溅射镀膜原理及其应用
真空溅射镀膜讲义
简单的直流二极溅射装置，相当于一个大型的气体放电管，包括这样几部分；装有两个水冷电极的真空容器，真空系统，充气系统和直流电源(见图8-2)。阴极上安装靶材；阳极上安装基片，也就是镀膜的工件。两极之间的距离为5〜7cm2。工作压强为 5Pa左右。 图8-2 直流二极溅射装置 1-阳极 2-基片台 3-真空室 4-靶材 5-屏蔽罩 6-阳极 直流二极溅射，作为一种独立的镀膜工程已经被淘汰，但仍然在其他镀膜工程中作为辅助手段应用。例如，在磁控溅射之前，先用直流二极溅射的方式清洗基片。这时是以基片为阴极，使其受离子轰击，清除其表面吸附的气体和氧化物等污染层。这样处理以后，可以增强膜层与基片的结合强度。又如，直流二极型离子镀，就是由蒸镀配合直流二极溅射构成的。
于溅射放电时，阴极靶面所形成之阴极暗区（简称暗区）具有相当重要之影响，一般于施加负电压之阴极对阳极之溅镀室壁及基板（一般为接地形态）放电时，暗区之宽度约在10到30mm之间。 暗区宽度依气体压力而定，气体压力愈高（即真空度较差时），暗区宽度愈小。暗区太宽或太窄，对溅射镀膜，都无法达到最好的效果。 图2-2a即气体压力太高，暗区宽度变窄，放电介于靶材及阴极屏蔽之间。而靶材与阴极屏蔽（接地电位）间距离约在7mm以下，当靶材与屏蔽发生放电时，不仅产生不纯物沈积，于阴阳极间的绝缘材，而导致阴极阳极间之高电压短路，这是非常危险的。 图2-2c即当气体压力太低时，放电即很难产生，假使放电能产生，亦很难稳定。
第一节 溅射镀膜原理
一、直流二极溅射原理 直流二极溅射是利用直流辉光放电使气体电进，如图8-1所示。图8-1a是一个辉光放电管，其中装有两个电极，作为阴极和阳极。将管内抽真空，使其真空度达到10Pa左右，再加上几百伏的直流电压，就会产生辉光放电。辉光放电区域并不是均匀的。只要两个电极之间有足够的距离，就能观察到一些明暗程度不同的区域。这些区域主要是阴极暗区、负辉区、法拉第暗区和正辉区(图8-1a) 。 除阴极暗区以外，其他各个区域或者是等离子体区(阳极辉柱)，或者近似于等离子体区(负辉区和法拉第暗区)。等离子体之中存在大量自由电子，是一种良导体，因此加在放电管两极的电压，几乎毫无损失地通过各个等离子区，而全部加在阴极暗区。图8-1b是辉光放电区的电位分布。 图8-1 二极直辉光放电 a)辉光放电区的结构 1-阴极 2-阴极暗区 3-负辉区 4-法拉第暗区 5-阳极辉柱 6-阳极 b)辉光放电区的电位分布
磁控溅射镀膜
磁控溅射镀膜磁控溅射镀膜是一种应用于材料表面改性的先进技术。
它利用准分子束磁控溅射设备，通过电弧、离子束或电子束的能量作用于目标材料，使其产生高温、高压等物理、化学效应，从而实现材料表面镀膜的目的。
本文将从磁控溅射镀膜的基本原理、应用领域、优势和不足以及发展前景等方面进行详细介绍，旨在全面了解磁控溅射镀膜技术的特点及其在现代工业中的应用。
1. 磁控溅射镀膜的基本原理磁控溅射镀膜技术是将所需镀层物质以固体靶材的形式放在装备中的靶极，利用外加的电场、磁场或离子束等等，使得靶材产生某种运动状态，随后可以将靶面上的物质溅射出来，沉积在基材表面，形成薄膜。
