JP3933793B2

JP3933793B2 - Method for forming silicon oxide film and method for manufacturing thin film magnetic head

Info

Publication number: JP3933793B2
Application number: JP16892398A
Authority: JP
Inventors: 司井谷; 由紀子小島
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1998-06-16
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2018-06-16
Also published as: JP2000003911A

Description

【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。
【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 element）（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。
【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。
【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。
【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２１６が挟まれた構造が採用されており、シールド膜２１２、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。
【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。
【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
【０００８】
【化５】

【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（Chemical 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６−１７５１１６号公報）等が提案されている。
【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。
【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、２２０ａを薄く形成してシールド膜２１２ａとシールド膜２２２ａ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２１４ａ、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。
【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。
【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。
【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、基板の温度を１７０℃〜２５０℃として、前記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／Ｏ_２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。
【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
【００１７】
【化６】

【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
【００１９】
【化７】

【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
【００２１】
【化８】

【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
【００２３】
【化９】

【００２４】
で示されるテトラ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０．０００１〜０．０５とし、励起周波数を１０ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚとし、前記基板の温度を１７０℃〜２５０℃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／Ｏ_２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。
【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。
【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。
【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。
【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。ＴＥＯＳ／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。
【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／Ｏ₂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。
【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１１７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１１７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。
【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／Ｏ₂流量比０．０００１〜０．０９、成膜圧力０．５Ｔｏｒｒ、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。
【００３２】
図８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０．０００１〜０．０５の範囲において、ギャップ絶縁膜１１４、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１１４、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。
【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、１２０の膜厚が２０ｎｍの場合と５０ｎｍの場合について測定した。
【００３４】
図９からわかるように、励起周波数が１０ｋＨｚ〜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。
【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。
【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。
【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／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。
【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。
【００３９】
図１２からわかるように、励起周波数が１０ｋＨｚ〜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１００分の１以下となり、また、ギャップ絶縁膜１１４、１２０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。
【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。
【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１４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。
【００４２】
ギャップ絶縁膜１４上には、膜厚４００ｎｍ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ＦｅＮｉ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。
【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。
【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）。
【００４５】
次に、シールド膜１２上に、プラズマＣＶＤ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。
【００４６】
次に、ギャップ絶縁膜１４上に、膜厚４００ｎｍ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。
【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３０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３４を有するレジストマスク３２ａを形成する（図３（ｂ）参照）。
【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）。
【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）。
【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）。
【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。
【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。
【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。
【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
【００５５】
【化１０】

【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
【００５７】
【化１１】

【００５８】
で示されるテトラメトキシシランや、構造式
【００５９】
【化１２】

【００６０】
で示されるテトラプロポキシシラン等を用いることができる。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【符号の説明】
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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of forming a silicon oxide film and a method of manufacturing a thin film magnetic head, and in particular, a method of forming a silicon oxide film capable of obtaining a large dielectric strength even when thinly formed by a CVD method at a low temperature, The present invention also relates to a method of manufacturing a thin film magnetic head that can cope with miniaturization of recording bits.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the development of multimedia, magnetic recording disks for computers are increasing in capacity by about 1.6 times a year, and the recording bits become finer as the recording capacity increases. It is coming.
In order to obtain a sufficient reproduction output from a miniaturized recording bit, a thin film magnetic head using a magneto-resistive element (hereinafter referred to as an MR element) is widely used today.
[0003]
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 the substrate 210, and alumina (Al ₂ O _Three ) A gap insulating film 214 made of a film or a silicon oxide film is formed.
[0004]
On the gap insulating film 214, MR elements 216 having tapered ends are formed, and electrodes 218 are connected to both ends of the MR element 216, respectively.
A gap insulating film 220, a shield film 222, and a gap layer 224 are further formed in this order on the gap insulating film 214, the MR element 216, and the electrode 218. On the gap layer 224, a write used for writing is formed. A magnetic pole 226 is formed. A coil 227 is formed so as to intersect the write magnetic pole 226.
[0005]
Such a conventional thin film magnetic head employs a structure in which the MR element 216 is sandwiched between the shield film 212 and the shield film 222, and is shielded by the

