(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータを用いた磁気抵抗効果ヘッドの再生トラック幅算出方法であって、少なくとも１つの層を含む磁気抵抗効果素子の該少なくとも１つの層の形状を表すデータ、該磁気抵抗効果素子の磁区制御層の形状を表すデータ及び該磁気抵抗効果素子に接続されたリード導体の形状を表すデータに少なくとも基づいて、該少なくとも１つの層、該磁区制御層及び該リード導体を複数の多面体要素に細分化する段階と、前記少なくとも１つの層、前記磁区制御層及び前記リード導体の抵抗率に少なくとも基づいて、前記各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を算出し、該算出した各節点若しくは辺上の電位から該各多面体要素の電流密度を求め、該求めた電流密度を積分することによって前記リード導体の端子間の初期抵抗値を算出する段階と、前記磁気抵抗効果素子の局部ブロックにおける抵抗率を所定量変化させた状態で、前記各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を算出し、該算出した各節点若しくは辺上の電位から該各多面体要素の電流密度を求め、該求めた電流密度を積分することによって前記リード導体の端子間の抵抗値を算出する段階と、抵抗率を所定量変化させる前記局部ブロックを前記磁気抵抗効果素子のトラック幅方向に順次移動させて、抵抗値を算出する前記段階を繰り返して行う段階と、得られた前記初期抵抗値及び前記抵抗値から電気的再生トラック幅を求める段階とを備えたことを特徴とする磁気抵抗効果ヘッドの再生トラック幅算出方法。
【請求項２】
前記初期抵抗値を算出する段階が、前記各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を未知数とし多面体体積座標及び該各多面体要素の抵抗率に基づく重み付き残差方程式から節点若しくは辺上要素有限要素法のマトリクスを作成すると共に前記リード導体上端面に固定境界条件を与えて列ベクトルを作成する段階と、該マトリクス及び該列ベクトルによる式を解いて各節点若しくは辺上の電位を算出する段階とを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記初期抵抗値を算出する段階が、該算出した各節点若しくは辺上の電位から該各多面体要素の電界の強さを求めて電流密度を求める段階と、該求めた各多面体要素の電流密度を積分することにより前記リード導体の端子間の電流値を求める段階と、該求めた電流値と前記リード導体の端子間の電位差とから前記初期抵抗値を算出する段階とをさらに含んでいることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記抵抗値を算出する段階が、前記各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を未知数とし多面体体積座標及び該各多面体要素の抵抗率に基づく重み付き残差方程式から節点要素有限要素法のマトリクスを作成すると共に前記リード導体上端面に固定境界条件を与えて列ベクトルを作成する段階と、該マトリクス及び該列ベクトルによる式を解いて各節点若しくは辺上の電位を算出する段階とを含んでいることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記抵抗値を算出する段階が、該算出した各節点若しくは辺上の電位から該各多面体要素の電界の強さを求めて電流密度を求める段階と、該求めた各多面体要素の電流密度を積分することにより前記リード導体の端子間の電流値を求める段階と、該求めた電流値と前記リード導体の端子間の電位差とから前記抵抗値を算出する段階とをさらに含んでいることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記電気的再生トラック幅を求める段階が、トラック幅方向の位置と該位置に対応する前記局部ブロックの前記抵抗値及び前記初期抵抗値の差との関係を表す特性から電気的再生トラック幅を求める段階を含んでいることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
