專利名稱：用于保護磁阻磁頭避免靜電放電的集成板上器件和方法
背景以下的發(fā)明涉及保護磁阻(“MR”)傳感器不發(fā)生靜電放電(“ESD”)或電氣過應力(“EOS”)。由于摩擦或移動，靜電電荷可能會累積起來。當攜帶這種累積的靜電電荷的物體接觸電接地的表面時，會發(fā)生ESD事件。ESD事件是靜電電荷從電壓較高的物體轉(zhuǎn)移到電壓較低的物體。ESD事件經(jīng)常產(chǎn)生重大電壓的瞬間電流，這能夠使MR傳感器上所包含的精密電路無法工作。靜電放電事件非常普通，它會對MR傳感器造成嚴重的損害。當MR傳感器承受的電壓或電流超過MR傳感器操作所需要的電壓或電流時(通常在事件的持續(xù)時間比ESD事件長得多時)，會發(fā)生EOS。EOS的一個例子是對處于不合適的電壓的MR傳感器進行測試。類似于ESD，EOS能夠破壞MR傳感器。當論及靜電放電或電氣過應力時，該技術(shù)領域中所實踐的通常稱為“ESD”。在該專利中，術(shù)語“ESD”將用來指兩者。
對MR傳感器的ESD損害可能會致使整個器件無法操作，在這種情況下，避免ESD的保護成為一個迫切需要的目標。例如，硬盤驅(qū)動器的記錄磁頭中的MR傳感器若發(fā)生故障，可能會使記錄磁頭無法工作并使硬盤驅(qū)動器失靈。
現(xiàn)代的記錄磁頭中的MR傳感器容易受到偶然的電荷、場和電流的影響。為了提供增加的區(qū)域存儲密度，磁頭的外貌尺寸正在減小，而這會加劇這個問題?，F(xiàn)存的MR傳感器已經(jīng)對與1V一樣小的ESD事件展示了靈敏性，該靈敏性預定在將來會有穩(wěn)定的增長。所以，人們越來越關注保護在整個生產(chǎn)期間的MR傳感器、驅(qū)動器裝配和顧客使用中不發(fā)生ESD事件這個大課題。
有各種現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)，可保護綜合電路不發(fā)生ESD事件。例如，傳統(tǒng)的二極管可以與電阻性元件并聯(lián)布線，以便為ESD功率提供分路。這些二極管可以被配置成緊接的，這取決于半導體工業(yè)中的晶片上保護所需的保護等級。在MR工業(yè)中可進行類似的努力來為非傳導性間隙或讀卡條提供保護，但是，處理MR晶片上的半導體很困難，這使這類解決方案的成本大得無法實行。
現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)有幾個缺點。通常，現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)不方便、龐大、行程晚、脆弱或只能單一使用。簡而言之，使用ESD保護的目的是延長基于IC的部件的使用壽命。對于該情況而言太龐大或不方便的ESD保護方法不太可能加以運用。如果ESD保護行程晚，則它不會及時實施來保護IC在制造和裝配期間不發(fā)生ESD事件。此外，脆弱的ESD保護不會有效地防止強大的ESD事件。單一使用的ESD保護只保護IC不發(fā)生一個ESD事件。一旦被使用，就不再進一步提供保護了。
相應地，需要提供方便的、尺寸合適的、在制造的初期階段加以執(zhí)行的、強大又可再用的ESD保護。
發(fā)明概述本發(fā)明針對用于保護磁阻(“MR”)傳感器避免靜電放電或電氣過應力的一種器件和方法。
電路包括一個磁阻傳感器和被耦合到MR傳感器的一個隧道結(jié)器件，以便耗散與超過傳感器的工作電壓的電信號有關的能量。隧道結(jié)可包括第一導電層、第二導電層，以及位于第一與第二導電層之間的勢壘材料。勢壘材料可以被放置成使第一導電層和第二導電層不接觸。