shield films

212 and 222 so as to be external to the MR element 216. The effect of the magnetic field has been reduced.
Conventionally, a silicon oxide film, an alumina film, or the like has been used as the gap insulating film (Japanese Patent Laid-Open Nos. 58-220240, 58-19718, and 6-176322). The film was formed in consideration of the following points.
[0006]
That is, since the MR element is made of a magnetic material, a gap insulating film must be formed at a temperature lower than the Curie point of the magnetic material in order to maintain the magnetization state. For example, when an FeNi film, which is a typical magnetic material, is used for an MR element, the gap insulating film must be formed at 250 ° C. or lower. Therefore, when forming the gap insulating film, a CVD method in which a high temperature of 350 ° C. to 400 ° C. is applied during the film formation cannot be used, and an electron beam evaporation method or a sputtering method which can be formed at a relatively low temperature. Laws were used.
[0007]
As a technique for forming a gap insulating film made of a silicon oxide film at a temperature lower than the Curie point of the FeNi film, a structural formula
[0008]
[Chemical formula 5]

[0009]
The CVD (Chemical Vapor Deposition) method using TEOS (tetraethoxysilane) and ozone as shown in FIG. 2 and the plasma CVD method using two-frequency excitation (Japanese Patent Laid-Open No. 59-207626, Special (Kaihei 7-183236, JP-A-6-175116) and the like have been proposed.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the gap insulating film of the conventional thin-film magnetic head is as thick as 50 nm or more, and the distance between the shield films has been widened. The left side of FIG. 14 schematically shows a case where the conventional thin film magnetic head 200 is opposed to a recording bit 250 of a miniaturized magnetic recording disk. The distance between 212 and the shield film 222 is too large, so that sufficient resolution cannot be obtained.
[0011]
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 thin to reduce the distance between the shield film 212a and the shield film 222a, thereby improving the resolution and reducing the magnetic recording disk. It is conceivable to cope with the miniaturization of the recording bit 250. In this case, it is desirable to reduce the thickness of the

gap insulating films

214a and 220a to, for example, 50 nm or less. However, in the gap insulating film formation method as described above, the number of pinholes increases when the gap insulating film is formed to be 50 nm or less. As a result, sufficient dielectric strength could not be ensured.
[0012]
In the CVD method using TEOS and ozone as source gases, post-treatment, that is, high-temperature heat treatment must be performed in order to improve electrical characteristics such as leakage current (Japanese Patent Laid-Open No. 7-263441). Since the heat treatment is performed at a temperature higher than the Curie temperature of the magnetic body of the element, the magnetization state of the MR element cannot be maintained. In addition, in plasma CVD by two-frequency excitation, a plurality of power sources for generating a high frequency are required, and thus expensive manufacturing facilities have to be used.
[0013]
An object of the present invention is to provide a method for forming a silicon oxide film that can obtain a high dielectric strength even when it is thinly formed 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 the miniaturization of recording bits.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The above object is a silicon oxide film forming method for forming a silicon oxide film by a plasma CVD method using an organic silane gas and oxygen, wherein the flow rate ratio of the organic silane gas to oxygen is set to 0.0001 to 0.05. The frequency is 10 kHz to 150 kHz The substrate temperature is set to 170 ° C. to 250 ° C. This is achieved by a silicon oxide film forming method characterized by forming a silicon oxide film on a substrate. As a result, TEOS / O ₂ Since the silicon oxide film is formed by the plasma CVD method in which the flow rate ratio and the excitation frequency are set to appropriate values, the silicon oxide film is deteriorated even when a thin silicon oxide film is formed by the CVD method at a low temperature. Therefore, a high-quality silicon oxide film having a high dielectric strength can be formed.
[0016]
In the method for forming a silicon oxide film, the organosilane gas has a structural formula.
[0017]
[Chemical 6]

[0018]
It is desirable that it is alkoxysilane shown by these.
In the method for forming a silicon oxide film, the organosilane gas has a structural formula.
[0019]
[Chemical 7]

