用于减少SOT差分读取器的基线漂移的设计和方法技术

本公开总体涉及自旋轨道扭矩(SOT)差分读取器设计。该SOT差分读取器是多端子设备，该多端子设备包括第一屏蔽件、第一自旋霍尔层、第一自由层、间隙层、第二自旋霍尔层、第二自由层和第二屏蔽件。该间隙层用作电极并且设置在该第一自旋霍尔层与该第二自旋霍尔层之间。电引线连接位于该第一自旋霍尔层、该第二自旋霍尔层、该间隙层、该第一屏蔽件和/或该第二屏蔽件周围。这些电引线连接有利于电流从负极引线流动到正极引线和/或从该负极引线到该正极引线的电压。这些电引线连接的定位和这些SOT差分层的定位提高了读取器分辨率，而不会减小屏蔽件

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于减少SOT差分读取器的基线漂移的设计和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年9月23日提交的美国申请17/029,826的优先权，该美国申请要求于2020年7月9日提交的美国临时专利申请序列号63/050,016的权益，该两个申请均以引用方式整体并入本文。

技术介绍


[0003]本公开的实施方案总体涉及数据存储设备的读磁头。
[0004]相关领域的描述
[0005]计算机的功能和能力的核心是将数据存储和写入到数据存储设备(诸如硬盘驱动器(HDD))。计算机所处理的数据量在迅速增加。需要磁记录介质的更高记录密度来提高计算机的功能和能力。
[0006]为了实现磁记录介质的更高记录密度(诸如超过2太比特/英寸2的记录密度)，使写磁道的宽度和间距变窄，因此每个写磁道中编码的对应磁记录位变窄。已经提出了利用具有由高饱和磁化材料构成的自由层的磁阻传感器来实现读磁头的高级窄间隙读取器传感器实现更高记录密度的读取的日益增加的要求的尝试。
[0007]典型的读磁头包括夹在两个屏蔽件之间的读传感器。两个屏蔽件的屏蔽件
‑
屏蔽件间距在读传感器的分辨率中起关键作用。然而，常规读传感器已经最小化到约25nm，并且不能在大小上进一步减小以减小屏蔽件
‑
屏蔽件间距。
[0008]因此，本领域需要改进的磁读磁头。

