JP2005340430A - Method and apparatus for inspecting tunnel magneto-resistance effect element - Google Patents

Method and apparatus for inspecting tunnel magneto-resistance effect element Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for inspecting a TMR element by which the stability and the reliability of the TMR element can be quickly and surely checked without breaking the element. <P>SOLUTION: An initial resistance value of the TMR element is measured as a first resistance value, a resistance value obtained after applying a voltage higher than a normally-used voltage to the TMR element is measured as a second resistance value, and the TMR element is evaluated in accordance with a change degree of the second resistance value from the first resistance value. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）を利用したヘッド素子や磁気抵抗メモリ（ＭＲＡＭ）等のＴＭＲ素子の検査方法及び装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for inspecting a TMR element such as a head element or a magnetoresistive memory (MRAM) using the tunnel magnetoresistive effect (TMR).

磁気抵抗効果（ＭＲ）ヘッド素子を備えた磁気ヘッドを製造した後又はその製造途中において、それが良品であるか又は不良品であるかを評価することが通常は行われる。この評価は、バルクハウゼンノイズ（ＢＨＮ）を含むランダムテレグラフノイズ（ＲＴＮ）が発生するか否かによる安定性の確認、及び破壊電圧が充分大きいか否かによる長時間の使用に耐え得る信頼性の確認によって行われる。   After manufacturing a magnetic head having a magnetoresistive (MR) head element or during its manufacture, it is usually evaluated whether it is a good product or a defective product. This evaluation is based on the confirmation of stability based on whether random telegraph noise (RTN) including Barkhausen noise (BHN) is generated, and reliability that can withstand long-term use depending on whether the breakdown voltage is sufficiently large. Done by confirmation.

安定性の確認は、全ての磁気ヘッドに対してダイナミックパフォーマンス（ＤＰ）テスタ等を用いて動作試験を行い、再生出力が一定時間、ＲＴＮ発生等により閾値を越えないことを確認することによって行われる。しかしながら、ＲＴＮは突発性のノイズであることから、その一定時間内には発生しないこともあり、また、発生したとしても、そのレベルが閾値より低く検出されない場合も存在する。   The stability is confirmed by performing an operation test on all magnetic heads using a dynamic performance (DP) tester, etc., and confirming that the reproduction output does not exceed the threshold due to the occurrence of RTN for a certain period of time. . However, since RTN is sudden noise, it may not occur within a certain period of time, and even if it occurs, there are cases where the level is not detected below a threshold value.

特許文献１には、ＴＭＲヘッド素子ではない通常のＭＲヘッド素子の安定性を検査する方法として、このＭＲヘッド素子に交流の記録電流と直流の外部磁界とを印加した後に再生特性を測定することを複数回繰り返してＭＲヘッド素子の再生出力変動を評価する検査方法が開示されている。   In Patent Document 1, as a method for inspecting the stability of an ordinary MR head element that is not a TMR head element, reproduction characteristics are measured after an AC recording current and a DC external magnetic field are applied to the MR head element. Is inspected for evaluating the reproduction output fluctuation of the MR head element by repeating the above multiple times.

特開２０００−２６００１２号公報JP 2000-260012 A

特許文献１に示したごとき検査方法によると、外部磁界印加のための磁界発生装置が必要となるのみならず、外部磁界を印加することによりＭＲヘッド素子のバイアス磁界に悪影響が発生する。しかも、突発性のノイズであるＲＴＮは、この方法によっても確実に検出することが難しかった。   According to the inspection method as shown in Patent Document 1, not only a magnetic field generator for applying an external magnetic field is required, but also the bias magnetic field of the MR head element is adversely affected by applying the external magnetic field. Moreover, it is difficult to reliably detect RTN, which is sudden noise, even by this method.

また、従来の信頼性を確認するための破壊電圧を測定する方法は、磁気ヘッドを実際に破壊してしまうため、全数検査には使用することができない。   Further, the conventional method of measuring the breakdown voltage for confirming reliability cannot actually be used for 100% inspection because the magnetic head is actually destroyed.

このような不都合を解決するため、本出願人は、ＴＭＲ素子の初期抵抗値と、磁気ディスク装置の使用環境下においてＴＭＲ素子に印加される通常使用電圧（１５０ｍＶ）を所定時間通電した後の抵抗値との比からなる変化率を閾値と比較することによって、ＴＭＲ素子の良品、不良品の検査を行う方法及び装置を先に提案している（特願２００４−６２０３１号、平成１６年３月５日出願）。   In order to solve such an inconvenience, the present applicant has determined that the initial resistance value of the TMR element and the resistance after energizing the normal use voltage (150 mV) applied to the TMR element in a use environment of the magnetic disk device for a predetermined time. A method and apparatus for inspecting a non-defective product and a defective product of a TMR element by comparing a change rate composed of a ratio with a threshold value with a threshold value has been proposed (Japanese Patent Application No. 2004-62031, March 2004). 5th application).

しかしながら、この検査方法によると、良品、不良品の評価を行うための抵抗値変化率の頻度分布を２つ以上のピークに分けるために約２分以上の通電時間を必要とするため、検査処理時間が長大化し、量産工程において実用的ではなかった。   However, according to this inspection method, since the frequency distribution of the resistance value change rate for evaluating non-defective products and defective products requires two or more energization times to divide into two or more peaks, the inspection process Time has become long and not practical in the mass production process.

従って本発明の目的は、ＴＭＲ素子に関する安定性及び信頼性の確認を、短時間にかつ素子を破壊することなしに確実に行うことができるＴＭＲ素子の検査方法及び装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for inspecting a TMR element that can confirm the stability and reliability of the TMR element in a short time and without destroying the element.

本発明によれば、ＴＭＲ素子の初期抵抗値を測定して第１の抵抗値とし、このＴＭＲ素子に通常使用電圧より高い印加電圧で通電した後の抵抗値を測定して第２の抵抗値とし、第１の抵抗値に対する第２の抵抗値の変化度合に応じてこのＴＭＲ素子の評価を行うＴＭＲ素子の検査方法が提供される。   According to the present invention, the initial resistance value of the TMR element is measured as the first resistance value, and the resistance value after the TMR element is energized with an applied voltage higher than the normal use voltage is measured to obtain the second resistance value. And a TMR element inspection method for evaluating the TMR element in accordance with the degree of change in the second resistance value with respect to the first resistance value.