其中磁场的作用是将靶材中被离子轰击的金属离子引导回到靶材中心，以增加溅射效率。
2. 磁控溅射镀膜的应用领域磁控溅射镀膜技术广泛应用于许多工业领域，如电子、光学、太阳能电池、柔性电子器件、集成电路、玻璃制造等。
在电子领域，磁控溅射镀膜技术可用于制备薄膜晶体管，提高电子器件的性能和稳定性。
在光学领域，磁控溅射镀膜技术可制备高反射率、低反射率和色分离膜等光学薄膜。
在太阳能电池领域，磁控溅射镀膜技术可用于制备光学膜和透明导电膜。
在柔性电子器件领域，磁控溅射镀膜技术可用于制备导电薄膜和保护膜。
3. 磁控溅射镀膜的优势和不足磁控溅射镀膜技术具有许多优势。
首先，其产生的薄膜具有高质量、高致密性和良好的附着力。
其次，磁控溅射镀膜过程中无需加热基材，可避免基材变形和热损伤。
此外，磁控溅射镀膜技术具有膜层成分可调、薄膜复杂结构可控等特点。
然而，磁控溅射镀膜技术也存在不足之处。
一方面，磁控溅射镀膜设备体积较大、成本较高，且对真空度要求较高。
另一方面，由于目前磁控溅射镀膜技术仍处于发展阶段，其在大尺寸薄膜制备和高速镀膜方面还存在一定限制。
4. 磁控溅射镀膜的未来发展随着科学技术的不断进步，磁控溅射镀膜技术将进一步得到发展和完善。
一方面，磁控溅射镀膜技术将在薄膜成分调控和复杂结构薄膜制备方面取得更大突破，以满足不同行业对薄膜材料的需求。
溅射镀膜原理
溅射镀膜原理导语：溅射镀膜是一种常见的表面处理技术，通过高能离子束轰击或高频电弧放电等方式，将材料的原子或分子从靶材中剥离，然后沉积在基底表面，形成一层均匀致密的薄膜。
本文将从溅射镀膜的原理、应用以及未来发展等方面进行介绍。
一、溅射镀膜的原理溅射镀膜是一种物理气相沉积技术，其原理可简单描述为：在真空环境中，将被称为靶材的材料置于离子轰击源前，通过加热或电弧放电等方式，使靶材表面的原子或分子获得足够的能量，从而剥离出来。
随后，这些高能粒子在真空环境中自由运动，最终沉积在基底表面，形成一层薄膜。
溅射镀膜的原理主要包括以下几个方面：1. 高能离子轰击：通过加热或电弧放电等方式，使靶材表面的原子或分子获得足够的能量，从而剥离出来。
这些高能粒子具有较高的动能，能够提供足够的动能给剥离源，使其从靶材中脱离。
2. 沉积过程：高能离子剥离出来的原子或分子在真空环境中自由运动，最终沉积在基底表面。
在沉积过程中，这些原子或分子会在基底表面扩散并重新排列，形成一层均匀致密的薄膜。
3. 薄膜成核和生长：在沉积过程中，原子或分子首先会发生成核，形成一些微小的团簇。
随着沉积的继续，这些团簇会逐渐生长并融合，最终形成连续的薄膜。
二、溅射镀膜的应用溅射镀膜是一种广泛应用于材料科学和工程领域的表面处理技术。
它可以改善材料的性能、增强材料的耐磨、耐腐蚀和耐高温性能，同时也可以调控材料的光学、电学和磁学性质。
以下是溅射镀膜在各个领域的应用举例：1. 光学薄膜：溅射镀膜可以用于制备具有特定光学性能的薄膜，如反射镜、透镜、滤光片等。
这些薄膜可以用于光学仪器、显示器件和光电子器件等领域。
2. 电子器件：溅射镀膜可以用于制备集成电路、薄膜晶体管和太阳能电池等电子器件。
通过控制溅射过程中的工艺参数和靶材成分，可以调控薄膜的电学性能，实现对器件性能的优化。