コンピュータを、少なくとも１つの層を含む磁気抵抗効果素子の該少なくとも１つの層の形状を表すデータ、該磁気抵抗効果素子の磁区制御層の形状を表すデータ及び該磁気抵抗効果素子に接続されたリード導体の形状を表すデータに少なくとも基づいて、該少なくとも１つの層、該磁区制御層及び該リード導体を複数の多面体要素に細分化する手段と、前記少なくとも１つの層、前記磁区制御層及び前記リード導体の抵抗率に少なくとも基づいて、前記各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を算出し、該算出した各節点若しくは辺上の電位から該各多面体要素の電流密度を求め、該求めた電流密度を積分することによって前記リード導体の端子間の初期抵抗値を算出する手段と、前記磁気抵抗効果素子の局部ブロックにおける抵抗率を所定量変化させた状態で、前記各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を算出し、該算出した各節点若しくは辺上の電位から該各多面体要素の電流密度を求め、該求めた電流密度を積分することによって前記リード導体の端子間の抵抗値を算出する手段と、抵抗率を所定量変化させる前記局部ブロックを前記磁気抵抗効果素子のトラック幅方向に順次移動させて、抵抗値を算出する前記段階を繰り返して行う手段として機能させ、得られた前記初期抵抗値及び前記抵抗値から電気的再生トラック幅を求めることを特徴とする磁気抵抗効果ヘッドの再生トラック幅算出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気抵抗効果（ＭＲ）ヘッドの再生トラック幅算出方法及びＭＲヘッドの再生トラック幅算出プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータの普及に伴い、情報のネットワーク化が急速に進んでいる。このため、扱われる情報も、従来の数値データのみならず画像データ等も含むため、その情報量が飛躍的に増大化しつつある。このような膨大な量の情報を扱うには、高速なＭＰＵと共に、高速かつ大容量、そして信頼性の高いハードディスクシステムが必要になる。
【０００３】
ハードディスク上に記録された信号を読み出すためには、強磁性薄膜の電気抵抗が電場により変化する、いわゆるスピン・軌道相互作用による強磁性体の異常磁気抵抗効果を利用した異方性磁気抵抗効果ヘッド（ＡＭＲヘッド）が数多く用いられている。
【０００４】
ＡＭＲヘッドにおいては、感磁素子として、一般に、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＦｅＣｏ、ＮｉＣｏ薄膜が用いられる。しかしながら、軟磁気特性に優れるＮｉＦｅ薄膜によっても、得られる磁気抵抗（ＭＲ）変化率はたかだか２〜３％程度である。このため、ＭＲ変化率がより大きなＭＲヘッドが望まれていた。
【０００５】
近年、２枚の強磁性層で非磁性伝導層を挟み込み、一方の強磁性層（磁化固定層）を反強磁性層の交換バイアスにより磁化方向を固定し、もう一方の強磁性層（磁化自由層）が外部磁界で磁化変化することにより、２枚の強磁性層の磁化方向の角度差により大きな抵抗変化を作り出す、いわゆるスピンバルブ（ＳＶ）ＭＲ素子等の巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子が提案され（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．６，ｐｐ．３８０１〜３８０６（１９９４））、磁気ヘッドへの応用が始まっている。
【０００６】
