(57)【要約】【課題】  製造工程中に生じる磁化固定層の磁化の傾き又は分散を最終的に解消し、バイアス層に適切なバイアス磁界を印加させつつ、磁化固定層の磁化を適切に固定したＭＲ効果素子の製造方法を提供する。【解決手段】  反強磁性層、磁化が積層面内の第１の方向に固定された磁化固定層、非磁性中間層、及び磁化自由層を備えたＭＲ効果積層体と、第１の方向とは直交している積層面内の第２の方向のバイアス磁界を磁化自由層に印加するためのバイアス層とを備えたＭＲ効果素子の製造工程において、形成されたＭＲ効果積層体及びバイアス層に、バイアス層の保磁力よりも大きな第１の磁界を第１の方向に印加する第１の磁界印加処理を実施し、熱を施すアニール処理を実施した後、バイアス層の保磁力よりも大きな第２の磁界を第２の方向に印加する第２の磁界印加処理を実施するＭＲ効果素子の製造方法が提供される。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反強磁性層と、該反強磁性層と交換結合しており磁化が積層面内の第１の方向に固定された磁化固定層と、外部からの磁界に応じて磁化の向きが変化する磁化自由層と、該磁化固定層及び該磁化自由層の間に設けられた非磁性中間層とを備えた磁気抵抗効果積層体と、
該磁化自由層の端近傍に位置しており、該第１の方向とは直交している積層面内の第２の方向のバイアス磁界を該磁化自由層に印加するためのバイアス層と
を備えた磁気抵抗効果素子の製造方法であって、
形成された前記磁気抵抗効果積層体及び前記バイアス層に、前記バイアス層の保磁力よりも大きな第１の磁界を前記第１の方向に印加する第１の磁界印加処理を実施し、熱を施すアニール処理を実施した後、該バイアス層の保磁力よりも大きな第２の磁界を前記第２の方向に印加する第２の磁界印加処理を実施することを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記反強磁性層及び前記磁化固定層を形成した後に又は形成中に、加熱しながら前記第１の方向に磁界を印加して該磁化固定層の磁化の向きを該第１の方向に固定し、さらに、前記磁化自由層及び前記バイアス層を形成した後に又は形成中に、前記第２の方向に磁界を印加して該バイアス層を該第２の方向に着磁し、その後、前記第１の磁界印加処理、前記アニール処理及び前記第２の磁界印加処理を実施することを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記非磁性中間層が電気絶縁性を有するトンネルバリア層であって、前記磁気抵抗効果素子が、トンネル磁気抵抗効果素子であることを特徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記バイアス層が、前記磁化自由層の前記第２の方向の両端近傍のそれぞれに設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記アニール処理のアニール温度が、１６０℃以上であって２２０℃以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記第１の磁界が、次第に振幅が減衰する交流の消磁磁界であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の製造方法によって磁気抵抗効果素子を製造することを特徴とする、データ読み出し用の磁気抵抗効果素子を備えた薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記第１の方向がトラック幅方向に対して垂直な方向であって、前記第２の方向がトラック幅方向であることを特徴とする請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
基板の素子形成面に磁気抵抗効果素子を備えた磁気ヘッド素子を形成し、該磁気ヘッド素子が形成された基板から、該磁気ヘッド素子が列状に並んだ加工バーを切り出し、その後、該加工バーに前記第１の磁界印加処理、前記アニール処理及び前記第２の磁界印加処理を実施することを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記加工バーに、浮上面の位置及びＭＲ高さを決定するハイト加工のための粗研磨を施した後であって精研磨を施す前に、前記アニール処理を行うことを特徴とする請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
基板の素子形成面に磁気抵抗効果素子を備えた磁気ヘッド素子を形成し、該磁気ヘッド素子が形成された基板から該磁気ヘッド素子が列状に並んだ加工バーを切り出し、さらに該加工バーを切断してスライダに分離し、その後、前記第２の磁界印加処理を、該スライダに対して実施することを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁化自由層にバイアス磁界を印加するためのバイアス層を備えた磁気抵抗（ＭＲ）効果素子に関し、特に、データ読み出し用としてこのようなＭＲ効果素子を備えた、磁気ディスク装置等に用いられる薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置の大容量小型化に伴い、高感度かつ高出力の薄膜磁気ヘッドが要求されている。この要求に対応するため、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）効果素子をデータ読み出し用として利用するＧＭＲヘッドの特性改善が進んでいる。一方では、さらなる高記録密度化に対応すべく、ＧＭＲ効果の２倍以上の抵抗変化率が期待できるトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）効果素子が注目されている。現在、このＴＭＲ効果素子をデータ読み出し用として利用するＴＭＲヘッドの開発も精力的に行われている。
【０００３】
ＴＭＲ効果素子及びＧＭＲ効果素子といったＭＲ効果素子は、共に、非磁性層を挟んで対向した２つの強磁性層である磁化固定層と磁化自由層とを備えている。磁化固定層は、接面する反強磁性層との交換結合によって、その磁化方向が固定されている。これに対して、磁化自由層の磁化方向は、記録媒体からの信号磁界に対応して変化する。このような構成において、信号磁界の検出は、この磁化方向の関数として変化する素子抵抗値を測定することによって行われる。
【０００４】
従って、これらＭＲ効果素子における出力強度やＳＮ比等といった素子出力特性の向上を図る際、素子を構成するこれら各層の磁化方向を適切に制御することが、最も重要な課題の１つとなる。
【０００５】
例えば、上述した磁化固定層の磁化方向は、一般にピンアニール処理によって、積層面内であってトラック幅方向とは垂直な方向に固定される。この際、この磁化が正しく垂直方向を向いていなかったり分散していたりすると、十分な素子出力が得られなかったり、出力中にノイズが多く発生するようになり、出力強度又はＳＮ比の劣化の問題が生じ得る。そのため、例えば特許文献１に記載されているように、従来から、ピンアニール処理に関して種々の工夫がなされてきた。
