ方向に２００Ｏｅ（約１５．８ｋＡ／ｍ）の測定磁界（外部磁界）をかけてＱＳＴ測定を行う。センス電流を図１に示すように＋Ｘ方向に流す。前記フリー磁性層２８の磁化は前記測定磁界の影響を受けて変動し、これにより電圧が変化し、その電圧変化を出力値として捉える。まず前記薄膜磁気ヘッドに対して最初に行われた（ストレス磁界をかける前に行われた）ＱＳＴ測定の出力値を「初期値」とする。図５に示す点Ｂが出力の初期値である。
【００７２】
そして図４の場合と同じように、方向及び大きさが定められたストレス磁界をかけＱＳＴ測定を行い、前記ストレス磁界の大きさと出力値との関係を求めると図５のグラフとなった。図５に示す点Ｂ、Ｃ、Ｄ・・・の各測定点は、同じ符号が付された図４の各測定点と同じ測定条件の下行われた測定結果である。
【００７３】
図５の比較例の薄膜磁気ヘッドでは、出力の初期値（点Ｂ）が非常に低くなることがわかった。図５において出力の初期値と同様に出力が低くなる点Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｍ，Ｎ、Ｍ，Ｏ，Ｐ（Ｓで囲まれた部分）での薄膜磁気ヘッドでは、図１と同じように、上部シールド層３２が前記センス電流の方向と同一方向を向いていると考えられる。一方、図５において、前記初期値に比べて出力値が上昇する点Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ（Ｔで囲まれた部分）での薄膜磁気ヘッドでは、図２と同様に、上部シールド層３２（及び下部シールド層２０）の磁化方向３２ａ（及び２０ａ）がセンス電流の方向に対して逆方向（―Ｘ方向）であると考えられる。これは、前記ストレス磁界の影響を受けて前記上部シールド層３２（及び下部シールド層２０）の磁化方向３２ａ（及び２０ａ）が図１の＋Ｘ方向から反転したのである。
【００７４】
このように実施形態の薄膜磁気ヘッドと比較例の薄膜磁気ヘッドでは、出力値のストレス磁界依存性が逆傾向を示し、実施形態の薄膜磁気ヘッドにおいて、出力値を大きくできる適正状態は図１の状態、比較例の薄膜磁気ヘッドにおいて、出力値を大きくできる状態は図２の状態であることがわかった。
【００７５】
しかし、安定して高い出力の初期値が得られなければ歩留まり良く薄膜磁気ヘッドを製造できない。すなわち、比較例は出力の初期値は低いものの比較例でも上記のように図２の状態にすれば、出力値を大きくできるが、初期状態（ストレス磁界をかけていない状態）から、センス電流の方向と逆方向に強いストレス磁界を与えて、わざわざ前記上部シールド層３２の磁化方向３２ａを反転させる必要性があり、製造工程が煩雑化するし、またセンス電流の方向と逆方向の強いストレス磁界を与えたときに、磁気抵抗効果素子２２を構成する各磁性層が前記ストレス磁界の影響を受けて磁化が不安定化し再生特性の劣化を招く恐れがある。さらに比較例では上部シールド層３２が、Ｆｅが１８．０質量％含まれるＮｉＦｅ合金で形成されており、前記上部シールド層３２の磁歪が絶対値で非常に大きくなり、ＷＩＩ（Write  Induced  Instability）発生率が高くなり、またＣＯＶ（Coefficient  Of  Variance）が大きくなる。このように動作安定性が低下するといった問題がある。よって出力の初期値が高い図４の傾向を示す薄膜磁気ヘッドが本実施形態の磁気ヘッドとして選択される。すなわち、前記センス電流の方向と逆方向（−Ｘ方向）にストレス磁界を与えた後行うＱＳＴ測定での出力値が、前記ストレス磁界の増加に伴って低下する傾向を示したとき、その薄膜磁気ヘッドと同じ構造及び材質を持つ薄膜磁気ヘッドは本実施形態の薄膜磁気ヘッドとして選択されるのである。
【００７６】
ここで、「前記ストレス磁界の増加に伴って低下する傾向を示したとき」とは、図４に示すようにある大きさのストレス磁界に対してはほぼ同じ出力値が得られ、それ以上の大きさの前記ストレス磁界を与えると、急激に前記出力値が低下する状態を指す。上記したほぼ同じ出力値とは、図４に示すように１０μＶの変動範囲内に収まる状態である。あるいは、ほぼ同じ出力値とは、出力の初期値に対する出力の変動率｛（出力の変動量／出力の初期値）×１００（％）｝が２％以内の状態である。また、急激な出力低下の状態とは、５００Ｏｅ以下（好ましくは２５０Ｏｅ以下）のストレス磁界の変動に対して出力値が４０μＶ以上（好ましくは５０μＶ以上）低下する状態である。あるいは、急激な出力低下の状態とは、出力の初期値に対する出力の低下率｛（出力の低下量／出力の初期値）×１００（％）｝が１０％以上の状態である。図４に示すように、ある大きさ以上のストレス磁界が与えられた場合に対して出力値は低下傾向を示す。ある大きさとは、シールド層を磁化反転させるに必要な磁界の大きさ、あるいはシード層の保磁力よりも大きい磁界、具体的には４００Ｏｅ以上の大きさである。
