[发明专利]SOT差分读取器及其制造方法

说明书

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、第一自旋霍尔效应层、第一自由层、间隙层、第二自旋霍尔效应层、第二自由层和第二屏蔽件。该间隙层设置在该第一自旋霍尔效应层与该第二自旋霍尔效应层之间。电引线连接位于该第一自旋霍尔效应层、该第二自旋霍尔效应层、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)。

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年7月1日提交的美国申请号16/918,841的优先权，所述申请据此全文以引用方式并入。

背景技术

技术领域

本公开的实施方案总体涉及数据存储设备的读磁头。

相关领域的描述

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。

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。

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。

因此，本领域需要改进的磁读磁头。

发明内容

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、第一自旋霍尔效应层、第一自由层、间隙层、第二自旋霍尔效应层、第二自由层和第二屏蔽件。该间隙层设置在该第一自旋霍尔效应层与该第二自旋霍尔效应层之间。电引线连接位于该第一自旋霍尔效应层、该第二自旋霍尔效应层、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)。

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；第一自旋霍尔效应层；第二自旋霍尔效应层，该第二自旋霍尔效应层与第一偏置层和第二偏置层接触；和一个或多个绝缘层，其中第一绝缘层设置在第一自旋霍尔效应层与第一偏置层之间，并且第二绝缘层设置在第一自旋霍尔效应层与第二偏置层之间。

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、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、间隙层、第一自旋霍尔效应层和第二自旋霍尔效应层，其中第一自旋霍尔效应层的正端子电连接到第二自旋霍尔效应层的正端子，并且从SOT差分读取器读出的信号基于跨第一自旋霍尔效应层的负端子到第二自旋霍尔效应层的负端子的电压差。