MR傳感器可以并聯(lián)連接到第一和第二導電層。隧道結(jié)可以用一種材料制成，該材料的電阻大于在工作電壓下MR傳感器的電阻并低于在更大電壓下MR傳感器的電阻。
被保護的電路可包括電阻約為70Ω的一個磁阻傳感器。該傳感器的工作電壓范圍可包括約0.2V±0.1V的范圍，在高達約1GHz進行工作。隧道結(jié)還包括約1pF的電容，以及在MR傳感器工作電壓下大于1kΩ的的電阻和在較高電壓下1Ω的電阻。
第一導電層可包括第一金屬層，第二導電層可包括第二金屬層，勢壘材料可包括一種絕緣材料。勢壘材料可包括約30μm2的面積、約35的厚度、其導帶與費米能級之間電子的高能勢壘約0.35eV，以及約1pF的電容。勢壘材料可包括一種薄膜勢壘材料。
隧道結(jié)還可包括用一種或多種材料(例如，SiNx、SiOx、CaF2、Al2O3和AlN)制成的一種絕緣勢壘。該連接可包括用一種或多種半導體材料(例如，Si、非晶Si、多晶Si、Ge、SiGe、GaAs、GaAlAs、ZnSe、ZnS、CdSe和CdS)制成的一種絕緣勢壘材料。
隧道結(jié)可以展示一種過程(例如，電子隧穿、熱離子發(fā)射和熱離子場發(fā)射)，以便當MR傳感器處于傳統(tǒng)的電壓時和當MR傳感器處于較大的電壓時，在隧道結(jié)的狀態(tài)變化期間實現(xiàn)電流對電壓的超線性依賴。在電路的制造期間，隧道結(jié)可以被耦合到MR傳感器。
在本發(fā)明的另一個方面，提出了一種用于制造被保護的電路的方法，該方法包括將MR傳感器集成在電路上并將隧道結(jié)耦合到MR傳感器以便耗散超過MR傳感器的工作電壓的電信號?？梢栽陔娐返闹圃炱陂g制造隧道結(jié)驅(qū)動器。該方法可包括在MR傳感器上制造隧道結(jié)。
本發(fā)明相應地包括構(gòu)造特點、將在以下的詳細說明中被例示的各個元件的組合與各個部分的布置，以及將在權(quán)利要求中被指出的本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點將通過描述、附圖和權(quán)利要求而顯而易見。本發(fā)明可包括以下優(yōu)點中的一個或多個優(yōu)點ESD保護器件能夠經(jīng)得住綜合電路的整個生命周期中的多個高壓ESD事件。電流通過ESD保護器件分路使ESD保護器件和MR傳感器不會受到破壞，這意味著可以容許反復暴露于ESD能級電壓，其后產(chǎn)品重復地返回到完全的操作狀態(tài)。MR傳感器利用ESD保護器件能夠經(jīng)得住的能量能級可以是其未被保護的能級的二十多倍。
可以在晶片能級處理期間利用MR傳感器來制造ESD保護器件。這可以確保通過包裝并在綜合電路的整個生命周期，MR傳感器在綜合電路的制造期間得到保護。
所揭示的ESD保護器件可以不需要高純度、高清晰的半導體材料。
附圖簡述

圖1展示了隧道結(jié)ESD保護器件由并聯(lián)電路連接到MR傳感器。
圖1b展示了隧道結(jié)器件的橫截面視圖。
圖2a展示了處于或低于正常的工作電壓的隧道結(jié)器件中的獨立電子能量的示意圖。
圖2b-g展示了處于較高電壓的隧道結(jié)器件中的獨立電子能量的示意圖。
圖3展示了隧道結(jié)器件的電流-電壓(I-V)關系的圖解表示。
圖4展示了與隧道結(jié)器件的電流-電壓(I-V)關系相比較的MR磁頭的電流-電壓(I-V)關系的圖解表示。
