JP2000003911A - Method for forming silicon oxide film and method for manufacturing thin-film magnetic head - Google Patents
Method for forming silicon oxide film and method for manufacturing thin-film magnetic headInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低温でCVD法により薄く形成する場合であ
っても大きい絶縁耐力を得ることができるシリコン酸化
膜の形成方法を提供する。また、記録ビットの微細化に
対応しうる薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】 有機シランガスと酸素とを用いたプラズ
マCVD法によりシリコン酸化膜を形成するシリコン酸
化膜の形成方法であって、酸素に対する有機シランガス
の流量比を0.0001〜0.05とし、励起周波数を
10〜150kHzとして、基板上10にシリコン酸化
膜14、20を形成する。
(57) [Problem] To provide a method for forming a silicon oxide film capable of obtaining a large dielectric strength even when it is formed thin by a CVD method at a low temperature. Further, the present invention provides a method of manufacturing a thin-film magnetic head that can cope with miniaturization of recording bits. A method of forming a silicon oxide film by a plasma CVD method using an organic silane gas and oxygen, wherein a flow rate ratio of the organic silane gas to oxygen is set to 0.0001 to 0.05, and excitation is performed. The silicon oxide films 14 and 20 are formed on the substrate 10 at a frequency of 10 to 150 kHz.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン酸化膜の
形成方法及び薄膜磁気ヘッドの製造方法に係り、特に、
低温でCVD法により薄く形成する場合であっても大き
い絶縁耐力を得ることができるシリコン酸化膜の形成方
法、及び記録ビットの微細化に対応しうる薄膜磁気ヘッ
ドの製造方法に関する。The present invention relates to a method for forming a silicon oxide film and a method for manufacturing a thin-film magnetic head.
The present invention relates to a method for forming a silicon oxide film capable of obtaining a large dielectric strength even when formed thinly by a CVD method at a low temperature, and a method for manufacturing a thin film magnetic head capable of coping with miniaturization of recording bits.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、マルチメディア化の進展に伴い、
コンピュータ用の磁気記録ディスクは、年間約1.6倍
もの勢いで大容量化が進んでおり、記録容量の増大に応
じて記録ビットがますます微細になってきている。微細
化された記録ビットから十分な再生出力を得るため、今
日では磁気抵抗効果素子(Magneto-Resistive elemen
t)(以下、MR素子という)を用いた薄膜磁気ヘッド
が広く用いられている。2. Description of the Related Art In recent years, with the development of multimedia,
The capacity of magnetic recording disks for computers is increasing at a rate of about 1.6 times per year, and the recording bits are becoming finer as the recording capacity increases. In order to obtain a sufficient reproduction output from miniaturized recording bits, magneto-resistive elements (Magneto-Resistive elemen
t) (hereinafter, referred to as an MR element), a thin film magnetic head is widely used.
【0003】従来の薄膜磁気ヘッドを図13を用いて説
明する。図13(a)は、従来の薄膜磁気ヘッドを示す
断面図であり、図13(b)は従来の薄膜磁気ヘッドの
断面を表した斜視図である。図13に示すように、基板
210上には、シールド膜212が形成されており、シ
ールド膜212上には、アルミナ(Al2O3)膜又はシ
リコン酸化膜より成るギャップ絶縁膜214が形成され
ている。A conventional thin-film magnetic head will be described with reference to FIG. FIG. 13A is a cross-sectional view showing a conventional thin-film magnetic head, and FIG. 13B is a perspective view showing a cross-section of the conventional thin-film magnetic head. As shown in FIG. 13, a shield film 212 is formed on a substrate 210, and a gap insulating film 214 made of an alumina (Al 2 O 3 ) film or a silicon oxide film is formed on the shield film 212. ing.
【0004】ギャップ絶縁膜214上には、端部がテー
パ状であるMR素子216が形成されており、MR素子
216の両端部には、それぞれ電極218が接続されて
いる。ギャップ絶縁膜214上、MR素子216上、電
極218上には、更にギャップ絶縁膜220、シールド
膜222、及びギャップ層224が順に形成されてお
り、ギャップ層224上には、書き込みに用いられるラ
イト磁極226が形成されている。そして、ライト磁極
226と交差するように、コイル227が形成されてい
る。An MR element 216 having a tapered end is formed on the gap insulating film 214, and electrodes 218 are connected to both ends of the MR element 216, respectively. On the gap insulating film 214, the MR element 216, and the electrode 218, a gap insulating film 220, a shield film 222, and a gap layer 224 are further formed in this order. On the gap layer 224, a write used for writing is performed. A magnetic pole 226 is formed. A coil 227 is formed so as to intersect with the write magnetic pole 226.
【0005】このような従来の薄膜磁気ヘッドでは、シ
ールド膜212とシールド膜222との間にMR素子2
16が挟まれた構造が採用されており、シールド膜21
2、222により遮蔽することによりMR素子216に
対する外部磁場の影響が低減されている。従来よりギャ
ップ絶縁膜には、シリコン酸化膜やアルミナ膜等が用い
られており(特開昭58−220240号公報、特開昭
58−19718号公報、特開平6−176322号公
報)、ギャップ絶縁膜は下記のような点を考慮して形成
されていた。In such a conventional thin film magnetic head, the MR element 2 is interposed between the shield film 212 and the shield film 222.
16 is adopted, and the shield film 21
2, 222, the influence of an external magnetic field on the MR element 216 is reduced. Conventionally, a silicon oxide film, an alumina film, or the like has been used as a gap insulating film (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 58-220240, 58-19718, and 6-176322). The film was formed in consideration of the following points.
【0006】即ち、MR素子は磁性体より成るものであ
るため、磁化の状態を維持するために、その磁性体のキ
ュリー点より低い温度でギャップ絶縁膜を形成しなけれ
ばならない。例えば、代表的な磁性体であるFeNi膜
をMR素子に用いた場合には、ギャップ絶縁膜は250
℃以下で形成しなければならない。従って、ギャップ絶
縁膜を形成する際には、成膜時に350℃〜400℃の
高温が加わるCVD法は用ることができず、比較的低温
で成膜することができる電子ビーム蒸着法やスパッタ法
等が用いられていた。That is, since the MR element is made of a magnetic material, the gap insulating film must be formed at a temperature lower than the Curie point of the magnetic material in order to maintain the magnetized state. For example, when an FeNi film, which is a typical magnetic material, is used for an MR element, the gap insulating film is 250 mm.
It must be formed at a temperature of not more than ℃. Therefore, when forming the gap insulating film, a CVD method in which a high temperature of 350 ° C. to 400 ° C. is applied at the time of film formation cannot be used, and an electron beam evaporation method or a sputtering method capable of forming a film at a relatively low temperature can not be used. The law was used.
