新材料的开发带动磁控溅射镀膜技术的发展

2020-07-21 16:43:57

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近年来，随着新材料的开发，尤其是薄膜材料的发展和应用，带动控溅射沉积技术的飞速发展，在科学研究领域和工业生产中有着不可替代的重要作用。本文主要介绍了控溅射沉积镀膜技术的工艺过程及其发展情况，各种主要磁控溅射镀膜仪的特点，并介绍磁控溅射技术在各个领域的主要应用。

溅射镀膜过程主要是将欲沉积成薄膜的材料制成靶材，固定在溅射沉积系统的阴极上，待沉积薄膜的基片放在正对靶面的阳极上。溅射系统抽至高真空后充入氩气等，在阴极和阳极之间加载高压，阴阳极之间会产生低压辉光放电。放电产生的等离子体中，氩气正离子在电场作用下向阴极移动，与靶材表面碰撞，受碰撞而从靶材表面溅射出的靶材原子称为溅射原子，溅射原子的能量一般在一至几十电子伏范围，溅射原子在基片表面沉积而后成膜。溅射镀膜就是利用低气压辉光放电产生的氩气正离子在电场作用下高速轰击阴极靶材，把靶材中的原子或分子等粒子溅射出而沉积到基片或者工件表面，形成所需的薄膜层。但是溅射镀膜过程中溅射出的粒子的能量很低，导致成膜速率不高。

磁控溅射技术是为了提高成膜速率在溅射镀膜基础上发展起来的，在靶材表面建立与电场正交的磁场，氩气电离率从 0.3％一0.5％提高到了5％一6％，这样就解决了溅射镀膜沉积速率低的问题，是目前工业上精密镀膜的主要方法之一。可制备成磁控溅射阴极靶材的原料很广，儿乎所有金属、合金以及陶瓷材料都可以制备成靶材。磁控溅射镀膜在相互垂直的磁场和电场的双重作用下，沉积速度快，膜层致密且与基片附着性好，非常适合于大批量且高效率的工业化生产。

磁控溅射镀膜仪技术