詳細描述首先參考圖1a，隧道結(jié)電氣過量充電(“ESD”)保護器件由并聯(lián)電路連接到MR傳感器。MR傳感器101和隧道結(jié)器件102被綜合在板上電路100上。由于電流跟隨最小的電阻的路徑，因此，流過并聯(lián)電路的電流將根據(jù)并聯(lián)路徑的電阻來分配自己。一般而言，電流將在各個輸入終端108之間流過MR傳感器101或隧道結(jié)器件102。
圖1b表現(xiàn)了隧道結(jié)器件的橫截面視圖。隧道結(jié)器件102包括一種多層薄膜，它包括第一導電層104、第二導電層106和一種薄膜勢壘材料105。薄膜勢壘材料105位于第一導電層104與第二導電層106之間，以便第一導電層104和第二導電層106不會接觸。這兩種鄰接的導電層由有關并聯(lián)電路連接起來，構(gòu)成與MR傳感器平行的一條路徑?？梢栽诘谝缓偷诙щ妼?04和106中使用一種金屬。隧道結(jié)器件102可以位于底層100上或同樣被連接到MR傳感器101的電路的任何部分中。
通過隧道結(jié)器件102和MR傳感器101的并聯(lián)連接來實現(xiàn)ESD保護。隧道結(jié)器件102的非線性電流-電壓特征導致了兩種截然不同的操作狀態(tài)-截止狀態(tài)和導通狀態(tài)。在ESD事件期間，隧道結(jié)102被配置成在截止狀態(tài)與導通狀態(tài)之間瞬時轉(zhuǎn)換，以便保護MR傳感器101。
截止狀態(tài)是一種高電阻的狀態(tài)，該高電阻與處于MR傳感器101的工作電壓范圍內(nèi)的電壓的MR傳感器101的電阻有關。導通狀態(tài)是一種低電阻的狀態(tài)，該低電阻與處于MR傳感器101的工作電壓范圍以上的電壓的MR傳感器101的電阻有關。當處于低電壓時，隧道結(jié)器件102處于截止狀態(tài)，電流流過MR傳感器101。很小的電流通過隧道結(jié)器件102，使傳感器在操作上沒有改變。當處于高電壓時，隧道結(jié)器件102進入導通狀態(tài)，其電阻大大減小，這使與ESD事件有關的電流流過并被局部耗散通過隧道結(jié)器件102。電流通過隧道結(jié)器件102分路，這使它和MR傳感器101沒有受到破壞。所以，可以容許反復暴露于ESD能級電壓，MR傳感器101返回到工作條件。
選擇組成材料、尺寸和處理步驟來實現(xiàn)合適的電學特性和熱特性。導電層104與106之間的材料是一種具有接近其費米能級(即其化學電位)的電子狀態(tài)的低密度材料。
在本發(fā)明的另一個實施例中，隧道結(jié)器件102可包括一種金屬-絕緣體-金屬(“MIM”)隧道結(jié)器件。MIM隧道結(jié)器件可以由在MR磁頭制造過程中所使用的傳統(tǒng)處理來制造，其中包括熱蒸發(fā)、濺射、電鍍和各種PVD或CVD薄膜沉淀技術(shù)。MIM隧道結(jié)器件102可以通過沉淀圖案化在底層107上的金屬薄膜104來制造，隨后對金屬薄膜105進行短暫的熱氧化。然后，繼續(xù)將所鋪金屬膜106沉淀在金屬薄膜105的頂部。圖1b表現(xiàn)了這種熱氧化的簡短的受控應用的合成結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在參考圖2a，呈現(xiàn)了第一導電層104、薄膜勢壘材料105、第二導電層106和費米層205中的獨立電子能量的示意圖。隧道結(jié)器件102的非線性電流-電壓特征產(chǎn)生于在薄膜勢壘材料105中缺少保持平衡的移動電子。當處于低電壓時，分別在導電層104和106的201與203內(nèi)的最高能量占據(jù)狀態(tài)(和最低能量未占據(jù)狀態(tài)207，它直接在201和203上)所處于的能量比勢壘材料105的占據(jù)狀態(tài)204更高，但沒有達到勢壘材料105的空導帶202。這種在勢壘材料105中缺乏接近費米能級205的可到達的電子狀態(tài)會生成高電阻連接。所以，當處于低電壓時，很小的電流在兩個導電層104與106之間流過薄膜勢壘材料105。因此，大部分電流流過MR傳感器101。