複数のＴＭＲ素子において、初期抵抗値である第１の抵抗値に対する通電後の抵抗値である第２の抵抗値の変化度合の分布、即ち抵抗変化率又は抵抗変化量の分布、をとると２つの集団に分かれる。第１の集団は、抵抗変化率又は抵抗変化量が大きなＴＭＲ素子の集団であり、第２の集団は、抵抗変化率又は抵抗変化量が小さなＴＭＲ素子の集団である。第１の集団のＴＭＲ素子ではＲＴＮ発生が多く観察され、第２の集団のＴＭＲ素子ではＲＴＮ発生がほとんどなかった。しかも、第１の集団のＴＭＲ素子における素子破壊電圧は、第２の集団のＴＭＲ素子における素子破壊電圧より小さかった。従って、第１の抵抗値に対する通電後の抵抗値である第２の抵抗値の変化度合によって、ＴＭＲ素子に関する安定性及び信頼性の確認を行うことができ、良否の評価を極めて容易に行うことが可能となる。しかも、その場合、素子破壊が発生させることなく良否評価できるので、ＴＭＲ素子の良否選別が可能となる。特に本発明では、ＴＭＲ素子に通常使用電圧より高い印加電圧で通電しているため、ＴＭＲ素子の抵抗値変化が加速され、数秒の通電で抵抗値変化度合の頻度分布を２つ以上のピークに分離することができる。その結果、短時間にＴＭＲ素子に関する安定性及び信頼性の確認を行うことができ、量産に非常に有効である。   In a plurality of TMR elements, a distribution of the degree of change in the second resistance value, which is the resistance value after energization, with respect to the first resistance value that is the initial resistance value, that is, the distribution of the resistance change rate or the resistance change amount is 2 Divided into two groups. The first group is a group of TMR elements having a large resistance change rate or resistance change amount, and the second group is a group of TMR elements having a small resistance change rate or resistance change amount. A large amount of RTN was observed in the first group of TMR elements, and almost no RTN was generated in the second group of TMR elements. In addition, the element breakdown voltage in the first group of TMR elements was smaller than the element breakdown voltage in the second group of TMR elements. Therefore, the stability and reliability of the TMR element can be confirmed based on the degree of change in the second resistance value, which is the resistance value after energization with respect to the first resistance value, and the quality is evaluated very easily. Is possible. In addition, in this case, since the quality evaluation can be performed without causing element destruction, it is possible to select the quality of the TMR elements. In particular, in the present invention, since the TMR element is energized at an applied voltage higher than the normal use voltage, the resistance value change of the TMR element is accelerated, and the frequency distribution of the resistance value change degree becomes two or more peaks when energized for several seconds. Can be separated. As a result, stability and reliability of the TMR element can be confirmed in a short time, which is very effective for mass production.

印加電圧が、ＴＭＲ素子にダメージを与える電圧より低い電圧であることが好ましい。   The applied voltage is preferably lower than the voltage that damages the TMR element.

変化度合が、第１の抵抗値をＲ１とし、第２の抵抗値をＲ２とすると、Ｒ２／Ｒ１なる変化率であることが好ましい。 Change degree, the first resistance value and R 1, when the second resistance value is R 2, it is preferable that R 2 / R 1 becomes the rate of change.

変化率Ｒ２／Ｒ１が所定の閾値より大きい場合はこのＴＭＲ素子が良品であると評価することも好ましい。この所定の閾値が、９６．０〜９９．０％の範囲の所定値であることがより好ましい。 When the rate of change R 2 / R 1 is larger than a predetermined threshold, it is also preferable to evaluate that the TMR element is a non-defective product. The predetermined threshold is more preferably a predetermined value in the range of 96.0 to 99.0%.

通常使用電圧より高い印加電圧が、１５０ｍＶより高くかつ３５０ｍＶ以下であることも好ましい。   It is also preferable that the applied voltage higher than the normal use voltage is higher than 150 mV and 350 mV or less.

所定時間が、３秒以上であることが好ましい。   The predetermined time is preferably 3 seconds or more.

ＴＭＲ素子が、ＴＭＲヘッド素子か、又はＭＲＡＭであることも好ましい。   It is also preferable that the TMR element is a TMR head element or an MRAM.

本発明によれば、さらに、ＴＭＲ素子の初期抵抗値を測定して第１の抵抗値とする手段と、通常使用電圧より高い印加電圧で通電した後の抵抗値を測定して第２の抵抗値とする手段と、第１の抵抗値に対する第２の抵抗値の変化度合に応じてこのＴＭＲ素子の評価を行う手段とを備えたＴＭＲ素子の検査装置が提供される。   Further, according to the present invention, the initial resistance value of the TMR element is measured to obtain the first resistance value, and the resistance value after energization with an applied voltage higher than the normal use voltage is measured to obtain the second resistance value. There is provided an inspection apparatus for a TMR element comprising means for setting a value and means for evaluating the TMR element in accordance with the degree of change in the second resistance value with respect to the first resistance value.

前にも述べたように、複数のＴＭＲ素子において、初期抵抗値である第１の抵抗値に対する通電後の抵抗値である第２の抵抗値の変化度合の分布をとると２つの集団に分かれる。第１の集団は、抵抗変化率又は抵抗変化量が大きなＴＭＲ素子の集団であり、第２の集団は、抵抗変化率又は抵抗変化量が小さなＴＭＲ素子の集団である。第１の集団のＴＭＲ素子ではＲＴＮ発生が多く観察され、第２の集団のＴＭＲ素子ではＲＴＮ発生がほとんどなかった。しかも、第１の集団のＴＭＲ素子における素子破壊電圧は、第２の集団のＴＭＲ素子における素子破壊電圧より小さかった。従って、初期抵抗値に対する通電後の抵抗値の変化度合によって、ＴＭＲ素子に関する安定性及び信頼性の確認を行うことができ、良否の評価を極めて容易に行うことが可能となる。しかも、その場合、素子破壊が発生させることなく良否評価できるので、ＴＭＲ素子の良否選別が可能となる。特に本発明では、ＴＭＲ素子に通常使用電圧より高い印加電圧で通電しているため、ＴＭＲ素子の抵抗値変化が加速され、数秒の通電で抵抗値変化度合の頻度分布を２つ以上のピークに分離することができる。その結果、短時間にＴＭＲ素子に関する安定性及び信頼性の確認を行うことができ、量産に非常に有効である。   As described above, in a plurality of TMR elements, distribution of the degree of change in the second resistance value, which is the resistance value after energization, with respect to the first resistance value, which is the initial resistance value, is divided into two groups. . The first group is a group of TMR elements having a large resistance change rate or resistance change amount, and the second group is a group of TMR elements having a small resistance change rate or resistance change amount. A large amount of RTN was observed in the first group of TMR elements, and almost no RTN was generated in the second group of TMR elements. In addition, the element breakdown voltage in the first group of TMR elements was smaller than the element breakdown voltage in the second group of TMR elements. Therefore, the stability and reliability of the TMR element can be confirmed based on the degree of change of the resistance value after energization with respect to the initial resistance value, and the quality can be evaluated very easily. In addition, in this case, since the quality evaluation can be performed without causing element destruction, it is possible to select the quality of the TMR elements. In particular, in the present invention, since the TMR element is energized at an applied voltage higher than the normal use voltage, the resistance value change of the TMR element is accelerated, and the frequency distribution of the resistance value change degree becomes two or more peaks when energized for several seconds. Can be separated. As a result, stability and reliability of the TMR element can be confirmed in a short time, which is very effective for mass production.

第２の抵抗値とする手段が、ＴＭＲ素子にダメージを与える電圧より低い印加電圧で通電する手段であることが好ましい。   It is preferable that the means for setting the second resistance value is a means for energizing with an applied voltage lower than a voltage that damages the TMR element.

評価を行う手段が、変化度合として、第１の抵抗値をＲ１とし、第２の抵抗値をＲ２とすると、Ｒ２／Ｒ１なる変化率を用いる手段であることが好ましい。 The means for performing the evaluation is preferably a means that uses a rate of change of R 2 / R 1 when the first resistance value is R 1 and the second resistance value is R 2 as the degree of change.

