(57)【要約】【課題】  膜硬度の低下、磁気スペーシングの増加を伴わず、硬質膜でかつコンタミネーションガスが極めて吸着しにくい、保護膜、該保護膜の製造方法、および該保護膜を有する磁気記録媒体を提供すること。【解決手段】  膜表面層５および膜内層６からなり、テトラヘドラル・アモルファス・カーボン膜からなる保護膜において、膜表面層５は水素を含まず窒化処理による窒素を含み、膜内層６は水素、窒素を含まず膜表面層５よりもｓｐ３結合炭素に富んだ膜として構成した。【選択図】  図１
2005171329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の部材の表面を被覆する保護膜であって、
膜表面層および膜内層からなり、ｓｐ３結合炭素を主成分としたテトラヘドラル・アモルファス・カーボン膜からなるもので、
前記膜表面層および前記膜内層には、所定の濃度範囲に制限された水素又は窒素が含有され、
ここで、
前記ｓｐ３結合炭素の比は、前記膜表面層よりも前記膜内層の方が高く設定され、
前記水素の濃度は、前記膜表面層および前記膜内層で略ゼロに近い値に設定され、
前記窒素の濃度は、前記膜表面層の濃度よりも前記膜内層の濃度の方が低く設定されたことを特徴とする保護膜。
【請求項２】
前記水素の濃度は、前記膜表面層および前記膜内層で、１０ａｔ．％以下の濃度であることを特徴とする請求項１記載の保護膜。
【請求項３】
前記窒素の濃度は、前記膜表面層で５ａｔ．％以上の濃度で、前記膜内層で５ａｔ．％未満の濃度であることを特徴とする請求項１又は２記載の保護膜。
【請求項４】
前記ｓｐ３結合炭素の比は、５０％以上であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の保護膜。
【請求項５】
前記膜表面層は、１ｎｍ以下の膜厚であり、
前記膜内層は、１ｎｍ〜４ｎｍの膜厚であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の保護膜。
【請求項６】
所定の部材の表面を被覆する保護膜の製造方法であって、
前記所定の部材上に、ｓｐ３結合炭素を主成分としたテトラヘドラル・アモルファス・カーボン膜からなる保護膜を形成する膜形成工程と、
前記保護膜の表面を窒化処理し、窒素又は水素を所定の濃度範囲に制限して、膜表面層および膜内層を形成する表面処理工程と
を具え、
ここで、
前記ｓｐ３結合炭素の比は、前記膜表面層よりも前記膜内層の方が高く設定され、
前記水素の濃度は、前記膜表面層および前記膜内層で略ゼロに近い値に設定され、
前記窒素の濃度は、前記膜表面層の濃度よりも前記膜内層の濃度の方が低く設定されたことを特徴とする保護膜の製造方法。
【請求項７】
前記水素の濃度は、前記膜表面層および前記膜内層で、１０ａｔ．％以下の濃度であることを特徴とする請求項６記載の保護膜の製造方法。
【請求項８】
前記窒素の濃度は、前記膜表面層で５ａｔ．％以上の濃度で、前記膜内層で５ａｔ．％未満の濃度であることを特徴とする請求項６又は７記載の保護膜の製造方法。
【請求項９】
前記ｓｐ３結合炭素の比は、５０％以上であることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の保護膜の製造方法。
【請求項１０】
前記膜表面層は、１ｎｍ以下の膜厚であり、
前記膜内層は、１ｎｍ〜４ｎｍの膜厚であることを特徴とする請求項６ないし９のいずれかに記載の保護膜の製造方法。
【請求項１１】
前記膜形成工程は、フィルタード・カソーディック・アーク法により、前記保護膜を形成し、
前記表面処理工程は、表面窒素プラズマ処理により前記保護膜の表面を窒化処理することにより、前記膜表面層と前記膜内層を形成する
ことを特徴とする請求項６ないし１０のいずれかに記載の保護膜の製造方法。
【請求項１２】
基体と、該基体上に形成された磁気記録層と、該磁気記録層上に形成された保護膜とからなる磁気記録媒体であって、