圖2b-2g表現(xiàn)了在ESD事件期間第一導電層104、薄膜勢壘材料105和隧道結(jié)器件102的第二導電層106中的獨立電子能量的示意圖。當處于高電壓時，第一導電層104的占據(jù)狀態(tài)201通常上升，以允許電子隧穿208通過薄膜勢壘材料105的未占據(jù)電子狀態(tài)202至第二層導電層106的未占據(jù)狀態(tài)207。雖然這個例子表現(xiàn)了發(fā)生在第一導電層104中的一個ESD事件，但如果ESD事件在第二導電層106中發(fā)生，會產(chǎn)生相同的結(jié)果。
移過隧道結(jié)器件102的電流208實際上是高度非線性的，并可以用于薄膜勢壘105以便產(chǎn)生有用的器件性能。非線性源自不同的工作環(huán)境和模式中的各種來源。將按電子來討論這些描述，但也可對空穴進行陳述。電子可以從通過薄膜勢壘材料105的第一導電層104到第二導電層106進行直接的量子機械隧穿，而無須電子進入介于其間薄膜勢壘材料105的導帶(價帶)204。而電子可以進入空導帶202，以通過進行到第二導電層106。
隧道結(jié)102可以展示用于電子輸運的不同機理，以便當MR傳感器101以工作電壓工作時和當MR傳感器101以較大電壓工作時實現(xiàn)在隧道結(jié)102的轉(zhuǎn)換期間電流對電壓的超線性依賴。精通該技術(shù)領域的人所知道的各種基本模型可以描述這種隧穿。例如，如圖2b所示，直接隧穿可以在低器件電壓處占優(yōu)勢。如圖2c所示，在處于較高電壓時，場發(fā)射將更加重要，其中，勢壘的導帶202可到達注入填充狀態(tài)201。如圖2e所示，根據(jù)勢壘高度和器件操作溫度，熱離子發(fā)射可以發(fā)揮大作用。如圖2d所示，當電荷在電極中用熱的方法被激發(fā)到不足以允許直接輸運進入勢壘材料的一個能級但允許通過后來的隧穿輸運進入勢壘材料202的導帶時，會發(fā)生熱離子場發(fā)射。肖特基(Schottky)發(fā)射的模型也被用來指出，獨立電子能量能級圖需要稍作修改，以說明靜電圖像電荷效應。
這些模型通常將直接隧穿描述為產(chǎn)生一種電流，該電流隨所施加電壓的平方或立方而增加，或隨所施加電壓而按指數(shù)增加。當處于較高電壓時，導帶(價帶)205將可達到隧穿，展示了一種不同的功能形式(即Fowler-Nordheim穿透)，這通常描述為電流對電壓的強大的指數(shù)依賴。兩種模型中的任何一種模型所描述的電流的這種超線性依賴是在允許ESD保護的隧道結(jié)器件102中從截止狀態(tài)到導通狀態(tài)的轉(zhuǎn)換的基礎。
參考圖2b，在直接的電流偏壓下，直接隧穿208在較高電壓處可具有強非線性。在圖2c中，隧穿208進入薄膜勢壘材料105中的帶205具有類似的效果；在合適的條件下，它可提供更強大的非線性(即Fowler-Nordheim隧穿)。圖2d-2e描繪了電子208的熱助轉(zhuǎn)移的變化，具有類似的特征。參考圖2f，也可以利用絕緣勢壘105內(nèi)的電流208載流子復合來提供非線性。參考圖2g，電流208轉(zhuǎn)移會導致絕緣勢壘105或第二導體207的未占據(jù)狀態(tài)內(nèi)的碰撞電離，也可以利用這一點來產(chǎn)生非線性。隧道結(jié)器件中的這些或許多其他的處理中的任何處理的結(jié)果可有助于在處于高器件電壓時降低電阻。