この変化率を用いる手段が、変化率Ｒ２／Ｒ１が所定の閾値より大きい場合はＴＭＲ素子が良品であると評価する手段であることも好ましい。この所定の閾値が、９６．０〜９９．０％の範囲の所定値であることがより好ましい。 The means using the rate of change is preferably means for evaluating that the TMR element is a non-defective product when the rate of change R 2 / R 1 is larger than a predetermined threshold. The predetermined threshold is more preferably a predetermined value in the range of 96.0 to 99.0%.

第２の抵抗値とする手段が、ＴＭＲ素子に１５０ｍＶより高くかつ３５０ｍＶ以下の印加電圧で通電した後の抵抗値を測定する手段であることも好ましい。   It is also preferable that the means for setting the second resistance value is a means for measuring the resistance value after the TMR element is energized with an applied voltage higher than 150 mV and lower than 350 mV.

第２の抵抗値とする手段が、ＴＭＲ素子に３秒以上の所定時間通電した後の抵抗値を測定する手段であることが好ましい。   It is preferable that the means for setting the second resistance value is a means for measuring the resistance value after the TMR element is energized for a predetermined time of 3 seconds or more.

ＴＭＲ素子が、ＴＭＲヘッド素子か、又はＭＲＡＭであることも好ましい。   It is also preferable that the TMR element is a TMR head element or an MRAM.

本発明によれば、初期抵抗値に対する通電後の抵抗値の変化度合によって、ＴＭＲ素子に関する安定性及び信頼性の確認を行うことができ、良否の評価を極めて容易に行うことが可能となる。しかも、その場合、素子破壊が発生させることなく良否評価できるので、ＴＭＲ素子の良否選別が可能となる。特に、ＴＭＲ素子に通常使用電圧より高い印加電圧で通電しているため、ＴＭＲ素子の抵抗値変化が加速され、数秒の通電で抵抗値変化度合の頻度分布を２つ以上のピークに分離することができる。その結果、短時間にＴＭＲ素子に関する安定性及び信頼性の確認を行うことができ、量産に非常に有効である。   According to the present invention, the stability and reliability of the TMR element can be confirmed based on the degree of change of the resistance value after energization with respect to the initial resistance value, and the quality can be evaluated very easily. In addition, in this case, since the quality evaluation can be performed without causing element destruction, it is possible to select the quality of the TMR elements. In particular, since the TMR element is energized with an applied voltage higher than the normal operating voltage, the resistance value change of the TMR element is accelerated, and the frequency distribution of the resistance value change degree is separated into two or more peaks by energizing for several seconds. Can do. As a result, stability and reliability of the TMR element can be confirmed in a short time, which is very effective for mass production.

図１は本発明の一実施形態として、ＴＭＲヘッド素子の検査を行う構成を概略的に説明する図である。   FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration for inspecting a TMR head element as one embodiment of the present invention.

同図において、１０は複数のＴＭＲヘッドが互いに連接して一列配置されたバー部材であり、１１はＴＭＲヘッド素子の検査装置をそれぞれ示している。   In the figure, reference numeral 10 denotes a bar member in which a plurality of TMR heads are connected to each other and arranged in a row, and 11 denotes a TMR head element inspection apparatus.

バー部材１０は、多数のＴＭＲヘッドをマトリクス状に形成してなるウエハを個々のバー部材に切断分離した後、ＭＲハイト加工を行った状態のものである。バー部材１０の各ＴＭＲヘッド１０ａは、ＴＭＲ読出しヘッド素子と、インダクティブ書込みヘッド素子と、このＴＭＲ読出しヘッド素子に電気的に接続されている１対の端子パッド１０ｂと、インダクティブ書込みヘッド素子に電気的に接続されている１対の端子パッド１０ｃとを備えている。   The bar member 10 is in a state in which MR height processing is performed after a wafer formed by forming a large number of TMR heads in a matrix is cut and separated into individual bar members. Each TMR head 10a of the bar member 10 is electrically connected to a TMR read head element, an inductive write head element, a pair of terminal pads 10b electrically connected to the TMR read head element, and the inductive write head element. And a pair of terminal pads 10c connected to each other.

検査装置１１は、ＴＭＲ読出しヘッド素子用の１対の端子パッド１０ｂに電気的に接触可能な１対のプローブ１１ａと、この１対のプローブ１１ａに電気的に接続されており、一定の電圧を供給する定電圧回路１１ｂと、１対のプローブ１１ａに電気的に接続されており、ＴＭＲヘッド素子を流れる電流の値を測定する電流測定回路１１ｃと、電流測定回路１１ｃに電気的に接続されており、測定した電流値を表す電流測定回路１１ｃのアナログ出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１１ｄと、Ａ／Ｄ変換器１１ｄに電気的に接続されており、そのデジタル信号を継続的に入力してＴＭＲヘッド素子の初期抵抗値及び通電後抵抗値を計算し、そのＴＭＲヘッド素子の良否を判別すると共に、定電圧回路１１ｂ及びＡ／Ｄ変換器１１ｄの動作を制御するデジタルコンピュータ１１ｅとを備えている。   The inspection device 11 is electrically connected to a pair of probes 11a that can be electrically contacted with a pair of terminal pads 10b for a TMR read head element, and a constant voltage. The constant voltage circuit 11b to be supplied is electrically connected to the pair of probes 11a, and is electrically connected to the current measurement circuit 11c that measures the value of the current flowing through the TMR head element, and the current measurement circuit 11c. The A / D converter 11d for converting the analog output of the current measurement circuit 11c representing the measured current value into a digital signal and the A / D converter 11d are electrically connected to the digital signal. To calculate the initial resistance value and post-energization resistance value of the TMR head element, determine the quality of the TMR head element, and determine whether the constant voltage circuit 11b and the A / D converter 11d And a digital computer 11e to control the work.

図２は、本実施形態における検査装置１１の処理動作を説明するフローチャートである。   FIG. 2 is a flowchart for explaining the processing operation of the inspection apparatus 11 in the present embodiment.

まず、バー部材１０の良否の評価を行うＴＭＲヘッド素子の端子パッド１０ｂに１対のプローブ１１ａを電気的に接触させ、この状態で、定電圧回路１１ｂより、磁気ディスク装置の使用環境下においてＴＭＲ素子に印加される通常使用電圧より高い、例えば３５０ｍＶの定電圧をＴＭＲヘッド素子に印加開始する（ステップＳ１）。ただし、この場合、ＴＭＲ層の積層順序にかかわらず、必ず、ＴＭＲヘッド素子の基板側（積層方向で下側）から非基板側（積層方向で上側）に向かって電流が流れるように電圧を印加する。   First, a pair of probes 11a are brought into electrical contact with a terminal pad 10b of a TMR head element that evaluates the quality of the bar member 10, and in this state, the constant voltage circuit 11b performs TMR in an environment where the magnetic disk device is used. Application of a constant voltage of 350 mV, for example, higher than the normal operating voltage applied to the element, for example, is started to the TMR head element (step S1). However, in this case, regardless of the TMR layer stacking order, a voltage must be applied so that current flows from the substrate side (lower side in the stacking direction) to the non-substrate side (upper side in the stacking direction) of the TMR head element. To do.