[0020]
It is desirable that it is tetraethoxysilane shown by these.
In the method for forming a silicon oxide film, the organosilane gas has a structural formula.
[0021]
[Chemical 8]

[0022]
It is desirable that it is tetramethoxysilane shown by these.
In the method for forming a silicon oxide film, the organosilane gas has a structural formula.
[0023]
[Chemical 9]

[0024]
Tet indicated by Lapu Desirably, it is ropoxysilane.
Further, the object is to form a first shield film on the substrate to form a first shield film, and to form a first silicon oxide film to form a first silicon oxide film on the first shield film. A step of forming an MR element on the first silicon oxide film; and a second step of forming a second silicon oxide film on the MR element and the first silicon oxide film. A silicon oxide film forming step; and a second shield film forming step of forming a second shield film on the second silicon oxide film. In the first or second silicon oxide film forming step, The flow rate ratio of the organosilane gas to oxygen is 0.0001 to 0.05, and the excitation frequency is 10 kHz to 150 kHz. The temperature of the substrate is set to 170 ° C. to 250 ° C. The first or second silicon oxide film is formed by a plasma CVD method using an organic silane gas and oxygen. As a result, TEOS / O ₂ Since the silicon oxide film is formed by the plasma CVD method in which the flow rate ratio and the excitation frequency are set to appropriate values, the silicon oxide film is deteriorated even when a thin silicon oxide film is formed by the CVD method at a low temperature. Therefore, a high-quality silicon oxide film having a high dielectric strength can be formed. Since a silicon oxide film having a high dielectric strength can be thinly formed at a low temperature, the resolution of the thin film magnetic head can be improved and the recording bit can be made finer.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, a silicon oxide film is formed by plasma CVD using TEOS and oxygen as source gases, and an excitation frequency and TEOS / O ₂ The main characteristic is that the silicon oxide film is formed by setting the flow rate ratio to an appropriate value.
When forming a silicon oxide film using TEOS and oxygen as raw materials, if a plasma CVD method with a low excitation frequency is used, ions in the plasma can follow changes in the electric field, and silicon oxide during film formation can be obtained. Ions can be incident on the surface of the film. Therefore, if ions are incident in this way, it becomes possible to supply electric field energy to reactive species present on the surface of the silicon oxide film being formed, and energy required for migration and chemical reaction is supplied. It is considered that the formation of the silicon oxide film proceeds while the reactive species actively move on the surface of the silicon oxide film.
[0026]
TEOS / O ₂ It is considered that a good quality silicon oxide film can be formed by reducing the flow ratio (TEOS flow rate: TEOS saturated vapor pressure × carrier argon flow rate / total pressure). That is, TEOS / O ₂ If the flow rate ratio is lowered, the silicon oxide film is formed at a low speed. If a silicon oxide film is formed at a slow speed, a sufficient reaction occurs in the process of forming the silicon oxide film, so even if a thin silicon oxide film is formed, a high-quality silicon oxide film with few pinholes is formed. I think it can be done.
[0027]
However, simply using a plasma CVD method with a low excitation frequency, TEOS / O ₂ When the flow rate ratio is lowered, it is difficult to form a high-quality silicon oxide film having a high dielectric strength. That is, when ions are incident on the surface of the silicon oxide film, the silicon oxide film or the base of the silicon oxide film is sputtered, and since the film formation time is long, the silicon oxide film or the base of the silicon oxide film is deteriorated. End up.
[0028]
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, TEOS / O ₂ It is considered that the flow rate ratio and the excitation frequency may be set to appropriate values. TEOS / O ₂ If the flow rate ratio and the excitation frequency are set to appropriate values, a high-quality silicon oxide film having a small number of pinholes and a high dielectric strength can be obtained even when it is thinly formed by CVD at a low temperature of 50 nm or less. It is thought that it can be formed.
[0029]
Therefore, in the present invention, in the plasma CVD method at about 170 ° C. to 250 ° C., TEOS / O ₂ The silicon oxide film is formed by appropriately setting the flow rate ratio and the excitation frequency.
TEOS / O ₂ The evaluation result of the silicon oxide film performed for examining appropriate values of the 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 ₂ 9 is a graph showing the relationship between the flow rate ratio and the average dielectric strength, and FIG. 9 is a graph showing the relationship between the excitation frequency and the average dielectric strength. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a sample for measuring the pinhole density. FIG. 11 shows TEOS / O ₂ 12 is a graph showing the relationship between the flow rate ratio and the pinhole density, and FIG. 12 is a graph showing the relationship between the excitation frequency and the pinhole density.
[0030]
(Dielectric strength)
First, the dielectric strength evaluation results will be described with reference to FIGS.
FIG. 7 shows a sample formed by imitating a thin film magnetic head in order to evaluate the dielectric strength of the silicon oxide film. That is, as shown in FIG. 7A, an electrode layer 112, a gap insulating film 114 made of a silicon oxide film, and an electrode layer 117 are sequentially formed on the