現(xiàn)在參考圖3，用曲線圖表示了隧道結(jié)器件102的電流-電壓(I-V)關系301。該器件的電流-電壓(I-V)特征要求強非線性(即非歐姆性的行為)，表現(xiàn)了從低電壓302處的高電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)換到高電壓303處的低電阻狀態(tài)。關于隧道結(jié)ESD保護的基本要求是隧道結(jié)102所需的電阻遠遠高于處于傳統(tǒng)電壓的MR傳感器的電阻，并遠遠低于處于較大的ESD瞬時電壓的MR傳感器的電阻。
例如，如果以1V被保護的器件是以0.2V工作的70Ω傳感器，則可以利用從在0.2V下1000Ω截止狀態(tài)轉(zhuǎn)換到在1V下1Ω導通狀態(tài)來保護MR傳感器不發(fā)生ESD。在一個實施例中，如果隧道結(jié)器件102所具有的厚度為35的薄膜勢壘105在其導帶(價帶)與費米能級之間提供一個0.35eV的勢壘，則可實現(xiàn)這種所需的轉(zhuǎn)換?？梢允褂酶鞣N絕緣體(例如，SiNx、SiNx、SiOx、CaF2和AlN)來實現(xiàn)這一點。也可以使用在MR生產(chǎn)期間被容易地處理的半導體(例如，Si、非晶Si、多晶Si、Ge、SiGe)。還可以使用其他傳統(tǒng)的半導體(例如，GaAs、GaAlAs、ZnSe、ZnS、CdSe、CdS)。半導體可提供的額外優(yōu)點是能夠比絕緣體更有效地將電荷移動通過導帶(價帶)。關于面積為30μm2的隧道結(jié)器件102中的35、0.35eV勢壘的簡單的建模計算(如以下所討論的，為電容量所限制)表現(xiàn)了在1kΩ至1Ω轉(zhuǎn)換的設計限制內(nèi)從1MΩ轉(zhuǎn)換到0.5Ω。
現(xiàn)在參考圖4，與MIM隧道結(jié)器件102的電流-電壓(I-V)關系402相比，用曲線圖表示了MR磁頭傳感器101的電流-電壓(I-V)關系401。MR磁頭傳感器101的近乎線性關系401和MIM隧道結(jié)器件的非線性關系402相交406，高于MR磁頭傳感器101的工作電壓405，但低于會對MR磁頭傳感器101形成危險的ESD電壓407。當處于低于MR磁頭傳感器101和MIM隧道結(jié)器件102的相交406的低電壓403時，電流主要流過MR磁頭傳感器101。當處于高于相交406的高電壓404時，電流主要流過MIM隧道結(jié)102。
MIM隧道結(jié)器件102所要求的電容量不可以削弱通過被設計來進行保護的器件的迅速變化信號。這種情況的一個例子是，假設MIM隧道結(jié)器件102與MR傳感器102并聯(lián)布線，MR傳感器102以上至約1GHz、200mV和70Ω來工作。與MIM隧道結(jié)器件102有關的電容量將結(jié)合70Ω傳感器電阻用作濾波器，并可削弱這些信號。為了防止MIM隧道結(jié)器件102限制MR傳感器速度，若頻率約為1GHz，則MIM隧道結(jié)器件102電容量不可以超過約1pF。由于電容量與MIM隧道結(jié)102的尺寸成正比，所以應該選擇MIM隧道結(jié)102的薄膜勢壘材料105的面積和深度(“d”)，來產(chǎn)生在限制電容量(即CMIM≈1pF)的條件下所需的電阻(即RMIM＝處于200mV的1kΩ和處于1V的1Ω)。由于RMIM對d的函數(shù)依賴是指數(shù)的，但CMIM對1/d的依賴是線性的，因此，選擇d來實現(xiàn)RMIM和CMIM的設計限制。隧道結(jié)器件102的橫截面面積和厚度受到限制以便所具有的電容量不大于1pF，這將把信號衰減限制到約0.2dB(即，2％的輸入電流因其存儲在MIM電容器中而通過改變磁場被非調(diào)制)。