次いで、電流測定回路１１ｃによってＴＭＲヘッド素子を流れる電流の値を測定し、その値をコンピュータ１１ｅに入力してＴＭＲヘッド素子の抵抗値を算出する（ステップＳ２）。この抵抗値は、印加した高い定電圧例えば３５０ｍＶと測定した電流とから容易に算出できる。算出した抵抗値は、コンピュータ１１ｅ内に記憶される。   Next, the current measurement circuit 11c measures the value of the current flowing through the TMR head element, and inputs the value to the computer 11e to calculate the resistance value of the TMR head element (step S2). This resistance value can be easily calculated from the applied high constant voltage, for example, 350 mV and the measured current. The calculated resistance value is stored in the computer 11e.

次いで、定電圧印加開始から所定時間、例えば３〜３０秒、経過したかどうかを判別し（ステップＳ３）、経過していない場合はステップＳ２の測定及び計算処理を繰り返して行う。所定時間経過した場合は、次のステップＳ４へ進む。   Next, it is determined whether or not a predetermined time, e.g., 3 to 30 seconds, has elapsed since the start of constant voltage application (step S3). If it has not elapsed, the measurement and calculation process of step S2 is repeated. If the predetermined time has elapsed, the process proceeds to the next step S4.

ステップＳ４においては、最後に測定した電流値に基づいた抵抗値を算出して記憶し、ＴＭＲヘッド素子への定電圧印加を終了する。その結果、定電圧印加開始直後の抵抗値が初期抵抗値Ｒ１として得られ、定電圧印加終了直前の抵抗値が通電後抵抗値Ｒ２として得られることとなる。 In step S4, the resistance value based on the last measured current value is calculated and stored, and the constant voltage application to the TMR head element is terminated. As a result, the resistance value immediately after the start of the constant voltage application is obtained as the initial resistance value R 1, the resistance value of the constant voltage application immediately before the end is that obtained as the energization resistance after R 2.

次いで、抵抗変化率Ｒ２／Ｒ１×１００（％）が所定の閾値である９６．０〜９９．０％の範囲の所定値より大きいか否かを判別する（ステップＳ５）。 Next, it is determined whether or not the resistance change rate R 2 / R 1 × 100 (%) is larger than a predetermined value in a range of 96.0 to 99.0% which is a predetermined threshold (step S5).

大きい場合はそのＴＭＲヘッド素子が良品であると評価し（ステップＳ６）、大きくない場合はそのＴＭＲヘッド素子が不良品であると評価する（ステップＳ７）。   If it is larger, the TMR head element is evaluated as a non-defective product (step S6). If not larger, the TMR head element is evaluated as a defective product (step S7).

次いで、バー部材１０の他のＴＭＲヘッド素子について、同様の評価を順次行う。   Next, the same evaluation is sequentially performed on the other TMR head elements of the bar member 10.

図３はこのような評価対象となるＴＭＲ読出しヘッド素子の構造の一例を浮上面（ＡＢＳ）と直交する方向から見た断面図であり、図４はこのＴＭＲ読出しヘッド素子をＡＢＳ方向から見た断面図である。   FIG. 3 is a sectional view of an example of the structure of the TMR read head element to be evaluated as seen from a direction orthogonal to the air bearing surface (ABS), and FIG. 4 is a view of the TMR read head element from the ABS direction. It is sectional drawing.

これらの図に示すように、ＴＭＲ読出しヘッド素子のＴＭＲ層部分は、下部シールド層（ＮｉＦｅ）３０上にバッファ層（Ｔａ／ＮｉＦｅ）３１を介して、反強磁性層（ＰｔＭｎ１５０Å）３２、ピン層（ＣｏＦｅ２０Å／Ｒｕ８Å／ＣｏＦｅ３０Å）３３、バリア層（Ａｌ５．７５Å−Ｏｘ）３４、フリー層（ＣｏＦｅ２０Å／ＮｉＦｅ３０Å）３５、キャップ層（Ｔａ）３６を順次積層した構造を有しており、その上に、金属ギャップ層３７を介して上部シールド層３８が積層されている。ＴＭＲ層部分のトラック幅方向には、バイアス層３９が形成されている。ＴＭＲ層の積層順序はこの逆であっても良い。   As shown in these drawings, the TMR layer portion of the TMR read head element includes an antiferromagnetic layer (PtMn150Å) 32, a pinned layer on a lower shield layer (NiFe) 30 via a buffer layer (Ta / NiFe) 31. (CoFe20Å / Ru8Å / CoFe30Å) 33, barrier layer (Al5.75Å-Ox) 34, free layer (CoFe20Å / NiFe30Å) 35, and cap layer (Ta) 36 are sequentially laminated. An upper shield layer 38 is laminated via a metal gap layer 37. A bias layer 39 is formed in the track width direction of the TMR layer portion. The order of stacking the TMR layers may be reversed.

次に、前述した図２の処理動作によって、このようなＴＭＲヘッド素子の良否評価を行える根拠について説明する。   Next, the reason why the TMR head element can be evaluated for quality by the processing operation shown in FIG. 2 will be described.

図５及び図６は、多数のＴＭＲヘッド素子について印加電圧を１５０ｍＶとした場合の初期抵抗値Ｒ１及び通電後抵抗値Ｒ２を測定した結果を表すグラフである。ただし、図５の横軸は初期抵抗値Ｒ１を、縦軸は通電後抵抗値／初期抵抗値である抵抗値変化率Ｒ２／Ｒ１をそれぞれ表しており、図６の横軸は抵抗値変化率Ｒ２／Ｒ１を、縦軸はその頻度をそれぞれ表している。 5 and 6 are graphs showing the results of measuring the initial resistance value R 1 and the energization resistance after R 2 in the case where the applied voltage is 150mV for a number of TMR head elements. However, the horizontal axis in FIG. 5 represents the initial resistance value R 1 , and the vertical axis represents the resistance value change rate R 2 / R 1 that is the resistance value after energization / initial resistance value, and the horizontal axis in FIG. Value change rate R 2 / R 1 , and the vertical axis represents the frequency.

これらの図に示すように、ＴＭＲヘッド素子は、初期抵抗値に対する通電後抵抗値の変化度合である抵抗値変化率Ｒ２／Ｒ１に関して、集団Ａ及び集団Ｂとに２極化した分布を有している。集団ＡのＴＭＲヘッド素子はバリア層にピンホールの存在しない良品のヘッド素子であり、集団ＢのＴＭＲヘッド素子はバリア層にピンホールの存在している不良品のヘッド素子であることが分かっている。 As shown in these figures, the TMR head element has a distribution that is polarized into the group A and the group B with respect to the resistance value change rate R 2 / R 1 that is the degree of change in the resistance value after energization with respect to the initial resistance value. Have. The group A TMR head elements are non-defective head elements having no pinholes in the barrier layer, and the group B TMR head elements are defective head elements having pinholes in the barrier layer. Yes.