silicon substrate

110, and 2 on the electrode layer 117. Two electrodes 118 are formed. As the electrode 118, a planar shape as shown in FIG. A gap insulating film 120 made of a silicon oxide film is formed on the electrode layer 117 and the electrode 118, and an electrode layer 122 is formed on the gap insulating film 120. Note that the electrode layers 112, 117, and 122 and the electrode 118 were formed by an electron beam evaporation method.
[0031]
The

gap insulating films

114 and 120 were formed by a plasma CVD method using a parallel plate type plasma CVD apparatus. The film formation conditions are: discharge output 100 W, excitation frequency 10 kHz to 13.56 MHz, TEOS / O ₂ The flow rate ratio was 0.0001 to 0.09, the film forming pressure was 0.5 Torr, and the substrate temperature was 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 a dielectric strength tester 150. Here, the leakage current amount is 1 × 10 ^-6 The average dielectric strength was determined by calculating the average of the potential gradient when the potential was greater than A as the dielectric strength.
[0032]
FIG. 8 shows TEOS / O ₂ 5 is a graph showing the measurement results of the average dielectric strength when the

gap insulating films

114 and 120 are formed by appropriately setting the flow rate ratio in the range of 0.0001 to 0.09. The measurement was performed with the excitation frequency of 0.1 MHz and the thickness of the

gap insulating films

114 and 120 being 20 nm and 50 nm.
As can be seen from FIG. 8, TEOS / O ₂ When the

gap insulating films

114 and 120 have a thickness of 50 nm, a good average dielectric strength exceeding 8 MV / cm can be obtained, and the

gap insulating films

114 and 120 have a flow ratio of 0.0001 to 0.05. Even when the film thickness was 20 nm, an average dielectric strength exceeding 6 MV / cm was obtained.
[0033]
FIG. 9 is a graph showing the measurement results of the average dielectric strength when the

gap insulating films

114 and 120 are formed by appropriately setting the excitation frequency in the range of 10 kHz to 13.56 MHz. TEOS / O ₂ The flow rate ratio was 0.016, and the thickness of the

gap insulating films

114 and 120 was 20 nm and 50 nm.
[0034]
As can be seen from FIG. 9, when the excitation frequency is in the range of 10 kHz to 150 kHz, the average dielectric strength is 10 MV / cm and the average dielectric strength is good when the