【0007】また、FeNi膜のキュリー点以下の低い
温度でシリコン酸化膜より成るギャップ絶縁膜を形成す
る技術として、構造式As a technique for forming a gap insulating film made of a silicon oxide film at a low temperature equal to or lower than the Curie point of an FeNi film, a structural formula
【0008】[0008]
【化5】 Embedded image
【0009】で示されるTEOS(テトラエトキシシラ
ン)とオゾンとを原料ガスとして用いたCVD(Chemic
al Vapor Deposition、化学気相堆積)法や、2周波励起
によるプラズマCVD法(特開昭59−207626号
公報、特開平7−183236号公報、特開平6−17
5116号公報)等が提案されている。[0009] CVD (Chemic) using TEOS (tetraethoxysilane) and ozone as source gases
al Vapor Deposition (chemical vapor deposition)) and plasma CVD by two-frequency excitation (JP-A-59-207626, JP-A-7-183236, JP-A-6-17)
No. 5116) has been proposed.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
薄膜磁気ヘッドのギャップ絶縁膜は50nm以上と膜厚
の厚いものであり、これによりシールド膜間の間隔が広
くなってしまっていた。図14において左側は、微細化
された磁気記録ディスクの記録ビット250に従来の薄
膜磁気ヘッド200を対向した場合を模式的に示したも
のであるが、記録ビット250の大きさに対してシール
ド膜212とシールド膜222との間隔が大きすぎ、こ
のため十分な分解能を得ることはできない。However, the gap insulating film of the conventional thin-film magnetic head has a large thickness of 50 nm or more, so that the gap between the shield films is widened. In FIG. 14, the left side schematically shows a case where the conventional thin-film magnetic head 200 faces the recording bit 250 of the miniaturized magnetic recording disk. The interval between 212 and the shield film 222 is too large, so that sufficient resolution cannot be obtained.
【0011】そこで、図14の右側に示すように、薄膜
磁気ヘッド200aのギャップ絶縁膜214a、220
aを薄く形成してシールド膜212aとシールド膜22
2aとの間隔を小さくすることにより分解能を向上し、
磁気記録ディスクの記録ビット250の微細化に対応す
ることが考えられる。この場合、ギャップ絶縁膜214
a、220aの厚さは例えば50nm以下にまで薄くす
ることが望ましいが、上記のようなギャップ絶縁膜の形
成方法では、50nm以下まで薄く形成するとピンホー
ルの数が増加してしまい、十分な絶縁耐力を確保するこ
とはできなかった。Therefore, as shown on the right side of FIG. 14, the gap insulating films 214a and 220a of the thin-film magnetic head 200a are formed.
a to form the shield film 212a and the shield film 22
The resolution is improved by reducing the distance from 2a,
It is conceivable to cope with miniaturization of the recording bit 250 of the magnetic recording disk. In this case, the gap insulating film 214
It is desirable to reduce the thickness of each of the a and 220a to, for example, 50 nm or less. However, in the above-described method of forming the gap insulating film, if the thickness is reduced to 50 nm or less, the number of pinholes increases, and a sufficient insulation The proof stress could not be secured.
【0012】また、TEOSとオゾンとを原料ガスとし
て用いたCVD法では、リーク電流等の電気的特性を向
上するために後処理、即ち高温の熱処理を行わなければ
ならず(特開平7−263441)、MR素子の磁性体
のキュリー温度より高い温度の熱処理を行うこととなる
ので、MR素子の磁化の状態を維持することができなか
った。また、2周波励起によるプラズマCVDでは、高
周波を発生するための電源が複数個必要であるため、高
価な製造設備を用いなければならなかった。In the CVD method using TEOS and ozone as source gases, a post-treatment, that is, a high-temperature heat treatment must be performed in order to improve electrical characteristics such as leak current (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-263441). 3) Since the heat treatment is performed at a temperature higher than the Curie temperature of the magnetic material of the MR element, the state of magnetization of the MR element cannot be maintained. Further, in plasma CVD using two-frequency excitation, a plurality of power supplies for generating high frequencies are required, so that expensive manufacturing equipment must be used.
【0013】本発明の目的は、低温でCVD法により薄
く形成する場合であっても大きい絶縁耐力を得ることが
できるシリコン酸化膜の形成方法を提供することにあ
る。また、本発明の目的は、記録ビットの微細化に対応
しうる薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにあ
る。An object of the present invention is to provide a method for forming a silicon oxide film which can obtain a large dielectric strength even when it is formed thin by a CVD method at a low temperature. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin-film magnetic head that can cope with miniaturization of recording bits.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記目的は、有機シラン
ガスと酸素とを用いたプラズマCVD法によりシリコン
酸化膜を形成するシリコン酸化膜の形成方法であって、
酸素に対する有機シランガスの流量比を0.0001〜
0.05とし、励起周波数を10kHz〜150kHz
として、基板上にシリコン酸化膜を形成することを特徴
とするシリコン酸化膜の形成方法により達成される。こ
れにより、TEOS/O2の流量比と励起周波数とを適
切な値に設定したプラズマCVD法によりシリコン酸化
膜を形成するので、低温でCVD法により薄いシリコン
酸化膜を形成する場合であっても、シリコン酸化膜を劣
化させることなく、絶縁耐力の大きい良質なシリコン酸
化膜を形成することができる。The object of the present invention is to provide a method for forming a silicon oxide film by a plasma CVD method using an organic silane gas and oxygen.
The flow ratio of the organosilane gas to oxygen is 0.0001 to
0.05 and the excitation frequency is 10 kHz to 150 kHz
The present invention is achieved by a method for forming a silicon oxide film, which comprises forming a silicon oxide film on a substrate. Thus, since the silicon oxide film is formed by the plasma CVD method in which the flow rate ratio of TEOS / O 2 and the excitation frequency are set to appropriate values, even when a thin silicon oxide film is formed by the CVD method at a low temperature. Thus, a high-quality silicon oxide film having a large dielectric strength can be formed without deteriorating the silicon oxide film.
【0015】また、上記のシリコン酸化膜の形成方法に
おいて、前記基板の温度を170℃〜250℃として、
前記シリコン酸化膜を形成することが望ましい。これに
より、低温でCVD法により薄いシリコン酸化膜を形成
する場合であっても、シリコン酸化膜を劣化させること
なく、絶縁耐力の大きい良質なシリコン酸化膜を形成す
ることができる。Further, in the above-described method for forming a silicon oxide film, the temperature of the substrate is set to 170 ° C. to 250 ° C.
Preferably, the silicon oxide film is formed. Thus, even when a thin silicon oxide film is formed by a CVD method at a low temperature, a high-quality silicon oxide film having a large dielectric strength can be formed without deteriorating the silicon oxide film.