【０００６】
また、これらＭＲ効果素子においては、磁化自由層に適切なバイアス磁界を印加して、磁化自由層の磁区を安定させ、磁気ディスクからの信号磁界に対して線形応答した出力を得ることが重要となる。ここで、バイアス磁界が弱ければ磁化自由層の磁区は安定しないので、バルクハウゼンノイズ等のノイズが発生して出力強度やＳＮ比が劣化する。一方、バイアス磁界が強すぎると磁化自由層の磁化が動きにくくなるので、出力の低下が避けられない。従って、磁区の安定化による線形応答性と高出力とを両立させるためには、如何に適切なバイアス磁界を与えるかが重要となる。
【０００７】
このバイアス磁界を印加する方式として一般的であるのが、アバッテッドジャンクション（Ａｂｕｔｔｅｄ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ（ＡＪ））バイアス方式である。この方式においては、磁化自由層のトラック幅方向における両端近傍のそれぞれに硬磁性材料からなるバイアス層が配置されており、トラック幅方向のバイアス磁界が磁化自由層に印加される。このＡＪバイアス方式では、最も反磁界の影響を受けやすい磁化自由層のトラック幅方向の両端部に最も強いバイアス磁界がかかるので、磁化自由層の磁区を効率的に安定化できる。
【０００８】
さらに、薄膜磁気ヘッドの製造工程において、ウエハ基板上でのウエハ薄膜工程のみならず、ウエハ基板から個々のスライダに加工分離するまでの機械加工工程において行われる各種熱処理工程が、素子を構成する各層の磁化方向の状態、すなわちヘッド出力特性に強い影響を与えることが分かっている。例えば、特許文献２においては、ウエハ基板から加工バーを切り出した後に所定の熱処理を行い、スライダとして加工する工程中での磁気ヘッドの変形防止を図っている。また、特許文献３においては、ハイト加工のための研磨を行った後に熱処理を行い、ＭＲ効果素子に生じた加工変質の解消を図っている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−５６５３８号公報
【特許文献２】特開平１１−３１６９２７号公報
【特許文献３】特開２００４−２０６８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、所定のピンアニール処理をして、磁化固定層の磁化方向を固定しても、その後の熱処理によって、出力中のノイズが増大し得るという問題が生じていた。
【００１１】
特に、近年の高記録密度化に伴い、ＭＲ効果素子自体もさらなる薄層化の傾向にあり、機械加工工程で素子に加えられた、ノイズの原因となる加工歪みを解放することが非常に重要となっている。これへの対策として、特許文献２及び３にも記載されているように、加工歪みを熱処理によって除去することが挙げられるが、この熱処理を行った後に、一部のヘッドにおいて、逆にノイズが増大することが分かってきた。
【００１２】
本願発明者等が、このノイズの原因を調査したところ、ノイズの増大が見られるヘッドにおいては、ヘッドの製造工程中に、磁化固定層の磁化が傾いたり分散したりする等の強い影響を受け、加工歪みを解放するためのアニール処理後に、その影響が顕在化していることが分かった。この際、磁化固定層の磁化は、各種熱処理中にバイアス層からの磁界を受けていることから、この磁界からの影響が非常に大きいことが考えられる。
【００１３】
従って、本発明の目的は、製造工程中に生じる磁化固定層の磁化の傾き又は分散を最終的に解消し、バイアス層に適切なバイアス磁界を印加させつつ、磁化固定層の磁化を適切に固定したＭＲ効果素子の製造方法を提供することにあり、また、このようなＭＲ効果素子を備えた薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明について説明する前に、明細書において使用される用語の定義を行う。基板の素子形成面に形成された磁気ヘッド素子の積層構造において、基準となる層よりも基板側にある構成要素を、基準となる層の「下」又は「下方」にあるとし、基準となる層よりも積層される方向側にある構成要素を、基準となる層の「上」又は「上方」にあるとする。
【００１５】
本発明によれば、反強磁性層と、この反強磁性層と交換結合しており磁化が積層面内の所定の方向（いわゆるピン方向であり、以下、第１の方向とする）に固定された磁化固定層と、外部からの磁界に応じて磁化の向きが変化する磁化自由層と、磁化固定層及び磁化自由層の間に設けられた非磁性中間層とを備えたＭＲ効果積層体と、
この磁化自由層の端近傍に位置しており、第１の方向とは直交している積層面内の第２の方向のバイアス磁界を磁化自由層に印加するためのバイアス層と
を備えたＭＲ効果素子の製造方法であって、
形成されたＭＲ効果積層体及びバイアス層に、バイアス層の保磁力よりも大きな第１の磁界を第１の方向に印加する第１の磁界印加処理を実施し、熱を施すアニール処理を実施した後、バイアス層の保磁力よりも大きな第２の磁界を第２の方向に印加する第２の磁界印加処理を実施するＭＲ効果素子の製造方法が提供される。
【００１６】
このような本発明によるＭＲ効果素子の製造方法においては、第１の磁界印加処理の実施によって、バイアス層の磁化が「降伏」して第１の方向を向くか、又は例えば第１の磁界が交流消磁磁界である場合には、バイアス層が消磁される。ここで、磁化固定層の磁化は、この第１の磁界の印加が終了した後も、このバイアス層の磁化によって第１の磁界方向のバイアス磁界を受け続けるか、又はバイアス層が消磁されることによって第２の方向のバイアス磁界から解放される。次いで、この状態で、加工歪みを解放するため等のアニール処理を実施すると、この第１の方向のバイアス磁界による磁化を揃える効果によって、又は第２の方向のバイアス磁界から解放される効果によって、それまでの熱処理等によってもともと磁化固定層が有していた磁化の傾き又は分散が小さく抑えられる。
【００１７】
次いで、第２の磁界印加処理の実施によって、バイアス層の磁化は、第２の方向に再着磁される。これにより、トラック幅方向のバイアス磁界が、磁化自由層に再び印加されるようになる。ここで、磁化固定層の磁化は、傾き又は分散を抑えられた状態で、第１の方向に固定されたまま維持される。従って、以上説明した本発明による製造方法を使用することによって、製造工程中に生じる磁化固定層の磁化の傾き又は分散が最終的に解消された上で、バイアス層が適切なバイアス磁界を印加しており、さらに、磁化固定層の磁化が適切に固定されている状態が実現される。
【００１８】
また、上述した本発明によるＭＲ効果素子の製造方法においては、第１の磁界印加処理、アニール処理及び第２の磁界印加処理を実施する前に、磁化固定層の磁化の固定処理、及びバイアス層の着磁処理を実施することも好ましい。すなわち、反強磁性層及び磁化固定層を形成した後に又は形成中に、加熱しながら第１の方向に磁界を印加して磁化固定層の磁化の向きを第１の方向に固定し、さらに、磁化自由層及びバイアス層を形成した後に又は形成中に、第２の方向に磁界を印加してバイアス層を第２の方向に着磁し、その後、第１の磁界印加処理、アニール処理及び第２の磁界印加処理を実施することも好ましい。
【００１９】