前記保護膜は、請求項６ないし１１のいずれかに記載の保護膜の製造方法により形成されたことを特徴とする磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護膜、保護膜の製造方法、および磁気記録媒体に関し、特に、耐摺動部材または耐摩耗部材のコーティングに用いられる硬質被膜、および該硬質被膜の製造方法、および該硬質被膜を保護膜として有する磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐摺動部材または耐摩耗部材のコーティングに用いられる硬質被膜のうち、カーボンを用いたものとしてＤＬＣ（ダイヤモンド・ライク・カーボン）膜がある。ＤＬＣ膜は、表面平滑性に優れ、硬さも大きいことから表面被膜として適している。
【０００３】
ＤＬＣ膜の形成手法としては、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法等が用いられてきている。
【０００４】
磁気記録媒体には、磁気記録層を磁気ヘッドの接触、摺動による損傷、および腐食から保護するために、磁気記録層上にＤＬＣ膜からなる保護膜が形成されている。
【０００５】
スパッタリング法、ＣＶＤ法で形成したＤＬＣ膜を比べた場合、ＣＶＤ法で形成したＤＬＣ膜の方が緻密で硬い。これは、ＣＶＤ法によるＤＬＣ膜が、炭化水素ラジカルから形成されるため、水素を介して３次元的な剛性の強い四面体構造をとり易くなっているためと考えられる。このことから、近年、磁気記録媒体の保護膜には、ＣＶＤ法で形成したＤＬＣ膜が用いられている。
【０００６】
磁気記録媒体の保護膜には、磁気記録層を磁気ヘッドの接触、摺動による損傷、および腐食から保護すると同時に、コンタミネーションガスの吸着が少ないことも要求される。ＣＶＤ法で形成したＤＬＣ膜は緻密で硬いため、保護層としては適しているが、そのままではＳＯ２等のコンタミネーションガスを吸着しやすい。その理由は、ＣＶＤ法によるＤＬＣ膜の場合、膜表面にも水素が存在するため、そこがコンタミネーションガスの吸着サイトになっているためと考えられる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３２９０７号公報
【特許文献２】特開平９−１２８７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記問題を防ぐために、ＤＬＣ膜に窒素を添加したり（特許文献１）、保護膜を積層したり（特許文献２）する方法がとられてきた。
【０００９】
しかしながら、ＤＬＣ膜に窒素を添加すると、膜硬度が低下してしまい、また、保護膜を積層することは、磁気スペーシングの点からは有利とは言えない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、膜硬度の低下、磁気スペーシングの増加を伴わず、硬質膜でかつコンタミネーションガスが極めて吸着しにくい、保護膜、該保護膜の製造方法、および該保護膜を有する磁気記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、所定の部材の表面を被覆する保護膜であって、膜表面層および膜内層からなり、ｓｐ３結合炭素を主成分としたテトラヘドラル・アモルファス・カーボン膜からなるもので、前記膜表面層および前記膜内層には、所定の濃度範囲に制限された水素又は窒素が含有され、ここで、前記ｓｐ３結合炭素の比は、前記膜表面層よりも前記膜内層の方が高く設定され、前記水素の濃度は、前記膜表面層および前記膜内層で略ゼロに近い値に設定され、前記窒素の濃度は、前記膜表面層の濃度よりも前記膜内層の濃度の方が低く設定された保護膜を構成する。
【００１２】
ここで、前記水素の濃度は、前記膜表面層および前記膜内層で、１０ａｔ．％以下の濃度がよい。
【００１３】
前記窒素の濃度は、前記膜表面層で５ａｔ．％以上の濃度で、前記膜内層で５ａｔ．％未満の濃度がよい。
【００１４】
前記ｓｐ３結合炭素の比は、５０％以上がよい。
