磁控濺射技術原理及應用簡介

磁控濺射技術原理及應用簡介

一、磁控濺射原理

磁控濺射是一種常用的物理氣相沉積（PVD）的方法，具有沉積溫度低、沉積速度快、所沉積的薄膜均勻性好，成分接近靶材成分等眾多優點。傳統的濺射技術的工作原理是：在高真空的條件下，入射離子（Ar⁺）在電場的作用下轟擊靶材，使得靶材表面的中性原子或分子獲得足夠動能脫離靶材表面，沉積在基片表面形成薄膜。但是，電子會受到電場和磁場的作用，產生漂移，因而導致傳濺射效率低，電子轟擊路徑短也會導致基片溫度升高，為了提高濺射效率，在靶下方安裝強磁鐵，中央和周圈分別為N、S極。電子由于洛倫茲力的作用被束縛在靶材周圍，并不斷做圓周運動，產生更多的Ar⁺轟擊靶材，大幅提高濺射效率，如圖所示，采用強磁鐵控制的濺射稱為磁控濺射。

         
圖1 磁控濺射原理                                                               圖2 磁控濺射設備

二、磁控濺射優點

（1）沉積速率快，沉積效率高，適合工業生產大規模應用；

（2）基片溫度低，適合塑料等不耐高溫的基材鍍膜；

（3）制備的薄膜純度高、致密性好、薄膜均勻性好、膜基結合力強；

（4）可制備金屬、合金、氧化物等薄膜；

（5）環保無污染。

三、應用實例

      鍍金效果       鍍鐵效果            鍍銅效果

 下圖為銅膜AFM圖

下圖為銅膜光鏡圖