【0016】また、上記のシリコン酸化膜の形成方法に
おいて、前記有機シランガスは、構造式In the method for forming a silicon oxide film, the organic silane gas may have a structural formula
【0017】[0017]
【化6】 Embedded image
【0018】で示されるアルコキシシランであることが
望ましい。また、上記のシリコン酸化膜の形成方法にお
いて、前記有機シランガスは、構造式The alkoxysilane represented by the formula (1) is desirable. In the method for forming a silicon oxide film, the organic silane gas may have a structural formula
【0019】[0019]
【化7】 Embedded image
【0020】で示されるテトラエトキシシランであるこ
とが望ましい。また、上記のシリコン酸化膜の形成方法
において、前記有機シランガスは、構造式It is desirable to use tetraethoxysilane represented by the following formula. In the method for forming a silicon oxide film, the organic silane gas may have a structural formula
【0021】[0021]
【化8】 Embedded image
【0022】で示されるテトラメトキシシランであるこ
とが望ましい。また、上記のシリコン酸化膜の形成方法
において、前記有機シランガスは、構造式It is desirable to use tetramethoxysilane represented by the following formula. In the method for forming a silicon oxide film, the organic silane gas may have a structural formula
【0023】[0023]
【化9】 Embedded image
【0024】で示されるテトライソプロポキシシランで
あることが望ましい。また、上記目的は、基板上に、第
1のシールド膜を形成する第1シールド膜形成工程と、
前記第1のシールド膜上に、第1のシリコン酸化膜を形
成する第1シリコン酸化膜形成工程と、前記第1のシリ
コン酸化膜上に、MR素子を形成するMR素子形成工程
と、前記MR素子上及び前記第1のシリコン酸化膜上
に、第2のシリコン酸化膜を形成する第2シリコン酸化
膜形成工程と、前記第2のシリコン酸化膜上に、第2の
シールド膜を形成する第2シールド膜形成工程とを有
し、前記第1又は前記第2シリコン酸化膜形成工程で
は、酸素に対する有機シランガスの流量比を0.000
1〜0.05とし、励起周波数を10kHz〜150k
Hzとして、有機シランガスと酸素とを用いたプラズマ
CVD法により前記第1又は前記第2のシリコン酸化膜
を形成することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法
により達成される。これにより、TEOS/O2の流量
比と励起周波数とを適切な値に設定したプラズマCVD
法によりシリコン酸化膜を形成するので、低温でCVD
法により薄いシリコン酸化膜を形成する場合であって
も、シリコン酸化膜を劣化させることなく、絶縁耐力の
大きい良質なシリコン酸化膜を形成することができる。
絶縁耐力の大きいシリコン酸化膜を低温で薄く形成する
ことができるので、薄膜磁気ヘッドの分解能を向上する
ことができ、記録ビットの微細化に対応することができ
る。It is desirable to use tetraisopropoxysilane represented by the following formula. Further, the above object is to provide a first shield film forming step of forming a first shield film on a substrate,
A first silicon oxide film forming step of forming a first silicon oxide film on the first shield film, an MR element forming step of forming an MR element on the first silicon oxide film, Forming a second silicon oxide film on the element and on the first silicon oxide film; forming a second silicon oxide film on the second silicon oxide film; and forming a second shield film on the second silicon oxide film. A second shield film forming step, wherein in the first or second silicon oxide film forming step, the flow rate ratio of the organic silane gas to oxygen is 0.000.
1 to 0.05, excitation frequency 10 kHz to 150 k
Hz is achieved by a method of manufacturing a thin-film magnetic head, wherein the first or second silicon oxide film is formed by a plasma CVD method using an organic silane gas and oxygen. Thereby, the plasma CVD with the TEOS / O 2 flow ratio and the excitation frequency set to appropriate values
Since the silicon oxide film is formed by the method, CVD at low temperature
Even when a thin silicon oxide film is formed by the method, a high-quality silicon oxide film having a large dielectric strength can be formed without deteriorating the silicon oxide film.
Since a silicon oxide film having a large dielectric strength can be formed thin at a low temperature, the resolution of the thin-film magnetic head can be improved, and it is possible to cope with miniaturization of recording bits.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】本発明は、TEOSと酸素とを原
料ガスとしてプラズマCVD法によりシリコン酸化膜を
形成するものであって、励起周波数とTEOS/O2流
量比とを適切な値に設定してシリコン酸化膜を形成する
ことに主な特徴があるものである。TEOSと酸素とを
原料としてシリコン酸化膜を形成する際に、励起周波数
を低く設定したプラズマCVD法を用いれば、プラズマ
中のイオンが電場の変化に追従できるようになり、成膜
中のシリコン酸化膜の表面へのイオンの入射が可能とな
る。従って、このようにしてイオンを入射すれば、成膜
中のシリコン酸化膜の表面に存在する反応活性種に電場
のエネルギーを供給することが可能となり、マイグレー
ションや化学反応に必要なエネルギーを供給された反応
活性種がシリコン酸化膜の表面を活発に移動しながらシ
リコン酸化膜の形成が進行すると考えられる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, a silicon oxide film is formed by a plasma CVD method using TEOS and oxygen as source gases, and the excitation frequency and the TEOS / O 2 flow ratio are set to appropriate values. The main feature of this method is that a silicon oxide film is formed. When forming a silicon oxide film using TEOS and oxygen as raw materials, if a plasma CVD method in which the excitation frequency is set low is used, ions in the plasma can follow a change in the electric field, and the silicon oxide film during the film formation can be formed. Ions can be incident on the surface of the film. Therefore, when the ions are incident in this manner, it is possible to supply the energy of the electric field to the reactive species present on the surface of the silicon oxide film being formed, and to supply the energy necessary for the migration and the chemical reaction. It is considered that the formation of the silicon oxide film progresses while the reactive species active moves actively on the surface of the silicon oxide film.
【0026】また、TEOS/O2の流量比(TEOS
流量:TEOS飽和蒸気圧×キャリアアルゴン流量/全
圧)を低くすれば、良質なシリコン酸化膜を形成するこ
とができると考えられる。即ち、TEOS/O2の流量
比を低くすれば、遅い速度でシリコン酸化膜が形成され
ることとなる。遅い速度でシリコン酸化膜を形成すれ
ば、シリコン酸化膜の形成過程において十分な反応が生
じるため、薄いシリコン酸化膜を形成する場合であって
もピンホールの数の少ない良質なシリコン酸化膜を形成
することができると考えられる。Further, the flow rate ratio of TEOS / O 2 (TEOS
It is considered that if the flow rate is reduced (TEOS saturated vapor pressure × carrier argon flow rate / total pressure), a high-quality silicon oxide film can be formed. That is, if the flow rate ratio of TEOS / O 2 is reduced, the silicon oxide film is formed at a low speed. If a silicon oxide film is formed at a low speed, a sufficient reaction occurs in the process of forming the silicon oxide film. Therefore, even when a thin silicon oxide film is formed, a high-quality silicon oxide film having a small number of pinholes is formed. It is thought that it can be done.
【0027】しかし、単に励起周波数を低く設定したプ
ラズマCVD法を用い、TEOS/O2の流量比を低く
した場合には、絶縁耐力の大きい良質なシリコン酸化膜
を形成することは困難である。即ち、シリコン酸化膜の
表面にイオンが入射することによりシリコン酸化膜やシ
リコン酸化膜の下地がスパッタリングされてしまい、し
かも成膜時間が長いため、シリコン酸化膜やシリコン酸
化膜の下地が劣化してしまう。However, when the flow rate ratio of TEOS / O 2 is reduced by simply using the plasma CVD method in which the excitation frequency is set low, it is difficult to form a high-quality silicon oxide film having a large dielectric strength. That is, when ions enter the surface of the silicon oxide film, the silicon oxide film or the base of the silicon oxide film is sputtered, and the film formation time is long. I will.
【0028】シリコン酸化膜やシリコン酸化膜の下地を
劣化させることなく、絶縁耐力の大きいシリコン酸化膜
を形成するためには、TEOS/O2流量比と励起周波
数とを適切な値に設定すればよいと考えられる。TEO
S/O2流量比と励起周波数とを適切な値に設定すれ
ば、低温でCVD法により50nm以下と薄く形成する
場合であっても、ピンホールの数が少なく、絶縁耐力の
大きい、良質なシリコン酸化膜を形成することができる
と考えられる。In order to form a silicon oxide film having a high dielectric strength without deteriorating the silicon oxide film or the base of the silicon oxide film, it is necessary to set the TEOS / O 2 flow ratio and the excitation frequency to appropriate values. It is considered good. TEO
By setting the S / O 2 flow ratio and the excitation frequency to appropriate values, even when the thin film is formed as thin as 50 nm or less by the CVD method at a low temperature, the number of pinholes is small, the dielectric strength is large, and good quality is obtained. It is considered that a silicon oxide film can be formed.
