专利名称：隧道磁电阻效应元件、其测试方法与装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及用于对隧道磁电阻效应(TMR)元件，例如利用隧道磁电阻效应的TMR读出头元件或磁电阻随机存取存储器(MRAM)单元进行测试的方法和装置，TMR元件的制造方法，和TMR元件。
背景技术：
在磁头制造期间或制造之后，为了确定具有TMR读出头元件的薄膜磁头是否为无缺陷产品，通常要进行评估测试。该评估测试包括可靠性测试，该测试用于确认MR磁头元件的击穿电压是否足够高，足以经得起长期使用。
美国专利No.6,473,257披露了用于在不损伤或破坏TMR读出头元件的条件下确认TMR读出头元件可靠性的测试方法。在该测试方法中，通过使用具有预定值的测试电流来测量诸如其电磁转换性能之类的TMR读出头元件性能。通过测量当流过预定初始电流时TMR读出头元件的电阻，或通过反复测量在对TMR读出头元件施加参考电压时修改的电流，并且测量当流过最终测定修改的电流时TMR读出头元件的电阻，来确定测试电流值。
然而，在美国专利No.6,473,257中所披露的该测试方法需要进行诸如TMR读出头元件电磁转换性能测试之类的TMR读出头元件的性能测试，从而为确定可靠性需花费大量人力和时间。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供用于测试TMR元件的方法和装置，TMR元件的制造方法，和TMR元件，从而能够快捷方便且无误地确认TMR元件的可靠性。
根据本发明，测试TMR元件的方法包括测量步骤，通过将具有彼此不同电流值的多个感测电流馈送通过TMR元件来测量TMR元件的多个电阻；计算步骤，由所测TMR元件的多个电阻计算电阻变化率；和评估步骤，使用计算出的电阻变化率对TMR元件进行评估。
在此情形中，测量步骤最好包括，将具有彼此不同电流值的多个不连续感测电流馈送通过TMR元件。馈送多个不连续的感测电流意味着，在馈送一个感测电流后停止该电流的馈送，然后馈送另一个感测电流。
测量步骤最好还包括，通过将具有彼此不同电流值的两个感测电流馈送通过TMR元件来测量TMR元件的两个电阻，另外，计算步骤最好包括，基于测得的TMR元件的两个电阻计算出电阻变化率。
此外，根据本发明，测试TMR元件的方法包括测量步骤，通过将具有第一电流值的第一感测电流馈送通过TMR元件来测量TMR元件的第一电阻，并将具有第二电流值(其绝对值大于第一电流值)的第二感测电流馈送通过TMR元件来测量TMR元件的第二电阻；计算步骤，由测得TMR元件的第一和第二电阻计算电阻变化率；和评估步骤，使用计算出的电阻变化率对TMR元件进行评估。
将具有不同电流值的感测电流馈送通过TMR元件，测量通入不同电流值时TMR元件的电阻，以计算出电阻变化率。所计算出的电阻变化率用于对TMR元件进行评估。对每个TMR元件执行该测量，计算和评估。具有较小电阻变化率的TMR元件的元件击穿电压比具有较大电阻变化率的TMR元件的元件击穿电压要低。因此，通过馈送具有不同电流值的感测电流进行电阻测量，以及根据由此所测得的电阻来计算电阻变化率，使得能够确认TMR元件的可靠性。而且，能够使无缺陷和有缺陷产品的这种评估测试极方便和快捷地执行。此外，由于能够在不破坏TMR元件的条件下执行评估测试，有可能实现对所制造的TMR元件进行100％检查。因此，确实能够快捷方便且无误地确认TMR元件的可靠性，从而，该方法在大批量生产中极其有效。
测量步骤最好包括，将与第一感测电流不连续的第二感测电流馈送通过TMR元件。第二感测电流与第一感测电流不连续意味着，在馈送第一感测电流之后停止该电流的馈送，然后馈送第二感测电流。
另外，计算步骤最好包括，由测得的第一电阻和第二电阻之间的差值计算电阻变化率。
计算步骤最好还包括，由(R2-R1)/R1×100(％)的表达式计算电阻变化率，其中，R1表示第一电阻，R2表示第二电阻。
此外，评估步骤最好包括，当所计算的电阻变化率(R2-R1)/R1×100(％)小于预定阈值时将TMR元件评估为无缺陷产品。如果TMR元件具有由氧化铝(如Al2O3)制成的隧道势垒层，且测量步骤包括将0.1mA的第一感测电流馈送通过TMR元件，将0.4mA的第二感测电流馈送通过TMR元件，则预定阈值最好为-0.8(％)。如果TMR元件的隧道势垒层是由除氧化铝之外的材料制成，则可通过相应确定第一和第二感测电流值和电阻变化率的阈值对TMR元件进行类似评估。
测量步骤最好包括，沿预定方向对TMR元件施加外部DC磁场，从而在施加外部DC磁场的条件下执行测量步骤。
TMR元件最好为TMR磁头元件或MRAM单元。
此外，根据本发明，用于测试TMR元件的装置包括测量单元，用于通过将具有第一电流值的第一感测电流馈送通过TMR元件来测量TMR元件的第一电阻，并通过将具有第二电流值(其绝对值大于第一电流值)的第二感测电流馈送通过TMR元件来测量TMR元件的第二电阻；计算单元，用于由所测TMR元件的第一和第二电阻计算电阻变化率；和评估单元，用于使用所计算出的电阻变化率对TMR元件进行评估。
通过馈送具有不同电流值的感测电流进行的电阻测量，以及根据由此所测得的电阻对电阻变化率的计算，使得能够确认TMR元件的可靠性。而且，能够使无缺陷和有缺陷产品的这种评估测试极方便和快捷地执行。此外，由于能够在不破坏TMR元件的条件下执行评估测试，可实现对所制造的TMR元件进行100％检查。因此，能够快捷方便且无误地确认TMR元件的可靠性，从而，该方法在大批量生产中极其有效。
测量单元最好包括，用于将与第一感测电流不连续的第二感测电流馈送通过TMR元件的单元。第二感测电流与第一感测电流不连续意味着，在馈送第一感测电流之后停止该电流的馈送，然后馈送第二感测电流。
另外，计算单元最好包括，用于由测得的第一电阻和第二电阻之间的差值计算电阻变化率的单元。
计算单元最好还包括，用于由(R2-R1)/R1×100(％)的表达式计算电阻变化率的单元，其中，R1表示第一电阻，R2表示第二电阻。
此外，评估单元最好包括，用于当所计算的电阻变化率(R2-R1)/R1×100(％)小于预定阈值时将TMR元件评估为无缺陷产品的单元。如果TMR元件具有由氧化铝(如Al2O3)制成的隧道势垒层，且测量单元包括用于将0.1mA的第一感测电流馈送通过TMR元件的单元，和用于将0.4mA的第二感测电流馈送通过TMR元件的单元，则预定阈值最好为-0.8(％)。如果TMR元件的隧道势垒层是由除氧化铝之外的材料制成，则可通过相应确定第一和第二感测电流值和电阻变化率的阈值对TMR元件进行类似的评估。
测量单元最好包括，沿预定方向对TMR元件施加外部DC磁场，从而在施加外部DC磁场的条件下进行测量的单元。