【００１５】
前記膜表面層は、１ｎｍ以下の膜厚で、前記膜内層は、１ｎｍ〜４ｎｍの膜厚がよい。
【００１６】
本発明は、所定の部材の表面を被覆する保護膜の製造方法であって、前記所定の部材上に、ｓｐ３結合炭素を主成分としたテトラヘドラル・アモルファス・カーボン膜からなる保護膜を形成する膜形成工程と、前記保護膜の表面を窒化処理し、窒素又は水素を所定の濃度範囲に制限して、膜表面層および膜内層を形成する表面処理工程とを具え、ここで、前記ｓｐ３結合炭素の比は、前記膜表面層よりも前記膜内層の方が高く設定され、前記水素の濃度は、前記膜表面層および前記膜内層で略ゼロに近い値に設定され、前記窒素の濃度は、前記膜表面層の濃度よりも前記膜内層の濃度の方が低く設定された保護膜の製造方法を提供する。
【００１７】
前記水素の濃度は、前記膜表面層および前記膜内層で、１０ａｔ．％以下の濃度がよい。
【００１８】
前記窒素の濃度は、前記膜表面層で５ａｔ．％以上の濃度で、前記膜内層で５ａｔ．％未満の濃度がよい。
【００１９】
本発明は、基体と、該基体上に形成された磁気記録層と、該磁気記録層上に形成された保護膜とからなる磁気記録媒体であって、上記記載の製造方法により形成された保護膜を有することによって、磁気記録媒体を構成する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、膜表面層５および膜内層６からなり、テトラヘドラル・アモルファス・カーボン膜からなる保護膜において、膜表面層５は水素を含まず窒化処理による窒素を含み、膜内層６は水素、窒素を含まず膜表面層５よりもｓｐ３結合炭素に富んだ膜から構成したので、硬質膜でコンタミネーションガスが極めて吸着しにくい保護膜を作製することができ、これにより、耐摺動性や耐摩耗性に優れた磁気記録媒体を作製することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。  
［第１の例］
本発明の第１の実施の形態を、図１〜図７に基づいて説明する。
【００２２】
（保護膜）
図１は、保護膜の構成例を示す。  
本例では、耐摺動部材又は耐摩耗部材の保護膜を、磁気記録媒体に形成した例について説明する。
【００２３】
磁気記録媒体１は、図１（ａ）に示すように、基体２と、基体２上に形成された磁気記録層３と、磁気記録層３上に形成された保護膜４とから構成される。
【００２４】
保護膜４は、ｓｐ３結合炭素を主成分としたテトラヘドラル・アモルファス・カーボン膜からなり、図１（ｂ）に示すように、膜表面層５と膜内層６から構成されている。
【００２５】
膜表面層５および膜内層６には、それぞれ、主成分としてのｓｐ３結合炭素の他に、非主成分としての水素および窒素が一定の濃度比で配分されている。ｓｐ３結合炭素の比は、膜表面層５よりも膜内層６の方が高くなっている。
【００２６】
図２は、カーボン膜の相図を示す。ｓｐ３結合炭素の比とは、（ｓｐ３結合炭素）／（ｓｐ３結合炭素＋ｓｐ２結合炭素）として定義される。本例では、このｓｐ３結合炭素の比は、５０％以上である。
【００２７】
水素の濃度は、膜表面層５および膜内層６で、それぞれ、１０ａｔ．％以下の濃度であることが望ましい。
【００２８】
窒素の濃度は、膜表面層５では５ａｔ．％以上の濃度であり、また、膜内層６では５ａｔ．％未満の濃度、望ましくは略ゼロ値に近い値である。
【００２９】
このように、膜表面層５および膜内層６において、ｓｐ３結合炭素の比と、水素の濃度と、窒素の濃度とが、一定の組成比で配分されていることに特徴がある。
【００３０】
（製造方法）
次に、保護膜４の製造方法について説明する。  
図３は、保護膜４の製造工程の１例を示す。  
図３（ａ）の工程では、基体２上に磁気記録層３を形成する。  
図３（ｂ）の工程では、磁気記録層３上に、ｓｐ３結合炭素を主成分としたテトラヘドラル・アモルファス・カーボン膜からなる保護膜４（以下、ｔａ−Ｃ膜という）を形成する。  