図７及び図８は、異なる電圧を印加した場合のＴＭＲヘッド素子の対時間抵抗値変化量を測定したグラフであり、図７はバリア層にピンホールの存在しない集団ＡのＴＭＲヘッド素子、図８はバリア層にピンホールの存在する集団ＢのＴＭＲヘッド素子に関するデータである。これらの図において、横軸は通電時間を、縦軸はヘッド抵抗値をそれぞれ表している。なお、各印加電圧毎に測定したサンプル数は５である。   7 and 8 are graphs obtained by measuring the amount of change in resistance of the TMR head element with respect to time when different voltages are applied. FIG. 7 shows a TMR head element of the group A in which no pinhole is present in the barrier layer. Reference numeral 8 denotes data relating to the TMR head elements of group B in which pinholes exist in the barrier layer. In these figures, the horizontal axis represents the energization time, and the vertical axis represents the head resistance value. The number of samples measured for each applied voltage is 5.

図７の集団Ａ及び図８の集団Ｂ共に、印加電圧が１５０ｍＶの場合は、約１２０秒で抵抗変化が飽和している。また、初期抵抗値に対する１２０秒通電後の抵抗値の変化度合としての抵抗値変化率Ｒ２／Ｒ１は、図７の集団Ａ（ピンホール無し）で約１．２％、図８の集団Ｂ（ピンホール有り）で約０．５％であった。 In both the group A of FIG. 7 and the group B of FIG. 8, when the applied voltage is 150 mV, the resistance change is saturated in about 120 seconds. Further, the resistance value change rate R 2 / R 1 as the degree of change of the resistance value after 120 seconds of energization with respect to the initial resistance value is about 1.2% in the group A (no pinhole) in FIG. 7, and the group in FIG. B (with pinhole) was about 0.5%.

これに対し、印加電圧を１５０ｍＶより上げると、抵抗変化が早くなり、しかも抵抗変化量が大きくなっている。例えば、印加電圧が３００ｍＶの場合、数秒で抵抗が大きく変化しており、初期抵抗値に対する３０秒通電後の抵抗値の変化度合としての抵抗値変化率Ｒ２／Ｒ１は、図７の集団Ａ（ピンホール無し）で約４％、図８の集団Ｂ（ピンホール有り）で約２％であった。 On the other hand, when the applied voltage is increased from 150 mV, the resistance change becomes faster and the resistance change amount becomes larger. For example, when the applied voltage is 300 mV, the resistance changes greatly in a few seconds, and the resistance value change rate R 2 / R 1 as the degree of change of the resistance value after 30 seconds of energization with respect to the initial resistance value is the group in FIG. About 4% for A (no pinhole) and about 2% for group B (with pinhole) in FIG.

即ち、磁気ディスク装置の使用環境下においてＴＭＲ素子に印加される通常使用電圧である１５０ｍＶより高い印加電圧で通電を行うことにより、ＴＭＲヘッド素子の抵抗変化が加速され、抵抗変化量も大きくなることが分かる。   That is, the resistance change of the TMR head element is accelerated and the resistance change amount is increased by energizing with an applied voltage higher than 150 mV which is a normal use voltage applied to the TMR element in the use environment of the magnetic disk device. I understand.

図９は異なる電圧を印加した場合のＴＭＲヘッド素子の対時間抵抗値変化量を測定したグラフであり、集団Ｂに関する図８の縦軸（ヘッド抵抗値）の縮尺を変更したものである。   FIG. 9 is a graph obtained by measuring the change in resistance value with respect to time of the TMR head element when different voltages are applied. The scale of the vertical axis (head resistance value) in FIG.

同図より、印加電圧が４００ｍＶの場合、通電の途中でヘッド抵抗が急激に減少しており、これはＴＭＲヘッド素子に不可逆の破壊が生じたものと推察される。従って、ヘッドを破壊しないためには、３５０ｍＶ以下の印加電圧で通電しなければならない。   From the figure, when the applied voltage is 400 mV, the head resistance decreases rapidly during energization, which is presumed to have caused irreversible breakdown in the TMR head element. Therefore, in order not to destroy the head, it must be energized with an applied voltage of 350 mV or less.

前述したように、印加電圧を１５０ｍＶのときに通電時間約１２０秒で抵抗変化が飽和しているが、このときの抵抗値変化率Ｒ２／Ｒ１と同じだけの抵抗値変化率（集団Ａ（ピンホール無し）で約１．２％、集団Ｂ（ピンホール有り）で約０．５％）を得るための印加電圧と通電時間との関係を求めた。図１０はこの関係を示すグラフである。 As described above, when the applied voltage is 150 mV, the resistance change is saturated after about 120 seconds of energization, but the resistance value change rate (group A) is the same as the resistance value change rate R 2 / R 1 at this time. The relationship between the applied voltage and the energization time for obtaining about 1.2% (without pinhole) and about 0.5% for group B (with pinhole) was determined. FIG. 10 is a graph showing this relationship.

印加電圧１５０ｍＶ、通電時間約１２０秒で抵抗値変化率Ｒ２／Ｒ１の頻度分布は、集団Ａ（ピンホール無し、良品）と集団Ｂ（ピンホール有り、不良品）との２つのピークに分かれることが確認されている（図５及び図６参照）ため、図１０の斜線で示す範囲においても、抵抗値変化率Ｒ２／Ｒ１の頻度分布が２つのピークに分かれるものと推察される。 When the applied voltage is 150 mV and the energization time is about 120 seconds, the frequency distribution of the resistance value change rate R 2 / R 1 has two peaks: group A (no pinhole, good product) and group B (with pinhole, defective product). Since it is confirmed that they are separated (see FIG. 5 and FIG. 6), it is presumed that the frequency distribution of the resistance value change rate R 2 / R 1 is divided into two peaks even in the range indicated by the oblique lines in FIG. .

実際に、多数のＴＭＲヘッド素子について印加電圧を１５０ｍＶとした場合及び３００ｍＶとした場合について、通電時間を３秒、１５秒及び３０秒とした際の初期抵抗値Ｒ１及び通電後抵抗値Ｒ２を測定した。図１１は通電時間を３秒とした場合、図１２は通電時間を１５秒とした場合、図１３は通電時間を３０秒とした場合の測定結果を表すグラフである。ただし、図１１（Ａ）、図１２（Ａ）及び図１３（Ａ）の横軸は初期抵抗値Ｒ１を、縦軸は通電後抵抗値／初期抵抗値である抵抗値変化率Ｒ２／Ｒ１をそれぞれ表しており、図１１（Ｂ）及び（Ｃ）、図１２（Ｂ）及び（Ｃ）並びに図１３（Ｂ）及び（Ｃ）の横軸は抵抗値変化率Ｒ２／Ｒ１を、縦軸はその頻度をそれぞれ表している。 Actually, when the applied voltage is set to 150 mV and 300 mV for many TMR head elements, the initial resistance value R 1 and the post-energization resistance value R 2 when the energization time is 3 seconds, 15 seconds, and 30 seconds. Was measured. FIG. 11 is a graph showing measurement results when the energization time is 3 seconds, FIG. 12 is a measurement result when the energization time is 15 seconds, and FIG. 13 is a graph showing the measurement results when the energization time is 30 seconds. However, FIG. 11 (A), the FIG. 12 (A) and FIG. 13 the horizontal axis represents the initial resistance value R 1 of (A), the resistance value change ratio is after the vertical axis energization resistance value / initial resistance value R 2 / R 1 represents R 1 , and the horizontal axis of FIGS. 11B and 11C, FIGS. 12B and 13C, and FIGS. 13B and 13C represents the resistance value change rate R 2 / R 1. And the vertical axis represents the frequency.