3. 金属涂层：溅射镀膜可以用于制备耐磨、耐腐蚀和耐高温的金属涂层，如刀具涂层、汽车零部件涂层和航空发动机涂层等。
溅射镀膜
离子溅射镀膜仪
磁控溅射镀膜仪
粒子束溅射镀膜仪
溅射镀膜的特点
1价格低（国内拥有自主知识产权的话）。 2真空溅射加工的金属薄膜厚度只有0.5～2μm，绝对不影 响装配。 3真空溅射是彻底的环保制程，绝对环保无污染。 4欲溅射材料无限制, 任何常温固态导电金属及有机材料、 绝缘材料皆可使用（例：铜、铬、银、金、不锈钢、铝、氧 化矽SiO2等）。 5 被溅射基材几无限制（ABS、PC、PP、PS、玻璃、陶 瓷、epoxy resin等）。 6膜质致密均匀、膜厚容易控制。 7附著力强（ASTM3599方法测试4B）。 8可同时搭配多种不同溅射材料之多层膜。并且，可随客 户指定变换镀层次序。
工件设在靶材的侧面，就可完全不受高速电子的轰击，保 证了它的低温。该法的研制成功使超高密度磁记录有了可 能。目前，利用这种小型装置可以溅射Fe、Ni、NIFe2O3 等磁性材料层，并且溅射速度比两电极方式快10~50倍，如 果把装置进一步大型化，还会进一步提高成膜速度。另外， 对于NIFe2O3等镀层的组成和材料靶的成份完全一样。
图1直流两电极溅镀装置
三电极(四电极)溅射方法
三电极溅射装置就是在以前两电极的装置上 附加了第三电极的装置，第三电极作为生成等离子 用的电子供应源放出热电子。而又有时为了放射热 电子，使放电稳定化设置了稳定化电极，又称作四 电极溅射装置。金属的高速溅镀，制得了几十微米 厚的镀层。但是这种装置不能抑制靶材的高速电子 对基板(工件)的轰击，使得工件温度仍上升显著， 还有灯丝的寿命也是装置连续工作的障碍
图3 对向靶溅射装置
离子束溅射法
在这以前叙述的溅射方式中，无论哪种都是把工件置于 等离子区中，因此在成膜的过程中，膜面总是会受到气氛气 体或载荷粒子的轰击，向工件射入的溅射粒子多次反复的和 等禽区中的气体原子或载荷粒子冲撞，由于扩散而到达工件， 它的能量根据工件的电位和等离子区电位而变化，因此，由 于等离子的状态，膜的性能会受到一定程度的影响。另外， 不能独立控制气氛气压，材料靶附加电压，放电电流等，也 就不可能严格控制成膜条件了。而采用把离化室和溅射室分 开的离子束溅射法(见图4)，就可以避免种影响，能更严格地 控制成膜条件和保证渡层的质量。这种结构由于离子束放射 到位于10-5高真空溅射室中的靶材上，溅射出拉子而沉积在 工件表面上
磁控溅射镀膜技术在光学薄膜中的应用
磁控溅射镀膜技术在光学薄膜中的应用作为一种常见的表面涂层技术，磁控溅射镀膜技术被广泛应用于光学薄膜领域。
其与传统的蒸发和离子镀技术相比，有更好的沉积速率、沉积质量以及对高熔点物质的表面涂层能力。
本文将探讨磁控溅射镀膜技术在光学薄膜中的应用。
一、磁控溅射镀膜技术的基本原理磁控溅射镀膜技术是一种将金属或非金属材料转化为气态，然后在物体表面沉积形成薄膜的表面涂层技术。
其基本原理为将高能量的粒子轰击到材料上，使其转化为气态，然后被磁场加速并引导直接沉积到目标物体表面上。
这种技术具有简单易行、高精度、大批量生产等优点。