一般に、ＡＭＲヘッドやＳＶＭＲヘッド（ＭＲヘッドと総称する）においては、その感磁部であるＭＲ膜又は磁化自由層は、磁区制御層によってその磁化方向が制御され素子の単磁区状態が保たれている。磁区制御層は、ＭＲ膜又は磁化自由層のトラック両端部に配置された磁石層、反強磁性層に磁化固定された軟磁性層、又はＭＲ膜若しくは磁化自由層に直接的又は間接的に交換結合若しくは静磁結合した反強磁性層からなり、トラック端部での反磁界を打ち消すように磁界を与えることによって磁化方向を制御する。通常、これら磁石層又は反強磁性層上には、リード導体が形成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような構造のＭＲヘッドにおいて、物理的トラック幅（光学的トラック幅）は、この素子両側のリード導体の間隔、磁石層の間隔、素子上側の幅、下側の幅、若しくはこれらの間の値、ＭＲ膜若しくはフリー層の幅、非磁性中間層の幅、磁化固定層の幅、又はこれらの平均の幅等と定義される。
【０００８】
しかしながら、最近のＭＲヘッドにおいては、リード導体がＭＲ素子上にオーバーラップして積層される構造が採用される等して、実際の再生に寄与するトラック幅（磁気的トラック幅）が、物理的トラック幅と異なってしまうことがある。このような場合、実質的なトラック幅を求めるには、実際に作成したＭＲヘッドを移動させつつ磁気ディスク上に形成された細い磁気トラックの情報を読み取るという測定処理が必要であった。従って、机上で、又は最終的な磁気ヘッドを作成する前に実質的なトラック幅を知ることができず、これは、ＭＲヘッドの設計上及び製造上の大きな問題点であった。
【０００９】
従って本発明の目的は、ＭＲヘッドの実質的なトラック幅を精度良くかつ机上で求めることができるＭＲヘッドの再生トラック幅算出方法及びＭＲヘッドの再生トラック幅算出プログラムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、コンピュータを用いたＭＲヘッドの再生トラック幅算出方法であって、少なくとも１つの層を含むＭＲ素子のこの少なくとも１つの層の形状を表すデータ、ＭＲ素子の磁区制御層の形状を表すデータ及びＭＲ素子に接続されたリード導体の形状を表すデータに少なくとも基づいて、少なくとも１つの層、磁区制御層及びリード導体を複数の多面体要素に細分化する段階と、少なくとも１つの層、磁区制御層及びリード導体の抵抗率に少なくとも基づいて、各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を算出し、算出した各節点若しくは辺上の電位から各多面体要素の電流密度を求め、求めた電流密度を積分することによってリード導体の端子間の初期抵抗値を算出する段階と、ＭＲ素子の局部ブロックにおける抵抗率を所定量変化させた状態で、各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を算出し、算出した各節点若しくは辺上の電位から各多面体要素の電流密度を求め、求めた電流密度を積分することによってリード導体の端子間の抵抗値を算出する段階と、抵抗率を所定量変化させる局部ブロックをＭＲ素子のトラック幅方向に順次移動させて、抵抗値を算出する上述の段階を繰り返して行う段階と、得られた初期抵抗値及び抵抗値から電気的再生トラック幅を求める段階とを備えたＭＲヘッドの再生トラック幅算出方法が提供される。
【００１１】
ＭＲヘッドの実質的な再生トラック幅は、次の３つの要因により決定される。▲１▼メディア磁界の入り込み、
▲２▼ＭＲ膜、またはフリー層の感度分布、
▲３▼電気的再生トラック幅。
【００１２】
このうち、▲１▼については、Ｇｒｅｅｎ関数をフーリエ級数に展開する手法（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ  Ｍａｇｎ．Ｖｏｌ.３４，Ｎｏ．４，１５１３，(１９９８)）や有限要素法等により、容易に計算できる。また、▲２▼についても実効磁界（静磁界、異方性磁界、交換磁界、外部磁界の和）とＬａｎｄａｕ−Ｌｉｆｓｈｉｔｚ−Ｇｉｌｂｅｒｔ式（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，２８，ｐｐ．２４８５〜２５０７，１９８９）により磁化の様子を計算（マイクロマグネティックシミュレーション）することにより、求めることができる（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ  Ｍａｇｎ．Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．４，ｐｐ．１５１６〜１５１８，(１９９８)）。一方、▲３▼の電気的再生トラック幅は、従来技術では容易に求めることができなかったが、本発明によってこれを簡単に算出することが可能となった。