すなわち、磁化固定層の磁化の固定処理及びバイアス層の着磁処理を一通り行った後に、第１の磁界印加処理、アニール処理及び第２の磁界印加処理を実施することによって、磁化固定層の磁化の傾き又は分散を最終的に解消させることが可能となる。
【００２０】
また、本発明に係るＭＲ効果素子の非磁性中間層が電気絶縁性を有するトンネルバリア層であって、このＭＲ効果素子が、ＴＭＲ効果素子であることが好ましい。さらに、本発明に係るＭＲ効果素子のバイアス層が、磁化自由層の第２の方向の両端近傍のそれぞれに設けられていることが好ましい。
【００２１】
また、上述した本発明によるＭＲ効果素子の製造方法においては、アニール処理のアニール温度が、１６０℃以上であって２２０℃以下であることが好ましい。この温度範囲でのアニール処理によって、システム及びヘッドノイズの改善、特に低周波成分の改善が確実に図られる。さらに、第１の磁界は、一定の強度を有する静磁界であることも好ましく、又は次第に振幅が減衰する交流の消磁磁界であることも好ましい。
【００２２】
本発明によれば、さらに、上述した製造方法によってＭＲ効果素子を製造する、データ読み出し用のＭＲ効果素子を備えた薄膜磁気ヘッドの製造方法が提供される。なお、この本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法においては、第１の方向、すなわちピン方向がトラック幅方向に対して垂直な方向であって、第２の方向がトラック幅方向であることが好ましい。
【００２３】
また、上述した本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法においては、基板の素子形成面に磁気抵抗効果素子を備えた磁気ヘッド素子を形成し、この磁気ヘッド素子が形成された基板から、この磁気ヘッド素子が列状に並んだ加工バーを切り出し、その後、この加工バーに第１の磁界印加処理、アニール処理及び第２の磁界印加処理を実施することが好ましい。この際、この加工バーに、浮上面の位置及びＭＲ高さを決定するハイト加工のための粗研磨を施した後であって精研磨を施す前に、アニール処理を行うことがより好ましい。
【００２４】
さらにまた、上述した本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法においては、基板から切り出された加工バーを切断してスライダに分離した後に、第２の磁界印加処理を、この分離されたスライダに対して実施してもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によるＭＲ効果素子又は薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、製造工程中に生じる磁化固定層の磁化の傾き又は分散を最終的に解消し、バイアス層に適切なバイアス磁界を印加させつつ、磁化固定層の磁化を適切に固定することができる。これにより、ノイズが抑制された出力特性が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同一の要素は、同一の参照番号を用いて示されている。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。
【００２７】
図１は、本発明の製造方法に係るＭＲ効果素子の層構成を概略的に示す断面図である。ここで図の断面は、記録媒体に対向するヘッド端面に平行な面である。
【００２８】
図１において、ＭＲ効果素子１０は、ＭＲ効果積層体１１と、ＭＲ効果積層体１１のトラック幅方向の両端近傍に非磁性絶縁層１６を介して設けられたバイアス層１７と、このＭＲ効果積層体１１の上下に接面して設けられている下地層１３及びキャップ層１４と、下地層１３、ＭＲ効果積層体１１及びキャップ層１４を挟むように設けられている下部電極層１２及び上部電極層１５とを備えている。
【００２９】
下地層１３は、第１及び第２の下地膜１３ａ及び１３ｂからなり、下部電極層１２上に設けられていて、ＭＲ効果積層体１１を下部電極層１２に電気的に接続する。また、キャップ層１４は、この上に上部電極層１５が設けられることによって、ＭＲ効果積層体１１を上部電極層１５に電気的に接続する。従って、磁界検出の際のセンス電流は、上下部電極層間において、ＭＲ効果積層体１１内の各層面に対して垂直な方向に流れることになる。なお、下地層１３は、１つの下地膜からなっていてもよい。
【００３０】
本実施形態におけるＭＲ効果積層体１１は、ＴＭＲ効果を奏するための構成を有するＴＭＲ効果積層体である。１００は反強磁性層、１０１は磁化固定層、１０２は非磁性中間層としてのトンネルバリア層、１０３は磁化自由層をそれぞれ示している。
【００３１】
磁化固定層１０１は、反強磁性材料からなる反強磁性層１００上に設けられており、第１の強磁性膜１０１ａ、非磁性膜１０１ｂ、第２の強磁性膜１０１ｃが順次成膜されて積み重なった、いわゆるシンセティックフェリ構造を有する。第１の強磁性膜１０１ａには、反強磁性層１００との交換結合により交換バイアス磁界が印加されて、これにより磁化固定層１０１全体の磁化の方向が安定的に固定される。
【００３２】
トンネルバリア層１０２上に積層された磁化自由層１０３は、このトンネルバリア層１０２側から、高分極率膜１０３ａ及び軟磁性膜１０３ｂが順次設けられて積み重なった構成となっている。磁化自由層１０３は、印加される信号磁界に応答して磁化方向を変化させるが、その一方、磁化固定層１０１との間でトンネルバリア層をトンネル効果の障壁とした強磁性トンネル結合を形成している。従って、磁化自由層１０３の磁化方向が信号磁界に応答して変化すると、磁化自由層１０３のアップ及びダウンスピンバンドの状態密度の変動によってトンネル電流が増減し、結果としてＭＲ効果積層体１１の電気抵抗値が変化する。この変化量を計測することによって、微弱であって局所的な信号磁界を高感度で確実に検出することができる。ここで、高分極率膜１０３ａは必ずしも必要ではなく省略可能である。省略した場合、トンネルバリア層１０２との界面に存在することになる軟磁性膜１０３ｂ相当の抵抗変化率が実現することになる。
【００３３】
バイアス層１７は、強磁性材料からなり、薄い非磁性絶縁層１６を介在して、磁化自由層１０３にバイアス磁界を印加して、磁化自由層１０３の磁区の安定化を促す。
【００３４】
なお、磁化固定層１０１、トンネルバリア層１０２及び磁化自由層１０３を構成する各膜の態様は、以上に述べたものに限定されるものではない。例えば、磁化固定層１０１においては、３層構造の他に、強磁性膜からなる単層構造又はその他の層数の多層構造を採用することもできる。さらに、磁化自由層１０３においても、２層構造の他に、高分極率膜の存在しない単層構造、又は磁歪調整用の膜を含む３層以上の多層構造を採用することも可能である。またさらに、反強磁性層、磁化固定層、トンネルバリア層及び磁化自由層が、逆順に、すなわち、磁化自由層、トンネルバリア層、磁化固定層、反強磁性層の順に積層されていてもよい。
【００３５】
図２は、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法の一実施形態を概略的に示すフローチャートである。
