磁控濺射的工作原理是指電子在電場E的作用下，在飛向基片過程中與氬原子發(fā)生碰撞，使其電離產(chǎn)生出Ar正離子和新的電子；新電子飛向基片，Ar離子在電場作用下加速飛向陰極靶，并以高能量轟擊靶表面，使靶材發(fā)生濺射。在濺射粒子中，中性的靶原子或分子沉積在基片上形成薄膜，而產(chǎn)生的二次電子會受到電場和磁場作用，產(chǎn)生E（電場）×B（磁場）所指的方向漂移，簡稱E×B漂移，其運動軌跡近似于一條擺線。若為環(huán)形磁場，則電子就以近似擺線形式在靶表面做圓周運動，它們的運動路徑不只很長，而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區(qū)域內(nèi)，并且在該區(qū)域中電離出大量的Ar來轟擊靶材，從而實現(xiàn)了高的沉積速率。隨著碰撞次數(shù)的增加，二次電子的能量消耗殆盡，逐漸遠離靶表面，并在電場E的作用下較終沉積在基片上。由于該電子的能量很低，傳遞給基片的能量很小，致使基片溫升較低。向脈沖更多地用于雙靶閉合式非平衡磁控濺射系統(tǒng)，系統(tǒng)中的兩個磁控靶連接在同一脈沖電源上。山西平衡磁控濺射步驟

磁控濺射體系設備的穩(wěn)定性，對所生成的膜均勻性、成膜質量、鍍膜速率等方面有很大的影響。磁控濺射體系設備的濺射品種有許多，按照運用的電源分，能夠分為直流磁控濺射，射頻磁控濺射，中頻磁控濺射等等。濺射涂層開始顯示出簡略的直流二極管濺射。它的優(yōu)點是設備簡略，但直流二極管濺射堆積速率低；為了堅持自我約束的排放，它不能在低壓下進行；它不能濺射絕緣材料。這樣的缺陷約束了它的運用。在直流二極管濺射設備中添加熱陰極和輔佐陽極可構成直流三極管濺射。由添加的熱陰極和輔佐陽極發(fā)生的熱電子增強了濺射氣體原子的電離作用，因而即便在低壓下也能夠進行濺射。不然，能夠下降濺射電壓以進行低壓濺射。在低壓條件下；放電電流也會添加，并且能夠不受電壓影響地單獨操控。在熱陰極之前添加電極（網(wǎng)格狀）以形成四極濺射裝置能夠穩(wěn)定放電?？墒?，這些裝置難以獲得具有高濃度和低堆疊速度的等離子體區(qū)域，因而其尚未在工業(yè)中普遍運用。北京雙靶磁控濺射平臺對于大部分材料，只要能制成靶材，就可以實現(xiàn)濺射。

磁控濺射的濺射技術：直流磁控濺射技術：為了解決陰極濺射的缺陷，人們在20世紀70年發(fā)出了直流磁控濺射技術，它有效地克服了陰極濺射速率低和電子使基片溫度升高的弱點，因而獲得了迅速發(fā)展和普遍應用。其原理是：在磁控濺射中，由于運動電子在磁場中受到洛侖茲力，它們的運動軌跡會發(fā)生彎曲甚至產(chǎn)生螺旋運動，其運動路徑變長，因而增加了與工作氣體分子碰撞的次數(shù)，使等離子體密度增大，從而磁控濺射速率得到很大的提高，而且可以在較低的濺射電壓和氣壓下工作，降低薄膜污染的傾向；另一方面也提高了入射到襯底表面的原子的能量，因而可以在很大程度上改善薄膜的質量。同時，經(jīng)過多次碰撞而喪失能量的電子到達陽極時，已變成低能電子，從而不會使基片過熱。因此磁控濺射法具有“高速、“低溫”的優(yōu)點。

直流濺射的結構原理：真空室中裝有輝光放電的陰極，靶材就裝在此極表面上，接受離子轟擊；安裝鍍膜基片或工件的樣品臺以及真空室接地，作為陽極。操作時將真空室抽至高真空后，通入氬氣，并使其真空度維持在1.0Pa左右，再加上2-3kV的直流電壓于兩電極之上，即可產(chǎn)生輝光放電。此時，在靶材附近形成高密度的等離子體區(qū)，即負輝區(qū)該區(qū)中的離子在直流電壓的加速下轟擊靶材即發(fā)生濺射效應。由靶材表面濺射出來的原子沉積在基片或工件上，形成鍍層。磁控濺射具有設備簡單、易于控制、涂覆面積大、附著力強等優(yōu)點。

真空磁控濺射鍍膜工藝具備以下特點：1、基片溫度低?？衫藐枠O導走放電時產(chǎn)生的電子，而不必借助基材支架接地來完成，可以有效減少電子轟擊基材，因而基材的溫度較低，非常適合一些不太耐高溫的塑料基材鍍膜。2、磁控濺射靶表面不均勻刻蝕。磁控濺射靶表面刻蝕不均是由靶磁場不均所導致，靶的局部位置刻蝕速率較大，使靶材有效利用率較低（只20％-30％的利用率）。因此，想要提高靶材利用率，需要通過一定手段將磁場分布改變，或者利用磁鐵在陰極中移動，也可提高靶材利用率。不同的金屬、合金、氧化物能夠進行混合，同時濺射于基材上。海南金屬磁控濺射過程

這提高了薄膜工藝的效率，使它們能夠在較低的壓力下更快地生長。山西平衡磁控濺射步驟

磁控濺射鍍膜的產(chǎn)品特點：1、磁控濺射所利用的環(huán)狀磁場迫使二次電子跳欄式地沿著環(huán)狀磁場轉圈.相應地,環(huán)狀磁場控制的區(qū)域是等離子體密度較高的部位.在磁控濺射時,可以看見濺射氣體——氬氣在這部位發(fā)出強烈的淡藍色輝光,形成一個光環(huán).處于光環(huán)下的靶材是被離子轟擊較嚴重的部位,會濺射出一條環(huán)狀的溝槽.環(huán)狀磁場是電子運動的軌道,環(huán)狀的輝光和溝槽將其形象地表現(xiàn)了出來.磁控濺射靶的濺射溝槽一旦穿透靶材,就會導致整塊靶材報廢,所以靶材的利用率不高,一般低于40%;2、等離子體不穩(wěn)定。山西平衡磁控濺射步驟

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