TMR元件最好为TMR磁头元件或MRAM单元。
根据本发明，TMR元件的制造方法包括晶片处理，用于在晶片上形成多个薄膜TMR元件；切割处理，用于将晶片切割成多个条状元件(bar member)，每个条状元件具有排列整齐的TMR元件；测量处理，用于通过将具有第一电流值的第一感测电流馈送通过TMR元件，来测得在条状元件上所要测试的TMR元件的第一电阻，以及通过将具有第二电流值(其绝对值比第一电流值要大)的第二感测电流馈送通过TMR元件，来测得TMR元件的第二电阻；计算处理，用于由所测得TMR元件的第一和第二电阻计算电阻变化率；评估处理，用于使用计算出的电阻变化率对TMR元件进行评估；和分离处理，用于将被评估的条状元件切割成独立的磁头滑块，每个独立的磁头滑块都具有TMR元件。
另外，根据本发明，TMR元件的制造方法包括晶片处理，用于在晶片上形成多个薄膜TMR元件；测量处理，用于通过将具有第一电流值的第一感测电流馈送通过TMR元件，来测得在晶片上所要测试的TMR元件的第一电阻，以及通过将具有第二电流值(其绝对值比第一电流值要大)的第二感测电流馈送通过TMR元件，来测得TMR元件的第二电阻；计算处理，用于由所测得TMR元件的第一和第二电阻计算电阻变化率；评估处理，用于使用计算出的电阻变化率对TMR元件进行评估；切割处理，用于将被评估的晶片切割成多个条状元件，每个条状元件具有排列整齐的TMR元件；和分离处理，用于将每个条状元件切割成独立的磁头滑块，每个独立的磁头滑块都具有TMR元件。
此外，根据本发明，TMR元件的制造方法包括晶片处理，用于在晶片上形成多个薄膜TMR元件；切割处理，用于将晶片切割成多个条状元件，每个条状元件具有排列整齐的TMR元件；分离处理，用于将每个条状元件切割成独立的磁头滑块，每个独立的磁头滑块都具有TMR元件；测量处理，用于通过将具有第一电流值的第一感测电流馈送通过TMR元件，来测得所要测试的TMR元件的第一电阻，以及通过将具有第二电流值(其绝对值比第一电流值要大)的第二感测电流馈送通过TMR元件，来测得TMR元件的第二电阻；计算处理，用于由所测得TMR元件的第一和第二电阻计算电阻变化率；和评估处理，用于使用计算出的电阻变化率对TMR元件进行评估。
通过馈送具有不同电流值的感测电流来进行测量，以及根据由此所测得的电阻来计算电阻变化率，使得能够确认TMR元件的可靠性。而且，能够使无缺陷和有缺陷产品的这种评估测试极方便和快捷地执行。此外，由于能够在不破坏TMR元件的条件下执行评估测试，可实现对所制造的TMR元件进行100％检查。因此，能够快捷方便且无误地确认TMR元件的可靠性，从而，该方法在大批量生产中极其有效。
测量处理最好包括，将与第一感测电流不连续的第二感测电流馈送通过TMR元件。第二感测电流与第一感测电流不连续意味着，在馈送第一感测电流之后停止该电流的馈送，然后馈送第二感测电流。
另外，计算处理最好包括，由测得的第一电阻和第二电阻之间的差值计算电阻变化率。
计算处理最好还包括，由(R2-R1)/R1×100(％)的表达式计算电阻变化率，其中，R1表示第一电阻，R2表示第二电阻。
此外，评估处理最好包括，当所计算的电阻变化率(R2-R1)/R1×100(％)小于预定阈值时将TMR元件评估为无缺陷产品。如果TMR元件具有由氧化铝(如Al2O3)制成的隧道势垒层，且测量处理包括将0.1mA的第一感测电流馈送通过TMR元件，将0.4mA的第二感测电流馈送通过TMR元件，则预定阈值最好为-0.8(％)。如果TMR元件的隧道势垒层是由除氧化铝之外的材料制成，则可通过相应确定第一和第二感测电流值和电阻变化率的阈值对TMR元件进行类似的评估。
测量处理最好包括，沿预定方向对TMR元件施加外部DC磁场，从而在施加外部DC磁场的条件下执行测量。
TMR元件最好为TMR磁头元件或MRAM单元。
另外，根据本发明，提供了通过上述制造方法所制造出的TMR元件。
最好是，TMR元件具有由氧化铝(如Al2O3)制成的隧道势垒层。
结合附图，通过后面关于本发明优选实施例的描述，将会理解本发明的其他目的和优点。
图1表示在感测电流与多个TMR读出头元件的归一化电阻之间的关系；图2表示在对四TMR读出头元件模型施加的电压与流过该四TMR读出头元件模型的电流之间的假定关系；图3的流程图示意性表示作为根据本发明的优选实施例的晶片处理和装配处理，其中，晶片处理用于制造具有TMR读出头元件的薄膜磁头，装配处理用于形成HGA；图4a至4d表示如图3所示处理的一部分；图5的截面图表示，沿垂直于磁头元件的气浮面(ABS)所看到的图3实施例中每个TMR读出头元件的结构示例；图6表示从ABS所看到的图5所示TMR读出头元件的截面图；图7示意性表示在图3实施例中测试TMR读出头元件的局部配置；图8的流程图表示在图1所示实施例中的测试过程；图9的电流波形表示图8测试过程的序列；图10表示，对于多个TMR读出头元件，根据当流过0.1mA的第一感测电流时测得的第一电阻R1和当流过0.4mA的第二感测电流时测得的第二电阻R2，由此计算出的电阻变化率dMRR(％)；图11a至11f表示，对于多个TMR读出头元件，当第一感测电流保持在0.1mA，而改变第二感测电流时，所测得元件击穿电压与电阻变化率dMRR(％)之间的变化关系；图12a和12b表示，对于多个TMR读出头元件，当电流沿相反方向流动时所测得电阻变化率dMRR(％)与第一电阻R1之间的变化关系；以及图13的截面图表示，在根据本发明的另一实施例中制造出的MRAM单元的结构示例。
具体实施例方式
在描述本发明优选实施例之前，将首先介绍引出本发明的相关情形。
本申请的发明人发现，当将流过TMR读出头元件的感测电流增至可能出现元件击穿的值时，在以金属导电为主的TMR读出头元件和以隧道电流为主的TMR读出头元件之间，每个TMR读出头元件的电阻变化特性都存在差异。
图1表示，由本发明人所测得的对于多个TMR读出头元件，归一化电阻(％)与感测电流Is(mA)之间的特性。
如图所示，应注意到，存在两个组，即，对于A组TMR读出头元件，当感测电流增大时，其电阻逐渐减小，对于B组TMR读出头元件，当感测电流增大时，其电阻急剧减小。出于对两组中TMR读出头元件的元件击穿电压的测量结果，从而揭示出，在组A中的TMR读出头元件具有较低的击穿电压，而在组B中的TMR读出头元件具有较高的击穿电压。假设组A中具有较低击穿电压的TMR读出头元件在其势垒层具有针孔，以及组B中具有较高击穿电压的TMR读出头元件在其势垒层具有很少的针孔。
那么，可以认为，电阻变化率彼此不同的原因取决于势垒层是否有针孔。
图2表示流过四TMR读出头元件模型的电流与对此四TMR读出头元件模型施加的电压之间的假定特性。