二、磁控溅射镀膜技术的应用领域磁控溅射技术在银及贵金属、氧化物、氟化物、氮化物等材料的表面涂层方面应用最为广泛。
其在太阳能电池板、镜片、LED 芯片等领域均有重要应用。
在光学领域主要被用来制造反射和透射膜层。
反射膜层用于制作镜面和反光器材，由于磁控溅射技术能够生产高质量、高折射率、高反射率膜层，因此已成为反射膜制造行业的主流技术，广泛应用于金属镜、全反射镜、折射镜、衰减镜等器材的制造。
透射膜层则用于制作光学元件，如滤波器、调制器、液晶显示器等。
目前，磁控溅射技术已成为制造高品质光学器材的首选技术，主要由于其能够控制膜层厚度、形状、光学性能和生产周期等因素。
三、磁控溅射镀膜技术的未来发展方向/随着现代信息技术和光电子技术的不断发展，磁控溅射技术的应用领域也将不断扩展。
基于化学成分的工艺控制和镀膜参数的改进，膜层厚度、形状、质量和其它光学性能交替控制将得以实现。
同时，尽管目前磁控溅射镀膜技术已可满足绝大部分光学薄膜制造需求，但其在规模化生产、膜层厚度均匀度、介电性能等方面仍需改进。
未来，磁控溅射技术在深度应用上仍有巨大的发展空间。
溅射镀膜机原理
溅射镀膜机原理
溅射镀膜机是一种常用的表面处理设备，通过将材料蒸发并沉积在基
底表面形成一层薄膜，以改善基底的物理、化学和光学性质。
下面将
详细介绍溅射镀膜机的工作原理。
1. 溅射源
溅射源是溅射镀膜机的核心部件之一，通常由靶材和阴极组成。
靶材
是被沉积到基底表面的材料，可以是金属、合金或化合物等。
阴极则
提供了电子，使得靶材被激发并产生离子。
2. 气体环境
在溅射镀膜过程中，需要一个气体环境来保护靶材和基底，并控制沉
积速率和成分。
通常使用惰性气体（如氩气）作为保护气体，并通过
调节气压和流量来控制沉积速率。
3. 离子激发
当阴极提供电子时，它们会与惰性气体中的原子或分子碰撞产生离子。
这些离子会被加速并撞击到靶材表面，从而使得靶材中的原子或分子
被激发并蒸发。
4. 沉积过程
靶材蒸发的原子或分子会向基底表面沉积，并形成一层薄膜。
沉积速率可以通过调节气压、流量和离子能量等参数来控制。
同时，可以通过更换不同的靶材来改变沉积膜的成分和性质。
5. 监测和控制
在溅射镀膜过程中，需要对沉积速率、厚度和成分进行实时监测和控制。
通常使用压电晶体振荡器（Quartz Crystal Microbalance）来测量沉积速率和厚度，并使用光谱仪等设备来检测沉积膜的成分。
总之，溅射镀膜机是一种利用离子激发将靶材原子或分子沉积到基底表面形成一层薄膜的设备。
它具有高精度、高效率、可重复性好等优点，在电子、光学、太阳能等领域得到广泛应用。
常用的镀膜方法
常用的镀膜方法
1.溅射镀膜法
溅射镀膜法是利用高能离子束轰击样品表面，产生的微小粒子将目标表面的物质释放出来，再沉积至基底表面，形成薄膜。
溅射镀膜法因其可在高真空下进行，所以适用于制备金属、半导体、氧化物及其他无机化合物薄膜。
此外，该技术还可用于制备具有特定性质的晶体结构薄膜，例如具有分子化合物的多层体系。
溅射镀膜法是当前常用的薄膜制备方法之一。
2.磁控溅射镀膜法
磁控溅射镀膜法也是一种广泛使用的薄膜制备方法，其原理同溅射镀膜法相似。