【００７７】
なお上記したように、図１の適正状態の薄膜磁気ヘッドには、図４の点Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐの状態にある薄膜磁気ヘッドも含まれることを説明したが、実際には図４の点Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐの状態にある薄膜磁気ヘッドを製造することはないと考えられる。点Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐの状態にある薄膜磁気ヘッドは、図４で説明したように、わざわざ−Ｘ方向に強いストレス磁界をかけた後、＋Ｘ方向にストレス磁界をかけたものであり、このような煩雑なことは当然、製造過程においてしないからである。ただし物の形態としては、点Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐの状態にある薄膜磁気ヘッドも本実施形態に含まれる。
【００７８】
上記したように、本実施形態の薄膜磁気ヘッドでは、前記上部シールド層３２が、−２〜０ｐｐｍの範囲内の磁歪を有する。前記上部シールド層３２がＮｉＦｅ合金で形成されるとき、Ｆｅの組成比は、１９．２質量％〜１９．６質量％の範囲内であることが好ましい。これにより、適切に前記上部シールド層３２の磁歪を、より適切に−２〜０ｐｐｍの範囲内に調整できる。
【００７９】
前記Ｆｅの組成比が上記範囲から外れると、特にＦｅ組成比が徐々に減少していくと、図５のストレス磁界依存性を示す薄膜磁気ヘッドの製造される割合が増え始め、特にＦｅ組成比が約１８質量％以下になると、ほぼ１００％の割合で図５のストレス磁界依存性を示す薄膜磁気ヘッドが製造されてしまう。また、前記Ｆｅの組成比が上記範囲から外れると、前記上部シールド層３２の磁歪は絶対値で非常に大きくなっていく。この結果、ＷＩＩ（Write  Induced  Instability）発生率が高くなり、またＣＯＶ（Coefficient  Of  Variance）が大きくなる。
【００８０】
これに対し、本実施形態では、図４のストレス磁界依存性を示す（内在する）薄膜磁気ヘッドが高い割合で製造されやすく、特に上記のように、前記上部シールド層３２をＮｉＦｅ合金で形成したときにＦｅ組成比を１９．２質量％〜１９．６質量％の範囲内とすることで、図４のストレス磁界依存性を示す（内在する）薄膜磁気ヘッドをほぼ１００％の割合で製造できる。また本実施形態の薄膜磁気ヘッドは、ＷＩＩ（Write  Induced  Instability）発生率、及びＣＯＶ（Coefficient  Of  Variance）を適切に小さくできる。
【００８１】
図１に示すようにハードバイアス層２９の磁化方向２９ａは、前記センス電流ｉの方向と同一であることが好ましい。これにより、前記上部シールド層３２の磁化方向３２ａ、センス電流ｉの方向及びハードバイアス層２９の磁化方向２９ａが全て同じ方向になり、よって前記上部シールド層３２の磁化方向３２ａと同一方向にバイアス磁界（ここでは、ハードバイアス層２９から上部シールド層３２へ漏れる磁界を指す）が作用し、安定して高い出力値を得ることができる。
【００８２】
また、前記固定磁性層２６の磁化方向２６ｄあるいは前記固定磁性層２６が図１０に示す積層フェリ構造で構成されるとき前記非磁性材料層２７に接する第２固定磁性層２６ｃの磁化方向２６ｃ１は、前記固定磁性層２６に付与される前記センス電流ｉの電流磁界の方向に対して逆方向であることが、再生波形の非対称性（アシンメトリー）を小さくでき、安定して高い出力値を得ることができて好ましい。
【００８３】
