磁控濺射鍍膜的原理是在電場的作用下,由異常輝光放電產(chǎn)生的等離子體被轟擊在陰極靶的表面上,并且靶表面上的分子,原子,離子和電子被濺射并濺起。所發(fā)射的顆粒具有一定的動(dòng)能,并且沿一定的方向被導(dǎo)向基板的外表面,以在基板的表面上形成鍍層。
濺射涂層開始表現(xiàn)出簡單的直流偶極濺射。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單,但直流偶極濺射沉積速率低。為了遵守自電阻放電,不能在低壓下執(zhí)行;其他缺陷限制了它們的使用。向DC偶極濺射裝置中添加熱陰極和輔助陽極構(gòu)成DC三極管濺射。通過添加的熱陰極和輔助陽極產(chǎn)生的熱電子增強(qiáng)了濺射氣體原子的電離,因此即使在低壓下也可以進(jìn)行濺射。否則,可以降低濺射電壓以在低壓下進(jìn)行濺射。處于低電壓狀態(tài);放電電流也會(huì)增加,并且可以不受電壓影響地獨(dú)立控制。
在熱陰極前添加電極(網(wǎng)格)以形成四極濺射裝置可穩(wěn)定放電。 然而,這些裝置難以獲得具有高濃度的等離子體區(qū)域,并且沉積速度低,因此其尚未在工業(yè)中廣泛使用。
磁控濺射是在兩極濺射的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。 磁場在靶的外觀上與電場正交,并且處理了兩極濺射的低沉積速率和低的等離子體電離速率。 工業(yè)的主要方法之一。 與其他涂覆技術(shù)相比,磁控濺射具有以下特點(diǎn):可用于制備各種靶材,并且可以將所有金屬,合金和陶瓷材料制成靶材。 在適當(dāng)條件下,可以將多個(gè)靶材共同濺射和堆疊。 具有精準(zhǔn)穩(wěn)定比例的合金; 向?yàn)R射放電氣氛中添加氧氣,氮?dú)饣蚱渌磻?yīng)性氣體,以沉積構(gòu)成目標(biāo)材料和氣體分子的化合物膜。 并精準(zhǔn)控制濺射鍍膜工藝,以達(dá)到均勻高的膜厚精度; 離子濺射靶的材料直接從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子體態(tài),濺射靶的安裝不受限制,適用于大體積涂覆室的多靶布局設(shè)計(jì)。 濺射鍍膜速度快,膜層細(xì),附著力好等特點(diǎn),適用于大批量,高效率的工業(yè)生產(chǎn)。 近年來,磁控濺射已得到迅速發(fā)展。 代表性方法包括RF濺射,反射式磁控濺射,不平衡磁控濺射,脈沖磁控濺射和高速濺射。