MIM隧道結(jié)器件102應該能夠耗散ESD事件的I-V功率，而MIM隧道結(jié)器件102不會發(fā)生故障，也無需限制MR磁頭傳感器速度的電容量。MIM隧道結(jié)器件102在ESD壓力下發(fā)生故障是實際運用中主要關注的問題。當處于1V時，流過隧道結(jié)的電流密度約為3.3×105A/cm2——一個巨大的電流應力。描述MR堆棧中故障機理的許多理論模型依賴MR堆棧材料中產(chǎn)生絕熱熱量的假設，這使溫度上升足以熔化偏置層或MR堆棧本身，或結(jié)合與ESD電流有關的磁場，在傳感器堆棧中誘發(fā)去阻塞。ESD事件的毫微秒時間尺度證明絕熱近似值是正當?shù)?，因為在那個很短的持續(xù)時期中熱量會失散到周圍環(huán)境可忽略不計。MIM隧道結(jié)結(jié)構(gòu)本身中可能有類似的故障。但是，因其體積增加，熔化薄膜勢壘材料所需的能量很大，大約20倍。如果ESD來源用作電荷來源，并假設在與MR傳感器中發(fā)生故障的溫度相同的溫度下在MIM中發(fā)生故障，則會慮及將被耗散的大4.4倍的能量ESD(能量比例為1/2CV2)。如果ESD來源用作電壓來源，則會慮及將被耗散的大20倍的能量ESD事件。由于其幾何結(jié)構(gòu)，因此，即使在允許進一步ESD保護的ESD期間MR堆棧中沒有熱量消散，MIM器件中也會發(fā)生熱量消散。這些保護能級可以在器件參數(shù)(例如，勢壘能量、厚度和面積)方面被優(yōu)化。
已經(jīng)描述了本發(fā)明的許多實施例。但是，不言而喻，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以進行各種修改。相應地，其他實施例在以下權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電路，其特征在于包括磁阻傳感器；以及，被耦合到所述傳感器的隧道結(jié)，其中，隧道結(jié)改變狀態(tài)，以便耗散與超過傳感器工作電壓的電信號有關的能量。
2.如權(quán)利要求1中所述的電路，其中，隧道結(jié)包括第一導電層；第二導電層；以及，位于第一導電層與第二導電層之間的勢壘材料，其中，勢壘材料被放置成使第一導電層和第二導電層不接觸。
3.如權(quán)利要求2中所述的電路，其中，傳感器與第一導電層和第二導電層并聯(lián)連接。
4.如權(quán)利要求1中所述的電路，其中，隧道結(jié)額外地包括一種材料，其電阻超過在工作電壓下傳感器的電阻并低于在更大電壓下傳感器的電阻。
5.如權(quán)利要求4中所述的電路，其特征在于其中傳感器包括電阻約70Ω；傳感器的工作電壓還包括在高達約1GHz下操作約0.2V±0.1V的范圍；以及隧道結(jié)還包括電容約1pF，以及電阻大于在傳感器工作電壓下1kΩ和在更大電壓下1Ω。
6.如權(quán)利要求1中所述的電路，其中，第一導電層包括第一金屬層，第二導電層包括第二金屬層，勢壘材料包括一種絕緣材料。
7.如權(quán)利要求2中所述的電路，其中，勢壘材料還包括面積約30μm2、厚度約35、電子的高能勢壘在其導帶與費米能級之間約0.35eV，以及電容約1pF。