【００１３】
即ち、本発明では、ＭＲ素子自体の層の形状を表すデータ、磁区制御層の形状を表すデータ及びリード導体の形状を表すデータに基づいて、ＭＲ素子の層、磁区制御層及びリード導体を複数の多面体要素に細分化する。次いで、これら各層の抵抗率に基づいて、各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を算出し、算出した各節点若しくは辺上の電位から各多面体要素の電流密度を求める。そして、求めた電流密度を積分することによってリード導体の端子間の初期抵抗値を算出する。一方、ＭＲ素子の局部ブロックにおける抵抗率を所定量変化させた状態で、各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を算出し、算出した各節点若しくは辺上の電位から各多面体要素の電流密度を求め、求めた電流密度を積分することによってリード導体の端子間の抵抗値を算出する。この局部ブロックをＭＲ素子のトラック幅方向に順次移動させて、抵抗値を算出する上述の計算を繰り返して行い、得られた初期抵抗値及び抵抗値からこの電気的再生トラック幅を求めている。ＭＲヘッドの電気的再生トラック幅が精度良く求められるので、その実質的トラック幅も高精度に机上で算出できることとなる。
【００１４】
初期抵抗値を算出する段階が、各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を未知数とし多面体体積座標及び各多面体要素の抵抗率に基づく重み付き残差方程式から節点要素有限要素法のマトリクスを作成すると共にリード導体上端面に固定境界条件を与えて列ベクトルを作成する段階と、マトリクス及び列ベクトルによる式を解いて各節点若しくは辺上の電位を算出する段階とを含んでいることが好ましい。
【００１５】
初期抵抗値を算出する段階が、算出した各節点若しくは辺上の電位から各多面体要素の電界の強さを求めて電流密度を求める段階と、求めた各多面体要素の電流密度を積分することによりリード導体の端子間の電流値を求める段階と、求めた電流値とリード導体の端子間の電位差とから初期抵抗値を算出する段階とをさらに含んでいることも好ましい。
【００１６】
抵抗値を算出する段階が、各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を未知数とし多面体体積座標及び各多面体要素の抵抗率に基づく重み付き残差方程式から節点要素有限要素法のマトリクスを作成すると共にリード導体上端面に固定境界条件を与えて列ベクトルを作成する段階と、マトリクス及び列ベクトルによる式を解いて各節点若しくは辺上の電位を算出する段階とを含んでいることが好ましい。
【００１７】
抵抗値を算出する段階が、算出した各節点若しくは辺上の電位から各多面体要素の電界の強さを求めて電流密度を求める段階と、求めた各多面体要素の電流密度を積分することによりリード導体の端子間の電流値を求める段階と、求めた電流値とリード導体の端子間の電位差とから抵抗値を算出する段階とをさらに含んでいることも好ましい。
【００１８】
電気的再生トラック幅を求める段階が、トラック幅方向の位置とこの位置に対応する局部ブロックの抵抗値及び初期抵抗値の差との関係を表す特性から電気的再生トラック幅を求める段階を含んでいることも好ましい。
【００１９】