在该图中，附图标记各自表示如下，“a”表示在其势垒层中具有针孔的TMR读出头元件的理论模型，其中，未考虑温度升高，也就是类似于正常金属电阻器的欧姆导电模型，“b”表示在其势垒层中具有针孔的TMR读出头元件的实际模型，其中，考虑了温度的升高，“c”表示在其势垒层中具有很少针孔的TMR读出头元件的理论模型，其中，未考虑温度升高，以及“d”表示在其势垒层中具有很少针孔的TMR读出头元件的实际模型，其中，考虑了温度的升高。
具有针孔的TMR读出头元件理论模型“a”表现为类似于金属导体。也就是，流过其中的电流与对其所施加的电压的增加成比例地增大。而对于具有针孔的TMR读出头元件实际模型“b”而言，当对其施加的电压增大时，流过它的电流的增加幅度与理论模型“a”中的情形相比要小。这是由于当施加的电压增大时，该模型“b”的温度上升，从而其电阻增大。对于具有很少针孔的TMR读出头元件理论模型“c”而言，当对其施加的电压增大时，流过它的电流的增加幅度与理论模型“a”中的情形相比要大。这是由于当对模型“c”施加的电压增大时，其元件电阻稍有些降低。对于具有很少针孔的TMR读出头元件实际模型“d”而言，当对其施加的电压增大时，流过它的电流的增加幅度与理论模型“c”中的情形相比要大得多。这是由于当对模型“d”施加的电压增大时，其元件温度上升以激活电子，从而其电阻大大降低。
因此，本发明人认为，在具有针孔的TMR读出头元件与具有很少针孔的TMR读出头元件之间，电阻变化存在两种趋势，这种差异表现为依据感测电流值Is的电阻变化特性。
下面，将基于优选实施例详细描述本发明。
图3示意性表示作为根据本发明的优选实施例的晶片处理和装配处理，其中，晶片处理用于制造具有TMR读出头元件的薄膜磁头，装配处理用于形成HGA，图4a至4d表示如图3所示处理的一部分。
首先，在薄膜晶片的薄膜集成表面上，以矩阵形式形成多个TMR读出头元件，例如具有纵向磁记录结构或垂直磁记录结构的TMR读出头元件(步骤S1)。
图5和6表示由此所形成的每个TMR读出头元件的结构示例。图5显示沿垂直于TMR读出头元件的ABS所看到的截面，图6显示从ABS所看到的截面。
如图5和6所示，TMR读出头元件的TMR膜具有由反铁磁层(钉扎层)51，被钉扎层52，隧道势垒层53，自由层54和帽层55(其顺序层叠在下部屏蔽与电极层50上)所构成的多层结构。在TMR膜上，层叠有金属帽层56和上部屏蔽与电极层57。在处于TMR膜的磁道宽度方向的横向区中，形成有偏置层58。在变型例中，TMR多层的层叠顺序可以颠倒。隧道势垒层53由Al，Ti，Zr，Hf，Ta，Mg等的氧化物制成。
然后，测量每个TMR读出头元件的电阻(步骤S2)。利用测试装置(该测试装置后面还会谈到)，通过使一对探针与晶片中的每个TMR读出头元件的终端垫电接触，将具有例如为0.1mA的第一电流值的感测电流馈送通过TMR读出头元件，并测量其输出电压以便计算TMR读出头元件的电阻，从而测量出电阻。将计算出的每个电阻作为晶片处理初始电阻R0存储在测试装置中。
之后，在各个TMR读出头元件上形成感应写入头元件(步骤S3)。图4a表示出其上以矩阵形式形成有多个薄膜磁头元件41的晶片40，其中，该薄膜磁头元件41由TMR读出头元件和导电写入头元件组成。
当在晶片上形成感应写入头元件之后，测量每个TMR读出头元件的电阻，并且获得每个TMR读出头元件的电阻变化率dMRR(％)(步骤S4)。利用测试装置，通过使该对探针与晶片中的每个TMR读出头元件的终端垫电接触，将具有例如为0.1mA的第一电流值的第一感测电流馈送通过TMR读出头元件，并测量其输出电压以便计算TMR读出头元件的电阻，从而测量出电阻。将计算出的每个电阻作为第一电阻R1存储在测试装置中。利用测试装置，将具有例如为0.4mA的第二电流值(第二电流值比第一电流值大)的第二感测电流，按照不与具有第一电流值的第一感测电流相连续的方式，馈送通过TMR读出头元件，并测量其输出电压，以计算TMR读出头元件的电阻，并将计算出的电阻作为第二电阻R2存储在测试装置中，然后，由dMRR(％)＝(R2-R1)/R1×100计算电阻变化率dMRR(％)，由此获得电阻变化率dMRR(％)。将计算出电阻变化率dMRR(％)存储在测试装置中。在本说明书中，按照与第一感测电流“不连续的方式”馈送第二感测电流表示，在馈送第一感测电流后，停止该电流的馈送，然后馈送第二感测电流。与此相反，按照与第一感测电流“相连续”的方式馈送第二感测电流表示，馈送第一感测电流，然后馈送第二感测电流，直至第二感测电流馈送开始后才停止第一感测电流馈送。在本发明中，最好是按照与第一感测电流不连续的方式馈送第二感测电流。不过，在变型例中，可按照与第一感测电流相连续的方式馈送第二感测电流。
通过将步骤S4所获得的第一电阻R1与步骤S2所获得的晶片处理初始电阻R0彼此进行比较，如果存在电阻差，则认为，在导电写入头元件的形成处理期间，隧道势垒层53的电阻发生变化。由于氧的迁移率的提高或所施加的电或物理损伤，可导致势垒层的这种电阻变化。在这种情形中，根据电阻变化率dMRR(％)来评估势垒层中的金属导电程度。在该实施例中，通过判断计算出的电阻变化率dMRR(％)是否小于-0.8％的预定阈值，即，电阻变化率dMRR(％)是否为负且其绝对值是否大于0.8％，来执行该评估。
上述步骤S1-S4的处理为晶片处理。
之后，将晶片40切割成多个条状元件或行条(row bar)43，且其中的每个均具有沿条状元件排列整齐的多个薄膜磁头42(步骤S5)。图4b表示由此形成的条状元件43。
然后，粗研磨该条状元件43处于ABS侧的研磨表面(步骤S6)，之后再精细研磨该研磨表面，以调整MR高度(步骤S7)。
之后，测量每个TMR读出头元件的电阻，并且获得每个TMR读出头元件的电阻变化率dMRR(％)(步骤S8)。电阻与电阻变化率dMRR(％)的获得方式与步骤S4中的情形相似。不过，在步骤S8中，还将计算出的第一电阻R1作为机加工与装配处理初始电阻R0’存储在测试装置中。此外，在步骤S8中，通过判断计算出的电阻变化率dMRR(％)是否小于-0.8％的预定阈值，即，电阻变化率dMRR(％)是否为负且其绝对值是否大于0.8％，对每个TMR读出头元件进行评估。如果电阻变化率dMRR(％)小于-0.8％的预定阈值，则势垒层中的金属导电程度较低，从而估计该TMR读出头元件为具有较高元件击穿电压的无缺陷产品。然而，如果电阻变化率dMRR(％)等于或大于-0.8％的预定阈值，则研磨可对TMR读出头元件造成损伤，因出现针孔而造成势垒层中的金属导电程度较高，或因研磨所造成的缺陷或划痕导致在势垒层周围出现短路，从而估计该TMR读出头元件为具有较低元件击穿电压的有缺陷产品。