次に本実施形態の薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明する。図１に示す下部シールド層２０上に下部ギャップ層２１を介して磁気抵抗効果素子２２を形成する。前記積層体２３を構成する反強磁性層２５上に固定磁性層２６を形成した後、磁場中熱処理により、前記反強磁性層２５と固定磁性層２６間に交換結合磁界（Ｈｅｘ）を生じさせ、前記固定磁性層２６を図１，図３、図１０に示す方向に磁化固定する。
【００８４】
前記磁気抵抗効果素子２２上に上部ギャップ層３１を形成した後、前記上部ギャップ層３１上に、磁歪が−２〜０ｐｐｍの範囲内となる上部シールド層３２を形成する。前記上部シールド層３２をＮｉＦｅ合金で形成するとき、Ｆｅの組成比を１９．２〜１９．６質量％の範囲内に調整することが好ましい。これにより前記上部シールド層３２の磁歪を−２〜０ｐｐｍの範囲内により適切に調整できる。より好ましくは前記磁歪を−１〜０ｐｐｍの範囲内にできる。
【００８５】
次に、図１に示す＋Ｘ方向に、前記ハードバイアス層２９の保磁力Ｈｃよりも大きい磁界をかけて、前記ハードバイアス層２９、下部シールド層２０、及び上部シールド層３２を全て同時に＋Ｘ方向に着磁する。＋Ｘ方向は、センス電流の方向に一致しており、これにより、前記上部シールド層３２及び前記ハードバイアス層２９を適切にセンス電流の方向と同一方向に着磁することが出来る。
【００８６】
上記により得られた薄膜磁気ヘッド（初期状態での薄膜磁気ヘッド）では、上部シールド層３２は磁歪が−２〜０ｐｐｍの範囲内で、前記上部シールド層３２の磁化方向３２ａが前記センス電流ｉの方向と同一方向となっている。このような形態の薄膜磁気ヘッドを製造することにより、前記薄膜磁気ヘッドにハイト方向（図示Ｙ方向）から外部磁界（記録媒体からの記録信号）が侵入してきた際に得られる出力値を大きくすることができる（図４に示す出力の初期値（点Ｂ）を得ることが出来る）。さらに、ＷＩＩ（Write  Induced  Instability）発生率やＣＯＶ（Coefficient  Of  Variance）を小さくできる。
【００８７】
また上記したように、前記ハードバイアス層２９の保磁力Ｈｃよりも大きい磁界を与えて、前記ハードバイアス層２９と前記上部シールド層３２とをともに＋Ｘ方向に同時に着磁することで、簡単且つ適切に前記ハードバイアス層２９及び上部シールド層３２を着磁できて好ましい。また、これにより、安定して高い出力値を得ることができる薄膜磁気ヘッドを簡単且つ適切に製造できる。
【００８８】
さらに、前記固定磁性層２６あるいは前記固定磁性層２６が図１０に示す積層フェリ構造で構成されるとき前記非磁性材料層２７に接する第２固定磁性層２６ｃを、前記固定磁性層２６に付与される前記センス電流ｉの電流磁界の方向に対し逆方向に磁化することで、再生波形の非対称性（アシンメトリー）を小さくでき、安定して高い出力値を得ることができる薄膜磁気ヘッドを製造できる。
【００８９】
ところで上記したように、薄膜磁気ヘッドにおける出力値のストレス磁界依存性は、図４に示す傾向か、あるいは図５に示す傾向のどちらかに大別される。すなわち出力の初期値が高く、センス電流の方向（＋Ｘ方向）に対して逆方向（―Ｘ方向）にストレス磁界を加えていったときに、ある大きさ以上の印加ストレス磁界に対し出力値が低下する傾向を示す形態（実施形態、図４）と、出力の初期値が低く、センス電流の方向（＋Ｘ方向）に対して逆方向（―Ｘ方向）にストレス磁界を加えていったときに、ある大きさ以上の印加ストレス磁界に対し出力値が上昇する傾向を示す形態（比較例、図５）とに分かれる。
【００９０】
例えば前記上部シールド層３２の材質はわかっているが、高い出力を得ることが出来る薄膜磁気ヘッドであるのかどうか判別できないとき、ＱＳＴ測定を行って最初の出力値（初期値）を得た後、図４及び図５で行った方法と同様に、センス電流の方向（＋Ｘ方向）に対して逆方向（―Ｘ方向）にストレス磁界磁界をかけてＱＳＴ測定を行ってストレス磁界に対する出力値を求める。このとき、出力値を求める範囲としては図４，図５に示す点Ｂから点Ｇくらいまで調べれば傾向がわかるので、その程度でよい。このようにして、図４のストレス磁界依存性を示すか図５のストレス磁界依存性を示すかを調べる。図４のストレス磁界依存性を示す薄膜磁気ヘッドであれば、出力の初期値が高いことがわかり、前記薄膜磁気ヘッドと同じ構造及び材質で形成された薄膜磁気ヘッドであれば、図４のストレス磁界依存性を内在すると推定でき、適合品と評価する。一方、図５の傾向を示す薄膜磁気ヘッドであれば、出力の初期値が低いことがわかり不適合品と評価する。