本発明によれば、さらに、コンピュータを、少なくとも１つの層を含むＭＲ素子のこの少なくとも１つの層の形状を表すデータ、ＭＲ素子の磁区制御層の形状を表すデータ及びＭＲ素子に接続されたリード導体の形状を表すデータに少なくとも基づいて、少なくとも１つの層、磁区制御層及びリード導体を複数の多面体要素に細分化する手段と、少なくとも１つの層、磁区制御層及びリード導体の抵抗率に少なくとも基づいて、各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を算出し、算出した各節点若しくは辺上の電位から各多面体要素の電流密度を求め、求めた電流密度を積分することによってリード導体の端子間の初期抵抗値を算出する手段と、ＭＲ素子の局部ブロックにおける抵抗率を所定量変化させた状態で、各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を算出し、算出した各節点若しくは辺上の電位から各多面体要素の電流密度を求め、求めた電流密度を積分することによってリード導体の端子間の抵抗値を算出する手段と、抵抗率を所定量変化させる局部ブロックをＭＲ素子のトラック幅方向に順次移動させて、抵抗値を算出する上述の段階を繰り返して行う手段として機能させ、得られた初期抵抗値及び抵抗値から電気的再生トラック幅を求めるＭＲヘッドの再生トラック幅算出プログラムが提供される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は本発明の一実施形態として、ＳＶＭＲヘッドの電界・電流分布計算のためのモデルを概略的に示した斜視図及び断面図である。
【００２１】
これらの図において、１０はＳＶＭＲ素子、１１及び１２はこのＳＶＭＲ素子１０の両端に接して設けられた第１及び第２の磁石層、１３及び１４は第１及び第２の磁石層１１及び１２上に積層され、さらにＳＶＭＲ素子１０の上面にも一部オーバーラップして積層されている（リードオーバーレイド構造）第１及び第２のリード導体をそれぞれ示している。
【００２２】
ＳＶＭＲ素子１０は、図示されていないが、ＳＶＭＲ下地層、磁化自由層（フリー層）、非磁性中間層（スペーサ層）、磁化固定層（ピンド層）、反強磁性層及びキャップ層の多層構造となっている。このような多層構造は、周知である。
【００２３】
このＳＶＭＲヘッドの電気的経路は、ＳＶＭＲ素子と、磁石層と、リード下地層、リード導体層及びリードキャップ層からなるリード導体との３つの素子から主として構成されている。これら各素子は多数の多面体要素（四面体又は六面体要素）に分割され、各要素の辺の頂点（節点）に未知数となる電位が設定される。また、第１及び第２のリード導体１３及び１４の上端面には各々既知の電位が設定される。これらの離散化された各要素について、定常電流の有限要素法を適用して方程式が作成される。この過程は、以下の式で記述される。
【００２４】
定常電流の支配方程式は、
−ｄｉｖ（σ・ｇｒａｄφ）＝０                          （１）となる。
【００２５】
ベクトル補間関数Ｎｉを用いてＧａｌｅｒｋｉｎの重み付き残差方程式を作成する。
【００２６】
【数１】
0003855688.tif 000002
例えば四面体要素の場合、各節点の未知電位をφｉ、φｊ、φｋ、φｌとすると、要素ｍに対するラプラスの残差方程式（（２）式の第１項）は以下のようになる。
【００２７】
【数２】
0003855688.tif 000003
ここで、ａ、ｂ、ｃ、ｄは、
Ｌｉ＝ａｉ＋ｂｉｘ＋ｃｉｙ＋ｄｉｚ
Ｌｊ＝ａｊ＋ｂｊｘ＋ｃｊｙ＋ｄｊｚ                              （４）
Ｌｋ＝ａｋ＋ｂｋｘ＋ｃｋｙ＋ｄｋｚ
Ｌｌ＝ａｌ＋ｂｌｘ＋ｃｌｙ＋ｄｌｚ
なる規格化した体積座標Ｌｉ、Ｌｊ、Ｌｋ、Ｌｌ（ただし、Ｌｉ+Ｌｊ＋Ｌｋ+Ｌｌ＝１）を満たす値である。  全ての要素について（３）式を作り、φに対する係数マトリクスを求める。次に、境界条件として第１及び第２のリード導体１３及び１４の上端面には固定境界（φ＝既知）を、その他の境界には以下の自然境界条件式（５）を与え、これにより係数マトリクス[Ａ]と列ベクトル｛Ｂ｝とを完成する（（６）式）。
【００２８】
【数３】
0003855688.tif 000004
[Ａ]｛φ｝＝｛Ｂ｝                                      （６）