【００３６】
図２によれば、最初に、スライダ用のウエハ基板の素子形成面に、下部電極層１２が形成される（ステップ１）。次いで、ＭＲ効果積層体１１が形成される（ステップ２）。その後、磁化固定層１０１の磁化方向を、積層面内であってトラック幅方向に垂直な、第１の方向（図１の紙面に垂直な方向）に固定するためのピンアニール処理が行われる（ステップ３）。ピンアニール処理は、例えば８ｋＯｅ（約６４０ｋＡ／ｍ）程度の磁界を第１の方向に印加しつつ、２５０〜３００℃まで昇温して維持し、その後降温させることによって行う。降温中、反強磁性層１００のブロッキング温度を下回った時点で、磁化固定層１０１の磁化が、第１の方向に固定される。
【００３７】
次いで、非磁性絶縁層１６及びバイアス層１７が形成され（ステップ４）、さらに、上部電極層が形成される（ステップ５）。その後、バイアス層１７の磁化をトラック幅方向である第２の方向に向けさせて、第２の方向のバイアス磁界を磁化自由層１０３に印加させるための着磁処理が行われる（ステップ６）。この着磁処理は、室温において、例えば１０ｋＯｅ（約８００ｋＡ／ｍ）程度の磁界を第２の方向に印加することによって行われる。以上、ステップ１〜６によって、データを読み出すためのＭＲ効果素子の形成が終了することになる。
【００３８】
次いで、バッキングコイル部が形成される（ステップＳ７）。ここで、バッキングコイル部は、後述するように、垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドの構成要素であり、電磁コイル素子から発生してＭＲ効果素子を経由する磁束ループを打ち消す磁束を発生させて、広域隣接トラック消去（Ｗ−ＡＴＥ）現象の抑制を図るものである。従って、長手磁気記録用薄膜磁気ヘッドの製造の場合、省略されてもよい。その後、データを書き込むための電磁コイル素子が形成される（ステップＳ８）。
【００３９】
ここで、バッキングコイル部及び電磁コイル素子においては、後述するように、コイル層の絶縁用としてレジストからなるコイル絶縁層が形成されるが、この形成後、コイル絶縁層の熱硬化のために、２００〜３００℃程度の熱処理が実施される。この熱処理時において、磁化固定層１０１は、磁化が向いている第１の方向と直交する第２の方向にバイアス磁界が印加された状態で、加熱されることになるので、磁化が傾いたり分散したりする現象が発生し得る。
【００４０】
次いで、被覆層及び信号端子電極が形成される（ステップＳ９）。以上により、ＭＲ効果素子及び電磁コイル素子を備えた磁気ヘッド素子を、ウエハ基板上に形成するためのウエハ薄膜工程が終了する。
【００４１】
次いで、ウエハ薄膜工程が終了したウエハ基板を切断して複数の磁気ヘッド素子が列状に並んだ加工バーを切り出す（ステップＳ１０）。次いで、この加工バーに、浮上面（ＡＢＳ）の位置、及びＭＲ効果素子のＭＲ高さ（ＭＲハイト）、すなわちＡＢＳに垂直な方向の長さ、を決定するハイト加工としての粗研磨を施す（ステップ１１）。
【００４２】
その後、この粗研磨が施された加工バーに対して、バイアス層１７を構成する強磁性材料の保磁力ＨＣよりも大きな磁界である第１の磁界を、第１の方向に印加する第１の磁界印加処理を実施する（ステップ１２）。ここで、この第１の磁界は、例えば６ｋＯｅ（４８０ｋＡ／ｍ）程度である。これにより、バイアス層１７の磁化がトラック幅方向とは垂直である第１の方向に向くとともに、磁化自由層１０３の磁化もこれに伴って、第１の方向に向く。この際、磁化固定層１０１に対してこれまで印加され続けてきたバイアス磁界が、トラック幅方向（第２の方向）の成分において消滅する。
【００４３】
なお、第１の磁界として、当初、バイアス層１７の保磁力ＨＣよりも大きな磁界振幅を有しており次第に減衰する交流の消磁磁界を用いてもよい。
【００４４】
次いで、第１の磁界印加処理の終了後、同処理が実施された加工バーに、機械加工による加工歪みを解放するための熱を施すアニール処理を実施する（ステップ１３）。この際のアニール温度は、１６０℃以上であって２２０℃以下であることが好ましい。
【００４５】
次いで、このアニール処理が実施された加工バーに、バイアス層１７を構成する強磁性材料の保磁力ＨＣよりも大きな磁界である第２の磁界を、第２の方向に印加する第２の磁界印加処理を実施する（ステップ１４）。ここで、この処理は、好ましくは室温で実施され、第２の磁界は、例えば６ｋＯｅ（４８０ｋＡ／ｍ）程度に設定される。これにより、バイアス層１７が、再びトラック幅方向（第２の方向）に着磁される。
【００４６】
次いで、形成されたＡＢＳに仕上げの精研磨を施す（ステップ１５）。さらに、ＡＢＳ側のヘッド端面に磁気ヘッド素子の端を保護するための保護膜を形成する（ステップ１６）。次いで、ＡＢＳにレールを形成する加工を行い（ステップ１７）、その後、この加工バーを切断して個々のスライダへの分離を行う（ステップ１８）。以上により、スライダを形成する機械加工工程が終了して、薄膜磁気ヘッドの製造工程が完了する。
【００４７】
なお、第１の磁界印加処理を、ステップ１２の位置で実施せずに、ＭＲ効果素子の形成後であってＭＲハイト加工の前に実施してもよい。すなわち、第１の磁界印加処理は、ＭＲ効果素子の形成後であってステップ１３のアニール処理の前であれば、任意の段階で実施することができる。また、第２の磁界の印加によるバイアス層１７の再着磁処理、すなわち第２の磁界印加処理も、ステップ１４の位置で実施せずに、スライダの分離（ステップ１８）後の製造終了時までの間に実施することが可能である。
【００４８】
さらに、第２の磁界印加処理をステップ１４の位置で実施せずに、保護膜の形成工程（ステップ１６）を行い、その後、加工歪みのさらなる解放のために、ステップ１３と同様のアニール処理（ステップ１３′）をさらに実施してもよい。この場合、第２の磁界印加処理（ステップ１４′）を、その後に実施する。
【００４９】
さらにまた、第２の磁界印加処理を、ステップ１４の位置で実施せずに、スライダの分離（ステップ１８）を実施し、その後、加工歪みのさらなる解放のために、ステップ１３と同様のアニール処理（ステップ１３′′）をさらに行ってもよい。この場合、第２の磁界印加処理（ステップ１４′′）を、その後に実施する。
【００５０】
ここで、上述した加工歪みを解放するためのアニール処理のアニール温度については、１６０℃以上においてシステム及びヘッドノイズの改善が見られることが実験的に確認されている。また、一般に、磁気ヘッド素子に対するアニール処理温度が３００℃を超えると、ＭＲ効果素子の構成要素であるＮｉＦｅ系の軟磁性膜の結晶粒成長が促進され、保磁力が急激に増大して素子感度が低下してしまうことが良く知られている。従って、このアニール温度は、１６０℃以上であって３００℃以下であることが好ましい。さらに、このアニール温度は、システム及びヘッドノイズの、特に低周波成分の改善の観点からは２２０℃以下に設定することが望ましいので、１６０℃以上であって２２０℃以下であることがより好ましい。
【００５１】