对于研磨后电阻变化率dMRR(％)小于-0.8％的TMR读出头元件而言，根据其电阻平均值可确定是否获得目标MR高度，根据条状元件上TMR读出头元件的电阻值分布，也可估计这些TMR读出头元件的MR高度调整量的分布和偏差。
在研磨后电阻变化率dMRR(％)等于或高于-0.8％的情形中，可对研磨条件进行修改。通过监视电阻变化率dMRR(％)是否变得小于-0.8％，可控制持续时间和蚀刻或加工处理条件，以便从短路中得以恢复。
然后，在条状元件的研磨表面上形成保护膜(步骤S9)。
此后，测量每个TMR读出头元件的电阻，并且获得每个TMR读出头元件的电阻变化率dMRR(％)(步骤S10)。电阻与电阻变化率dMRR(％)的获得方式与步骤S4中的情形相似。在步骤S10中，通过将该步骤S10所获得的第一电阻R1与步骤S8所获得的机加工与装配处理初始电阻R0’彼此进行比较，如果存在电阻差，则认为，由于研磨处理后的离子铣削或氧化造成的损伤，致使隧道势垒层53的电阻发生变化。在这种情形中，根据电阻变化率dMRR(％)来评估势垒层中的金属导电程度。在该实施例中，通过判断计算出的电阻变化率dMRR(％)是否小于-0.8％的预定阈值，即，电阻变化率dMRR(％)是否为负且其绝对值是否大于0.8％，来执行该评估，如果电阻变化率dMRR(％)小于-0.8％的预定阈值，则势垒层中的金属导电程度较低，从而估计该TMR读出头元件为具有较高元件击穿电压的无缺陷产品。反之，如果电阻变化率dMRR(％)等于或大于-0.8％的预定阈值，则离子铣削或氧化可对TMR读出头元件造成损伤，以致由于出现针孔而造成势垒层中的金属导电程度较高，从而估计该TMR读出头元件为具有较低元件击穿电压的有缺陷产品。
然后，在条状元件的ABS侧的表面上，通过离子铣削等形成横条(rail)(步骤S11)。
此后，测量每个TMR读出头元件的电阻，并且获得每个TMR读出头元件的电阻变化率dMRR(％)(步骤S12)。电阻与电阻变化率dMRR(％)的获得方式与步骤S4中的情形相似。在步骤S12中，将该步骤S12所获得的第一电阻R1与步骤S8所获得的机加工与装配处理初始电阻R0’彼此进行比较，如果存在电阻差，则认为，由于在横条形成处理期间因离子铣削造成的损伤，致使隧道势垒层53的电阻发生变化。在这种情形中，根据电阻变化率dMRR(％)来评估势垒层中的金属导电程度。在该实施例中，通过判断计算出的电阻变化率dMRR(％)是否小于-0.8％的预定阈值，即，电阻变化率dMRR(％)是否为负且其绝对值是否大于0.8％，来执行该评估，如果电阻变化率dMRR(％)小于-0.8％的预定阈值，则势垒层中的金属导电程度较低，从而估计该TMR读出头元件为具有较高元件击穿电压的无缺陷产品。反之，如果电阻变化率dMRR(％)等于或大于-0.8％的预定阈值，则离子铣削可对TMR读出头元件造成损伤，以致由于出现针孔而造成势垒层中的金属导电程度较高，从而估计该TMR读出头元件为具有较低元件击穿电压的有缺陷产品。
然后，将条状元件43切割并分离成多个独立的磁头滑块44(步骤13)。图4C表示每个分离的磁头滑块44。
上述步骤S5-S13的处理为机加工处理。
之后，将磁头滑块44与悬架45粘合形成HGA 46(步骤S14)，然后将磁头滑块44的终端垫44a与悬架45上形成并附在其上的布线元件的连接垫接合(步骤S15)然后，测量TMR读出头元件的电阻，并且获得TMR读出头元件的电阻变化率dMRR(％)(步骤S16)。如图4d所示，采用与步骤S4中相似的方式，通过使一对探针47与外部连接垫46a(外部连接垫与HGA的连接垫电连接)电接触，以此来测量电阻，并且获得电阻变化率dMRR(％)。在步骤S16中，将该步骤S16所获得的第一电阻R1与步骤S8所获得的机加工与装配处理初始电阻R0’彼此进行比较，如果存在电阻差，则认为，由于在接合处理期间因火花造成损伤，致使隧道势垒层53的电阻发生变化。在这种情形中，根据电阻变化率dMRR(％)来评估势垒层中的金属导电程度。在该实施例中，通过判断计算出的电阻变化率dMRR(％)是否小于-0.8％的预定阈值，即，电阻变化率dMRR(％)是否为负且其绝对值是否大于0.8％，来执行该评估，如果电阻变化率dMRR(％)小于-0.8％的预定阈值，则势垒层中的金属导电程度较低，从而估计该TMR读出头元件为具有较高元件击穿电压的无缺陷产品。反之，如果电阻变化率dMRR(％)等于或大于-0.8％的预定阈值，则接合火花可对TMR读出头元件造成损伤，以致由于出现针孔而造成势垒层中的金属导电程度较高，从而估计该TMR读出头元件为具有较低元件击穿电压的有缺陷产品。
此后，执行最后的测试处理(步骤S17)。在该最后测试处理中，执行诸如针对TMR读出头元件的电磁转换性能之类的性能测试。
上述步骤S14-S17的处理为装配处理。
在该实施例中，将刚好在晶片处理中制造出TMR读出头元件后所测得的TMR读出头元件的电阻，确定为晶片处理初始电阻R0。这是由于在该阶段在TMR读出头元件的势垒层中将不会出现损伤，从而将刚好制造出TMR读出头元件后所测得的该电阻作为用于比较的参考值。此外，在机加工处理和装配处理中，将刚好在执行了MR高度调整后测得的TMR读出头元件的电阻确定为机加工与装配处理初始电阻R0’。这是由于在MR高度调整前、后的电阻彼此存在很大差异，从而将刚好在MR高度调整后测得的该电阻作为用于比较的参考值。
在上述步骤S2，S4，S8，S10，S12和S16中，仅可执行dMRR(％)的测量。此外，所有这些步骤S2，S4，S8，S10，S12和S16均可不必执行，但在变型例中，可执行这些步骤的一部分。
图7示意性表示在图3实施例中测试TMR读出头元件的配置。
在该图中，附图标记70表示具有多个排列整齐的TMR读出头元件的条状元件，这些TMR读出头元件还未逐个分开，71表示TMR读出头元件的测试装置。
条状元件70的每个TMR读出头元件70a都设有TMR读出头元件，导电写入头元件，一对与TMR读出头元件电连接的终端垫70b，和一对与导电写入头元件电连接的终端垫。
测试装置71具有一对探针71a，探针71a可与TMR读出头元件的那对终端垫70b电接触；恒定电流提供电路71b，与该对探针71a电连接，用于向TMR读出头元件馈送具有不同电流值的感测电流；电压测量电路71c，与该对探针71a电连接，用于测量TMR读出头元件上的电压；模数(A/D)转换器71d，与电压测量电路71c电连接，用于将其模拟输出转换成数字信号；和数字计算机71e，与A/D转换器71d和恒定电流提供电路71b电连接。数字计算机71e从A/D转换器71d顺序接收数字信号，并计算当对TMR读出头元件馈送各个感测电流时的电阻值，以便判断TMR读出头元件是否有缺陷。此外，数字计算机71e对恒定电流提供电路71b和A/D转换器71d的操作进行控制。
图8表示在该实施例中测试装置71的测试过程。