【0029】そこで、本発明では、170℃〜250℃
程度でのプラズマCVD法において、TEOS/O2流
量比と励起周波数とを適宜設定してシリコン酸化膜を形
成することを特徴としている。TEOS/O2流量比と
励起周波数の適切な値を検討するために行ったシリコン
酸化膜の評価結果について、図7乃至図12を用いて説
明する。図7は、薄膜磁気ヘッドを模して形成した試料
を示す断面図及び平面図である。図8は、TEOS/O
2の流量比と平均絶縁耐力との関係を示すグラフであ
り、図9は励起周波数と平均絶縁耐力との関係を示すグ
ラフである。図10はピンホール密度を測定するための
試料を示す断面図である。図11は、TEOS/O2の
流量比とピンホール密度との関係を示すグラフであり、
図12は励起周波数とピンホール密度との関係を示すグ
ラフである。Therefore, in the present invention, 170 ° C. to 250 ° C.
In the plasma CVD method, the silicon oxide film is formed by appropriately setting the TEOS / O 2 flow rate ratio and the excitation frequency. The evaluation results of the silicon oxide film performed for examining appropriate values of the TEOS / O 2 flow rate ratio and the excitation frequency will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a cross-sectional view and a plan view showing a sample formed by imitating a thin-film magnetic head. FIG. 8 shows TEOS / O
Is a graph showing the relationship between the second flow ratio and the average dielectric strength. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the average dielectric strength and excitation frequency. FIG. 10 is a sectional view showing a sample for measuring the pinhole density. FIG. 11 is a graph showing the relationship between the flow rate ratio of TEOS / O 2 and the pinhole density,
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the excitation frequency and the pinhole density.
【0030】(絶縁耐力)まず、絶縁耐力の評価結果に
ついて図7乃至図9を用いて説明する。図7は、シリコ
ン酸化膜の絶縁耐力を評価するために薄膜磁気ヘッドを
模して形成した試料である。即ち、図7(a)に示すよ
うに、シリコン基板110上には、電極層112、シリ
コン酸化膜より成るギャップ絶縁膜114、電極層11
7が順に形成されており、電極層117上には2つの電
極118が形成されている。なお、電極118として、
図7(a)のような平面形状のものを用いた。電極層1
17上、電極118上には、シリコン酸化膜より成るギ
ャップ絶縁膜120が形成されており、ギャップ絶縁膜
120上には電極層122が形成されている。なお、電
極層112、117、122、及び電極118は、電子
ビーム蒸着法を用いて形成した。(Dielectric Strength) First, the evaluation results of the dielectric strength will be described with reference to FIGS. FIG. 7 shows a sample simulating a thin-film magnetic head for evaluating the dielectric strength of a silicon oxide film. That is, as shown in FIG. 7A, on a silicon substrate 110, an electrode layer 112, a gap insulating film 114 made of a silicon oxide film, and an electrode layer 11 are formed.
7 are formed in order, and two electrodes 118 are formed on the electrode layer 117. In addition, as the electrode 118,
A planar shape as shown in FIG. 7A was used. Electrode layer 1
A gap insulating film 120 made of a silicon oxide film is formed on the electrode 17 and the electrode 118, and an electrode layer 122 is formed on the gap insulating film 120. Note that the electrode layers 112, 117, 122, and the electrode 118 were formed by an electron beam evaporation method.
【0031】また、ギャップ絶縁膜114、120は、
平行平板型プラズマCVD装置を用いたプラズマCVD
法により形成した。成膜条件は、放電出力100W、励
起周波数10kHz〜13.56MHz、TEOS/O
2流量比0.0001〜0.09、成膜圧力0.5To
rr、基板温度200℃とした。このような試料を用
い、電極層117と電極層122との間の絶縁耐力、及
び電極層112と電極層117との間の絶縁耐力を、絶
縁耐力試験器150を用いて測定した。ここではリーク
電流量が1×10-6A以上となったときの電位傾度を絶
縁耐力とし、その平均を求めることにより平均絶縁耐力
を求めた。The gap insulating films 114 and 120 are
Plasma CVD using a parallel plate type plasma CVD device
It was formed by a method. The film forming conditions were as follows: discharge output 100 W, excitation frequency 10 kHz to 13.56 MHz, TEOS / O
2 Flow rate ratio 0.0001 to 0.09, deposition pressure 0.5 To
rr and the substrate temperature were 200 ° C. Using such a sample, the dielectric strength between the electrode layer 117 and the electrode layer 122 and the dielectric strength between the electrode layer 112 and the electrode layer 117 were measured using the dielectric strength tester 150. Here, the potential gradient when the amount of leakage current was 1 × 10 −6 A or more was defined as the dielectric strength, and the average was determined to determine the average dielectric strength.
【0032】図8は、TEOS/O2の流量比を0.0
001〜0.09の範囲で適宜設定することによりギャ
ップ絶縁膜114、120を形成した場合の、平均絶縁
耐力の測定結果を示すグラフである。励起周波数を0.
1MHzとし、ギャップ絶縁膜114、120の膜厚が
20nmの場合と50nmの場合について測定した。図
8からわかるように、TEOS/O2の流量比が0.0
001〜0.05の範囲において、ギャップ絶縁膜11
4、120の膜厚が50nmの場合には8MV/cmを
越える良好な平均絶縁耐力が得られ、ギャップ絶縁膜1
14、120の膜厚が20nm場合であっても6MV/
cmを越える平均絶縁耐力が得られた。FIG. 8 shows that the flow rate ratio of TEOS / O 2 is 0.0
It is a graph which shows the measurement result of average dielectric strength at the time of forming gap insulating films 114 and 120 by setting suitably in the range of 001-0.09. Set the excitation frequency to 0.
The measurement was performed when the frequency was 1 MHz and the thickness of the gap insulating films 114 and 120 was 20 nm and 50 nm. As can be seen from FIG. 8, the flow rate ratio of TEOS / O 2 was 0.0
In the range of 001 to 0.05, the gap insulating film 11
When the film thickness of each of the layers 4 and 120 is 50 nm, a good average dielectric strength exceeding 8 MV / cm is obtained.
Even when the film thickness of 14, 120 is 20 nm, 6 MV /
An average dielectric strength of more than 1 cm was obtained.
【0033】また、図9は、励起周波数を10kHz〜
13.56MHzの範囲で適宜設定することによりギャ
ップ絶縁膜114、120を形成した場合の、平均絶縁
耐力の測定結果を示すグラフである。TEOS/O2の
流量比を0.016とし、ギャップ絶縁膜114、12
0の膜厚が20nmの場合と50nmの場合について測
定した。FIG. 9 shows that the excitation frequency ranges from 10 kHz to 10 kHz.
It is a graph which shows the measurement result of average dielectric strength at the time of forming gap insulating films 114 and 120 by setting suitably in the range of 13.56 MHz. The flow ratio of TEOS / O 2 is set to 0.016, and the gap insulating films 114 and 12 are formed.
The measurement was performed when the film thickness of 0 was 20 nm and 50 nm.
【0034】図9からわかるように、励起周波数が10
kHz〜150kHzの範囲において、ギャップ絶縁膜
114、120の膜厚が20nmの場合と50nmの場
合のいずれも平均絶縁耐力10MV/cmと良好な平均
絶縁耐力が得られた。 (ピンホール密度)次に、シリコン酸化膜のピンホール
密度の評価結果、即ち単位面積当たりのピンホールの数
の評価結果について図10を用いて説明する。As can be seen from FIG. 9, when the excitation frequency is 10
In the range of kHz to 150 kHz, a good average dielectric strength of 10 MV / cm was obtained in both cases where the thickness of the gap insulating films 114 and 120 was 20 nm and 50 nm. (Pinhole Density) Next, the evaluation result of the pinhole density of the silicon oxide film, that is, the evaluation result of the number of pinholes per unit area will be described with reference to FIG.