区别在于磁控溅射镀膜法使用磁场来控制离子束，从而增强溅射效率，提高沉积速度。
该技术适用于制备高品质的多层结构、重金属、氧化物和非晶态薄膜等。
3.化学气相沉积法
化学气相沉积法是通过将含有金属有机物等原料的气体送入反应室中，利用化学反应在基片表面上生长薄膜。
该技术适用于大面积，均一薄膜的制备。
化学气相沉积法可用于制备二氧化硅、硅胶、氮化硅、碳化硅等材料的薄膜。
4.热蒸发镀膜法
热蒸发镀膜法是利用高温加热金属或化合物材料，使之蒸发并沉积在基底表面。
该方法简便、容易操作，广泛应用于制备单层和多层金属薄膜，如铬、钼、铜、银和铝等金属薄膜。
此外，该技术还可用于制备非晶态薄膜，例如氧化铝薄膜、TiO2薄膜等。
5.电化学沉积法
电化学沉积法是将金属投入含有所需离子的溶液中作为阴极，通电后，溶液中的阳离子被还原成金属沉积在阴极表面上。
该技术操作简单，可制备所需厚度的纯金属或合金薄膜，并可控制薄膜的粗糙度。
电化学沉积法适用于制备黄金、银、铜等高纯度金属薄膜，也可用于制备复杂的多层材料和表面修饰。
蒸发和溅射镀膜的异同
蒸发和溅射镀膜的异同【中文文章】标题：蒸发和溅射镀膜的异同：优缺点和应用领域导语：在现代科技的推动下，薄膜技术逐渐成为许多行业的关键领域。
在实现高品质、高效率和高性能的器件中，蒸发和溅射镀膜技术被广泛应用。
本文将深入探讨蒸发和溅射镀膜的异同点，并详细介绍它们的优缺点及在各个领域中的应用。
一、蒸发镀膜技术1.1 原理概述蒸发镀膜是一种通过加热源的辅助，在真空环境下将固态材料转变为气态，再通过沉积在基底材料上的方法实现薄膜覆盖。
其基本原理是源材料的加热后会蒸发成气体，然后沉积在待处理的基底材料上。
1.2 优点与应用在蒸发镀膜技术中，最大的优点是可实现较高的纯度，因为热蒸发过程中会使杂质残留减少。
该技术对于低温材料处理较为适用，且具有良好的均匀性和薄膜厚度控制能力。
由于其较高的材料利用率和低成本，蒸发镀膜在光学镀膜、电子器件制造和太阳能电池等领域得到广泛应用。
二、溅射镀膜技术2.1 原理概述溅射镀膜是一种通过离子轰击材料或离子束辅助的方法，使固态材料脱离基底材料并沉积在待处理的基底上。
其基本原理是将材料靶作为阴极，通入惰性气体后通过高能离子轰击靶材，使得靶材表面的原子或分子脱离并沉积在基底上。
2.2 优点与应用溅射镀膜技术具有较高的沉积速率和良好的附着力，能够在较低的加热温度下实现高质量的薄膜覆盖。
其能够沉积多种材料，如金属、陶瓷和复合膜等，并具有较高的材料利用率。
溅射镀膜广泛应用于显示器制造、集成电路制造和太阳能电池等领域，由于其对不同材料有较好的适应性和较高的成膜效率。
三、蒸发镀膜与溅射镀膜的比较3.1 优点对比蒸发镀膜在薄膜材料纯度、均匀性和薄膜厚度控制上有明显优势；而溅射镀膜在成膜效率、附着力和材料适应性方面优于蒸发镀膜。
3.2 缺点对比蒸发镀膜的材料利用率相对较低，而溅射镀膜的成本较高。
3.3 应用领域对比蒸发镀膜在光学镀膜、电子器件制造和太阳能电池等领域有广泛应用；溅射镀膜在显示器制造、集成电路制造和太阳能电池等领域应用较多。