さらに、このアニール処理のアニール時間は、アニール処理の段階において存在しておりヘッドノイズをもたらす加工歪みが、除去されるまでの時間とすることが好ましい。事実、実際の製造工程においては、アニール温度が効果の大きさを決定する。確かにアニール処理を非常に長時間行うことによって所望のアニール効果は得られるが、製造期間の短縮化の要請に反してしまう。現実的には、このアニール時間は、例えば、１時間程度である。
【００５２】
次いで、以上に説明した第１の磁界印加処理、アニール処理及び第２の磁界印加処理の作用効果を説明する。
【００５３】
図３は、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法の、一実施形態における作用効果を説明するための概略図である。
【００５４】
図３（Ａ）は、第１の磁界印加処理を実施する前におけるＭＲ効果素子の磁化状態を示す。同図において、磁化固定層１０１の磁化３０は、積層面内であってトラック幅方向に対して垂直である第１の方向に固定されている。これに対して、バイアス層１７は、同じく積層面内であるがトラック幅方向である第２の方向に磁化３２を向けられて着磁されている。この磁化３２によって発生したバイアス磁界３３が、磁化自由層１０３に及ぼされている。ここで、磁化固定層１０１の磁化３０は、製造工程中、バイアス磁界３３の影響を受けること等によって、第１の方向から若干傾いたり分散してしまったりしている。この磁化３０の傾き又は分散が、ヘッド出力中のノイズの原因となる。
【００５５】
このような磁化状態にあるＭＲ効果素子に対して、図３（Ｂ）に示すように、第１の方向である第１の磁界３４を印加する。この第１の磁界印加処理によって、バイアス層１７の磁化３２が「降伏」して第１の方向を向く。この際、磁化固定層１０１の磁化３０は、第１の磁界３４の印加が終了した後も、バイアス層１７の磁化３２が第１の方向を向いていることによって、第１の磁界方向のバイアス磁界３５を受け続ける。次いで、この状態で、加工歪みを解放するためのアニール処理を実施すると、バイアス磁界３５による磁化を揃える効果によって、磁化３０の傾き又は分散が小さく抑えられる。
【００５６】
次いで、室温に戻ったＭＲ効果素子に対して、図３（Ｃ）に示すように、第２の方向である第２の磁界３６を印加する。この第２の磁界印加処理によって、バイアス層１７の磁化３２は、第２の方向に再着磁される。これにより、トラック幅方向のバイアス磁界３７が、磁化自由層１０３に再び印加されるようになる。ここで、この第２の磁界印加処理は室温での処理であるので、磁化固定層１０１の磁化３０は、傾き又は分散を抑えられた状態で、第１の方向に固定されたまま維持される。
【００５７】
以上に説明した本発明による処理によって、製造工程中に生じる磁化固定層１０１の磁化の傾き又は分散が最終的に解消された上で、バイアス層１７が適切なバイアス磁界３７を印加しており、さらに、磁化固定層１０１の磁化３０が適切に固定されている状態が実現される。その結果、ノイズが抑制された出力特性が得られる。
【００５８】
図４は、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法の、他の実施形態における作用効果を説明するための概略図である。
【００５９】
図４においては、第１の磁界として、次第に振幅が減衰する交流の消磁磁界４０を印加した場合の磁化状態を示している。ここで、減衰する交流磁界４０を印加する前のＭＲ効果素子の磁化状態は、図３（Ａ）と同様である。
【００６０】
すなわち、同図によれば、第１の磁界印加処理として、当初の振幅がバイアス層１７の保磁力ＨＣよりも大きな消磁磁界４０が第１の方向に印加されると、バイアス層１７の磁化はゼロとなりバイアス層１７が消磁される。この際、磁化固定層１０１の磁化３０は第１の方向に維持される。次いでこの後、アニール処理を実施すると、第２の方向のバイアス磁界から解放される効果によって、その傾き又は分散の程度は小さくなる。この後、第２の磁界印加処理を実施することによって、バイアス層１７の磁化が第２の方向に再着磁されて、図３（Ｃ）と同様の磁化状態が実現する。
【００６１】
以上に説明した本発明の他の実施形態による処理によっても、製造工程中に生じる磁化固定層１０１の磁化の傾き又は分散が最終的に解消された上で、バイアス層１７が適切なバイアス磁界３７を印加しており、さらに、磁化固定層１０１の磁化３０が適切に固定されている状態が実現される。その結果、ノイズが小さく抑制された出力特性が得られる。
【００６２】
図５は、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法における、ウエハ薄膜工程の一実施形態を示す断面図である。なお、同図における断面は、素子形成面及びＡＢＳに垂直な面となっている。
【００６３】
以下、同図を用いて薄膜磁気ヘッドのウエハ薄膜工程を説明する。まず、図５（Ａ）に示すように、例えばアルティック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等から形成されたウエハ基板５０上に、例えばスパッタリング法によって、例えばＡｌ２Ｏ３等からなる厚さ０.０５〜１０μｍ程度の下地絶縁層５１を積層する。次いで、下地絶縁層５１上に、例えばフレームめっき法、又はスパッタリング法等によって、例えばＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等からなる厚さ０.３〜３μｍ程度の下部電極層（下部シールド層）１２を形成する。
【００６４】
次いで、例えばスパッタリング法、フォトリソグラフィ法及びイオンビームエッチング法等を用いて、下地層１３、ＭＲ効果積層体１１、キャップ層１４、バイアス層１７（図５には示されていない）を形成する。ＭＲ効果積層体１１は、図１を用いて説明したＴＭＲ効果積層体であってもよいし、又は垂直通電型巨大磁気抵抗（ＣＰＰ（current perpendicular to plain）−ＧＭＲ）効果積層体であってもよい。さらに、面内通電型巨大磁気抵抗（ＣＩＰ（current in plain）−ＧＭＲ）効果積層体であってもかまわない。いずれであっても、非常に高い感度で磁気ディスクからの信号磁界を感受して読み出しを行う。
【００６５】
なお、下地層１３、ＭＲ効果積層体１１、キャップ層１４及びバイアス層１７の形成を含むＭＲ効果素子１０の製造方法については、図６を用いて詳細に説明する。
【００６６】
次いで、例えばフレームめっき法、スパッタリング法等によって、下部電極層１２との間でＭＲ効果積層体１１を挟むように、例えばＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等からなる厚さ０.３〜４μｍ程度の上部電極層（上部シールド層）１５を形成する。次いで、バイアス層１７の着磁処理を行い（図２のステップ６）、ＭＲ効果素子１０の形成を終了する。次いで、例えばスパッタリング法によって、上部電極層１５上に、例えばＡｌ２Ｏ３等からなる厚さ０.１〜２.０μｍ程度の第１の非磁性層５３を形成する。さらに、例えばスパッタリング法、又はフレームめっき法等によって、第１の非磁性層５３上に、例えばＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等からなる厚さ０.３〜４μｍ程度の素子間シールド層５４を形成する。
