什么是射频磁控溅射

射频磁控溅射是一种溅射镀膜法，它对阴极溅射中电子使基片温度上升过快的缺点加以改良，在被溅射的靶极（阳极）与阴极之间加一个正交磁场和电场，电场和磁场方向相互垂直。当镀膜室真空抽到设定值时，充入适量的氩气，在阴极(柱状靶或平面靶)和阳极(镀膜室壁)之间施加几百伏电压，便在镀膜室内产生磁控型异常辉光放电，氩气被电离。在正交的电磁场的作用下，电子以摆线的方式沿着靶表面前进，电子的运动被限制在一定空间内，增加了同工作气体分子的碰撞几率，提高了电子的电离效率。电子经过多次碰撞后，丧失了能量成为 “最终电子”进入弱电场区，最后到达阳极时已经是低能电子，不再会使基片过热。同时高密度等离子体被束缚在靶面附近，又不与基片接触，将靶材表面原子溅射出来沉积在工件表面上形成薄膜。而基片又可免受等离子体的轰击，因而基片温度又可降低。更换不同材质的靶和控制不同的溅射时间，便可以获得不同材质和不同厚度的薄膜。

射频溅射的质量受到预抽真空度、溅射时的氩气压强、溅射功率、溅射时间、衬底温度等因素的影响，要想得到理想的溅射膜，必须优化这些影响因素。纳米薄膜的获得主要通过两种途径：(1)在非晶薄膜晶的过程中控制纳米结构的形成；(2)在薄膜的成核生长过程中控制纳米结构的形成，其中薄膜沉积条件的控制极为重要。在溅射过程中,采用高的溅射气压、低的溅射易于得到纳米结构的薄膜。

离子束溅射

以单离子束溅射为例，它由离子源、离子引出极和沉积室3大部分组成，在高真空或超高真空中溅射镀膜法。利用直流电场使惰性气体（通常为氩）发生电离，产生辉光放电等离子体，电离产生的正离子和电子高速轰击靶材，使靶材上的原子或分子溅射出来，然后沉积到基板上形成薄膜。在其离子源内由惰性气体产生的离子具有较高能量（通常为几百至几千eV），可以通过一套电气系统来控制离子束的性能，从而改变离子轰击靶材料产生不同的溅射效应，使靶材料沉积到基片上形成纳米材料。溅射法中的靶材无相变，化合物的成分不易发生变化；又由于溅射沉积到基片上的粒子能量比蒸发沉积高出几十倍，所形成的纳米材料附着力高。

离子束溅射沉积法除可以控制离子束的能量、密度和入射角度来调整纳米薄膜的微观形成过程，溅射过程中的基片温度较低外还有以下优点：①可制备多种纳米金属，包括高熔点和低熔点金属，而常规的热蒸发只能适用于低熔点金属；② 能制备多组元的化合物纳米微粒，如Al52Ti48，Cu91Mn9及ZrO2等；③通过加大被溅射的阴极表面可提高纳米微粒的获得量。

Lawrence Livemore国家实验室的Bwbee等人利用真空溅射技术制成了层状交替金属复合材料。该技术是经氩离子将金属表面的原子激发出来，并沉积成层状。只要控制离子束交替冲击不同金属表面，就可以制成由几百、几千层不同金属组成的复合材料，每一层只有0.2nm厚。

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