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磁控溅射镀膜及其应用溅射原理溅射原理1. 先让惰性气体（通常为Ar气）产生辉光放电现象产生带电的离子；2. 带电离子经电场加速后撞击靶材表面，使靶材原子被轰击而飞出来，同时产生二次电子，再撞击气体原子从而形成更多的带电离子；3. 靶材原子携带着足夠的动能到达被镀物(基材)的表面进行沉积。
溅射原理溅射原理示意图溅射沉积示意图溅射原理溅射示意图直流辉光放电的电压电流密度关系图溅射原理巴邢曲线击穿电压UB：形成“异常辉光放电”的关键是击穿电压UB。
UB主要取决于二次电子的平均自由程和阴阳极之间的距离。
为了引起最初的“雪崩”，每个二次电子必须产生出约10～20个离子。
若气压太低或者极间距离太小，二次电子撞到阳极之前，无法达到所需的电离碰撞次数。
若气压太高或极间距离太大，气体中形成离子将因非弹性碰巴邢曲线撞而减速，以至于当轰击阴极时，已无足够的能量产生二次电子。
溅射原理辉光电位分布示意图溅射原理磁控溅射原理原理: 为了提高离化率,增加溅射沉积的速率,在靶背面增加磁场是个有效的方法----电场与磁场的交互作用,使得二次电子在靶面做螺旋式运动,大大延长了二次电子的运动行程，从而大大增加了它同气体分子碰撞的机会，从而大大地提高了离化率，增加了溅射速率。
二次电子在正交电磁场的运动二次电子在靶面的运动示意图磁控溅射原理磁控溅射具有以下两大优点：提高等离子密度，从而提高溅射速度；减少轰击零件的电子数目，因而降低了基材因电子轰击的温升。
因此，该技术在薄膜技术中占有主导地位。
磁控溅射阴极的最大缺点是：使用平面靶材是，靶材在跑道区形成溅射沟道，这沟道一旦贯穿靶材，则整块靶材即报废，因而靶材的利用率只有20-30%。
不过，目前为了避免这个缺点，很多靶材采用圆柱靶材形式，靶材利用率得以大幅度提高。
矩形平面靶安装结构示意图磁控溅射原理平衡磁场磁控溅射非平衡磁场磁控溅射磁控溅射原理孪生靶磁场分布示意图磁控溅射原理封闭非平衡磁场示意图溅射靶材溅射靶材按形状分类：矩形平面靶才、圆形平面靶才、圆柱靶材；溅射靶材按成分分类：单质金属靶材、合金靶材、陶瓷靶材；溅射靶材溅射靶材溅射靶材平面靶材利用率比较低，只有30%左右，沿着环形跑道刻蚀。
靶材冷却与靶背板靶功率密度与靶材冷却靶功率越大，溅射速率越大；靶允许的功率与靶材的性质及冷却有关；靶材采用直接水冷，允许的靶功率高。
靶背板使用场合：ITO、SiO2、陶瓷等脆性靶材及烧结靶材Sn、In等软金属靶；靶材太薄、靶材太贵。
材质要求：导热性好—常用无氧铜，无氧铜的导热性比紫铜好；强度足够—太薄，容易变形，不易真空密封。
结构：空心或者实心结构—磁钢不泡或泡在冷水中；厚度适当—太厚，消耗部分磁强；太薄，容易变形。
靶材与背板的连接靶材与背板的连接:压接：采用压条，一般为了提高接触的良好性，会增加石墨纸、Pb 或者In皮;钎焊：一般使用软钎料的情况下，要求溅射功率小于20w/cm2;钎料常用In,In-Sn,Sn;导电胶：采用导电胶，导电胶需要耐高温，一般厚度0.02~0.05um连接的要求：导热性好—允许的溅射功率提高，从而溅射速率提高；导电性好；机械性能—连接牢固；化学稳定性好—靶处于负高压，在水中容易产生电解反应，从而使得靶或背板受到腐蚀。