【００６７】
次いで、図５（Ｂ）に示すように、素子間シールド層５４上に、例えばスパッタリング法によって、例えばＡｌ２Ｏ３等からなる厚さ０.３〜１.０μｍ程度の第２の非磁性層５５を形成する。さらに、この第２の非磁性層５５上に、例えばフレームめっき法等によって、例えばＣｕ等からなる厚さ０.５〜３μｍ程度のバッキングコイル層５６０を形成し、このバッキングコイル層５６０を覆うように又は同層のパターン間を埋めるように、例えば熱硬化されたレジスト層等からなる厚さ０.１〜５μｍ程度のバッキングコイル絶縁層５６１を形成する。これによりバッキングコイル部５６が形成される。さらに、このバッキングコイル部５６を覆うように、例えばスパッタリング法によって、例えばＡｌ２Ｏ３等からなる厚さ０.３〜５μｍ程度の第３の非磁性層５７を形成する。その後、例えば化学的機械的研磨（ＣＭＰ）法等によって、第３の非磁性層５７を平坦化する。
【００６８】
次いで、図５（Ｃ）に示すように、平坦化された第３の非磁性層５７上に、例えばスパッタリング法、又はフレームめっき法等によって、例えばＮｉ、Ｆｅ及びＣｏのうちいずれか２つ若しくは３つからなる合金、又はこれらを主成分として所定の元素が添加された合金等からなる厚さ０.０１〜０.５μｍ程度の主磁極主要層５８００と、同じく例えばスパッタリング法、又はフレームめっき法等によって、例えばＮｉ、Ｆｅ及びＣｏのうちいずれか２つ若しくは３つからなる合金、又はこれらを主成分として所定の元素が添加された合金等からなる厚さ０.５〜３μｍ程度の主磁極補助層５８０１とを形成する。これにより、主磁極層５８０が形成される。
【００６９】
次いで、主磁極層５８０上に、例えばスパッタリング法等によって、例えばＡｌ２Ｏ３又はＤＬＣ等からなる厚さ０.０１〜０.５μｍ程度のギャップ層５８１を形成し、次いで、ギャップ層５８１上に、例えば熱硬化されたレジスト層等からなる厚さ０.１〜５μｍ程度のコイル下地絶縁層５８２を形成し、このコイル下地絶縁層５８２上に、例えばフレームめっき法等によって、例えばＣｕ等からなる厚さ０.５〜３μｍ程度のコイル層５８３を形成する。
【００７０】
さらに、このコイル層５８３を覆うように、例えば熱硬化されたレジスト層等からなる厚さ０.５〜５μｍ程度のコイル絶縁層５８４を形成する。さらに、コイル絶縁層５８４を覆うように、例えばＮｉ、Ｆｅ及びＣｏのうちいずれか２つ若しくは３つからなる合金、又はこれらを主成分として所定の元素が添加された合金等からなる厚さ約０.５〜５μｍ程度の補助磁極層５８５を形成する。以上の工程によって、電磁コイル素子５８の形成が終了する。最後に、ＭＲ効果素子１０及び電磁コイル素子５８を覆うように、例えばＡｌ２Ｏ３等からなる絶縁膜を成膜した後、この絶縁膜を例えばＣＭＰ法等を用いて平坦化することによって被覆層５９を形成し、さらにＭＲ効果素子１０及び電磁コイル素子５８のための信号端子電極を形成して、ウエハ薄膜工程が終了する。
【００７１】
図６（Ａ）〜（Ｇ）は、本発明によるＭＲ効果素子の製造方法の一実施形態における要部を説明する断面図である。なお、同図における断面は、図６（Ｆ１）及び（Ｆ２）を除き、ＡＢＳに平行な面となっている。
【００７２】
まず、図６（Ａ）に示すように、下部電極層１２上に、例えばＴａ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｏ又はＷ等からなる厚さ１〜５ｎｍ程度の第１の下地膜１３ａと、例えばＲｕ等からなる厚さ１〜２ｎｍ程度の第２の下地膜１３ｂと、例えばＩｒＭｎ、ＰｔＭｎ、ＮｉＭｎ、ＲｕＲｈＭｎ等からなる厚さ５〜１５ｎｍ程度の反強磁性層１００と、例えばＣｏＦｅ等からなる厚さ２〜３ｎｍ程度の第１の強磁性膜１０１ａと、例えばＲｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ及びＣｕ等のうちの１つ又は２つ以上の合金からなる厚さ０.８ｎｍ程度の非磁性膜１０１ｂと、例えばＣｏＦｅ等からなる厚さ２〜３ｎｍ程度の第２の強磁性膜１０１ｃとが順次、スパッタリング法等によって成膜される。
【００７３】
次いで、形成された第２の強磁性膜１０１ｃ上に、例えばＡｌ、ＡｌＣｕ等からなる厚さ０.５〜１ｎｍ程度の金属膜が、スパッタリング法等によって成膜される。次いで、この金属膜が、真空装置内に導入された酸素によって、又は自然酸化によって、酸化されてトンネルバリア層１０２となる。次いで、形成されたトンネルバリア層１０２上に、例えばＣｏＦｅ等からなる厚さ１ｎｍ程度の高分極率膜１０３ａと、例えばＮｉＦｅ等からなる厚さ３〜４ｎｍ程度の軟磁性膜１０３ｂと、例えばＴａ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｏ又はＷ等からなる厚さ５〜２０ｎｍ程度のキャップ層１４とが順次、スパッタリング法等によって形成される。以上により、ＭＲ効果多層膜６０が形成される。
【００７４】
次いで、図６（Ｂ）に示すように、ＭＲ効果多層膜６０上に、例えばリフトオフ用のレジストパターンをなすレジスト６１が形成される。その後、図６（Ｃ）に示すように、レジスト６１をマスクとして、ＭＲ効果多層膜６０に対して、例えば、Ａｒイオンによるイオンビームエッチングを行うことによって、ＭＲ効果多層体６０′が形成される。この際、ＭＲ効果多層膜６０を基板ごと回転させて、所定の入射角でイオンビームを照射することが好ましい。
【００７５】
次いで、ＭＲ効果多層体６０′が形成された後、図６（Ｄ）に示すように、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等からなる厚さ３〜２０ｎｍ程度の非磁性絶縁層１６と、例えばＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ等からなるバイアス層１７とが順次、スパッタリング法等によって形成される。その後、図６（Ｅ）に示すように、リフトオフによって、レジスト６１が剥離される。
【００７６】
その後、図６（Ｆ１）及び（Ｆ２）に示すように、フォトリソグラフィ法等によってＭＲ効果多層体６０′がさらにパターニングされて、下地層１３、ＭＲ効果積層体１１及びキャップ層１４が形成され、次いで、スパッタリング法、イオンビームスパッタリング法等によって、絶縁膜６２が成膜される。なお、図６（Ｆ１）は、図６（Ｆ２）のＡ−Ａ線断面図であり、図６（Ｆ２）は、ウエハ基板の素子形成面を真上から見た図であり、Ａ−Ａ線はトラック幅方向とは直交している。その後、図６（Ｇ）に示すように、キャップ層１４上に上部磁極層１５が形成されて、ＭＲ効果素子１０の要部の製造工程が完了する。
【００７７】
図７は、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法における、機械加工工程の一実施形態を示す概略図である。
【００７８】
図７（Ａ）に示すように、ウエハ薄膜工程が完了したウエハ基板である薄膜磁気ヘッドウエハ７０の素子形成面上には、多数の磁気ヘッド素子パターン７１が、マトリクス状に並んで形成されている。磁気ヘッド素子パターン７１は、以後説明する機械加工工程を経て形成される個々のスライダにおいて、主にＭＲ効果素子、電磁コイル素子及び信号端子電極となる部分である。
