磁控溅射镀膜技术的发展

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1、第46卷第2期真空VACUUMVol.46,No.22009年3月Mar.2009磁控溅射镀膜技术的发展余东海，王成勇，成晓玲，宋月贤（广东工业大学机电学院，广东广州510006）摘要：磁控溅射由于其显著的优点应用日趋广泛，成为工业镀膜生产中最主要的技术之一，相应的溅射技术与也取得了进一步的发展。非平衡磁控溅射改善了沉积室内等离子体的分布，提高了膜层质量；中频和脉冲磁控溅射可有效避免反应溅射时的迟滞现象，消除靶中毒和打弧问题，提高制备化合物薄膜的稳定性和沉积速率；改进的磁控溅射靶的设计可获得较高的靶材利用率；

2、高速溅射和自溅射为溅射镀膜技术开辟了新的应用领域。关键词：镀膜技术；磁控溅射；磁控溅射靶中图分类号：TB43文献标识码：A文章编号：1002-0322（2009）02-0019-07RecentdevelopmentofmagnetronsputteringprocessesYUDong-hai,WANGCheng-yong,CHENGXiao-ling,SONGYue-xian(GuangdongUniversilyofTechnology,Guangzhou510006,China)Abstract:Ma

3、gnetronsputteringprocesseshavebeenwidelyappleedtothinfilmdepositionnowadaysinvariousindustrialfieldsduetoitsoutstandingadvantages,andthetechnologyitselfisprogressingfurther.Theunbalancedmagnetronsputteringprocesscanimprovetheplasmadistributionindepositionch

4、ambertomakefilmqualitybetter.Themedium-frequencyandpulsedmagnetronsputteringprocesescanefficientlyavoidthehysteresisduringreactivesputteringtoeliminatetargetpoisoningandarcing,thusimprovingthestabilityanddepositingrateinpreparingthincompoundfilms.Higherutil

5、izationoftargetcanbeobtainedbyimprovedtargetdesign,andthehigh-speedsputteringandself-sputteringprovideanewfieldofapplicationsinmagnetronsputteringcoatingprocesses.Keywords:coatingtechnology;magnetronsputtering;magnetronsputteringtarget[1]溅射镀膜的原理是稀薄气体在异常辉光也能

6、进行;另外，还可降低溅射电压，使溅射在低放电产生的等离子体在电场的作用下，对阴极靶气压，低电压状态下进行;同时放电电流也增大，材表面进行轰击，把靶材表面的分子、原子、离子并可独立控制，不受电压影响。在热阴极的前面及电子等溅射出来，被溅射出来的粒子带有一定增加一个电极（栅网状），构成四极溅射装置，可的动能，沿一定的方向射向基体表面，在基体表使放电趋于稳定。但是这些装置难以获得浓度较面形成镀层。高的等离子体区，沉积速度较低，因而未获得广溅射镀膜最初出现的是简单的直流二极溅泛的工业应用。射，它的优点是装置简单，但是

7、直流二极溅射沉磁控溅射是由二极溅射基础上发展而来，在积速率低；为了保持自持放电，不能在低气压靶材表面建立与电场正交磁场，解决了二极溅射（＜0.1Pa）下进行；不能溅射绝缘材料等缺点限沉积速率低，等离子体离化率低等问题，成为目制了其应用。在直流二极溅射装置中增加一个前镀膜工业主要方法之一。磁控溅射与其它镀膜热阴极和辅助阳极，就构成直流三极溅射。增加技术相比具有如下特点：可制备成靶的材料广，的热阴极和辅助阳极产生的热电子增强了溅射几乎所有金属，合金和陶瓷材料都可以制成靶气体原子的电离，这样使溅射即使在低气压下材；

8、在适当条件下多元靶材共溅射方式，可沉积收稿日期：2008-09-03作者简介：余东海（1978-），男，广东省广州市人，博士生联系人：王成勇，教授。*基金项目：国家自然科学基金（50775045）；东莞市科技计划项目（20071109）。·20·真空VACUUM第46卷配比精确恒定的合金；在溅射的放电气氛中加入沉积在基体表面形成薄膜，另一方面，等离子体氧、氮或其它活性气体，可沉积形成靶材物质与以一定