【００９１】
特に上部シールド層３２をＮｉＦｅ合金以外の材質で形成するときに、上記のような評価方法を行えば、そのときに使用した上部シールド層３２の材質の良否を簡単且つ適切に判断することが可能であり、その後の薄膜磁気ヘッドの製造に生かすことが出来る。
【００９２】
なお、図４に示すように、センス電流の方向と逆方向にストレス磁界を与えたときに、ある程度の大きさの前記ストレス磁界に対して出力値が低下しないとき（ほぼ一定の高い出力値を得られるとき）、そのときに使用される上部シールド層３２は好ましい材質である。図４では０〜−４００Ｏｅ程度のストレス磁界が加わっても前記ストレス磁界に対する出力値はほぼ初期値（点Ｂ）と同じであり、高い出力値を確保できることがわかる。これにより仮に−Ｘ方向に４００Ｏｅ程度の磁界がかかっても安定して高い出力値を得ることが可能な薄膜磁気ヘッドとなる。
【実施例】
【００９３】
実験では、上部シールド層をＦｅの組成比が異なるＮｉＦｅ合金で形成した複数の薄膜磁気ヘッドを形成した。ハードバイアス層、下部シールド層、上部シールド層の磁化方向を図１と同様に＋Ｘ方向に制御し、また固定磁性層を積層フェリ構造にし、このとき前記固定磁性層を構成する第２の固定磁性層の磁化方向を−Ｙ方向に制御した。
【００９４】
まず上部シールド層の前記Ｆｅ組成比と磁歪との関係の実験結果について図６を用いて説明する。図６に示すように、Ｆｅ組成比が大きくなるほど、徐々に磁歪は大きくなることがわかった。図６に示すように、磁歪を−２〜０ｐｐｍの範囲内にするにはＦｅ組成比を１８．８〜１９．６質量％の範囲内にすればよいことがわかった。なおより好ましくは、Ｆｅ組成比を１９．２〜１９．６質量％の範囲内にすると、より適切に前記磁歪を−２〜０ｐｐｍの範囲内に出来るし、あるいは磁歪を−１〜０ｐｐｍの範囲内に制御することが可能になる。
【００９５】
次に、センス電流を＋Ｘ方向に流し、図４及び図５で行った実験（評価方法）と同じ条件下にて出力値のストレス磁界依存性を求めた。実験では、上部シールド層のＮｉＦｅ合金のＦｅ組成比が異なる複数の試料（薄膜磁気ヘッド）を用意するとともに、前記上部シールド層のＦｅ組成比が同じである薄膜磁気ヘッドも、各Ｆｅ組成比毎に、複数用意した。そして用意した全ての薄膜磁気ヘッドに対して図４及び図５で行った実験（評価方法）と同じ条件下にて出力値のストレス磁界依存性を求め、図４のストレス磁界依存性を示す薄膜磁気ヘッドを「出力値の高い状態」（初期値が高い状態）のものと定め、図５のストレス磁界依存性を示す薄膜磁気ヘッドを「出力値の低い状態」（初期値が低い状態）のものと定め、「出力値の高い状態」のものが得られた割合を、上部シールド層のＦｅ組成比との関係から求めた。その実験結果が図７である。
【００９６】
図７に示すように、Ｆｅ組成比が１９．２質量％以上になると、「出力値の高い状態」の薄膜磁気ヘッドがほぼ１００％得られ、Ｆｅ組成比が１９．２質量％を下回ると、「出力値の高い状態」を得られる割合が落ち始め、特に、Ｆｅ組成比が約１８．２質量％以下になると、「出力値の低い状態」のものしか得られないことがわかった。
【００９７】
次に図７の実験に使用した各薄膜磁気ヘッドと同様の薄膜磁気ヘッド（ストレス磁界がかけられていない初期状態のもの）を用い、Ｆｅ組成比とＷＩＩ（Write  Induced  Instability）発生率との関係について求めた。その実験結果が図８である。図８に示すように、Ｆｅ組成比が１８．８質量％〜１９．６質量％の範囲内であると、ＷＩＩ（Write  Induced  Instability）発生率を低く抑えることが出来ることがわかった。ＷＩＩ（Write  Induced  Instability）発生率が低いと、安定して高い出力値を得られる。
【００９８】
次に図７の実験に使用した各薄膜磁気ヘッドと同様の薄膜磁気ヘッド（ストレス磁界がかけられていない初期状態のもの）を用い、Ｆｅ組成比とＣＯＶ（Coefficient  Of  Variance）との関係について求めた。その実験結果が図９である。図９に示すように、Ｆｅ組成比が１８．８質量％〜１９．６質量％の範囲内であると、ＣＯＶ（Coefficient  Of  Variance）を低く抑えることが出来ることがわかった。ＣＯＶが低いと、安定して高い出力値を得られる。
【００９９】