8.如權(quán)利要求2中所述的電路，其中，勢壘材料包括一種薄膜勢壘材料。
9.如權(quán)利要求2中所述的電路，其中，勢壘材料還包括從SiNx、SiOx、CaF2、Al2O3和AlN這組中選擇的一種絕緣材料。
10.如權(quán)利要求2中所述的電路，其中，勢壘材料還包括從Si、非晶Si、多晶Si、Ge、SiGe、GaAs、GaAlAs、ZnSe、ZnS、CdSe和CdS這組中選擇的一種半導體材料。
11.如權(quán)利要求4中所述的電路，其中，隧道結(jié)進一步展示了從電子隧穿、熱離子發(fā)射和熱離子場發(fā)射這組中選擇的一種過程，以便當傳感器處于工作電壓時和當傳感器處于較大電壓時，在隧道結(jié)的狀態(tài)變化期間實現(xiàn)電流對電壓的超線性依賴。
12.如權(quán)利要求1中所述的電路，其中，隧道結(jié)在電路制造期間被耦合到傳感器。
13.一種制造電路的方法，其特征在于包括以下步驟將磁阻傳感器集成在電路上；以及將雙向隧道結(jié)耦合到傳感器，其中，隧道結(jié)改變狀態(tài)，以便耗散超過傳感器的工作電壓的電信號。
14.權(quán)利要求13的方法，其中，隧道結(jié)還包括第一導電層；第二導電層；以及，位于第一導電層與第二導電層之間的勢壘材料，其中，勢壘材料被放置成使第一導電層和第二導電層不接觸。
15.權(quán)利要求13的方法，其中，隧道結(jié)額外地包括一種材料，其電阻超過在工作電壓下傳感器的電阻并低于在更大電壓下傳感器的電阻。
16.權(quán)利要求15的方法，其特征在于其中傳感器還包括電阻約70Ω；傳感器的工作電壓還包括在高達約1GHz下操作約0.2V±0.1V的范圍；以及隧道結(jié)還包括電容約1pF，以及電阻在工作電壓下大于1kΩ和在更大電壓下大于1Ω。
17.權(quán)利要求13的方法，其特征在于還包括在電路制造期間制造隧道結(jié)器件。
18.權(quán)利要求14的方法，其中，第一導電層包括第一金屬層，第二導電層包括第二金屬層，勢壘材料包括一種絕緣材料。
19.權(quán)利要求13的方法，其特征在于還包括在傳感器上制造隧道結(jié)。
20.一種電路，其特征在于包括一個磁阻傳感器；以及，隧道結(jié)裝置，用于通過耗散超過器件的工作電壓的電信號而保護傳感器。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種電路，該電路包括一個磁阻傳感器和被耦合到MR傳感器的一個隧道結(jié)器件，以便耗散與超過傳感器工作電壓的電信號有關的能量。隧道結(jié)可包括第一導電層、第二導電層，以及位于第一與第二導電層之間的勢壘材料。勢壘材料可以被放置成使第一導電層和第二導電層不接觸。MR傳感器可以與第一和第二導電層并聯(lián)連接。隧道結(jié)可以用一種材料制成，該材料的電阻大于在工作電壓下MR傳感器的電阻并低于在更大電壓下MR傳感器的電阻。在本發(fā)明的另一個方面中，提出了一種用于制造被保護的電路的方法，包括將MR傳感器集成在電路上并將隧道結(jié)耦合到MR傳感器，以便耗散超過MR傳感器的工作電壓的電信號?？梢栽陔娐返闹圃炱陂g制造隧道結(jié)器件。該方法可包括在MR傳感器上制造隧道結(jié)。
文檔編號G11B5/39GK1451157SQ00816655
公開日2003年10月22日 申請日期2000年10月5日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月5日
發(fā)明者E·L·格蘭士特倫, N·塔巴 申請人:西加特技術(shù)有限責任公司