図３（ｃ）の工程では、ｔａ−Ｃ膜４の表面を窒化処理し、窒素を含有した膜表面層５と、窒素をほとんど有しない膜内層６とを構成する。
【００３１】
図４は、ｔａ−Ｃ膜４を形成するためのフィルタード・カソーディック・アーク（以下、ＦＣＡという）装置２０の構成例を示す。
【００３２】
ＦＣＡ装置２０は、アーク源２１と、磁気フィルター２２と、成膜チャンバー２３とに大別される。
【００３３】
アーク源２１は、外径７６ｍｍ、内径７０ｍｍのステンレスパイプをアーク源用真空室２４の本体として用いた。このアーク源用真空室２４は、電気的に接地されている。
【００３４】
アーク源２１の陰極２５には、純度９９．９９９％、直径３０ｍｍ、厚さ３０ｍｍの円柱状のグラファイト（炭素）を用い、電気的に接地しないようにしてアーク源用真空室２４内に設置すると共に、直流アーク電源２６に接続されている。陰極２５、陽極２７、アーク源用真空室２４は、アーク放電時の過熱を防ぐために水冷式となっている。また、陰極２５の表面に接触させて、アーク放電を開始させるためのストライカー２８が設置されている。
【００３５】
磁気フィルター２２は、外径７６ｍｍ、内径７０ｍｍ、曲率半径３００ｍｍの１／４円弧状ステンレスパイプをコアとして、このコアに線径２ｍｍのポリエステル被覆銅線を巻いた電磁石コイル３１により構成されている。電磁石コイル３１の単位長さ当たりの巻き数は、１０００ターン／ｍである。
【００３６】
真空に排気された成膜チャンバー２３内には、磁気記録層３まで形成された直径６５ｍｍの磁気記録媒体１が成膜基板として設置されている。２９はシャッターであり、３０はＸ方向ラスターコイルである。
【００３７】
このようなＦＣＡ装置２０を用いて、アーク源２１のストライカー２８によりアーク放電（陰極物質プラズマを形成）を開始する。これにより、図３（ｂ）に示したように、磁気記録媒体１の磁気記録層３上に、膜厚４ｎｍのｔａ−Ｃ膜４を成膜することができる（ＦＣＡ法）。ただし、アーク電圧は３０Ｖ、アーク電流は１２０Ａとした。
【００３８】
さらに、このｔａ−Ｃ膜４まで形成された磁気記録媒体１を真空に維持したまま、プラズマ処理チャンバー（図示せず）に搬送し、所定の窒素圧力下でグロー放電させてｔａ−Ｃ膜４の表面を窒化する（表面窒素プラズマ処理）。これにより、図１（ｂ）に示したように、膜表面層５および膜内層６を形成することができる。
【００３９】
（ｓｐ３結合炭素/水素/窒素の組成比）
次に、このようにして作製した磁気記録媒体１において、膜表面層５と膜内層６に含まれる、ｓｐ３結合炭素の比、水素の濃度、窒素の濃度を測定した。
【００４０】
水素前方散乱法（ＨＦＳ）により求めた深さ１ｎｍまでの膜表面層５における水素の量は、１．１ａｔ．％であった。
【００４１】
Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）のＣｌｓピークをピーク分離して求めたｓｐ３結合炭素の比は、８３％であった。
【００４２】
オージェ電子分光法（ＡＥＳ）の深さ方向測定により求めた深さ１ｎｍを超える膜内層６の窒素の量は、０．７ａｔ．％であり、深さ１ｎｍまでの膜表面層５の窒素の量は１０．４ａｔ．％であった。
【００４３】
図５は、膜表面層５と膜内層６に含まれる、ｓｐ３結合炭素の比、水素の濃度、窒素の濃度を、工程毎にまとめたものである。
【００４４】
図６は、ｓｐ３結合炭素の比、水素の濃度、窒素の濃度のデプスプロファイル特性を示す。
【００４５】
この磁気記録媒体１を、所定の温度、湿度で、所定の濃度のＳＯ２ガス環境下に１０時間放置した後、飛行時間型２次イオン質量分析装置（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）を用いてガス吸着量（ＳＯ３−イオン）を測定したところ、３分当たり、約９２０カウントであった。
【００４６】
膜表面層５の深さは、約０．０〜１．０ｎｍの範囲である。膜内層６の深さは、約１．０ｎｍ〜４．０ｎｍの範囲である。なお、ｓｐ３結合炭素の比は、膜内層６でのｓｐ３結合炭素の比の平均的な値である。