首先，启动由DC磁场产生设备(未示出)对条状元件70施加外部DC磁场(步骤S81)。该施加的DC磁场保持TMR读出头元件的钉扎层中的磁化方向与TMR读出头元件的自由层中的磁化方向之间的关系恒定。
然后，使该对探针71a与条状元件70中所要测试TMR读出头元件的终端垫70b电接触，在该状态下，由恒定电流提供电路71b将例如具有0.1mA的第一电流值的第一感测电流馈送通过TMR读出头元件(步骤S82)。
之后，通过电压测量电路71c测量由TMR读出头元件输出的电压的值，将测量的电压值输入到计算机71e中，以计算TMR读出头元件的电阻值(步骤S83)。由例如为0.1mA的第一电流值以及所测电压值，能够很容易计算出电阻值。将计算出的电阻值作为第一电阻R1存储在计算机71e中。而且，还将该阶段计算出的第一电阻R1作为机加工与装配处理初始电阻R0’进行存储。
此后，由恒定电流提供电路71b将例如具有0.4mA的第二电流值(该电流值大于第一电流值)的第二感测电流，以与第一感测电流不连续的方式，馈送通过TMR读出头元件(步骤S84)。
之后，通过电压测量电路71c测量由TMR读出头元件输出的电压的值，将测量的电压值输入到计算机71e中，以计算TMR读出头元件的电阻值(步骤S85)。由例如为0.4mA的第二电流值以及所测电压值，计算出电阻值。将计算出的电阻值作为第二电阻R2存储在计算机71e中。
然后，结束对条状元件70施加外部DC磁场(步骤S86)。
此后，利用方程式dMRR(％)＝(R2-R1)/R1×100，由第一电阻R1和第二电阻R2计算电阻变化率dMRR(％)，并判断所计算出的电阻变化率dMRR(％)是否小于-0.8％的预定阈值，即，电阻变化率dMRR(％)是否为负且其绝对值是否大于0.8％(步骤S87)。
若是，即电阻变化率dMRR(％)小于-0.8％的预定阈值，则估计该TMR读出头元件为具有较高元件击穿电压的无缺陷产品(步骤S88)。反之，如果电阻变化率dMRR(％)等于或大于-0.8％的预定阈值，则估计该TMR读出头元件为具有较低元件击穿电压的有缺陷产品(步骤S89)。
然后，以同样方式，顺序对条状元件70中的其余TMR读出头元件进行评估。
图9表示图8测试过程的序列。
由该图显然看出，在该测试过程中，首先，启动对TMR读出头元件的施加外部DC磁场。然后，将例如具有0.1mA的较低第一电流值的矩形第一感测电流馈送通过TMR读出头元件，以获得此时的第一电阻R1。然后，将例如具有0.4mA的第二电流值(该电流值大于第一电流值)的矩形第二感测电流馈送通过TMR读出头元件，以获得此时的第二电阻R2。之后，结束对TMR读出头元件施加外部DC磁场。然后，由dMRR(％)＝(R2-R1)/R1×100计算电阻变化率dMRR(％)，通过判断计算出的电阻变化率dMRR(％)是否小于-0.8％的预定阈值，执行关于TMR读出头元件有/无缺陷的评估。
图10表示，对于多个TMR读出头元件，根据当馈送0.1mA的第一感测电流时测得的第一电阻R1和当馈送0.4mA的第二感测电流时测得的第二电阻R2，由此计算出的电阻变化率dMRR(％)。在该图中，横轴表示第一电阻值R1(Ω)，纵轴表示电阻变化率dMRR(％)。
估计出，具有小于-0.8(％)的电阻变化率dMRR(％)的TMR读出头元件为其势垒层具有很少针孔的无缺陷产品，具有等于或大于-0.8(％)的电阻变化率dMRR(％)的TMR读出头元件为其势垒层具有针孔或势垒层周围具有短路的有缺陷产品。
在上述实施例中，将电阻变化率dMRR(％)的阈值确定为-0.8(％)。该阈值是在TMR读出头元件的隧道势垒层是由氧化铝(如Al2O3)制成，且第一感测电流的值为0.1mA，第二电流的值为0.4mA的条件下使用。对于TMR读出头元件的隧道势垒层是由除氧化铝之外的材料制成的情形中，可通过相应确定第一和第二感测电流的电流值以及电阻变化率dMRR(％)的阈值进行类似的评估。换而言之，电阻变化率dMRR(％)的阈值并不限于在该实施例中的上述值，而是由TMR读出头元件的具体实现方式来决定。
此外，被馈送用于测量第一电阻R1的第一感测电流和被馈送用于测量第二电阻R2的第二感测电流并不限于具有上述第一和第二电流值，而是只要第一和第二电流绝对值比TMR读出头元件的击穿电流低，且第二电流的绝对值比第一电流的绝对值高，则可用任意第一和第二电流值。例如，如果第一电流值为0.1mA，则将第二电流值确定为比0.1mA高但比TMR读出头元件的击穿电流值低的值。当然，可将第一电流值确定为除0.1mA之外的值。在该实施例的变型例中，可先将具有第二电流值的第二感测电流馈送到TMR读出头元件，然后可将具有比第二电流值低的第一电流值的第一感测电流馈送到TMR读出头元件，图11a至11f表示，对于多个TMR读出头元件，当第一感测电流保持在0.1mA，而改变第二感测电流时，所测得元件击穿电压与电阻变化率dMRR(％)之间的变化关系；图11a表示第二感测电流具有0.15mA的第二电流值的情形，图11b表示第二感测电流具有0.2mA的第二电流值的情形，图11c表示第二感测电流具有0.3mA的第二电流值的情形，图11d表示第二感测电流具有0.4mA的第二电流值的情形，图11e表示第二感测电流具有0.5mA的第二电流值的情形，图11f表示第二感测电流具有0.8mA的第二电流值的情形。对于不同的第二电流值，获得了类似的分布特性。
上述实施例的第一和第二感测电流为彼此不连续的矩形脉冲电流。不过，在变型例中，这些第一和第二感测电流可为具有不同电平的连续感测电流。第一和第二感测电流的持续时间是任意的，且对于矩形脉冲电流的情形，其间隔也是任意的。
相对于TMR层的层叠顺序而言，馈入的感测电流沿各层层叠方向向上(沿层叠方向从基片侧或下侧向反基片(anti-substrate)侧或上侧)流动，或沿TMR读出头元件层叠方向向下(沿层叠方向从反基片侧或上侧向基片侧或下侧)流动。
图12a和12b分别以不同绘图表示，对于多个TMR读出头元件，当电流沿相反方向流动时所测得电阻变化率dMRR(％)与第一电阻R1之间的变化关系。在这些图中，横轴表示第一电阻值R1(Ω)，纵轴表示电阻变化率dMRR(％)。
从这些图会注意到，即使馈入的感测电流从基片侧向反基片侧流动或从反基片侧向基片侧流动，也能获得相似的分布特性。不过，由于根据流动方向可使电阻变化率dMRR(％)发生偏移，从而应根据感测电流的流动方向来改变电阻变化率dMRR(％)的阈值。
