什么是磁控濺射？

磁控濺射是物理氣相沉積的一種。一般的濺射法可被用于制備金屬、半導體、絕緣體等多材料，且具有設備簡單、易于控制、鍍膜面積大和附著力強等優(yōu)點。上世紀 70 年代發(fā)展起來的磁控濺射法更是實現(xiàn)了高速、低溫、低損傷。不管平衡還是非平衡，若磁鐵靜止，其磁場特性決定了一般靶材利用率小于30%。因為是在低氣壓下進行高速濺射，必須有效地提高氣體的離化率。磁控濺射通過在靶陰極表面引入磁場，利用磁場對帶電粒子的約束來提高等離子體密度以增加濺射率。

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磁控濺射介紹

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用磁控靶源濺射金屬和合金很容易，點火和濺射很方便。這是因為靶（陰極），等離子體和被濺零件/真空腔體可形成回路。靶材和輝光之間為電壓降區(qū)域，給正離子提供足夠能量的電場，正離子加速轟擊到靶材上，使靶材的物質濺射出來，沉積到基體上（兩側的長線）。但若濺射絕緣體（如陶瓷），則回路斷了。于是人們采用高頻電源，回路中加入很強的電容，這樣在絕緣回路中靶材成了一個電容。但高頻磁控濺射電源昂貴，濺射速率很小，同時接地技術很復雜，因而難大規(guī)模采用。為解決此問題，發(fā)明了磁控反應濺射。就是用金屬靶，加入氣和反應氣體如氮氣或氧氣。當金屬靶材撞向零件時由于能量轉化，與反應氣體化合生成氮化物或氧化物。

磁控濺射——濺射技術介紹

直流濺射法：直流濺射法要求靶材能夠將從離子轟擊過程中得到的正電荷傳遞給與其緊密接觸的陰極，從而該方法只能濺射導體材料，不適于絕緣材料。而在高電壓和高氣壓下，盡管可以產生較多的離子，但飛向基片的電子攜帶的能量高，容易使基片發(fā)熱甚至發(fā)生二次濺射，影響制膜質量。因為轟擊絕緣靶材時，表面的離子電荷無法中和，這將導致靶面電位升高，外加電壓幾乎都加在靶上，兩極間的離子加速與電離的機會將變小，甚至不能電離，導致不能連續(xù)放電甚至放電停止，濺射停止。故對于絕緣靶材或導電性很差的非金屬靶材，須用射頻濺射法（RF）。

濺射過程中涉及到復雜的散射過程和多種能量傳遞過程：入射粒子與靶材原子發(fā)生彈性碰撞，入射粒子的一部分動能會傳給靶材原子；某些靶材原子的動能超過由其周圍存在的其它原子所形成的勢壘（對于金屬是5-10 eV），從而從晶格點陣中被碰撞出來，產生離位原子；這些離位原子進一步和附近的原子依次反復碰撞，產生碰撞級聯(lián)；當這種碰撞級聯(lián)到達靶材表面時，如果靠近靶材表面的原子的動能大于表面結合能（對于金屬是1-6eV），這些原子就會從靶材表面脫離從而進入真空。時裝裝飾領域的應用，比如說各種全反射鍍膜以及半透明鍍膜，可適用在手機外殼、鼠標等產品上。

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