この（６）式の解法にはガウスの消去法又はＩＣＣＧ法（ＩｎｃｏｍｐｌｅｔｅＣｈｏｌｅｓｋｙ  Ｃｏｎｊｕｇａｔｅ  Ｍｅｔｈｏｄ）を用いる。この（６）式を解くことによって、各節点の電位φが求まる。
【００２９】
各要素について、φからＥ＝−ｇｒａｄφの式を用いて電界の強さＥを、さらに、Ｊ＝σＥの式を用いて電流密度Ｊを求める。最後にヘッド全体の抵抗を、リード導体間の電位と電流密度を積分して得た電流値Ｉとから導出する。
【００３０】
一例として、図１に示すようなリードオーバーレイド構造のＳＶＭＲヘッドにおいて、ＳＶＭＲ素子１０における磁化自由層の厚みを４ｎｍ、抵抗率を２０μΩｃｍ、非磁性中間層の厚みを２ｎｍ、抵抗率を１５μΩｃｍ、磁化固定層の厚みを５ｎｍ、抵抗率を３０μΩｃｍ、反強磁性層の厚みを１５ｎｍ、抵抗率を１５０μΩｃｍ、キャップ層の厚みを３ｎｍ、抵抗率を２００μΩｃｍ、第１及び第２の磁石層１１及び１２の厚みを３０ｎｍ、抵抗率を４０μΩｃｍ、第１及び第２のリード導体１３及び１４におけるリード下地層の厚みを１０ｎｍ、抵抗率を２００μΩｃｍ、リード導体層の厚みを５０ｎｍ、抵抗率を１０μΩｃｍと設定した。
【００３１】
図２に示すように、ＳＶＭＲ素子１０の幅は０．４０μｍであり、第１及び第２のリード導体１３及び１４が両トラック端から各々０．１０μｍほどオーバーラップしており（リードオーバーラップ長さＬｏ＝０．１０μｍ）、リード間隔は０．２０μｍとなっている。ＳＶＭＲ素子１０の高さは０．２０μｍである。また、第１のリード導体１３の端子には０Ｖ（接地）、第２のリード導体１４の端子には１Ｖの定電位Ｖｏを与えている。
【００３２】
この条件に基づいて、図３に示すようなフローチャートにより、初期抵抗値Ｒ(０)を算出する。以下にこの初期抵抗算出処理の流れを説明する。
【００３３】
まず、ＳＶＭＲ素子１０の各層、第１及び第２の磁石層１１及び１２、第１及び第２のリード導体１３及び１４の形状データとこれらの抵抗率データとを入力する。第１のリード導体１３の端部を接地（０Ｖ）し、第２のリード導体１４の端部には定電位Ｖｏ（１Ｖ）を与える（ステップＳ１）。
【００３４】
次いで、入力した形状データに基づいて、自動計算により各部を小さな四面体要素に分割する（ステップＳ２）。
【００３５】
次いで、分割された各要素について頂点の節点を未知数とする四面体体積座標、抵抗率に基づく重み付き残差方程式を作成し、節点要素有限要素法のマトリクスを作成する。さらに、リード端部の節点に固定境界条件として既知の電位を与えて右辺の列ベクトルとする（ステップＳ３）。
【００３６】
次いで、作成されたマトリクスについて、ＩＣＣＧ法により未知数である各節点の電位を算出する（ステップＳ４）。
【００３７】
その後、得られた電位から、各要素の電界の強さ、電流密度を算出し、リード端子間の電流密度を積分することにより電流値を求める。得られた電流値とリード端子間の電位差とからリード端子間の抵抗値Ｒ（０）を算出する（ステップＳ５）。図４は、このステップＳ５のＳＶＭＲ素子１０の各層、即ち、磁化自由層、非磁性中間層、磁化固定層及び反強磁性層における電流密度分布の様子を示している。
【００３８】
次に、図５に示すようなフローチャートに従って電気的再生トラック幅ＥＬＷ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｒｅａｄ  ｗｉｄｔｈ）を算出する。以下にこの電気的再生トラック幅ＥＬＷの算出処理の流れを説明する。
【００３９】
ステップＳ１１及びステップＳ１２の処理内容は、図３のステップＳ１及びステップＳ２の処理内容と同じであり、その結果は、コンピュータ内に一時的に格納されている。従って、電気的再生トラック幅ＥＬＷの算出処理は、実際にはステップＳ１３から行われる。
【００４０】
まず、ＳＶＭＲ素子１０のトラック幅方向に沿って設定された局部ブロックの番号ｉを初期値１にリセットする（ステップＳ１３）。この局部ブロックとは、例えば、図６の１５に示すように、ＳＶＭＲ素子１０の磁化自由層／非磁性中間層／磁化固定層をトラック幅方向に細かく分割して順次配列した直方体から構成されている。