図１１より、通電時間が３秒であると、印加電圧１５０ｍＶの場合は抵抗変化がほとんど見られず、同図（Ｂ）の抵抗値変化率Ｒ２／Ｒ１の頻度分布もピークが１つとなっていて、ＴＭＲヘッド素子の良品（ピンホール無し）、不良品（ピンホール有り）の判断が不可能である。これに対して、印加電圧が３００ｍＶとなると、ピンホール有りのＴＭＲヘッド素子の抵抗値変化率Ｒ２／Ｒ１は大きく減少し、同図（Ｃ）に示すように、抵抗値変化率Ｒ２／Ｒ１の頻度分布は集団Ａ（ピンホール無し、良品）と集団Ｂ（ピンホール有り、不良品）との２つのピークとなる。即ち、９８．５〜９９．０％の間はヘッドが存在せず、閾値をこの範囲に設けることによって、ＴＭＲヘッド素子の良品（ピンホール無し）、不良品（ピンホール有り）を判別することが可能となる。 From FIG. 11, when the energization time is 3 seconds, there is almost no change in resistance when the applied voltage is 150 mV, and the frequency distribution of the resistance value change rate R 2 / R 1 in FIG. Therefore, it is impossible to determine whether the TMR head element is good (no pinhole) or defective (with pinhole). In contrast, when the applied voltage is 300 mV, the resistance change ratio R 2 / R 1 of the TMR head element there pinholes is greatly reduced, as shown in FIG. (C), the resistance change ratio R 2 frequency distribution of / R 1 population a (pinless holes, good) and (with pinhole, defective) population B the two peaks with. That is, between 98.5 and 99.0%, the head does not exist, and by setting the threshold within this range, it is possible to determine whether the TMR head element is non-defective (no pinhole) or defective (with pinhole). Is possible.

図１２より、通電時間が１５秒のときも、印加電圧１５０ｍＶの場合は抵抗変化がほとんど見られず、同図（Ｂ）の抵抗値変化率Ｒ２／Ｒ１の頻度分布もピークが１つとなっていて、ＴＭＲヘッド素子の良品（ピンホール無し）、不良品（ピンホール有り）の判断が不可能である。これに対して、印加電圧が３００ｍＶとなると、ピンホール有りのＴＭＲヘッド素子の抵抗値変化率Ｒ２／Ｒ１は大きく減少し、同図（Ｃ）に示すように、抵抗値変化率Ｒ２／Ｒ１の頻度分布は集団Ａ（ピンホール無し、良品）と集団Ｂ（ピンホール有り、不良品）との２つのピークとなる。即ち、９６．５〜９８．０％の間はヘッドが存在せず、閾値をこの範囲に設けることによって、ＴＭＲヘッド素子の良品（ピンホール無し）、不良品（ピンホール有り）を判別することが可能となる。 From FIG. 12, even when the energization time is 15 seconds, there is almost no change in resistance when the applied voltage is 150 mV, and the frequency distribution of the resistance value change rate R 2 / R 1 in FIG. Therefore, it is impossible to determine whether the TMR head element is good (no pinhole) or defective (with pinhole). In contrast, when the applied voltage is 300 mV, the resistance change ratio R 2 / R 1 of the TMR head element there pinholes is greatly reduced, as shown in FIG. (C), the resistance change ratio R 2 frequency distribution of / R 1 population a (pinless holes, good) and (with pinhole, defective) population B the two peaks with. That is, between 96.5 and 98.0%, the head does not exist, and by setting the threshold within this range, it is possible to determine whether the TMR head element is non-defective (no pinhole) or defective (with pinhole). Is possible.

図１３より、通電時間が３０秒のときも、印加電圧１５０ｍＶの場合は抵抗変化がほとんど見られず、同図（Ｂ）の抵抗値変化率Ｒ２／Ｒ１の頻度分布もピークが１つとなっていて、ＴＭＲヘッド素子の良品（ピンホール無し）、不良品（ピンホール有り）の判断が不可能である。これに対して、印加電圧が３００ｍＶとなると、ピンホール有りのＴＭＲヘッド素子の抵抗値変化率Ｒ２／Ｒ１は大きく減少し、同図（Ｃ）に示すように、抵抗値変化率Ｒ２／Ｒ１の頻度分布は集団Ａ（ピンホール無し、良品）と集団Ｂ（ピンホール有り、不良品）との２つのピークとなる。即ち、９６．０〜９８．０％の間はヘッドが存在せず、閾値をこの範囲に設けることによって、ＴＭＲヘッド素子の良品（ピンホール無し）、不良品（ピンホール有り）を判別することが可能となる。 From FIG. 13, even when the energization time is 30 seconds, almost no change in resistance is observed when the applied voltage is 150 mV, and the frequency distribution of the resistance value change rate R 2 / R 1 in FIG. Therefore, it is impossible to determine whether the TMR head element is good (no pinhole) or defective (with pinhole). In contrast, when the applied voltage is 300 mV, the resistance change ratio R 2 / R 1 of the TMR head element there pinholes is greatly reduced, as shown in FIG. (C), the resistance change ratio R 2 frequency distribution of / R 1 population a (pinless holes, good) and (with pinhole, defective) population B the two peaks with. That is, the head does not exist between 96.0% and 98.0%, and by determining the threshold value within this range, it is possible to discriminate between non-defective (no pinhole) and defective (with pinhole) TMR head elements. Is possible.

このように、１５０ｍＶより高く３５０ｍＶ以下の印加電圧で３秒以上１２０秒未満の所定時間（図１０の斜線の範囲）通電した後の抵抗値／初期抵抗値である抵抗値変化率Ｒ２／Ｒ１が９６．０〜９９．０％の範囲の閾値を越えるＴＭＲヘッド素子は、安定性及び信頼性が共に高く良品であると評価することができる。逆に、抵抗値変化率Ｒ２／Ｒ１がこの閾値より低いＴＭＲヘッド素子は、バリア層にピンホールが生じているために、安定性及び信頼性が共に低く、不良品であると評価することができる。このように、本実施形態によれば、ＴＭＲヘッド素子に関する安定性及び信頼性の確認を行うことができ、良否の評価を極めて容易に行うことが可能となる。しかも、その場合、素子破壊が発生させることなく良否評価できるので、ＴＭＲヘッド素子の良否の選別処理が可能となる。特に、本実施形態では、ＴＭＲヘッド素子に通常使用電圧より高い印加電圧、即ち１５０ｍＶより高く３５０ｍＶ以下の印加電圧で通電しているため、ＴＭＲヘッド素子の抵抗値変化が加速され、３秒以上１２０秒未満の短い時間（３００ｍＶであれば３〜３０秒）の通電で抵抗値変化度合の頻度分布を２つ以上のピークに分離することができる。その結果、短時間にＴＭＲ素子に関する安定性及び信頼性の確認を行うことができ、量産に非常に有効である。 In this way, the resistance value change rate R 2 / R which is the resistance value / initial resistance value after energization for a predetermined time (range of hatching in FIG. 10) for 3 to 120 seconds with an applied voltage higher than 150 mV and lower than 350 mV. A TMR head element in which 1 exceeds a threshold value in the range of 96.0 to 99.0% can be evaluated as a good product with high stability and reliability. Conversely, a TMR head element having a resistance value change rate R 2 / R 1 lower than this threshold value is evaluated as a defective product because both the stability and reliability are low because pinholes are generated in the barrier layer. be able to. As described above, according to the present embodiment, the stability and reliability of the TMR head element can be confirmed, and the quality can be evaluated very easily. In addition, in this case, since the quality evaluation can be performed without causing element destruction, it is possible to select the quality of the TMR head element. In particular, in the present embodiment, since the TMR head element is energized with an applied voltage higher than the normal use voltage, that is, an applied voltage higher than 150 mV and lower than 350 mV, the change in resistance value of the TMR head element is accelerated, and more than 3 seconds 120 The frequency distribution of the resistance value change degree can be separated into two or more peaks by energization for a short time of less than a second (3 to 30 seconds for 300 mV). As a result, stability and reliability of the TMR element can be confirmed in a short time, which is very effective for mass production.