【００４７】
図７に、図６のデプスプロファイル特性の比較例を示す。  
飛行時間型２次イオン質量分析装置（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）を用いてガス吸着量（ＳＯ３−イオン）を測定したところ、３分当たり、約４４５０カウントであった。
【００４８】
以上の測定結果から、ｓｐ３結合炭素の比、水素の濃度、窒素の濃度について比較検討する。
【００４９】
ｓｐ３結合炭素の比は、ｔａ−Ｃ膜４の形成工程の後において比較すると、膜表面層５の方が、膜内層６の８３％よりも低い値になっている。これは、終端構造のために膜内層６よりも低くなっているためであると考えられる。また、窒化処理工程の後において比較すると、膜表面層５の方が、膜内層６の８３％よりもかなり低い値になっている。これは、終端構造に加え、窒化処理の影響で膜内層６よりもさらに低下したためであると考えられる。
【００５０】
水素の濃度は、ｔａ−Ｃ膜４の形成工程および窒化処理工程の後において濃度差はみられず、膜表面層５および膜内層６の量は共に微量でほぼゼロに近い値となっている。
【００５１】
窒素の濃度は、ｔａ−Ｃ膜４の形成工程の後においては、膜表面層５および膜内層６の量に濃度差はみられない。窒化処理工程の後においては、膜内層６での濃度変化はみられないが、膜表面層５が膜内層６よりも高い値１０．４ａｔ．％となっている。
【００５２】
（膜表面層/膜内層の層構造）
次に、ｔａ−Ｃ膜４を構成する膜表面層５および膜内層６の層構造について考察する。  図５、図６で説明したように、膜内層６でのｓｐ３結合炭素の比（８３％）は、終端構造および窒化の影響を受ける膜表面層５のｓｐ３結合炭素の比（≪８３％）に比べてかなり高い値となっている。このようにｔａ−Ｃ膜４は、ｓｐ３結合炭素の比が膜表面層５よりもさらに高く設定された膜内層６を有する構造とされていることから、たとえ膜表面層５が摩耗してもその下には硬質な膜内層６が存在するので、膜硬度を長期間に渡って維持することができる。
【００５３】
また、図６、図７から、ガス吸着量（ＳＯ３−イオン）は、比較例の４４５０カウントに比べて９２０カウントであることから、コンタミネーションガスが極めて吸着しにくい構造とすることができる。
【００５４】
［第２の例］
本発明の第２の実施の形態を、図８〜図１０に基づいて説明する。なお、前述した第１の例と同一部分については、その説明を省略し、同一符号を付す。
【００５５】
本例では、ＦＣＡ装置２０にて、図３（ｂ）のｔａ−Ｃ膜４まで形成する際に、所定量の水素を適切なタイミングで添加することにより、深さ１ｎｍまでの膜表面層５の水素の量を種々変化させたサンプルを作製した。
【００５６】
また、それらのサンプルを図３（ｃ）の表面窒素プラズマ処理する際に、窒素圧力を変え、深さ１ｎｍまでの膜表面層５の窒素の量も種々変化させたサンプルを作製した。ただし、深さ１ｎｍを超える膜内層６の窒素量は、０．７ａｔ．％である。
【００５７】
図８は、ガス吸着量（ＳＯ３−イオン、３分当たりのカウント数）を測定した結果を示す。  
図８中、水素の量および窒素の量は、膜表面層５の深さ０．０ｎｍにおける値である。
【００５８】
図９は、ｓｐ３結合炭素の比、水素の濃度、窒素の濃度のデプスプロファイル特性を示す。  
この例では、図８における膜表面層５の水素の量が９．８ａｔ．％で、窒素の量が５．７ａｔ．％のときの測定値を表す。ガス吸着量（ＳＯ３−イオン、３分当たりのカウント数）は、カウント数が１９５０カウントとなった。
【００５９】
図１０は、図９の比較例としてのデプスプロファイル特性を示す。  
この例では、図８における膜表面層５の水素の量が１９．６ａｔ．％で、窒素の量が１０．４ａｔ．％のときの測定値を表す。ガス吸着量（ＳＯ３−イオン、３分当たりのカウント数）は、カウント数が２７５０カウントとなった。
【００６０】
