近年来随着计算机硬盘技术的高速发展，磁存储密度迅速提高，减小磁头和磁盘间隙成为提高磁存储密度的一种有效技术手段，减小间隙即减小磁头、硬盘保护膜的厚度。未来磁头、硬盘保护膜的厚度要求降到2nm以下，同时要保证其具有优良的耐磨性能和足够的抗腐蚀能力。本文采用微波ECR等离子体增强沉积技术，获得了能够满足使用性能要求的SiCN超薄保护膜。本文对目前正在使用的硬盘、磁头保护膜：DLC和CN_x薄膜进行了相关的研究。采用等离子体浸没离子注入和沉积技术制备超薄DLC薄膜。制备的DLC薄膜为非晶结构，薄膜厚度达到了纳米量级，并具有表面光滑、致密、摩擦系数低等特点。随着氢气流量比的增加，薄膜的沉积速率逐渐减小；薄膜的表面粗糙度逐渐减小，表面粗糙度为0.159nm；薄膜的摩擦系数减小，摩擦系数最小值达到0.044。但在膜基结合处存在着较宽的过渡区，膜基界面宽展，而注入会对基体造成一定的损伤，这因此限制了该技术在硬盘、磁头保护膜方面的应用，但在MEMS领域却有着广阔的应用前景。利用等离子体增强沉积技术制备CN_x薄膜，通过提高碳靶溅射功率的方法提高C含量，随着溅射靶功率的增大，薄膜的沉积速率减小，表面粗糙度增大，薄膜结构中sp³／sp²的比值降低，薄膜中的N含量降低。溅射靶功率的提高，使薄膜中类石墨结构的增加，促进了薄膜结构中的sp³键向sp²键的转化，导致薄膜性能变差。增加N₂流量比以提高薄膜中的N含量，薄膜中的N含量和sp³／sp²的比值随之升高；薄膜的摩擦学性能得到提高；N的加入，破坏了sp²杂化原有的链环结构，使Sp³键增加。由于实验中选用的溅射靶材较小，而真空室又相对较大，造成等离子体密度有所降低；在溅射过程中等离子体密度的降低，使生成的CN基团不能及时与N₂或N₂⁺相结合，而挥发掉，抑制了薄膜的生长。因此，在沉积过程中基体上的负偏压对薄膜生长产生刻蚀作用，薄膜性能不佳，不能满足实际需要。采用微波ECR等离子体增强非平衡磁控溅射技术制备高质量的超薄Si-C-N薄膜，通过提高碳C含量、调整硅含量、提高N含量、提高离子轰击能量等工艺调整，获得了能满足应用需要的超薄SiCN薄膜。薄膜最佳工艺参数为：碳靶溅射偏压-600V，硅靶溅射功率250W，N₂／Ar=0.067，沉积负偏压-150V。当膜厚为1.8nm时，通过腐蚀和摩擦学等表征手段，结果显示薄膜具有良好的抗腐蚀（0.1mol／l的乙酸溶液，浸泡12h）和耐磨性能（GCr15，载荷400mN，2mm／s往复式滑动20min），能够满足实际性能要求。其中，薄膜中的碳含量随着碳靶溅射偏压的增加而增加，薄膜中的C-N含量也呈增大趋势；N₂流量的提高使Ar⁺对薄膜生长表面的轰击作用减弱，出现硅靶中毒现象，薄膜变得不够致密；硅靶功率的增加使薄膜中的Si含量增加，过高的Si靶溅射功率使薄膜中的Si-Si键含量增加，薄膜机械性能降低；适当的离子轰击能量可以改善薄膜的性能；薄膜的硬度和摩擦学性能与薄膜中的C-N键含量有关；而薄膜的光学性能与Si-N键含量密切相关。超薄膜的XPS结果表明在Si-N键合中，N／Si的原子百分比为1.33，近似为Si₃N₄相结构配比；在C-Si键合中，C／Si的原子百分比为1，近似为SiC相结构配比。薄膜非晶结构因此可视为由SiN和SiC所构成的四面体局域结构通过C相连而形成非晶薄膜结构，化学式可以描述为（Si₃N₄）-（SiC）₂-C₆。