应该理解，根据该实施例，向TMR读出头元件馈送具有不同电流值的感测电流，并测量在不同电流值时TMR读出头元件的电阻，以便计算电阻变化率dMRR(％)。然后，通过判断计算出的电阻变化率dMRR(％)是否小于预定阈值，来进行评估。如果电阻变化率dMRR(％)小于阈值，从而估计TMR读出头元件为具有较高元件击穿电压的无缺陷产品，然而，如果电阻变化率dMRR(％)等于或大于阈值，则估计TMR读出头元件为具有较低元件击穿电压的有缺陷产品。因此，能够极其方便快捷地执行关于无缺陷和有缺陷产品的评估测试。此外，根据该实施例，由于该评估测试在不破坏TMR读出头元件的条件下进行，可实现对制造的TMR读出头元件的100％检查。从而，能够快捷方便且无误地确认TMR元件的可靠性，从而，该方法在大批量生产中极其有效。
在上述实施例中，向TMR读出头元件馈送具有不同电流值的两个感测电流，并测量在不同电流值时TMR读出头元件的两个电阻，以便计算电阻变化率dMRR(％)。然而，在变型例中，可向TMR读出头元件馈送具有不同电流值的三个或更多感测电流，并可测量在不同电流值时TMR读出头元件的三个或更多电阻，以便计算电阻变化率dMRR(％)，从而对TMR读出头元件进行评估。
尽管上述实施例涉及到用于测试TMR读出头元件的方法和装置，然而显然应该理解，同样能够将本发明应用于MRAM单元的测试。
图13表示在根据本发明的另一实施例中制造出的MRAM单元的结构示例。
如图所示，MRAM单元具有TMR结构，该结构是由反铁磁层131，被钉扎层132，隧道势垒层133，自由层134和上导体层135在下导体层130上顺序层叠而构成，其中，上导体层135构成字线，下导体层130构成位线。在该实施例中的制造方法，测试方法，和测试装置，以及该实施例中的其他配置和优点基本与图3实施例中相似，只不过该实施例没有机加工处理或对于条状元件的测试处理。
广义而言，在不偏离本发明精神和范围的条件下，本发明具有多种不同的实施例。应该理解，本发明并不限于说明书中所描述的具体实施例，而由所附权利要求限定。
权利要求
1.一种用于测试隧道磁电阻效应元件的方法，包括测量步骤，通过将具有彼此不同电流值的多个感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件来测量所述隧道磁电阻效应元件的多个电阻；计算步骤，由所测所述隧道磁电阻效应元件的多个电阻计算电阻变化率；和评估步骤，使用计算出的电阻变化率对所述隧道磁电阻效应元件进行评估。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，测量步骤包括，将具有彼此不同电流值的多个不连续感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，测量步骤包括，通过将具有彼此不同电流值的两个感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件来测量所述隧道磁电阻效应元件的两个电阻，且其中，计算步骤包括，基于测得的所述隧道磁电阻效应元件的两个电阻计算出电阻变化率。
4.一种用于测试隧道磁电阻效应元件的方法，包括测量步骤，通过将具有第一电流值的第一感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件来测量所述隧道磁电阻效应元件的第一电阻，并将具有其绝对值大于第一电流值的第二电流值的第二感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件来测量所述隧道磁电阻效应元件的第二电阻；计算步骤，由测得所述隧道磁电阻效应元件的第一和第二电阻计算电阻变化率；和评估步骤，使用计算出的电阻变化率对所述隧道磁电阻效应元件进行评估。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，测量步骤包括，将与所述第一感测电流不连续的第二感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，计算步骤包括，由所述测得的第一电阻和第二电阻之间的差值计算电阻变化率。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，计算步骤包括，由(R2-R1)/R1×100(％)的表达式计算电阻变化率，其中，R1表示所述第一电阻，R2表示所述第二电阻。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，评估步骤包括，当所计算的电阻变化率(R2-R1)/R1×100(％)小于预定阈值时，将所述隧道磁电阻效应元件评估为无缺陷产品。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述隧道磁电阻效应元件具有由氧化铝制成的隧道势垒层，其中，测量步骤包括将0.1mA的第一感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件，将0.4mA的第二感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件，且其中，所述预定阈值为-0.8(％)。
10.根据权利要求4所述的方法，其中，测量步骤包括，沿预定方向对所述隧道磁电阻效应元件施加外部DC磁场，从而在施加外部DC磁场的条件下执行测量步骤。
11.根据权利要求4所述的方法，其中，所述隧道磁电阻效应元件为隧道磁电阻效应磁头元件。
12.根据权利要求4所述的方法，其中，所述隧道磁电阻效应元件为磁电阻效应随机存取存储器单元。
13.一种用于测试隧道磁电阻效应元件的装置，包括测量装置，用于通过将具有第一电流值的第一感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件来测量所述隧道磁电阻效应元件的第一电阻，并通过将具有其绝对值大于第一电流值的第二电流值的第二感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件来测量所述隧道磁电阻效应元件的第二电阻；计算装置，用于由所测所述隧道磁电阻效应元件的第一和第二电阻计算电阻变化率；和评估装置，用于使用所计算出的电阻变化率对所述隧道磁电阻效应元件进行评估。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，测量装置包括，用于将与所述第一感测电流不连续的第二感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件的装置。
15.根据权利要求13所述的装置，其中，计算装置包括，用于由所述测得的第一电阻和第二电阻之间的差值计算电阻变化率的装置。