図１４は、本発明の他の実施形態におけるＴＭＲヘッド素子の検査を行う構成の一部を概略的に説明する図である。   FIG. 14 is a diagram schematically illustrating a part of a configuration for inspecting a TMR head element according to another embodiment of the present invention.

図１の実施形態においては、ＭＲハイト加工を行った後のバー部材の状態でＴＭＲヘッド素子の検査を行っているが、本実施形態では、バー部材から個々の磁気ヘッドスライダ１４０に分離した状態でそのＴＭＲヘッド素子の１対の端子パッド１４０ｂに１対のプローブ１４１ａを電気的に接触させて、検査を行う。検査装置の他の構成、動作及び作用効果は図１の実施形態の場合と同様である。   In the embodiment shown in FIG. 1, the TMR head element is inspected in the state of the bar member after the MR height processing, but in this embodiment, the magnetic head slider 140 is separated from the bar member. Then, a pair of probes 141a are brought into electrical contact with a pair of terminal pads 140b of the TMR head element to perform an inspection. Other configurations, operations, and effects of the inspection apparatus are the same as those in the embodiment of FIG.

図１５は、本発明のさらに他の実施形態におけるＴＭＲヘッド素子の検査を行う構成の一部を概略的に説明する図である。   FIG. 15 is a diagram schematically illustrating a part of a configuration for inspecting a TMR head element according to still another embodiment of the present invention.

本実施形態では、磁気ヘッドスライダ１５０をサスペンション１５２に装着してなるヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）の状態でＴＭＲヘッド素子に電気的に接続されている接続パッド１５２ａに１対のプローブ１５１ａを電気的に接触させて、検査を行う。検査装置の他の構成、動作及び作用効果は図１の実施形態の場合と同様である。   In this embodiment, a pair of probes 151a is electrically connected to a connection pad 152a electrically connected to a TMR head element in a head gimbal assembly (HGA) in which a magnetic head slider 150 is mounted on a suspension 152. Contact and test. Other configurations, operations, and effects of the inspection apparatus are the same as those in the embodiment of FIG.

なお、上述した実施形態は、ＴＭＲヘッド素子の検査を行う場合について説明したが、本発明は、ＭＲＡＭの検査を行う場合にも同様に適用できることは明らかである。   In the above-described embodiment, the case of inspecting the TMR head element has been described. However, it is obvious that the present invention can be similarly applied to the case of inspecting the MRAM.

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。   All the embodiments described above are illustrative of the present invention and are not intended to be limiting, and the present invention can be implemented in other various modifications and changes. Therefore, the scope of the present invention is defined only by the claims and their equivalents.

本発明の一実施形態として、ＴＭＲヘッド素子の検査を行う構成を概略的に説明する図である。It is a figure which illustrates schematically the structure which test | inspects a TMR head element as one Embodiment of this invention. 図１の実施形態における検査装置の処理動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the processing operation of the test | inspection apparatus in embodiment of FIG. 図１の実施形態における各ＴＭＲ読出しヘッド素子の構造の一例をＡＢＳと直交する方向から見た断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of an example of the structure of each TMR read head element in the embodiment of FIG. 1 viewed from a direction orthogonal to ABS. 図３のＴＭＲ読出しヘッド素子をＡＢＳ方向から見た断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the TMR read head element of FIG. 3 as viewed from the ABS direction. 多数のＴＭＲヘッド素子について、初期抵抗値Ｒ１及び通電後抵抗値Ｒ２を測定した結果を表すグラフである。For a number of TMR head element is a graph showing the results of measuring the initial resistance value R 1 and the energization resistance after R 2. 多数のＴＭＲヘッド素子について、初期抵抗値Ｒ１及び通電後抵抗値Ｒ２を測定した結果を表すグラフである。For a number of TMR head element is a graph showing the results of measuring the initial resistance value R 1 and the energization resistance after R 2. 集団Ａに含まれるＴＭＲヘッド素子に対して、異なる電圧を印加した場合のＴＭＲヘッド素子の対時間抵抗値変化量を測定したグラフである。6 is a graph obtained by measuring a change in resistance value with respect to time of a TMR head element when different voltages are applied to TMR head elements included in a group A. 集団Ｂに含まれるＴＭＲヘッド素子に対して、異なる電圧を印加した場合のＴＭＲヘッド素子の対時間抵抗値変化量を測定したグラフである。7 is a graph obtained by measuring a change in resistance value with respect to time of a TMR head element when different voltages are applied to TMR head elements included in a group B. 集団Ｂに含まれるＴＭＲヘッド素子に対して、異なる電圧を印加した場合のＴＭＲヘッド素子の対時間抵抗値変化量を測定したグラフである。7 is a graph obtained by measuring a change in resistance value with respect to time of a TMR head element when different voltages are applied to TMR head elements included in a group B. 所定の抵抗値変化率を得るための印加電圧と通電時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the applied voltage and energization time for obtaining a predetermined resistance value change rate. 多数のＴＭＲヘッド素子について、初期抵抗値Ｒ１及び３秒通電後抵抗値Ｒ２を測定した結果を表すグラフである。For a number of TMR head element is a graph showing the results of the initial resistance value R 1 and the 3-second energization resistance after R 2 were measured. 多数のＴＭＲヘッド素子について、初期抵抗値Ｒ１及び１５秒通電後抵抗値Ｒ２を測定した結果を表すグラフである。For a number of TMR head element is a graph showing the results of the initial resistance value R 1 and 15 seconds energization resistance after R 2 were measured. 多数のＴＭＲヘッド素子について、初期抵抗値Ｒ１及び３０秒通電後抵抗値Ｒ２を測定した結果を表すグラフである。For a number of TMR head element is a graph showing the results of the initial resistance value R 1 and the 30-second energization resistance after R 2 were measured. 本発明の他の実施形態におけるＴＭＲヘッド素子の検査を行う構成の一部を概略的に説明する図である。It is a figure which illustrates schematically a part of structure which test | inspects the TMR head element in other embodiment of this invention. 本発明のさらに他の実施形態におけるＴＭＲヘッド素子の検査を行う構成の一部を概略的に説明する図である。It is a figure which illustrates roughly a part of structure which test | inspects the TMR head element in other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０ バー部材
１０ａ ＴＭＲヘッド
１０ｂ、１０ｃ、１４０ｂ １対の端子パッド
１１ 検査装置
１１ａ、１４１ａ、１５１ａ １対のプローブ
１１ｂ 定電圧回路
１１ｃ 電流測定回路
１１ｄ Ａ／Ｄ変換器
１１ｅ デジタルコンピュータ
１４０、１５０ 磁気ヘッドスライダ
１５２ サスペンション
１５２ａ １対の接続パッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Bar member 10a TMR head 10b, 10c, 140b One pair of terminal pad 11 Inspection apparatus 11a, 141a, 151a One pair of probe 11b Constant voltage circuit 11c Current measurement circuit 11d A / D converter 11e Digital computer 140, 150 Magnetic head Slider 152 Suspension 152a A pair of connection pads