【0035】図10は、ピンホール密度を測定するため
に用いた試料を示す断面図である。図10に示すよう
に、シリコン基板110a上には、FeNi膜より成る
金属層112aが形成されており、金属層112a上に
はシリコン酸化膜より成るギャップ絶縁膜114aが形
成されている。このような試料をFeNi膜用のエッチ
ング液(Fe(Cl)3+HCl)に30秒間浸し、こ
の後、エッチピットを用いてピンホールの数を測定する
ことにより、ピンホール密度を算出した。FIG. 10 is a sectional view showing a sample used for measuring the pinhole density. As shown in FIG. 10, a metal layer 112a made of an FeNi film is formed on a silicon substrate 110a, and a gap insulating film 114a made of a silicon oxide film is formed on the metal layer 112a. Such a sample was immersed in an etching solution for FeNi film (Fe (Cl) 3 + HCl) for 30 seconds, and then the pinhole density was calculated by measuring the number of pinholes using etch pits.
【0036】図11は、TEOS/O2の流量比を0.
0001〜0.09の範囲で適宜設定することにより、
シリコン酸化膜より成るギャップ絶縁膜114aを形成
した場合の、ピンホール密度の測定結果を示すグラフで
ある。励起周波数を0.1MHzとし、ギャップ絶縁膜
114aの膜厚が20nmの場合と50nmの場合につ
いて測定した。FIG. 11 shows that the flow rate ratio of TEOS / O 2 is set to 0.1.
By setting appropriately in the range of 0001 to 0.09,
11 is a graph showing a measurement result of a pinhole density when a gap insulating film 114a made of a silicon oxide film is formed. The excitation frequency was set to 0.1 MHz, and the measurement was performed when the thickness of the gap insulating film 114a was 20 nm and 50 nm.
【0037】図11からわかるように、TEOS/O2
の流量比が0.0001〜0.05の範囲において、ギ
ャップ絶縁膜114aの膜厚が50nmの場合には、ピ
ンホール密度は2個/cm2以下、即ち従来のピンホー
ル密度の100分の1以下となり、また、ギャップ絶縁
膜114aの膜厚が20nm場合であっても、2個/c
m2以下、即ち従来のピンホール密度の100分の1以
下となった。As can be seen from FIG. 11, TEOS / O 2
When the thickness of the gap insulating film 114a is 50 nm in a flow rate ratio of 0.0001 to 0.05, the pinhole density is 2 / cm 2 or less, that is, 100% of the conventional pinhole density. 1 or less, and even when the thickness of the gap insulating film 114a is 20 nm, 2 / c
m 2 or less, that is, 1/100 or less of the conventional pinhole density.
【0038】また、図12は、励起周波数を10kHz
〜13.56MHzの範囲で適宜設定することによりギ
ャップ絶縁膜114aを形成した場合の、ピンホール密
度の測定結果を示すグラフである。TEOS/O2の流
量比を0.016とし、ギャップ絶縁膜114aの膜厚
が20nmの場合と50nmの場合について測定した。FIG. 12 shows that the excitation frequency is 10 kHz.
It is a graph which shows the measurement result of the pinhole density at the time of forming the gap insulating film 114a by setting appropriately in the range of 13.56 MHz. The flow rate ratio of TEOS / O 2 was set to 0.016, and the measurement was performed when the thickness of the gap insulating film 114a was 20 nm and 50 nm.
【0039】図12からわかるように、励起周波数が1
0kHz〜150kHzの範囲において、ギャップ絶縁
膜114aの膜厚が50nmの場合にはピンホール密度
は2個/cm2以下、即ち従来のピンホール密度の10
0分の1以下となり、また、ギャップ絶縁膜114、1
20の膜厚が20nm場合であっても、2個/cm2以
下、即ち従来のピンホール密度の100分の1以下とな
った。As can be seen from FIG. 12, the excitation frequency is 1
In the range of 0 kHz to 150 kHz, when the thickness of the gap insulating film 114a is 50 nm, the pinhole density is 2 / cm 2 or less, that is, 10% of the conventional pinhole density.
The gap insulating film 114, 1
Even when the film thickness of No. 20 was 20 nm, it was 2 / cm 2 or less, that is, 1/100 or less of the conventional pinhole density.
【0040】上記のような評価結果から、本願発明者ら
は、TEOS/O2の流量比を0.0001〜0.05
とし、励起周波数を10kHz〜150kHzとすれ
ば、薄いギャップ絶縁膜を形成する場合であっても、絶
縁耐力が大きく、ピンホールの数の少ない、良質なギャ
ップ絶縁膜を形成することができることを見いだした。
次に、本発明の一実施形態として、上記のシリコン酸化
膜の形成方法を適用した薄膜磁気ヘッド及びその製造方
法について説明する。図1は、本実施形態による薄膜磁
気ヘッドを示す断面図である。図2乃至図6は、本実施
形態による薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す工程断面図
である。Based on the above evaluation results, the inventors of the present invention set the TEOS / O 2 flow rate ratio between 0.0001 and 0.05.
When the excitation frequency is set to 10 kHz to 150 kHz, it is found that even when a thin gap insulating film is formed, a high-quality gap insulating film having a large dielectric strength and a small number of pinholes can be formed. Was.
Next, as one embodiment of the present invention, a thin-film magnetic head to which the above-described method for forming a silicon oxide film is applied and a method for manufacturing the same will be described. FIG. 1 is a sectional view of the thin-film magnetic head according to the present embodiment. 2 to 6 are sectional views showing the steps of the method for manufacturing the thin-film magnetic head according to the present embodiment.
【0041】(薄膜磁気ヘッド)まず、本実施形態によ
る薄膜磁気ヘッドを図1を用いて説明する。図1に示す
ように、基板10上には、膜厚2μmのFeN膜より成
るシールド膜12が形成されており、シールド膜12上
には、膜厚50nmのシリコン酸化膜より成るギャップ
絶縁膜14が形成されている。なお、ギャップ絶縁膜1
4は、上記のようにTEOS/O2の流量比と励起周波
数とを適宜設定したプラズマCVD法により形成された
ものである。(Thin Film Magnetic Head) First, the thin film magnetic head according to the present embodiment will be explained with reference to FIG. As shown in FIG. 1, a shield film 12 made of an FeN film having a thickness of 2 μm is formed on a substrate 10, and a gap insulating film 14 made of a silicon oxide film having a thickness of 50 nm is formed on the shield film 12. Are formed. The gap insulating film 1
No. 4 is formed by the plasma CVD method in which the flow rate ratio of TEOS / O 2 and the excitation frequency are appropriately set as described above.