gap insulating films

114 and 120 are both 20 nm and 50 nm thick. Obtained.
(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]
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a sample used for measuring the pinhole density.
As shown in FIG. 10, a metal layer 112a made of FeNi film is formed on the silicon substrate 110a, and a gap insulating film 114a made of silicon oxide film is formed on the metal layer 112a.
Such a sample is used as an etching solution for FeNi film (Fe (Cl)). _Three (+ HCl) for 30 seconds, and then the number of pinholes was measured using etch pits to calculate the pinhole density.
[0036]
FIG. 11 shows TEOS / O ₂ 5 is a graph showing pinhole density measurement results when a gap insulating film 114a made of a silicon oxide film is formed by appropriately setting the flow rate ratio in the range of 0.0001 to 0.09. Measurement was performed with an excitation frequency of 0.1 MHz and a gap insulating film 114a having a thickness of 20 nm and 50 nm.
[0037]
As can be seen from FIG. 11, TEOS / O ₂ When the thickness of the gap insulating film 114a is 50 nm, the pinhole density is 2 / cm. ² In other words, even when the thickness of the gap insulating film 114a is 20 nm, it is 2 / cm 2 or less. ² In other words, it was 1/100 or less of the conventional pinhole density.
[0038]
FIG. 12 is a graph showing the measurement result of the pinhole density when the gap insulating film 114a is formed by appropriately setting the excitation frequency in the range of 10 kHz to 13.56 MHz. TEOS / O ₂ The flow rate ratio was 0.016 and the thickness of the gap insulating film 114a was 20 nm and 50 nm.
[0039]
As can be seen from FIG. 12, the pinhole density is 2 / cm when the gap insulating film 114a is 50 nm in the excitation frequency range of 10 kHz to 150 kHz. ² Or less than 1/100 of the conventional pinhole density, and even when the thickness of the

gap insulating films

114 and 120 is 20 nm, 2 pieces / cm ² In other words, it was 1/100 or less of the conventional pinhole density.
[0040]
From the evaluation results as described above, the inventors of the present application have determined that TEOS / O ₂ The flow rate ratio is 0.0001 to 0.05 and the excitation frequency is 10 kHz to 150 kHz. Even when a thin gap insulating film is formed, the dielectric strength is large, the number of pinholes is small, and the quality is high. It has been found that a gap insulating film can be formed. Next, as an embodiment of the present invention, a thin film magnetic head to which the above silicon oxide film forming method is applied and a method for manufacturing the same will be described. FIG. 1 is a sectional view showing the thin film magnetic head according to the present embodiment. 2 to 6 are process cross-sectional views illustrating the method of manufacturing the thin film magnetic head according to the present embodiment.
[0041]
(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 a 2 μm thick FeN film is formed on a substrate 10, and a gap insulating film 14 made of a 50 nm thick silicon oxide film is formed on the shield film 12. Is formed. The gap insulating film 14 is made of TEOS / O as described above. ₂ Formed by a plasma CVD method in which the flow rate ratio and the excitation frequency are appropriately set.
[0042]
An MR element 16 made of a magnetoresistive film having a thickness of 400 nm is formed on the gap insulating film 14, and electrodes 18 are connected to both ends of the MR element 16, respectively.
On the gap insulating film 14, the MR element 16, and the electrode 18, a gap insulating film 20 made of a 50 nm thick silicon oxide film, a shield film 22 made of a 3.5 μm thick FeNi film, and a film thickness of 0 .5 μm Al ₂ O _Three A gap layer 24 made of a film is sequentially formed. Furthermore, a write write magnetic pole 26 made of a FeNi film is formed on the gap layer 24. The gap insulating film 20 is formed by the same method as the gap insulating film 14.
[0043]
As described above, since the

gap insulating films

14 and 20 are as thin as 50 nm in the thin film magnetic head according to the present embodiment, the distance between the