磁控靶常用的永磁材料铁氧体常用的铁氧体BaO.6Fe2O3和锶铁氧体SrO.6Fe2O3,一般以Fe2O3、BaCO3或SrCO3粉料经混合、预烧、压制成型和高温烧结而成。
合理磁体形状为扁平状，短轴为磁化方向。
铁氧体的特点：高矫顽力HC（KA/m），低剩磁Br(T),镀膜常用Y30（Br 0.38~0.42T, HC160~216KA/m)使用温度范围：-40～85℃钕铁硼合金（稀土永磁材料）典型成分：Nd2Fe14B制备：烧结或者粘结，常用烧结的Br1.18~1.48T,HC800~2400KA/m使用温度：可达240℃，一般不超过150℃；为避免在大气中氧化，表面常镀镍。
靶材制备工艺制备工艺真空熔炼铸造—成型（锻、轧、拉伸）靶材杂质含量低、密度高，能做大型靶，对对于熔点和密度相差较大的两种（或以上）的金属，难以获得成分均匀的合金靶材；粉末冶金热压、热等静压、真空热压，用于制备高熔点或化合物靶材，靶材成分均匀，但杂质含量高，密度不易做高。
热喷涂靶材质量对镀膜的影响纯度取决于薄膜特性的要求合金与化合物靶要求成分均匀化致密度1.溅射成膜过程中，靶材内部孔隙存在的气体突然释放造成微粒飞溅，使膜不致密，表面粗糙，缺陷增加；2.密度较低的靶材易脆裂；3.晶粒尺寸：靶材通常为多晶结构，晶粒大小：um~mm量级；晶粒小的溅射速率大；晶粒尺寸相差不大的，沉积膜的均匀性较好；4.结晶结构5.使用过程中靶材状况的变化随着靶材使用时间的延长，除出现“跑道”外，还会出现：表面晶粒变粗，靶面出现“瘤”的多少与大小取决于靶材的原始质量和溅射工艺参数。
离子源离子源磁控溅射常见技术 直流磁控溅射直流磁控溅射是在直流二极溅射的基础上，在靶材后面安放磁钢。
可以用来溅射沉积导电膜，而且沉积速度快；但靶材若为绝缘体的话，将会迅速造成靶材表面电荷积累，从而导致溅射无法进行。
所以对于纯金属靶材的溅射，均采用直流磁控溅射，如溅射SUS、Ag、Cr、Cu等。
磁控溅射常见技术 中频磁控溅射常用来进行反应溅射，如金属氧化物、氮化物及碳化物等，将少许反应性气体N2, O2, C2H2等同惰性气体Ar2一起输入到真空腔中，使反应气体与靶材原子一起于基材上沉积。
对于一些不易找到块材料制成靶材的镀膜或陶瓷靶材在溅镀后，薄膜成分易偏离原靶材成分，也可通过反应沉积来获得改善。
美国著名公司AE（Advanced Energy)开发出中频孪生靶溅射电源，现在，这项技术被广泛应用于市场。
例如：将反应气体N2加入到Ar2中溅射Cr，便可获得CrN镀层。
反应溅射原理如右图所示。
磁控溅射常见技术射频磁控溅射用来进行介质膜的溅射，如在玻璃上镀ITO 膜之前需镀上一层SiO2扩散隔离层,该SiO2膜就是采用射频溅射。
通常在溅镀过程中辉光放电中的离子撞击到阴极时，会与阴极的电子中和，使得溅射现象可以继续进行。
但若靶材本身不导电的话，离子撞击到靶材上没有电子中和，正电荷一直累积，便与后来的离子排斥，这会造成取代直流电源，便可解决此离子撞击现象的停顿。
高周波电源问题。
磁控溅射常见技术偏压溅射磁控在基片上加100－300V的负电压，使得Ar2＋轰击靶材的同时也轰击基片的膜层，使用偏压具有以下作用：1. 改善附着力：1）将沉积过程中附着力不好的晶粒打掉；2）促进膜层与基片的扩散，增加扩散层的厚度。