【0042】ギャップ絶縁膜14上には、膜厚400n
mの磁気抵抗効果膜より成るMR素子16が形成されて
おり、MR素子16の両端部には、それぞれ電極18が
接続されている。ギャップ絶縁膜14上、MR素子16
上、電極18上には、更に膜厚50nmのシリコン酸化
膜より成るギャップ絶縁膜20、膜厚3.5μmのFe
Ni膜より成るシールド膜22、及び膜厚0.5μmの
Al2O3膜より成るギャップ層24が順に形成されてい
る。更に、ギャップ層24上には、FeNi膜より成る
書き込み用のライト磁極26が形成されている。なお、
ギャップ絶縁膜20は、ギャップ絶縁膜14と同様の方
法により形成されたものである。On the gap insulating film 14, a film thickness of 400 n
An MR element 16 made of m magnetoresistive films is formed, and electrodes 18 are connected to both ends of the MR element 16, respectively. On the gap insulating film 14, the MR element 16
A gap insulating film 20 made of a silicon oxide film having a thickness of 50 nm and a Fe film having a thickness of 3.5 μm
A shield film 22 made of a Ni film and a gap layer 24 made of an Al 2 O 3 film having a thickness of 0.5 μm are sequentially formed. Further, a write magnetic pole 26 for writing made of an FeNi film is formed on the gap layer 24. In addition,
The gap insulating film 20 is formed by the same method as the gap insulating film 14.
【0043】このように本実施形態による薄膜磁気ヘッ
ドは、ギャップ絶縁膜14、20の厚さが50nmと薄
いため、シールド膜14、20間の間隔を小さくするこ
とができる。シールド膜14、20間の間隔が小さいた
め、分解能を向上することができ、これにより、微細化
された磁気記録ディスクの記録ビットにも対応すること
ができる。As described above, in the thin-film magnetic head according to the present embodiment, the gap between the shield films 14 and 20 can be reduced because the thickness of the gap insulating films 14 and 20 is as small as 50 nm. Since the distance between the shield films 14 and 20 is small, the resolution can be improved, and accordingly, it is possible to cope with the recording bits of a miniaturized magnetic recording disk.
【0044】(薄膜磁気ヘッドの製造方法)次に、本実
施形態による薄膜磁気ヘッドの製造方法を図2乃至図6
を用いて説明する。まず、基板10上に、膜厚2μmの
FeN膜より成るシールド膜12を形成する(図2
(a)参照)。(Method of Manufacturing Thin Film Magnetic Head) Next, the method of manufacturing the thin film magnetic head according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. First, a shield film 12 made of a 2 μm-thick FeN film is formed on a substrate 10.
(See (a)).
【0045】次に、シールド膜12上に、プラズマCV
D法により、膜厚50nmのシリコン酸化膜より成るギ
ャップ絶縁膜14を形成する(図2(b)参照)。この
際、成膜装置としては、平行平板型のプラズマCVD装
置を用いることができる。成膜条件は、例えば、放電出
力100W、TEOS/O2流量比0.0001〜0.
05、励起周波数10kHz〜150kHz、成膜圧力
0.5Torr、基板温度200℃とすればよい。な
お、成膜室内の温度は適宜設定することが望ましく、例
えば170℃〜250℃とすればよい。このように、励
起周波数とTEOS/O2の流量比とを適切な値に設定
したプラズマCVD法によりギャップ絶縁膜14を形成
するので、薄いギャップ絶縁膜14を形成する場合であ
っても、ギャップ絶縁膜14を劣化させることなく、絶
縁耐力の大きい良質なギャップ絶縁膜14を形成するこ
とができる。Next, on the shield film 12, a plasma CV
A gap insulating film 14 made of a silicon oxide film having a thickness of 50 nm is formed by the method D (see FIG. 2B). At this time, a parallel plate type plasma CVD apparatus can be used as a film forming apparatus. The film forming conditions include, for example, a discharge output of 100 W and a TEOS / O 2 flow rate ratio of 0.0001 to 0.
05, an excitation frequency of 10 kHz to 150 kHz, a film forming pressure of 0.5 Torr, and a substrate temperature of 200 ° C. Note that the temperature in the deposition chamber is desirably set as appropriate, and may be, for example, 170 ° C. to 250 ° C. As described above, since the gap insulating film 14 is formed by the plasma CVD method in which the excitation frequency and the flow ratio of TEOS / O 2 are set to appropriate values, even when the thin gap insulating film 14 is formed, A high-quality gap insulating film 14 having a large dielectric strength can be formed without deteriorating the insulating film 14.
【0046】次に、ギャップ絶縁膜14上に、膜厚40
0nmの磁気抵抗効果膜15を形成する。磁気抵抗効果
膜15としては、例えばFe19Ni81膜等を用いること
ができる。次に、磁気抵抗効果膜15上に、フォトレジ
ストを塗布することにより、レジスト膜28を形成す
る。Next, a film thickness of 40 is formed on the gap insulating film 14.
A 0 nm magnetoresistive film 15 is formed. As the magnetoresistive effect film 15, for example, an Fe 19 Ni 81 film or the like can be used. Next, a photoresist is applied on the magnetoresistive film 15 to form a resist film 28.
【0047】次に、レジスト膜28上に、スパッタ法に
より、アルミナ膜30を形成する。次に、アルミナ膜3
0上に、フォトレジストを塗布することにより、レジス
ト膜32を形成する。次に、レジスト膜32をパターニ
ングすることにより、アルミナ膜30に達する開口部3
4を有するレジストマスク32aを形成する(図3
(b)参照)。Next, an alumina film 30 is formed on the resist film 28 by a sputtering method. Next, the alumina film 3
A resist film 32 is formed by applying a photoresist on the substrate 0. Next, the opening 3 reaching the alumina film 30 is formed by patterning the resist film 32.
3 is formed (see FIG. 3).
(B)).
【0048】次に、レジストマスク32aをマスクとし
て、イオンミリングにより、アルミナ膜30をエッチン
グする(図3(c)参照)。次に、ドライエッチングに
より、レジスト膜28とレジストマスク32aとをエッ
チングする。これにより、アルミナ膜30下のレジスト
膜28がサイドエッチングされることとなる(図4
(a)参照)。Next, using the resist mask 32a as a mask, the alumina film 30 is etched by ion milling (see FIG. 3C). Next, the resist film 28 and the resist mask 32a are etched by dry etching. Thereby, the resist film 28 under the alumina film 30 is side-etched (FIG. 4).
(See (a)).
【0049】次に、アルミナ膜30をマスクとして、イ
オンミリングにより、磁気抵抗効果膜15をエッチング
する。これにより、磁気抵抗効果膜15の端部がテーパ
状に形成されることとなる(図4(b)参照)。次に、
全面に、スパッタ法により、膜厚800nmのTiW膜
19を形成する(図4(c)参照)。Next, the magnetoresistive film 15 is etched by ion milling using the alumina film 30 as a mask. Thus, the end of the magnetoresistive film 15 is formed in a tapered shape (see FIG. 4B). next,
An 800 nm-thick TiW film 19 is formed on the entire surface by sputtering (see FIG. 4C).
【0050】次に、リフトオフを行い、レジスト膜28
と共に、レジスト膜28上のアルミナ膜30及びTiW
膜19を除去する(図5(a)参照)。次に、磁気抵抗
効果膜15及びTiW膜19とをパターニングすること
により、MR素子16及び電極18を形成する(図5
(b)参照)。次に、全面に、膜厚50nmのシリコン
酸化膜より成るギャップ絶縁膜20を形成する。なお、
ギャップ絶縁膜20は、ギャップ絶縁膜14と同様にし
て形成することができる(図5(c)参照)。Next, lift-off is performed to remove the resist film 28.
At the same time, the alumina film 30 on the resist film 28 and the TiW
The film 19 is removed (see FIG. 5A). Next, the MR element 16 and the electrode 18 are formed by patterning the magnetoresistive film 15 and the TiW film 19.