shield films

14 and 20 can be reduced. Since the distance between the

shield films

14 and 20 is small, the resolution can be improved, and it is possible to deal with the recording bits of a miniaturized magnetic recording disk.
[0044]
(Manufacturing method of thin film magnetic head)
Next, the method of manufacturing the thin film magnetic head according to the present embodiment will be explained with reference to FIGS.
First, a shield film 12 made of an FeN film having a thickness of 2 μm is formed on the substrate 10 (see FIG. 2A).
[0045]
Next, a gap insulating film 14 made of a silicon oxide film having a thickness of 50 nm is formed on the shield film 12 by plasma CVD (see FIG. 2B). At this time, a parallel plate type plasma CVD apparatus can be used as the film forming apparatus. The film formation conditions are, for example, a discharge output of 100 W, TEOS / O ₂ The flow rate ratio may be 0.0001 to 0.05, the excitation frequency is 10 kHz to 150 kHz, the film forming pressure is 0.5 Torr, and the substrate temperature is 200 ° C. Note that the temperature in the deposition chamber is desirably set as appropriate, and may be set to 170 ° C. to 250 ° C., for example. Thus, the excitation frequency and TEOS / O ₂ Since the gap insulating film 14 is formed by the plasma CVD method in which the flow rate ratio is set to an appropriate value, the dielectric strength is not deteriorated even when the thin gap insulating film 14 is formed. A high-quality gap insulating film 14 having a large thickness can be formed.
[0046]
Next, a magnetoresistive film 15 having a thickness of 400 nm is formed on the gap insulating film 14. As the magnetoresistive effect film 15, for example, Fe ₁₉ Ni ₈₁ A film or the like can be used.
Next, a resist film 28 is formed on the magnetoresistive film 15 by applying a photoresist.
[0047]
Next, an alumina film 30 is formed on the resist film 28 by sputtering.
Next, a photoresist film 32 is formed on the alumina film 30 by applying a photoresist.
Next, the resist film 32 is patterned to form a resist mask 32a having an opening 34 reaching the alumina film 30 (see FIG. 3B).
[0048]
Next, the alumina film 30 is etched by ion milling using the resist mask 32a as a mask (see FIG. 3C).
Next, the resist film 28 and the resist mask 32a are etched by dry etching. As a result, the resist film 28 under the alumina film 30 is side-etched (see FIG. 4A).
[0049]
Next, the magnetoresistive film 15 is etched by ion milling using the alumina film 30 as a mask. As a result, the end portion of the magnetoresistive film 15 is formed in a tapered shape (see FIG. 4B).
Next, a TiW film 19 having a thickness of 800 nm is formed on the entire surface by sputtering (see FIG. 4C).
[0050]
Next, lift-off is performed, and the alumina film 30 and the TiW film 19 on the resist film 28 are removed together with the resist film 28 (see FIG. 5A).
Next, the MR element 16 and the electrode 18 are formed by patterning the magnetoresistive effect film 15 and the TiW film 19 (see FIG. 5B).
Next, a gap insulating film 20 made of a silicon oxide film having a thickness of 50 nm is formed on the entire surface. The gap insulating film 20 can be formed in the same manner as the gap insulating film 14 (see FIG. 5C).
[0051]
Next, a shield film 22 made of a FeNi film having a thickness of 3.5 μm is formed on the entire surface.
Next, on the entire surface, a film thickness of 0.5 μm, Al ₂ O _Three A gap layer 24 made of a film is formed (see FIG. 6A).
Next, an FeNi film having a thickness of 3 μm is formed on the gap layer 24.
[0052]
Next, the write magnetic 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.
Thus, according to the present embodiment, the excitation frequency and TEOS / O ₂ Since the gap insulating film is formed by the plasma CVD method in which the flow rate ratio is set to an appropriate value, even when a thin gap insulating film is formed by the CVD method at a low temperature, the gap insulating film is not deteriorated. A high-quality gap insulating film having a high dielectric strength can be formed. Since a high-quality gap insulating film having a high dielectric strength can be formed thinly, the resolution of the thin-film magnetic head can be improved, thereby providing a thin-film magnetic head that can cope with the miniaturization of recording bits. .
[0053]
[Modified Embodiment]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
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. However, the above technique is not limited to the case where it is applied to the gap insulating film of the thin film magnetic head. Can be applied to.
[0054]
In the above embodiment, TEOS is used as the source gas. However, the source gas is not limited to TEOS, and the structural formula
[0055]
[Chemical Formula 10]

[0056]
In general, for example, structural formulas can be used.
[0057]
Embedded image