【００４１】
次いで、このｉ番目の局部ブロックにおける磁化自由層／非磁性中間層／磁化固定層の抵抗率を所定量だけ変化させる。例えば、抵抗率を１０％だけ増加させる（ステップＳ１４）。
【００４２】
次いで、この局部ブロックについてこの抵抗率を用い、図３のステップＳ３と同様にマトリクス及び列ベクトルを作成する（ステップＳ１５）。
【００４３】
次いで、図３のステップＳ４と同様に、ステップＳ１５で作成したマトリクスをＩＣＣＧ法により解き、各節点の電位を求める（ステップＳ１６）。
【００４４】
次いで、図３のステップＳ５と同様に、ステップＳ１６で得られた電位からリード端子間の抵抗値Ｒ（ｉ）を算出する（ステップＳ１７）。
【００４５】
次に、局部ブロックの番号ｉが所定値に達したかどうか判別し（ステップＳ１８）、所定値に達していない場合は番号ｉを１つだけ増大させることにより局部ブロックをトラック幅方向に移動させ（ステップＳ１９）、ステップＳ１４へ戻る。
【００４６】
ステップＳ１４〜Ｓ１７の処理は、ｉが所定値に達したと判別されるまで繰り返して実行される。これにより、ＳＶＭＲ素子１０のトラック幅方向の全ての局部ブロックについて抵抗率が変化させられて、それぞれリード端子間の抵抗値Ｒ（ｉ）が算出される。
【００４７】
その後、このようにして求めた各局部ブロック位置での抵抗値Ｒ（ｉ）から初期抵抗値Ｒ（０）を差し引く。即ち、抵抗変化ΔＲ（ｉ）＝Ｒ（ｉ）−Ｒ（０）を求める。図７は、この抵抗変化ΔＲのオフトラック位置依存性プロファイルを示している。
【００４８】
さらに、この抵抗変化プロファイル曲線を積分して最大のΔＲ（＝１）で規格化し、そのトラック幅を求めて電気的再生トラック幅ＥＬＷとする（ステップＳ２０）。図８は、規格化された抵抗変化ΔＲのオフトラック位置依存性プロファイルを示しており、同図に示されるＥＬＷが求める電気的再生トラック幅に相当している。
【００４９】
このように、本実施形態によれば、ＳＶＭＲヘッドの電気的再生トラック幅を、計算により精度よく求めることができる。ＳＶＭＲヘッド単体固有の再生トラック幅としては、メディア磁界やヘッド及びメディア間のスペーシングに左右されないこの電気的再生トラック幅ＥＬＷで定義することが望ましい。
【００５０】
磁気ディスク上で実際に動作する際のＳＶＭＲヘッドの実質的なトラック幅は、ＳＶＭＲヘッドとメディアとの磁気的スペーシングなどで変化するメディア磁界の拡がりＭＤＷを考慮して求めることができる。即ち、電気的再生幅プロファイルＥＬＷ（ｘ）とメディア磁界プロファイルＭＤＷ（ｘ）を次式のコンボリューション演算により求める。
【００５１】
【数４】
0003855688.tif 000005
ここで、ｘはトラック方向の位置座標である。
【００５２】
このように、メデイア磁界のプロファイルと電気的再生幅プロファイルをコンボリューションした曲線の例えば半値幅から実質的なトラック幅（ＥＬＷ＋ＭＤＷ）を求めることができる。
【００５３】
以上述べた実施形態は、リードオーバーラップ長さＬｏをＬｏ＝０．１０μｍと固定した場合であるが、本発明の他の実施形態として、同様な電極間隔０．２０μｍのリードオーバーレイド構造のＳＶＭＲヘッドにおいて、リードオーバーラップ長さＬｏを変化させたときの電気的再生幅ＥＬＷを同様な手法で計算した。Ｌｏ以外の条件は上述の実施形態の場合と同じである。
【００５４】
図９は、このようにして算出したＬｏに対するＥＬＷと実際に作成したＳＶＭＲヘッドについて実測して得られた実質的な再生トラック幅ＭＲＷとを合わせて示している。Ｌｏの増加に対するＥＬＷ及びＭＲＷの変化する様子は同様な傾向を示しているが、その値は互いに異なっている。これは前述したメディア磁界の拡がりＭＤＷを考慮していないためである。
【００５５】