Claims (18)

トンネル磁気抵抗効果素子の初期抵抗値を測定して第１の抵抗値とし、該トンネル磁気抵抗効果素子に通常使用電圧より高い印加電圧で通電した後の抵抗値を測定して第２の抵抗値とし、前記第１の抵抗値に対する前記第２の抵抗値の変化度合に応じて該トンネル磁気抵抗効果素子の評価を行うことを特徴とするトンネル磁気抵抗効果素子の検査方法。   The initial resistance value of the tunnel magnetoresistive effect element is measured as a first resistance value, and the resistance value after the tunnel magnetoresistive effect element is energized with an applied voltage higher than the normal use voltage is measured to obtain the second resistance value. The tunnel magnetoresistive element is evaluated according to the degree of change of the second resistance value with respect to the first resistance value. 前記印加電圧が、前記トンネル磁気抵抗効果素子にダメージを与える電圧より低い電圧であることを特徴とする請求項１に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the applied voltage is lower than a voltage that damages the tunnel magnetoresistive element. 前記変化度合が、前記第１の抵抗値をＲ１とし、前記第２の抵抗値をＲ２とすると、Ｒ２／Ｒ１なる変化率であることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。 Said change degree, said first resistance value and R 1, when the second resistance value is R 2, according to claim 1 or 2, characterized in that the R 2 / R 1 becomes change rate the method of. 前記変化率Ｒ２／Ｒ１が所定の閾値より大きい場合は該トンネル磁気抵抗効果素子が良品であると評価することを特徴とする請求項３に記載の方法。 4. The method according to claim 3, wherein when the rate of change R 2 / R 1 is greater than a predetermined threshold value, the tunnel magnetoresistive element is evaluated as non-defective. 前記所定の閾値が、９６．０〜９９．０％の範囲の所定値であることを特徴とする請求項４に記載の方法。   The method of claim 4, wherein the predetermined threshold is a predetermined value in a range of 96.0 to 99.0%. 前記通常使用電圧より高い印加電圧が、１５０ｍＶより高くかつ３５０ｍＶ以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the applied voltage higher than the normal use voltage is higher than 150 mV and not higher than 350 mV. 前記所定時間が、３秒以上であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the predetermined time is 3 seconds or more. 前記トンネル磁気抵抗効果素子が、トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the tunnel magnetoresistive element is a tunnel magnetoresistive head element. 前記トンネル磁気抵抗効果素子が、磁気抵抗メモリであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the tunnel magnetoresistive element is a magnetoresistive memory. トンネル磁気抵抗効果素子の初期抵抗値を測定して第１の抵抗値とする手段と、該トンネル磁気抵抗効果素子に通常使用電圧より高い印加電圧で通電した後の抵抗値を測定して第２の抵抗値とする手段と、前記第１の抵抗値に対する前記第２の抵抗値の変化度合に応じて該トンネル磁気抵抗効果素子の評価を行う手段とを備えたことを特徴とするトンネル磁気抵抗効果素子の検査装置。   A means for measuring the initial resistance value of the tunnel magnetoresistive effect element to obtain a first resistance value, and a second resistance value obtained by measuring the resistance value after energizing the tunnel magnetoresistive effect element with an applied voltage higher than the normal use voltage. And a means for evaluating the tunnel magnetoresistive element in accordance with the degree of change of the second resistance value with respect to the first resistance value. Inspection device for effect elements. 前記第２の抵抗値とする手段が、前記トンネル磁気抵抗効果素子にダメージを与える電圧より低い印加電圧で通電する手段であることを特徴とする請求項１０に記載の装置。   11. The apparatus according to claim 10, wherein the means for setting the second resistance value is a means for energizing with an applied voltage lower than a voltage damaging the tunnel magnetoresistive element. 前記評価を行う手段が、前記変化度合として、前記第１の抵抗値をＲ１とし、前記第２の抵抗値をＲ２とすると、Ｒ２／Ｒ１なる変化率を用いる手段であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の装置。 The means for performing the evaluation is a means for using a rate of change of R 2 / R 1 when the first resistance value is R 1 and the second resistance value is R 2 as the degree of change. 12. A device according to claim 10 or 11, characterized in that 前記変化率を用いる手段が、前記変化率Ｒ２／Ｒ１が所定の閾値より大きい場合は該トンネル磁気抵抗効果素子が良品であると評価する手段であることを特徴とする請求項１２に記載の装置。 The means using the rate of change is means for evaluating that the tunnel magnetoresistive element is a non-defective product when the rate of change R 2 / R 1 is greater than a predetermined threshold. Equipment. 前記所定の閾値が、９６．０〜９９．０％の範囲の所定値であることを特徴とする請求項１３に記載の装置。   14. The apparatus according to claim 13, wherein the predetermined threshold is a predetermined value in a range of 96.0 to 99.0%. 前記第２の抵抗値とする手段が、前記トンネル磁気抵抗効果素子に１５０ｍＶより高くかつ３５０ｍＶ以下の印加電圧で通電した後の抵抗値を測定する手段であることを特徴とする請求項１０から１４のいずれか１項に記載の装置。   15. The means for setting the second resistance value is a means for measuring a resistance value after energizing the tunnel magnetoresistive element with an applied voltage higher than 150 mV and lower than 350 mV. The apparatus of any one of these. 前記第２の抵抗値とする手段が、前記トンネル磁気抵抗効果素子に３秒以上の所定時間通電した後の抵抗値を測定する手段であることを特徴とする請求項１０から１５のいずれか１項に記載の装置。   The means for setting the second resistance value is a means for measuring a resistance value after the tunnel magnetoresistive element is energized for a predetermined time of 3 seconds or more. The device according to item. 前記トンネル磁気抵抗効果素子が、トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子であることを特徴とする請求項１０から１６のいずれか１項に記載の装置。   The apparatus according to claim 10, wherein the tunnel magnetoresistive element is a tunnel magnetoresistive head element. 前記トンネル磁気抵抗効果素子が、磁気抵抗メモリであることを特徴とする請求項１０から１６のいずれか１項に記載の装置。   The device according to claim 10, wherein the tunnel magnetoresistive element is a magnetoresistive memory.
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