以上より、膜表面層５においては、水素の量が１０ａｔ．％以下で、かつ、窒素の量が５ａｔ．％以上のときにカウント数が２０００未満となった。その結果、膜硬度の低下や、磁気スペーシングの増加を伴わず、硬質膜でかつコンタミネーションガスが吸着しにくい保護膜を作成することができた。
【００６１】
これに対して、膜表面層５の水素の量が１０ａｔ．％より多く、又は膜表面層５の窒素の量が５ａｔ．％未満のときには、カウント数が２０００以上となり、良好な保護膜は得られなかった。
【００６２】
［第３の例］
本発明の第３の実施の形態を、図１１〜図１３に基づいて説明する。なお、前述した第１の例と同一部分については、その説明を省略し、同一符号を付す。
【００６３】
ＦＣＡ装置２０およびスパッタ装置にて、ｓｐ３結合炭素の比を種々変化させたサンプルを作製した。なお、ｓｐ３結合炭素の比は、ＦＣＡ装置における基板バイアス電圧又はスパッタ装置におけるスパッタパワーを変えるこにより変化させた。  
また、第１の例と同様に表面窒素プラズマ処理をした。
【００６４】
図１１は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）のＣｌｓピークをピーク分離して求めたｓｐ３結合炭素の比、および、ボールオンディスク試験による比摩耗量の結果を示す。
【００６５】
試料１〜４のうち、試料１，２はスパッタ装置においてスパッタパワーを変えて成膜し、試料３，４は本発明のＦＣＡ法において基板バイアス電圧を変えて成膜した。また、試料５は、前述した第１の例で作成した磁気記録媒体１である。
【００６６】
図１２は、ｓｐ３結合炭素の比、水素の濃度、窒素の濃度のデプスプロファイル特性を示す。  
この例は図１１の試料３を表し、ｓｐ３結合炭素の比が５５％のときの測定値を示す。比摩耗量は、０．７×１０−７ｍｍ３／Ｎ・ｍとなり、ガス吸着量（ＳＯ３−イオン、３分当たりのカウント数）は、カウント数が９２０カウントとなった。
【００６７】
図１３は、図１２の比較例としてのデプスプロファイル特性を示す。  
この例は図１１の試料２を表し、ｓｐ３結合炭素の比が２８％のときの測定値を示す。比摩耗量は、２．４×１０−７ｍｍ３／Ｎ・ｍとなり、ガス吸着量（ＳＯ３−イオン、３分当たりのカウント数）は、カウント数が９２０カウントとなった。
【００６８】
以上より、試料１〜５について比較する。  
まず、試料３〜５では、ｓｐ３結合炭素の比はいずれも５０％以上であり、比摩耗量は１．０×１０−７ｍｍ３／Ｎ・ｍ未満となり、良好な保護膜が得られた。
【００６９】
このとき、水素前方散乱法（ＨＦＳ）により求めた深さ１ｎｍまでの膜表面層５の水素の量は、いずれも１．０ａｔ．％程度であった。また、オージェ電子分光法（ＡＥＳ）の深さ方向測定により求めた深さ１ｎｍを超える膜内層６の窒素の量は１．０ａｔ．％未満であり、深さ１ｎｍまでの膜表面層５の窒素の量は１０．０  ａｔ．％程度であった。
【００７０】
これに対して、試料１，２では、ｓｐ３結合炭素の比はいずれも５０％未満であり、比摩耗量は１．０×１０−７ｍｍ３／Ｎ・ｍ以上となり、良好な保護膜は得られなかった。
【００７１】
このとき、水素前方散乱法（ＨＦＳ）により求めた深さ１ｎｍまでの膜表面層５の水素の量は、いずれも１．０ａｔ．％程度であった。また、オージェ電子分光法（ＡＥＳ）の深さ方向測定により求めた膜内層６の窒素の量は１．０ａｔ．％未満であり、深さ１ｎｍまでの膜表面層５の窒素の量は１０．０ａｔ．％程度であった。
【００７２】
［第４の例］
本発明の第４の実施の形態を、図１４〜図１６に基づいて説明する。なお、前述した第１の例と同一部分については、その説明を省略し、同一符号を付す。
【００７３】
ＦＣＡ装置２０にて、ｔａ−Ｃ膜４を形成する際に、所定量の窒素を添加することにより、深さ１ｎｍを超える膜内層６の窒素の量を種々変化させたサンプルを作製した。
【００７４】
図１４は、深さ１ｎｍを超える膜内層６の窒素の量、および、ボールオンディスク試験による比摩耗量の結果を示す。なお、試料１は、前述した第１の例で作成した磁気記録媒体１である。