【００７９】
最初に、この薄膜磁気ヘッドウエハ７０を、樹脂等を用いて切断分離用治具に接着して切断し、図７（Ｂ）に示すように、複数の磁気ヘッド素子パターン７１が列状に並ぶ加工バー７２を切り出す。次いで、この加工バー７２を、樹脂等を用いて研磨用治具に接着し、この加工バー７２のＡＢＳ側となる端面７２０に、ＭＲハイト加工としての粗研磨を施す。このＭＲハイト加工は、図７（Ｃ）に示すように、最終的に、磁気ヘッド素子７６がヘッド端面７８０に露出して、ＭＲ効果素子のＭＲ効果積層体が所定のＭＲハイトになるまで行われる。
【００８０】
次いで、図７（Ｄ）に示すように、加工バー７２に対して、電磁石７３を用いて、第１の磁界３４を印加する第１の磁界印加処理を実施する（図２のステップ１２）。次いで、同処理が実施された加工バー７２に、機械加工による加工歪みを解放するためのアニール処理を実施する（図２のステップ１３）。その後、図７（Ｅ）に示すように、このアニール処理が実施された加工バー７２に、電磁石７４を用いて、第２の磁界３６を印加する第２の磁界印加処理を実施する（図２のステップ１４）。
【００８１】
次いで、形成されたＡＢＳに仕上げの精研磨を施し、その後、ヘッド端面７８０に、例えば、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等からなる保護膜を形成する。その後、保護膜が形成された加工バー７２を、樹脂等を用いてレール形成用治具に接着し、フォトリソグラフィ法及びイオンビームエッチング法等を用いてＡＢＳにレールを形成する加工を行う。その後、この加工バーを、樹脂等を用いて切断用治具に接着し、溝入れ処理を行った後、切断処理を行い、加工バー７２を、図７（Ｆ）に示すような個々のスライダ７７に分離する。以上により、スライダを形成する機械加工工程が終了して、薄膜磁気ヘッドの製造工程が完了する。
【００８２】
このように製造されたスライダ（薄膜磁気ヘッド）７７は、図７（Ｆ）に示すように、適切な浮上量を得るように加工されたＡＢＳ７８と、素子形成面７９上に形成された磁気ヘッド素子７６と、素子形成面７９上に形成された被覆層５９の層面から露出した４つの信号端子電極７５とを備えている。ここで、磁気ヘッド素子７６は、読み出し用のＭＲ効果素子１０と書き込み用の電磁コイル素子５８とを含む。ここで、４つの信号端子電極７５のうち２つづつが、それぞれＭＲ効果素子１０及び電磁コイル素子５８に接続されている。ＭＲ効果素子１０及び電磁コイル素子５８の一端がＡＢＳ７８側のヘッド端面７８０に達している。これらの端が磁気ディスクと対向することによって、信号磁界の感受による読み出しと信号磁界の印加による書き込みとが行われる。
【００８３】
以下、本発明による薄膜磁気ヘッド（ＭＲ効果素子）の製造方法を使用する効果について、種々の実施例及び比較例に係るヘッドを用いて説明する。
【００８４】
以下の実施例及び比較例に係るヘッドにおいて、比較に用いた特性の１つは、各ヘッドが備えたＴＭＲ効果素子における、外部印加磁界ＨＥＸと素子抵抗ＲＭＲとの関係である、疑似静特性としてのＲ−Ｈ特性である。測定は、ＱＳＴ装置を用いて行われた。また、もう１つの用いられた指標は、次に説明するノイズカウントプロファイル（noise count profile（ＮＣＰ））である。
【００８５】
図８は、ＮＣＰの測定方法を説明するためのグラフである。
【００８６】
ＮＣＰの測定においては、最初に、ＴＭＲ効果素子の出力を、２００ＭＨｚ帯域の広帯域アンプに通して、ＤＣ成分をキャンセルした上で、所定の帯域幅の信号を取り出した。図８（Ａ）は、この信号を、横軸を時間とし縦軸を電圧としたグラフに表したものである。同図によれば、所定の幅を持ったベースラインから飛び出したポッピングノイズが観測されている。
【００８７】
ここで、この信号に対して、ある閾値電圧ｖＴＨを決めて、所定時間ｔＭＥＡＳ（例えば５００ミリ秒）の間に、この閾値電圧ｖＴＨを信号が横切った回数ＣＮをカウントした。さらに、閾値電圧ｖＴＨを変えて各閾値電圧ｖＴＨでの横切った回数ＣＮをカウントした。図８（Ｂ）は、このようにして得られた、閾値電圧ｖＴＨと横切った回数ＣＮとの関係を表すグラフである。同図のプロファイル曲線の幅は、基本的に図８（Ａ）のベースライン幅に対応するものであるが、信号中にポッピングノイズが存在すると、プロファイル曲線が裾、又は肩（ショルダー）を持ってしまうことになる。
【００８８】
ここで、図８（Ｂ）においては、０Ｖ近傍の回数ＣＮが桁違いに大きくて突出してしまい、ポッピングノイズの存在が目立たなくなってしまう。そこで、これに対処した縦軸の取り方を行ったグラフを図８（Ｃ）に示す。図８（Ｃ）に示したグラフの縦軸は、規格化カウント数、すなわちｌｏｇ１０（ＣＮ／ＭＡＸ（ＣＮ））×１００（％）となっており、対数を取った上で０Ｖでの値を１００％として規格化している。これによって、ポッピングノイズの頻度及び大きさが明瞭にグラフに表されて、ノイズ特性の評価が容易になる。この図８（Ｃ）に示した特性をＮＣＰとし、このＮＣＰ、及び上述したＲ−Ｈ特性を用いて、以下の実施例及び比較例の評価を行った。
【００８９】
（実施例１〜３及び比較例１〜３）
図９、図１０及び図１１は、それぞれ実施例１〜３に係るヘッドにおける、各処理段階でのＲ−Ｈ特性及びＮＣＰを示したグラフである。
【００９０】
実施例１〜３における各ヘッドの製造方法は、図２のステップ１からステップ１８までに記載された通りであった。ここで、第１の磁界印加処理における第１の磁界の大きさは６ｋＯｅ（約４８０ｋＡ／ｍ）であり、アニール処理におけるアニール温度は１８０、２００及び２２０℃であってアニール時間は１時間であった。また、第２の磁界印加処理における第２の磁界の大きさは６ｋＯｅ（約４８０ｋＡ／ｍ）であった。なお、ＮＣＰのグラフにおいて、横軸の閾値電圧ｖＴＨは、素子出力に対する閾値であり、アンプ出力に対する閾値をアンプの増幅率である１０００で割ることによって値を得ている。
【００９１】
図９〜１１の（Ａ１）及び（Ａ２）によれば、実施例１〜３の各ヘッドは、第１の磁界印加処理前において、直線的であってヒステリシスのほとんど見られない良好なＲ−Ｈ特性、及びポッピングノイズが抑制された良好なＮＣＰを示している。これらのヘッドに対して、第１の磁界印加処理及びアニール処理を行うと、図９〜１１の（Ｂ１）及び（Ｂ２）に示したように、いずれのアニール温度で処理したヘッドにおいても、Ｒ−Ｈ特性において曲線の一部の傾きが大きくなりヒステリシスが観測され、ＮＣＰにおいてポッピングノイズが相当の頻度で発生していることを示すショルダーが見られる。
【００９２】
これは、第１の磁界印加処理によって、バイアス層の磁化が「降伏」して図３（Ｂ）に示すように第１の方向を向いてしまうことによる。この「降伏」の結果、磁化自由層の磁化が安定せずにばらついて層内に不規則な磁区が形成され、この磁区の境界である磁壁の不規則な移動によって磁気的なポッピングノイズが発生してしまう。
【００９３】