技术实现思路

[0009]本公开总体涉及自旋轨道扭矩(SOT)差分读取器设计。该SOT差分读取器是多端子设备，该多端子设备包括第一屏蔽件、第一自旋霍尔层、第一自由层、间隙层、第二自旋霍尔层、第二自由层和第二屏蔽件。该间隙层用作电极并且设置在该第一自旋霍尔层与该第二自旋霍尔层之间。电引线连接位于该第一自旋霍尔层、该第二自旋霍尔层、该间隙层、该第一屏蔽件和/或该第二屏蔽件周围。这些电引线连接有利于电流从负极引线流动到正极引线和/或从该负极引线到该正极引线的电压。这些电引线连接的定位和这些SOT差分层的定位提高了读取器分辨率，而不会减小屏蔽件
‑
屏蔽件间距(即，读取间隙)。
[0010]在一个实施方案中，磁记录头包括第一屏蔽件、第二屏蔽件、第一偏置层、第二偏置层和自旋轨道扭矩(SOT)差分读取器，该SOT差分读取器设置在第一屏蔽件与第二屏蔽件之间并且在第一偏置层与第二偏置层之间。SOT差分读取器包括：第一自由层；第二自由层；间隙层，该间隙层被配置为充当第一电引线；第一自旋霍尔层；第二自旋霍尔层，该第二自旋霍尔层与第一偏置层和第二偏置层接触；和两个或更多个绝缘层，该两个或更多个绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层，该第一绝缘层设置在第一自旋霍尔层与第一偏置层之
间，并且该第二绝缘层设置在第一自旋霍尔层与第二偏置层之间。第一自由层和第二自由层被配置为独立受控。
[0011]在另一个实施方案中，磁记录头包括第一屏蔽件、第二屏蔽件和SOT差分读取器，该SOT差分读取器设置在第一屏蔽件与第二屏蔽件之间面向介质的表面处。SOT差分读取器包括第一自由层、第二自由层、被配置为充当第一电引线的间隙层、第一自旋霍尔层和第二自旋霍尔层。第一自旋霍尔层的正端子电连接到第二自旋霍尔层的正端子。从SOT差分读取器读出的信号基于跨第一自旋霍尔层的负端子到第二自旋霍尔层的负端子的电压差。SOT差分读取器还包括电引线，该电引线从面向介质的表面凹入，该电引线与间隙层和第二屏蔽件接触，其中第一自由层、第二自由层、间隙层、第一自旋霍尔层和第二自旋霍尔层设置在面向介质的表面处。
[0012]在另一个实施方案中，公开了一种形成自旋轨道扭矩(SOT)差分读取器的方法。该方法包括：在第一屏蔽件上沉积第一自由层，在第一自由层上沉积第一自旋霍尔层，并且在第一自旋霍尔层上沉积间隙层，以形成第一堆叠，其中第一屏蔽件具有从面向介质的表面延伸到与面向介质的表面相对的表面的第一宽度；移除第一自由层的一部分、第一自旋霍尔层的一部分和间隙层的一部分以限定第一堆叠的第一磁道宽度，第一堆叠的第一磁道宽度小于第一屏蔽件的第一宽度；以及沉积第一绝缘体层，该第一绝缘体层与第一堆叠的第一表面接触，该第一堆叠的该第一表面设置成与面向介质的表面相对。该方法还包括：在间隙层上沉积第二自由层，在第二自由层上沉积第二自旋霍尔层，并且在第二自旋霍尔层上沉积第二绝缘体层，以在第一堆叠上形成第二堆叠；以及移除第二绝缘体层的中心部分、第二自旋霍尔层的中心部分和第二自由层的中心部分以限定第二堆叠的第二磁道宽度并且形成设置在间隙层上的电引线，其中电引线从面向介质的表面凹入。沉积第二屏蔽层，该第二屏蔽层与电引线接触。
附图说明
[0013]因此，通过参考实施方案，可以获得详细理解本公开的上述特征的方式、本公开的更具体描述、上述简要概述，所述实施方案中的一些在附图中示出。然而，应当注意的是，附图仅示出了本公开的典型实施方案并且因此不应视为限制其范围，因为本公开可以允许其他同等有效的实施方案。
[0014]图1示出了体现本公开的磁盘驱动器。
[0015]图2为根据一个实施方案的通过面向磁介质的读/写头的中心的分段横截面侧视图。
[0016]图3A至图3D示出了根据各种实施方案的SOT差分读取器。
[0017]图4A至图4H示出了根据一个实施方案的形成并限定图3C的SOT差分读取器的磁道宽度的方法。
[0018]图5A至图5H示出了根据一个实施方案的形成并限定图3C的SOT差分读取器的磁道宽度的方法。
[0019]图6A至图6H示出了根据一个实施方案的形成并限定图3D的SOT差分读取器的条高度的方法。
[0020]为了有助于理解，在可能的情况下，使用相同的参考标号来表示附图中共有的相
同元件。可以设想是，在一个实施方案中公开的元件可以有利地用于其他实施方案而无需具体叙述。
具体实施方式