【００７５】
図１５は、ｓｐ３結合炭素の比、水素の濃度、窒素の濃度のデプスプロファイル特性を示す。  
この例は図１４の試料６を表し、膜内層６の窒素の量が２．３ａｔ．％のときの測定値を示す。比摩耗量は、０．５×１０−７ｍｍ３／Ｎ・ｍとなり、ガス吸着量（ＳＯ３−イオン、３分当たりのカウント数）は、カウント数が９２０カウントとなった。
【００７６】
図１６は、図１５の比較例としてのデプスプロファイル特性を示す。  
この例は図１４の試料７を表し、膜内層６の窒素の量が６．５ａｔ．％のときの測定値を示す。比摩耗量は、１．２×１０−７ｍｍ３／Ｎ・ｍとなり、ガス吸着量（ＳＯ３−イオン、３分当たりのカウント数）は、カウント数が９２０カウントとなった。
【００７７】
以上より、試料１，６〜９について比較する。  
まず、試料１，６では、膜内層６の窒素の量が５ａｔ．％未満であり、比摩耗量は１．０×１０−７ｍｍ３／Ｎ・ｍ未満となり、良好な保護膜が得られた。
【００７８】
これに対して、試料７〜９では、膜内層６の窒素の量が５ａｔ．％以上であり、比摩耗量は１．０×１０−７ｍｍ３／Ｎ・ｍ以上となり、良好な保護膜は得られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１の実施の形態である、保護膜の構造を示す断面図である。
【図２】カーボン膜の相図である。
【図３】保護膜の製造方法を示す工程図である。
【図４】フィルタード・カソーディック・アーク装置の構成図である。
【図５】各工程の層中に含まれる水素および窒素の量、ｓｐ３結合炭素の比を示す説明図である。
【図６】本発明に係るデプスプロファイル特性を示す説明図である。
【図７】図６の比較例としてのデプスプロファイル特性を示す説明図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態である、膜表面層の水素の量、窒素の量に対するガス吸着量を示す説明図である。
【図９】本発明に係るデプスプロファイル特性を示す説明図である。
【図１０】図９の比較例としてのデプスプロファイル特性を示す説明図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態である、ｓｐ３結合炭素の比および比摩耗量を示す説明図である。
【図１２】本発明に係るデプスプロファイル特性を示す説明図である。
【図１３】図１２の比較例としてのデプスプロファイル特性を示す説明図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態である、膜内層での窒素の量および比摩耗量を示す説明図である。
【図１５】本発明に係るデプスプロファイル特性を示す説明図である。
【図１６】図１５の比較例としてのデプスプロファイル特性を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  磁気記録媒体
２  基体
３  磁気記録層
４  保護膜
５  膜表面層
６  膜内層
２０  ＦＣＡ装置
２１  アーク源
２２  磁気フィルター
２３  成膜チャンバー
２４  アーク源用真空室
２５  陰極
２６  直流アーク電源
２７  陽極
２８  ストライカー
２９  シャッター
３０  Ｘ方向ラスターコイル
３１  電磁石コイル
【図１】
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【図２】
2005171329.tif 000004
【図３】
2005171329.tif 000005
【図４】
2005171329.tif 000006
【図５】
2005171329.tif 000007
【図６】
2005171329.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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