そこで、前述の式（７）により、メデイア磁界のプロファイルと電気的再生幅プロファイルをコンボリューションし、その結果得られた曲線の半値幅を（ＥＬＷ＋ＭＤＷ）とし、Ｌｏに対してプロットしたものが図１０に示されている。この値は実験値と良く一致しており、実際の再生トラック幅は電気的再生トラック幅とメデイア磁界の拡がり幅によって良く説明される。ただし、前にも述べたように、このメディア磁界の拡がりはＳＶＭＲヘッドとメディアとの磁気的スペーシングなどで変化する量なので、ヘッド単体固有の再生トラック幅としては電気的再生トラック幅として定義する方が都合が良い。
【００５６】
上述した実施形態においては、各要素の節点についての電位等を求めているが、各要素の辺上の電位を求めるようにしても良いことは明らかである。また、上述の実施形態では、ＳＶＭＲ素子の実質的なトラック幅を求めているが、ＳＶＭＲ素子以外のＧＭＲ素子、その他の多層構造のＭＲ素子又はＡＭＲ素子の実質的なトラック幅を求める場合にも本発明が適用可能であることは明らかである。
【００５７】
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。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、ＭＲ素子自体の層の形状を表すデータ、磁区制御層の形状を表すデータ及びリード導体の形状を表すデータに基づいて、ＭＲ素子の層、磁区制御層及びリード導体を複数の多面体要素に細分化する。次いで、これら各層の抵抗率に基づいて、各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を算出し、算出した各節点若しくは辺上の電位から各多面体要素の電流密度を求める。そして、求めた電流密度を積分することによってリード導体の端子間の初期抵抗値を算出する。一方、ＭＲ素子の局部ブロックにおける抵抗率を所定量変化させた状態で、各多面体要素の節点若しくは辺上の電位を算出し、算出した各節点若しくは辺上の電位から各多面体要素の電流密度を求め、求めた電流密度を積分することによってリード導体の端子間の抵抗値を算出する。この局部ブロックをＭＲ素子のトラック幅方向に順次移動させて、抵抗値を算出する上述の計算を繰り返して行い、得られた初期抵抗値及び抵抗値からこの電気的再生トラック幅を求めている。このように、ＭＲヘッドの電気的再生トラック幅が精度良く求められるので、その実質的トラック幅も高精度に机上で算出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態として、ＳＶＭＲヘッドの電界・電流分布計算のためのモデルを概略的に示した斜視図である。
【図２】図１の実施形態における、ＳＶＭＲヘッドの電界・電流分布計算のためのモデルを概略的に示した断面図である。
【図３】図１の実施形態における、初期抵抗値Ｒ(０)を算出する処理を示すフローチャートである。
【図４】図１の実施形態における、ＳＶＭＲ素子の各層における電流密度分布の様子を示す図である。
【図５】図１の実施形態における、電気的再生トラック幅ＥＬＷを算出する処理を示すフローチャートである。
【図６】図１の実施形態における、局部ブロックを説明するための斜視図である。
【図７】抵抗変化ΔＲのオフトラック位置依存性プロファイルを示す図である。
【図８】規格化された抵抗変化ΔＲのオフトラック位置依存性プロファイルを示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態において、算出したＬｏに対する、ＥＬＷ特性と実際に作成したＳＶＭＲヘッドについて実測して得られた実質的な再生トラック幅ＭＲＷ特性とを示す図である。
【図１０】算出したＬｏに対する、メディア磁界を考慮したＥＬＷ特性と実際に作成したＳＶＭＲヘッドについて実測して得られた実質的な再生トラック幅ＭＲＷ特性とを示す図である。
【符号の説明】
１０  ＳＶＭＲ素子
１１  第１の磁石層
１２  第２の磁石層
１３  第１のリード導体
１４  第２のリード導体
１５  局部ブロック
【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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