しかしながら、その後、第２の磁界印加処理を行うことによって、図９〜１１の（Ｃ１）及び（Ｃ２）に示したように、最終的に良好なＲ−Ｈ特性、及びＮＣＰが得られている。
【００９４】
図１２、図１３及び図１４は、それぞれ比較例１〜３に係るヘッドにおける、各処理段階でのＲ−Ｈ特性及びＮＣＰを示したグラフである。
【００９５】
比較例１〜３における各ヘッドの製造方法は、ステップ１２を除いて、実施例１〜３と同様であった。すなわち、これらのヘッドにおいては、第１の磁界印加処理（ステップ１２）が省略されて実施されなかった。なお、ＣＮＰのグラフにおいて、横軸の閾値電圧ｖＴＨは、図９〜１１と同じく素子出力に対する閾値であり、アンプ出力に対する閾値をアンプの増幅率である１０００で割ることによって値を得ている。
【００９６】
図１２及び１３の（Ａ１）及び（Ａ２）によれば、比較例１及び２の各ヘッドは、アニール処理前において、直線的であってヒステリシスのほとんど見られない良好なＲ−Ｈ特性、及びポッピングノイズが抑制された良好なＮＣＰを示している。これに対して、比較例３のヘッドにおいては、アニール処理前において、図１４の（Ａ１）及び（Ａ２）のＲ−Ｈ特性及びＮＣＰに示したように、明確なポッピングノイズが観測されている。
【００９７】
これらのヘッドに対して、その後、アニール処理を行うと、図１２〜１４の（Ｂ１）及び（Ｂ２）に示したＲ−Ｈ特性及びＮＣＰからわかるように、いずれのアニール温度で処理したヘッドにおいても、上述したような磁壁の不規則な移動に伴う磁気的なポッピングノイズが、相当数発生していることがわかる。その後、これらのヘッドに対して第２の磁界印加処理を実施したところ、図１２〜１４の（Ｃ１）及び（Ｃ２）に示したＲ−Ｈ特性及びＮＣＰからわかるように、上述した実施例１〜３とは異なり、磁気的なポッピングノイズがなお相当数存在していることが理解される。
【００９８】
すなわち、実施例１〜３のヘッドにおいては、確かに、第１の磁界印加処理及びその後のアニール処理によって、バイアス層の磁化が「降伏」し、一時的に磁気的ポッピングノイズが増加する。しかしながら、磁化固定層は、バイアス層からの第１の方向のバイアス磁界を受けながらアニール処理されるので、それまでの熱処理等によってもともと磁化固定層が有していた磁化の傾き又は分散が非常に小さく抑えられる。その結果、実施例１〜３のヘッドにおいては、第２の磁界印加処理によるバイアス層の再着磁後、最終的に、ポッピングノイズの抑制された非常に良好なＲ−Ｈ特性及びＮＣＰが実現される。
【００９９】
これに対して、比較例１〜３のヘッドにおいては、アニール処理中に、磁化固定層の磁化が傾いたり分散したりしたままアニールされるので、磁化がそのまま固着化したり、不規則な磁区が容易に形成されたりする。その結果、第２の磁界印加処理後においても、磁気的なポッピングノイズが多数存在してしまう。
【０１００】
以上、実施例１〜３及び比較例１〜３の結果により、本発明の製造方法において、機械加工による加工歪みを解放するためアニール処理の前に、第１の磁界印加処理を実施してバイアス層の磁化を「降伏」させることが非常に重要であることが理解される。このような処理工程によって、アニール処理による磁気的ポッピングノイズの増大を回避し、さらに、アニール処理前に有していた磁化の傾き又は分散を小さく抑えて磁気的ポッピングノイズをより低減することが可能となる。
【０１０１】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の製造方法に係るＭＲ効果素子の層構成を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法の一実施形態を概略的に示すフローチャートである。
【図３】本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法の、一実施形態における作用効果を説明するための概略図である。
【図４】本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法の、他の実施形態における作用効果を説明するための概略図である。
【図５】本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法における、ウエハ薄膜工程の一実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明によるＭＲ効果素子の製造方法の一実施形態における要部を説明する断面図である。
【図７】本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法における、機械加工工程の一実施形態を示す概略図である。
【図８】ＮＣＰの測定方法を説明するためのグラフである。
【図９】実施例１に係るヘッドにおける、各処理段階でのＲ−Ｈ特性及びＮＣＰを示したグラフである。
【図１０】実施例２に係るヘッドにおける、各処理段階でのＲ−Ｈ特性及びＮＣＰを示したグラフである。
【図１１】実施例３に係るヘッドにおける、各処理段階でのＲ−Ｈ特性及びＮＣＰを示したグラフである。
【図１２】比較例１に係るヘッドにおける、各処理段階でのＲ−Ｈ特性及びＮＣＰを示したグラフである。
【図１３】比較例２に係るヘッドにおける、各処理段階でのＲ−Ｈ特性及びＮＣＰを示したグラフである。
【図１４】比較例３に係るヘッドにおける、各処理段階でのＲ−Ｈ特性及びＮＣＰを示したグラフである。
【符号の説明】
【０１０３】
１０  ＭＲ効果素子
１００  反強磁性層
１０１  磁化固定層
１０１ａ  第１の強磁性膜
１０１ｂ  非磁性膜
１０１ｃ  第２の強磁性膜
１０２  トンネルバリア層
１０３  磁化自由層
１０３ａ  高分極率膜
１０３ｂ  軟磁性膜
１１  ＭＲ効果積層体
１２  下部電極層
１３下地層
１３ａ  第１の下地膜
１３ｂ  第２の下地膜
１４  キャップ層
１５  上部電極層
１６  非磁性絶縁層
１７  バイアス層
３０、３１、３２  磁化
３３、３５、３７  バイアス磁界
３４、４０、４１  第１の磁界
３６  第２の磁界
５０  ウエハ基板
５１  下地絶縁層
５３  第１の非磁性層
５４  素子間シールド層
５５  第２の非磁性層
５６  バッキングコイル部
５６０  バッキングコイル層
５６１  バッキングコイル絶縁層
５７  第３の非磁性層
５８  電磁コイル素子
５８０  主磁極層
５８００  主磁極主要層
５８０１  主磁極補助層
５８１  ギャップ層
５８２  コイル下地絶縁層
５８３  コイル層
５８４  コイル絶縁層
５８５  補助磁極層
５９  被覆層
６０  ＭＲ効果多層膜
６０′  ＭＲ効果多層体
６１  レジスト
６２  絶縁膜
７０  薄膜磁気ヘッドウエハ
７１  磁気ヘッド素子パターン
７２  加工バー
７２０  ＡＢＳ側の端面
７３、７４  電磁石
７５  信号端子電極
７６  磁気ヘッド素子
７７  スライダ
７８  ＡＢＳ
７８０  ヘッド端面
７９  素子形成面
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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