(B)). Next, a gap insulating film 20 made of a silicon oxide film having a thickness of 50 nm is formed on the entire surface. In addition,
The gap insulating film 20 can be formed in the same manner as the gap insulating film 14 (see FIG. 5C).
【0051】次に、全面に、膜厚3.5μmのFeNi
膜より成るシールド膜22を形成する。次に、全面に、
膜厚0.5μm、Al2O3膜より成るギャップ層24を
形成する(図6(a)参照)。次に、ギャップ層24上
に、膜厚3μmのFeNi膜を形成する。Next, a 3.5 μm-thick FeNi film was formed on the entire surface.
A shield film 22 made of a film is formed. Next, on the whole surface,
A gap layer 24 having a thickness of 0.5 μm and made of an Al 2 O 3 film is formed (see FIG. 6A). Next, a 3 μm-thick FeNi film is formed on the gap layer 24.
【0052】次に、FeNi膜をパターニングすること
により、FeNi膜より成るライト磁極26を形成する
(図6(b)参照)。こうして、本実施形態による薄膜
磁気ヘッドが形成される。このように、本実施形態によ
れば、励起周波数とTEOS/O2の流量比とを適切な
値に設定したプラズマCVD法によりギャップ絶縁膜を
形成するので、低温でCVD法により薄いギャップ絶縁
膜を形成する場合であっても、ギャップ絶縁膜を劣化さ
せることなく、絶縁耐力の大きい良質なギャップ絶縁膜
を形成することができる。絶縁耐力の大きい良質なギャ
ップ絶縁膜を薄く形成することができるので、薄膜磁気
ヘッドの分解能を向上することができ、これにより記録
ビットの微細化に対応しうる薄膜磁気ヘッドを提供する
ことができる。Next, the write pole 26 made of the FeNi film is formed by patterning the FeNi film (see FIG. 6B). Thus, the thin-film magnetic head according to the present embodiment is formed. As described above, according to the present embodiment, since the gap insulating film is formed by the plasma CVD method in which the excitation frequency and the flow rate ratio of TEOS / O 2 are set to appropriate values, the thin gap insulating film is formed by the CVD method at a low temperature. Is formed, it is possible to form a high-quality gap insulating film having a large dielectric strength without deteriorating the gap insulating film. Since a high-quality gap insulating film having a large dielectric strength can be formed thinly, the resolution of the thin-film magnetic head can be improved, thereby providing a thin-film magnetic head capable of coping with miniaturization of recording bits. .
【0053】[変形実施形態]本発明は上記実施形態に
限らず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態
では、薄膜磁気ヘッドのギャップ絶縁膜に適用する場合
を例に説明したが、上記の技術は薄膜磁気ヘッドのギャ
ップ絶縁膜に適用する場合に限定されるものではなく、
あらゆる用途に適用することができる。[Modified Embodiment] The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to the gap insulating film of the thin-film magnetic head has been described as an example.
It can be applied to any use.
【0054】また、上記実施形態では、原料ガスとして
TEOSを用いたが、原料ガスはTEOSに限定される
ものではなく、構造式In the above embodiment, TEOS is used as the source gas. However, the source gas is not limited to TEOS.
【0055】[0055]
【化10】 Embedded image
【0056】で示されるアルコキシシラン全般を用いる
ことができ、具体的には、例えば構造式The alkoxysilane represented by the general formula (1) can be used.
【0057】[0057]
【化11】 Embedded image
【0058】で示されるテトラメトキシシランや、構造
式And tetramethoxysilane represented by the following structural formula:
【0059】[0059]
【化12】 Embedded image
【0060】で示されるテトライソプロポキシシラン等
を用いることができる。For example, tetraisopropoxysilane represented by the following formula can be used.
【0061】[0061]
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、TEOS
/O2の流量比と励起周波数とを適切な値に設定したプ
ラズマCVD法によりシリコン酸化膜を形成するので、
低温でCVD法により薄いシリコン酸化膜を形成する場
合であっても、シリコン酸化膜を劣化させることなく、
絶縁耐力の大きい良質なシリコン酸化膜を形成すること
ができる。As described above, according to the present invention, TEOS
Since the silicon oxide film is formed by the plasma CVD method in which the flow rate ratio of / O 2 and the excitation frequency are set to appropriate values,
Even if a thin silicon oxide film is formed by a CVD method at a low temperature, the silicon oxide film is not degraded,
A high-quality silicon oxide film having a large dielectric strength can be formed.
【0062】また、本発明によれば、TEOS/O2の
流量比と励起周波数とを適切な値に設定したプラズマC
VD法によりギャップ絶縁膜を形成するので、低温でC
VD法により薄いギャップ絶縁膜を形成する場合であっ
ても、ギャップ絶縁膜を劣化させることなく、絶縁耐力
の大きい良質なギャップ絶縁膜を形成することができ
る。絶縁耐力の大きい良質なギャップ絶縁膜を薄くする
ことができるので、薄膜磁気ヘッドの分解能を向上する
ことができ、これにより記録ビットの微細化に対応しう
る薄膜磁気ヘッドを提供することができる。Further, according to the present invention, the plasma C in which the flow rate ratio of TEOS / O 2 and the excitation frequency are set to appropriate values is set.
Since the gap insulating film is formed by the VD method, C
Even when a thin gap insulating film is formed by the VD method, a high-quality gap insulating film having a large dielectric strength can be formed without deteriorating the gap insulating film. Since a high-quality gap insulating film having a large dielectric strength can be thinned, the resolution of the thin-film magnetic head can be improved, thereby providing a thin-film magnetic head that can cope with miniaturization of recording bits.
【図1】本発明の一実施形態による薄膜磁気ヘッドを示
す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a thin-film magnetic head according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施形態による薄膜磁気ヘッドの製
造方法を示す工程断面図(その1)である。FIG. 2 is a process sectional view (part 1) illustrating the method for manufacturing the thin-film magnetic head according to the embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施形態による薄膜磁気ヘッドの製
造方法を示す工程断面図(その2)である。FIG. 3 is a process sectional view (part 2) illustrating the method for manufacturing the thin-film magnetic head according to the embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施形態による薄膜磁気ヘッドの製
造方法を示す工程断面図(その3)である。FIG. 4 is a process sectional view (part 3) illustrating the method for manufacturing the thin-film magnetic head according to the embodiment of the present invention.
【図5】本発明の一実施形態による薄膜磁気ヘッドの製
造方法を示す工程断面図(その4)である。FIG. 5 is a process sectional view (part 4) illustrating the method for manufacturing the thin-film magnetic head according to the embodiment of the present invention.
【図6】本発明の一実施形態による薄膜磁気ヘッドの製
造方法を示す工程断面図(その5)である。FIG. 6 is a process sectional view (part 5) illustrating the method for manufacturing the thin-film magnetic head according to the embodiment of the present invention.
【図7】薄膜磁気ヘッドを模して形成した試料を示す断
面図及び平面図である。7A and 7B are a cross-sectional view and a plan view showing a sample formed by imitating a thin-film magnetic head.
【図8】TEOS/O2の流量比と平均絶縁耐力との関
係を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the flow rate ratio of TEOS / O 2 and the average dielectric strength.
【図9】励起周波数と平均絶縁耐力との関係を示すグラ
フである。FIG. 9 is a graph showing a relationship between an excitation frequency and an average dielectric strength.