16.根据权利要求13所述的装置，其中，计算装置包括，用于由(R2-R1)/R1×100(％)的表达式计算电阻变化率的装置，其中，R1表示所述第一电阻，R2表示所述第二电阻。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，评估装置包括，用于当所计算的电阻变化率(R2-R1)/R1×100(％)小于预定阈值时将所述隧道磁电阻效应元件评估为无缺陷产品的装置。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述隧道磁电阻效应元件具有由氧化铝制成的隧道势垒层，其中，测量装置包括用于将0.1mA的第一感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件的装置，和用于将0.4mA的第二感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件的装置，且其中，所述预定阈值为-0.8(％)。
19.根据权利要求13所述的装置，其中，测量装置包括，沿预定方向对所述隧道磁电阻效应元件施加外部DC磁场，从而在施加外部DC磁场的条件下进行测量的装置。
20.根据权利要求13所述的装置，其中，所述隧道磁电阻效应元件为隧道磁电阻效应磁头元件。
21.根据权利要求13所述的装置，其中，所述隧道磁电阻效应元件为磁电阻效应随机存取存储器单元。
22.一种隧道磁电阻效应元件的制造方法，包括晶片处理，用于在晶片上形成多个薄膜隧道磁电阻效应元件；切割处理，用于将所述晶片切割成多个条状元件，每个所述条状元件具有排列整齐的隧道磁电阻效应元件；测量处理，用于通过将具有第一电流值的第一感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件，来测得在所述条状元件上所要测试的隧道磁电阻效应元件的第一电阻，以及通过将具有其绝对值大于第一电流值的第二电流值的第二感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件，来测得所述隧道磁电阻效应元件的第二电阻；计算处理，用于由所测得所述隧道磁电阻效应元件的第一和第二电阻计算电阻变化率；评估处理，用于使用计算出的电阻变化率对所述隧道磁电阻效应元件进行评估；和分离处理，用于将被评估的条状元件切割成独立的磁头滑块，每个所述独立磁头滑块都具有所述隧道磁电阻效应元件。
23.根据权利要求22所述的制造方法，其中，测量处理包括，将与所述第一感测电流不连续的第二感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件。
24.根据权利要求22所述的制造方法，其中，计算处理包括，由所述测得的第一电阻和第二电阻之间的差值计算电阻变化率。
25.根据权利要求22所述的制造方法，其中，计算处理包括，由(R2-R1)/R1×100(％)的表达式计算电阻变化率，其中，R1表示所述第一电阻，R2表示所述第二电阻。
26.根据权利要求25所述的制造方法，其中，评估处理包括，当所计算的电阻变化率(R2-R1)/R1×100(％)小于预定阈值时，将所述隧道磁电阻效应元件评估为无缺陷产品。
27.根据权利要求26所述的制造方法，其中，所述隧道磁电阻效应元件具有由氧化铝制成的隧道势垒层，其中，测量处理包括将0.1mA的第一感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件，将0.4mA的第二感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件，且其中，所述预定阈值为-0.8(％)。
28.根据权利要求22所述的制造方法，其中，测量处理包括，沿预定方向对所述隧道磁电阻效应元件施加外部DC磁场，从而在施加外部DC磁场的条件下执行测量。
29.根据权利要求22所述的制造方法，其中，所述隧道磁电阻效应元件为隧道磁电阻效应磁头元件。
30.根据权利要求22所述的制造方法，其中，所述隧道磁电阻效应元件为磁电阻效应随机存取存储器单元。
31.一种隧道磁电阻效应元件的制造方法，包括晶片处理，用于在晶片上形成多个薄膜隧道磁电阻效应元件；测量处理，用于通过将具有第一电流值的第一感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件，来测得在所述晶片上所要测试的隧道磁电阻效应元件的第一电阻，以及通过将具有其绝对值大于第一电流值的第二电流值的第二感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件，来测得所述隧道磁电阻效应元件的第二电阻；计算处理，用于由所测得所述隧道磁电阻效应元件的第一和第二电阻计算电阻变化率；评估处理，用于使用计算出的电阻变化率对所述隧道磁电阻效应元件进行评估；切割处理，用于将被评估的晶片切割成多个条状元件，每个所述条状元件具有排列整齐的隧道磁电阻效应元件；和分离处理，用于将每个条状元件切割成独立的磁头滑块，每个所述独立磁头滑块都具有所述隧道磁电阻效应元件。
32.根据权利要求31所述的制造方法，其中，测量处理包括，将与所述第一感测电流不连续的第二感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件。
33.根据权利要求31所述的制造方法，其中，计算处理包括，由所述测得的第一电阻和第二电阻之间的差值计算电阻变化率。
34.根据权利要求31所述的制造方法，其中，计算处理包括，由(R2-R1)/R1×100(％)的表达式计算电阻变化率，其中，R1表示所述第一电阻，R2表示所述第二电阻。
35.根据权利要求34所述的制造方法，其中，评估处理包括，当所计算的电阻变化率(R2-R1)/R1×100(％)小于预定阈值时，将所述隧道磁电阻效应元件评估为无缺陷产品。
36.根据权利要求35所述的制造方法，其中，所述隧道磁电阻效应元件具有由氧化铝制成的隧道势垒层，其中，测量处理包括将0.1mA的第一感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件，将0.4mA的第二感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件，且其中，所述预定阈值为-0.8(％)。
37.根据权利要求31所述的制造方法，其中，测量处理包括，沿预定方向对所述隧道磁电阻效应元件施加外部DC磁场，从而在施加外部DC磁场的条件下执行测量。
38.根据权利要求31所述的制造方法，其中，所述隧道磁电阻效应元件为隧道磁电阻效应磁头元件。
39.根据权利要求31所述的制造方法，其中，所述隧道磁电阻效应元件为磁电阻效应随机存取存储器单元。