[0021]在下文中，参考本公开的实施方案。然而，应当理解的是，本公开不限于具体描述的实施方案。相反，思考以下特征和元件的任何组合(无论是否与不同实施方案相关)以实现和实践本公开。此外，尽管本公开的实施方案可以实现优于其他可能解决方案和/或优于现有技术的优点，但是否通过给定实施方案来实现特定优点不是对本公开的限制。因此，以下方面、特征、实施方案和优点仅是说明性的，并且不被认为是所附权利要求书的要素或限制，除非在权利要求书中明确地叙述。同样地，对“本公开”的引用不应当被解释为本文公开的任何专利技术主题的概括，并且不应当被认为是所附权利要求书的要素或限制，除非在权利要求书中明确地叙述。
[0022]本公开总体涉及自旋轨道扭矩(SOT)差分读取器设计。该SOT差分读取器是多端子设备，该多端子设备包括第一屏蔽件、第一自旋霍尔层、第一自由层、间隙层、第二自旋霍尔层、第二自由层和第二屏蔽件。该间隙层用作电极并且设置在该第一自旋霍尔层与该第二自旋霍尔层之间。电引线连接位于该第一自旋霍尔层、该第二自旋霍尔层、该间隙层、该第一屏蔽件和/或该第二屏蔽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种磁记录头，所述磁记录头包括：第一屏蔽件；第二屏蔽件；第一偏置层；第二偏置层；和自旋轨道扭矩(SOT)差分读取器，所述SOT差分读取器设置在所述第一屏蔽件与所述第二屏蔽件之间并且在所述第一偏置层与所述第二偏置层之间，所述SOT差分读取器包括：第一自由层；第二自由层，其中所述第一自由层和所述第二自由层被配置为独立受控；间隙层，所述间隙层被配置为充当第一电引线；第一自旋霍尔层；第二自旋霍尔层，所述第二自旋霍尔层与所述第一偏置层和所述第二偏置层接触；和两个或更多个绝缘层，所述两个或更多个绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层，所述第一绝缘层设置在所述第一自旋霍尔层与所述第一偏置层之间，并且所述第二绝缘层设置在所述第一自旋霍尔层与所述第二偏置层之间。2.根据权利要求1所述的磁记录头，其中所述第一自旋霍尔层设置在所述第一屏蔽件上，所述第一自由层设置在所述第一自旋霍尔层上，所述间隙层设置在所述第一自由层上，所述第二自由层设置在所述间隙层上，并且所述第二自旋霍尔层设置在所述第二自由层上。3.根据权利要求1所述的磁记录头，其中所述磁记录头被配置为接收注入所述第一自旋霍尔层中的电流并通过所述间隙层输出电流，并且接收注入所述间隙层中的电流并通过所述第二自旋霍尔层输出电流，其中通过所述第一自旋霍尔层感应第一自旋霍尔效应电压，并且通过所述第二自旋霍尔层感应第二自旋霍尔效应电压。4.根据权利要求3所述的磁记录头，其中所述第一自旋霍尔层包括第二电引线，并且所述第二自旋霍尔层包括第三电引线，并且其中使用所述第一电引线、所述第二电引线和所述第三电引线中的一者或多者来控制所述第二自由层的信号输出以匹配所述第一自由层的信号输出。5.根据权利要求1所述的磁记录头，还包括电极，所述电极设置成与所述间隙层接触，其中所述第一自由层、所述第二自由层、所述间隙层、所述第一自旋霍尔层和所述第二自旋霍尔层设置在面向介质的表面处，并且其中所述电极从所述面向介质的表面凹入。6.根据权利要求5所述的磁记录头，其中所述电极进一步与所述第二屏蔽件接触。7.根据权利要求5所述的磁记录头，其中所述第一自旋霍尔层在所述面向介质的表面处具有第一磁道宽度，并且所述第二自旋霍尔层在所述面向介质的表面处具有小于所述第一磁道宽度的第二磁道宽度。8.根据权利要求1所述的磁记录头，其中所述第一自旋霍尔层的正端子电连接到所述第二自旋霍尔层的负端子，并且跨所述第一自旋霍尔层的负端子到所述第二自旋霍尔层的正端子的电压差是从所述SOT差分读取器读出的信号。9.一种磁记录设备，所述磁记录设备包括根据权利要求1所述的磁记录头。10.一种磁记录头，所述磁记录头包括：
第一屏蔽件；第二屏蔽件；和自旋轨道扭矩(SOT)差分读取器，所述SOT差分读取器设置在所述第一屏蔽件与所述第二屏蔽件之间面向介质的表面处，所述SOT差分读取器包括：第一自由层；第二自由层；间隙层；第一自旋霍尔层；第二自旋霍尔层，所述第一自旋霍尔层的正端子电连接到所述第二自旋霍尔层的正端子，其中从所述SOT差分读取器读出的信号基于跨所述第一自旋霍尔层的负端子到所述第二自旋霍尔层的负端子的电压差...

【专利技术属性】
技术研发人员：乐广，刘晓勇，白志刚，李占杰，何国新，高野公史，
申请(专利权)人：西部数据技术公司，
类型：发明
国别省市：