以上の実験結果から、上部シールド層の磁歪は−２〜０ｐｐｍの範囲内（Ｆｅ組成比は１８．８質量％〜１９．６質量％）にすることが好ましいことがわかった。ただし、Ｆｅ組成比が１９．２質量％よりも小さい場合、図７に示すように、「出力値の高い状態」の薄膜磁気ヘッドの割合が減り、薄膜磁気ヘッドの一部が「出力値の低い状態」で形成される可能性があるため、特に、上部シールド層をＮｉＦｅ合金で形成するとき、Ｆｅ組成比を、１９．２〜１９．６質量％の範囲内にすることで、「出力値の高い状態」の薄膜磁気ヘッドの割合をほぼ１００％にできるとともに、より適切に、ＷＩＩ（Write  Induced  Instability）発生率及びＣＯＶ（Coefficient  Of  Variance）を小さくでき、安定して出力値の高い薄膜磁気ヘッドを適切且つ容易に製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本実施形態のスピンバルブ型薄膜素子（磁気抵抗効果素子）を備えた再生磁気ヘッド（薄膜磁気ヘッド）の適正状態を示し、前記薄膜磁気ヘッドを、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した断面を示す模式図、
【図２】前記薄膜磁気ヘッドに所定以上の大きさのストレス磁界が与えられた状態（不適正な状態）を示し、前記薄膜磁気ヘッドを、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した断面を示す模式図、
【図３】図１に示すＡ−Ａ線から前記薄膜磁気ヘッドを切断し、その切断面を矢印方向から見たときの前記薄膜磁気ヘッドの模式図、
【図４】本実施形態の薄膜磁気ヘッドにおける出力値のストレス磁界依存性を示すグラフ、
【図５】比較例の薄膜磁気ヘッドにおける出力値のストレス磁界依存性を示すグラフ、
【図６】上部シールド層のＮｉＦｅ合金で形成したときのＦｅ組成比と磁歪との関係を示すグラフ、
【図７】図４及び図５で行った実験（評価方法）と同じ条件下にて出力値のストレス磁界依存性を求め、図４のストレス磁界依存性を示す薄膜磁気ヘッドを「出力値の高い状態」（初期値が高い状態）のものと定めたときの、ＮｉＦｅ合金で形成された前記上部シールド層のＦｅ組成比と、「出力値の高い状態」の薄膜磁気ヘッドの割合との関係を示すグラフ、
【図８】図７の実験に使用した各薄膜磁気ヘッドと同様の薄膜磁気ヘッド（ストレス磁界がかけられていない初期状態のもの）を用いてＷＩＩ（Write  Induced  Instability）発生率を測定したときの、前記上部シールド層のＦｅ組成比とＷＩＩ（Write  Induced  Instability）発生率との関係を示すグラフ、
【図９】図７の実験に使用した各薄膜磁気ヘッドと同様の薄膜磁気ヘッド（ストレス磁界がかけられていない初期状態のもの）を用いてＣＯＶ（Coefficient  Of  Variance）を測定したときの、前記上部シールド層のＦｅ組成比とＣＯＶ（Coefficient  Of  Variance）との関係を示すグラフ、
【図１０】図３と同じ方向から見た図３とは異なる構造の磁気抵抗効果素子の断面の部分拡大模式図、
【図１１】従来のスピンバルブ型薄膜素子（磁気抵抗効果素子）を備えた再生磁気ヘッド（薄膜磁気ヘッド）の問題点を説明するための説明図であり、前記薄膜磁気ヘッドを、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した断面を示す模式図、
【符号の説明】
【０１０１】
２０  下部シールド層
２１  下部ギャップ層
２２  スピンバルブ型薄膜素子
２３  積層体
２５  反強磁性層
２６  固定磁性層
２７  非磁性材料層
２８  フリー磁性層
２９  ハードバイアス層
３０  電極層
３１  上部ギャップ層
３２  上部シールド層
ｉ  センス電流
【図１】
2007172723.tif 000003
【図２】
2007172723.tif 000004
【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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【図１１】
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