【図10】ピンホール密度を測定するための試料を示す
断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing a sample for measuring a pinhole density.
【図11】TEOS/O2の流量比とピンホール密度と
の関係を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing a relationship between a flow rate ratio of TEOS / O 2 and a pinhole density.
【図12】励起周波数とピンホール密度との関係を示す
グラフである。FIG. 12 is a graph showing a relationship between an excitation frequency and a pinhole density.
【図13】従来の薄膜磁気ヘッドを示す断面図及び断面
を表した斜視図である。FIG. 13 is a sectional view showing a conventional thin-film magnetic head and a perspective view showing a section.
【図14】磁気記録ディスクの記録ビットに薄膜磁気ヘ
ッドを対向した場合の模式図である。FIG. 14 is a schematic diagram when a thin-film magnetic head faces recording bits of a magnetic recording disk.
10…基板 12…シールド膜 14…ギャップ絶縁膜 15…磁気抵抗効果膜 16…MR素子 18…電極 19…TiW膜 20…ギャップ絶縁膜 22…シールド膜 24…ギャップ層 26…ライト磁極 28…レジスト膜 30…アルミナ膜 32…レジスト膜 32a…レジストマスク 34…開口部 110…シリコン基板 110a…シリコン基板 112…電極層 112a…金属層 114…ギャップ絶縁膜 114a…ギャップ絶縁膜 117…電極層 118…電極 120…ギャップ絶縁膜 122…電極層 150…絶縁耐力試験器 200…薄膜磁気ヘッド 200a…薄膜磁気ヘッド 210…基板 212…シールド膜 212a…シールド膜 214…ギャップ絶縁膜 214a…ギャップ絶縁膜 216…MR素子 216a…MR素子 218…電極 220…ギャップ絶縁膜 220a…ギャップ絶縁膜 222…シールド膜 222a…シールド膜 224…ギャップ層 226…ライト磁極 227…コイル 250…記録ビット DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Substrate 12 ... Shield film 14 ... Gap insulation film 15 ... Magnetoresistance effect film 16 ... MR element 18 ... Electrode 19 ... TiW film 20 ... Gap insulation film 22 ... Shield film 24 ... Gap layer 26 ... Write pole 28 ... Resist film Reference Signs List 30 ... alumina film 32 ... resist film 32a ... resist mask 34 ... opening 110 ... silicon substrate 110a ... silicon substrate 112 ... electrode layer 112a ... metal layer 114 ... gap insulating film 114a ... gap insulating film 117 ... electrode layer 118 ... electrode 120 ... Gap insulating film 122 ... Electrode layer 150 ... Dielectric strength tester 200 ... Thin film magnetic head 200a ... Thin film magnetic head 210 ... Substrate 212 ... Shield film 212a ... Shield film 214 ... Gap insulating film 214a ... Gap insulating film 216 ... MR element 216a ... MR element 218 ... Electric 220 ... gap insulating film 220a ... gap insulating film 222 ... shield film 222a ... shielding film 224 ... gap layer 226 ... write pole 227 ... coil 250 ... recording bits
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K030 AA06 AA14 BA44 FA01 JA05 JA06 JA10 JA18 5D034 BA15 BB03 DA07 5F058 BA20 BC02 BD04 BD05 BF07 BF25 BF29 BF37 BF80 BH11 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4K030 AA06 AA14 BA44 FA01 JA05 JA06 JA10 JA18 5D034 BA15 BB03 DA07 5F058 BA20 BC02 BD04 BD05 BF07 BF25 BF29 BF37 BF80 BH11
Claims (7)
マCVD法によりシリコン酸化膜を形成するシリコン酸
化膜の形成方法であって、 酸素に対する有機シランガスの流量比を0.0001〜
0.05とし、励起周波数を10kHz〜150kHz
として、基板上にシリコン酸化膜を形成することを特徴
とするシリコン酸化膜の形成方法。1. A method for forming a silicon oxide film by a plasma CVD method using an organic silane gas and oxygen, wherein a flow ratio of the organic silane gas to oxygen is 0.0001 to 0.0001.
0.05 and the excitation frequency is 10 kHz to 150 kHz
Forming a silicon oxide film on a substrate.
法において、 前記基板の温度を170℃〜250℃として、前記シリ
コン酸化膜を形成することを特徴とするシリコン酸化膜
の形成方法。2. The method for forming a silicon oxide film according to claim 1, wherein the temperature of the substrate is set to 170 ° C. to 250 ° C. to form the silicon oxide film.
形成方法において、 前記有機シランガスは、構造式 【化1】 で示されるアルコキシシランであることを特徴とするシ
リコン酸化膜の形成方法。3. The method for forming a silicon oxide film according to claim 1, wherein the organic silane gas has a structural formula: A method for forming a silicon oxide film, which is an alkoxysilane represented by the formula:
法において、 前記有機シランガスは、構造式 【化2】 で示されるテトラエトキシシランであることを特徴とす
るシリコン酸化膜の形成方法。4. The method for forming a silicon oxide film according to claim 3, wherein the organic silane gas has a structural formula: A method for forming a silicon oxide film, wherein the method is tetraethoxysilane.
法において、 前記有機シランガスは、構造式 【化3】 で示されるテトラメトキシシランであることを特徴とす
るシリコン酸化膜の形成方法。5. The method for forming a silicon oxide film according to claim 3, wherein the organic silane gas has a structural formula: A method for forming a silicon oxide film, which is tetramethoxysilane represented by the formula:
法において、 前記有機シランガスは、構造式 【化4】 で示されるテトライソプロポキシシランであることを特
徴とするシリコン酸化膜の形成方法。6. The method for forming a silicon oxide film according to claim 3, wherein the organic silane gas has a structural formula: A method for forming a silicon oxide film, wherein the silicon oxide film is tetraisopropoxysilane.
第1シールド膜形成工程と、 前記第1のシールド膜上に、第1のシリコン酸化膜を形
成する第1シリコン酸化膜形成工程と、 前記第1のシリコン酸化膜上に、MR素子を形成するM
R素子形成工程と、 前記MR素子上及び前記第1のシリコン酸化膜上に、第
2のシリコン酸化膜を形成する第2シリコン酸化膜形成
工程と、 前記第2のシリコン酸化膜上に、第2のシールド膜を形
成する第2シールド膜形成工程とを有し、 前記第1又は前記第2シリコン酸化膜形成工程では、酸
素に対する有機シランガスの流量比を0.0001〜
0.05とし、励起周波数を10kHz〜150kHz
として、有機シランガスと酸素とを用いたプラズマCV
D法により前記第1又は前記第2のシリコン酸化膜を形
成することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。7. A first shield film forming step of forming a first shield film on a substrate, and a first silicon oxide film forming step of forming a first silicon oxide film on the first shield film Forming an MR element on the first silicon oxide film;
Forming an R element; forming a second silicon oxide film on the MR element and the first silicon oxide film; forming a second silicon oxide film on the MR element and the first silicon oxide film; A second shield film forming step of forming a second shield film. In the first or second silicon oxide film forming step, the flow ratio of the organosilane gas to oxygen is 0.0001 to 0.0001.
0.05 and the excitation frequency is 10 kHz to 150 kHz
As a plasma CV using an organic silane gas and oxygen
A method for manufacturing a thin-film magnetic head, wherein the first or second silicon oxide film is formed by Method D.
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JP2016021503A (en) * | 2014-07-15 | 2016-02-04 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | Method for manufacturing substrate with germanium layer and substrate with germanium layer |
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