[0058]
Tetramethoxysilane shown by or structural formula
[0059]
Embedded image

[0060]
Tet indicated by Lapu Roxy silane or the like can be used.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, TEOS / O ₂ Since the silicon oxide film is formed by the plasma CVD method in which the flow rate ratio and the excitation frequency are set to appropriate values, the silicon oxide film is deteriorated even when a thin silicon oxide film is formed by the CVD method at a low temperature. Therefore, a high-quality silicon oxide film having a high dielectric strength can be formed.
[0062]
Also, according to the present invention, TEOS / O ₂ Since the gap insulating film is formed by the plasma CVD method in which the flow rate ratio and the excitation frequency are set to appropriate values, the gap insulating film is deteriorated even when a thin gap insulating film is formed by the CVD method at a low temperature. Therefore, a high-quality gap insulating film having a high dielectric strength can be formed. Since a high-quality gap insulating film having a high 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 the miniaturization of recording bits.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a thin film magnetic head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a process cross-sectional view (part 1) illustrating the method for manufacturing the thin-film magnetic head according to the embodiment of the invention.
FIG. 3 is a process cross-sectional view (part 2) illustrating the method for manufacturing the thin-film magnetic head according to the embodiment of the invention.
FIG. 4 is a process cross-sectional view (part 3) illustrating the method for manufacturing the thin film magnetic head according to the embodiment of the invention;
FIG. 5 is a process cross-sectional view (part 4) illustrating the method for manufacturing the thin film magnetic head according to the embodiment of the invention;
FIG. 6 is a process cross-sectional view (part 5) illustrating the method for manufacturing the thin film magnetic head according to the embodiment of the invention;
7A and 7B are a cross-sectional view and a plan view showing a sample formed by imitating a thin film magnetic head.
FIG. 8 TEOS / O ₂ It is a graph which shows the relationship between the flow rate ratio and average dielectric strength.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between excitation frequency and average dielectric strength.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a sample for measuring pinhole density.
FIG. 11 TEOS / O ₂ It is a graph which shows the relationship between the flow rate ratio and pinhole density.
FIG. 12 is a graph showing the relationship between excitation frequency and pinhole density.
FIG. 13 is a sectional view showing a conventional thin film magnetic head and a perspective view showing the section.
FIG. 14 is a schematic view when a thin film magnetic head is opposed to a recording bit of a magnetic recording disk.
[Explanation of symbols]
10 ... Board
12 ... Shielding film
14: Gap insulating film
15 ... Magnetoresistive film
16 ... MR element
18 ... Electrode
19 ... TiW film
20: Gap insulating film
22 ... Shielding film
24 ... Gap layer
26 ... Light magnetic pole
28 ... Resist film
30 ... Alumina membrane
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 ... Board
212 ... Shield film
212a ... Shield film
214 ... Gap insulating film
214a ... Gap insulating film
216 ... MR element
216a ... MR element
218 ... Electrode
220: Gap insulating film
220a ... Gap insulating film
222 Shield film
222a ... Shield film
224: Gap layer
226 ... Light magnetic pole
227 ... Coil
250: Recording bit

Claims

A silicon oxide film forming method for forming a silicon oxide film by a plasma CVD method using an organosilane gas and oxygen,
A silicon oxide film is formed on the substrate at a flow rate ratio of organosilane gas to oxygen of 0.0001 to 0.05, an excitation frequency of 10 kHz to 150 kHz, and a substrate temperature of 170 ° C. to 250 ° C. Forming a silicon oxide film.

In the method of forming a silicon oxide film of claim 1 Symbol placement,
The organosilane gas has a structural formula

A method for forming a silicon oxide film, which is an alkoxysilane represented by the formula:

The method for forming a silicon oxide film according to claim 2 ,
The organosilane gas has a structural formula

A method for forming a silicon oxide film, characterized in that it is tetraethoxysilane.

A method for forming a silicon oxide film, characterized in that it is tetramethoxysilane.

Method of forming a silicon oxide film, which is a Tet Lapu Ropokishishiran shown in.

A first shield film forming step of forming a first shield film on the 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;
A second silicon oxide film forming step of forming a second silicon oxide film on the MR element and on the first silicon oxide film;
A second shield film forming step of forming a second shield film on the second silicon oxide film,
In the first or second silicon oxide film forming step, the flow rate ratio of the organosilane gas to oxygen is 0.0001 to 0.05, the excitation frequency is 10 kHz to 150 kHz, and the temperature of the substrate is 170 ° C. to 250 ° C. And forming the first or second silicon oxide film by a plasma CVD method using an organic silane gas and oxygen.