40.一种隧道磁电阻效应元件的制造方法，包括晶片处理，用于在晶片上形成多个薄膜隧道磁电阻效应元件；切割处理，用于将所述晶片切割成多个条状元件，每个所述条状元件具有排列整齐的隧道磁电阻效应元件；分离处理，用于将每个所述条状元件切割成独立的磁头滑块，每个所述独立磁头滑块都具有所述隧道磁电阻效应元件；测量处理，用于通过将具有第一电流值的第一感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件，来测得所要测试的隧道磁电阻效应元件的第一电阻，以及通过将具有其绝对值比第一电流值要大的第二电流值的第二感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件，来测得所述隧道磁电阻效应元件的第二电阻；计算处理，用于由所测得所述隧道磁电阻效应元件的第一和第二电阻计算电阻变化率；和评估处理，用于使用计算出的电阻变化率对所述隧道磁电阻效应元件进行评估。
41.根据权利要求40所述的制造方法，其中，测量处理包括，将与所述第一感测电流不连续的第二感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件。
42.根据权利要求40所述的制造方法，其中，计算处理包括，由所述测得的第一电阻和第二电阻之间的差值计算电阻变化率。
43.根据权利要求40所述的制造方法，其中，计算处理包括，由(R2-R1)/R1×100(％)的表达式计算电阻变化率，其中，R1表示所述第一电阻，R2表示所述第二电阻。
44.根据权利要求43所述的制造方法，其中，评估处理包括，当所计算的电阻变化率(R2-R1)/R1×100(％)小于预定阈值时，将所述隧道磁电阻效应元件评估为无缺陷产品。
45.根据权利要求44所述的制造方法，其中，所述隧道磁电阻效应元件具有由氧化铝制成的隧道势垒层，其中，测量处理包括将0.1mA的第一感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件，将0.4mA的第二感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件，且其中，所述预定阈值为-0.8(％)。
46.根据权利要求40所述的制造方法，其中，测量处理包括，沿预定方向对所述隧道磁电阻效应元件施加外部DC磁场，从而在施加外部DC磁场的条件下执行测量。
47.根据权利要求40所述的制造方法，其中，所述隧道磁电阻效应元件为隧道磁电阻效应磁头元件。
48.根据权利要求40所述的制造方法，其中，所述隧道磁电阻效应元件为磁电阻效应随机存取存储器单元。
49.一种通过包括以下处理的方法制造出的隧道磁电阻效应元件，所述方法包括晶片处理，用于在晶片上形成多个薄膜隧道磁电阻效应元件；切割处理，用于将所述晶片切割成多个条状元件，每个所述条状元件具有排列整齐的隧道磁电阻效应元件；测量处理，用于通过将具有第一电流值的第一感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件，来测得在所述条状元件上所要测试的隧道磁电阻效应元件的第一电阻，以及通过将具有其绝对值大于第一电流值的第二电流值的第二感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件，来测得所述隧道磁电阻效应元件的第二电阻；计算处理，用于由所测得所述隧道磁电阻效应元件的第一和第二电阻计算电阻变化率；评估处理，用于使用计算出的电阻变化率对所述隧道磁电阻效应元件进行评估；和分离处理，用于将被评估的条状元件切割成独立的磁头滑块，每个所述独立磁头滑块都具有所述隧道磁电阻效应元件。
50.根据权利要求49所述的隧道磁电阻效应元件，其中，所述隧道磁电阻效应元件具有由氧化铝制成的隧道势垒层。
51.一种通过包括以下处理的方法制造出的隧道磁电阻效应元件，所述方法包括晶片处理，用于在晶片上形成多个薄膜隧道磁电阻效应元件；测量处理，用于通过将具有第一电流值的第一感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件，来测得在所述晶片上所要测试的隧道磁电阻效应元件的第一电阻，以及通过将具有其绝对值大于第一电流值的第二电流值的第二感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件，来测得所述隧道磁电阻效应元件的第二电阻；计算处理，用于由所测得所述隧道磁电阻效应元件的第一和第二电阻计算电阻变化率；评估处理，用于使用计算出的电阻变化率对所述隧道磁电阻效应元件进行评估；切割处理，用于将被评估的晶片切割成多个条状元件，每个所述条状元件具有排列整齐的隧道磁电阻效应元件；和分离处理，用于将每个条状元件切割成独立的磁头滑块，每个所述独立磁头滑块都具有所述隧道磁电阻效应元件。
52.根据权利要求51所述的隧道磁电阻效应元件，其中，所述隧道磁电阻效应元件具有由氧化铝制成的隧道势垒层。
53.一种通过包括以下处理的方法制造出的隧道磁电阻效应元件，所述方法包括晶片处理，用于在晶片上形成多个薄膜隧道磁电阻效应元件；切割处理，用于将所述晶片切割成多个条状元件，每个所述条状元件具有排列整齐的隧道磁电阻效应元件；分离处理，用于将每个所述条状元件切割成独立的磁头滑块，每个所述独立磁头滑块都具有所述隧道磁电阻效应元件；测量处理，用于通过将具有第一电流值的第一感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件，来测得所要测试的隧道磁电阻效应元件的第一电阻，以及通过将具有其绝对值比第一电流值要大的第二电流值的第二感测电流馈送通过所述隧道磁电阻效应元件，来测得所述隧道磁电阻效应元件的第二电阻；计算处理，用于由所测得所述隧道磁电阻效应元件的第一和第二电阻计算电阻变化率；和评估处理，用于使用计算出的电阻变化率对所述隧道磁电阻效应元件进行评估。
54.根据权利要求53所述的隧道磁电阻效应元件，其中，所述隧道磁电阻效应元件具有由氧化铝制成的隧道势垒层。
全文摘要
本发明提供了一种用于测试TMR元件的方法，该方法包括测量步骤，通过将具有彼此不同电流值的多个感测电流馈送通过TMR元件来测量TMR元件的多个电阻；计算步骤，由所测TMR效应元件的多个电阻计算电阻变化率；和评估步骤，使用计算出的电阻变化率对TMR元件进行评估。
文档编号H01L43/12GK1728240SQ20051007896
公开日2006年2月1日 申请日期2005年6月21日 优先权日2004年7月28日
发明者蜂须贺望, 稻毛健治, 高桥法男, 清水达司, 黃柏坚 申请人:Tdk株式会社, 新科实业有限公司