2. 提高耐磨性能：偏压的使用使得膜层更致密。
3. 改善膜层结构：偏压使得膜层由柱状晶变为更好的球状晶粒。
但偏压也有缺点：1. 偏压的使用会降低沉积速率。
2. 过大的偏压使用会增加膜层的内应力。
磁控溅射常见问题阳极消失“打火”“靶中毒”内应力靶材成分偏离砂孔溅射镀膜的步骤溅射镀膜一般有以下几步：1. 放置膜料及装入产品2. 抽真空：包括粗抽和精抽，一般真空度达到6.0-3以上；3. 辉光清洗：通入惰性气体（一般为Ar),真空度1Pa左右，打开辉光清洗电源，清洗偏压及时间由素材表面状况及附着力要求决定。
4. 镀膜5. 破真空，取产品：镀膜完成后，（待工艺要求，有时候会充入氩气冷却）对真空室充入大气，待达到大气压，打开真空室门取出产品。
磁控溅射工业应用磁控溅射在PVD行业是应用及研究最广泛的，在装饰、工模具镀膜、太阳能、幕墙玻璃、半导体、显示屏等许多行业都有广泛的应用。
在此对以上某几个方面的应用做简单介绍。
1. 装饰镀1.1 装饰镀材料（基材）金属：SUS、钢基合金、锌基合金等；玻璃、陶瓷；塑料：ABS、PVC、PC、尼龙等；柔性材料：布，泡沫塑料、钢带等。
1.2 装饰膜种类金属基材装饰镀膜层：TiN、ZrN、TiC、CrNx、TiCN、CrCN、TiOx 等玻璃、陶瓷装饰镀膜层：Au、Cr、TiN、ZrN等塑料基材装饰镀膜层：Al、Cu、SUS、ITO、TiO2等柔性材料装饰镀膜层：Al、ITO、TiO2等磁控溅射工业应用1.3 部分金属基材装饰膜颜色金属基材装饰膜的种类及色调很多，下表列举了部分金属基材装饰膜的种类及颜色。
膜层种类色调TiNx浅黄、金黄、棕黄、黑色TiC浅灰色、深灰色、黑色TiCxNy赤金黄色、玫瑰金色、棕色、紫色TiN+Au金色ZrN金黄色ZrCxNy金色、银色TiO2紫青蓝、绿、黄、橙红色CrNx银白色TixAlNx金黄色、棕色、黑色TiZrAlNx金黄色磁控溅射工业应用各种颜色在色度学中可以用色空间值L、a、b值来表示。
L－－明亮度：L越大，表示较白，L越小，表示较黑；a－－红与绿：a越大，表示较红，a越小，表示较绿；b－－黄与蓝：b越大，表示较黄，b越小，表示较蓝。
例如，TiN仿金色的L, a, b值在65～70、1.5~3、25~30之间。
TiC黑膜的L, a, b值在30～40、-1.0~2.0、-1.0~2.0之间。
磁控溅射工业应用1. 磁控溅射离子镀技术为黄铜电镀亮铬的卫生洁具镀制ZrN膜介绍采用基材为锆的非平衡磁控溅射靶和中频电源，以及脉冲偏压电源。
1. 1 抽真空本底真空为6.0 x 10-3~5.0 x 10-3, 加热温度为150度左右。
1.2 轰击清洗真空度：通入氩气真空度保持在2～3Pa。
轰击偏压：800～1200V，脉冲占空比20～75％。
轰击时间：10～15min。
1.3 镀膜1)沉积锆底层真空度：通入氩气，真空度保持在5.0 x 10-1Pa。
靶电压：400～550V，靶功率15～30W/CM2。
脉冲偏压：300～400V，占空比20％。
镀膜时间：5～10min。
磁控溅射工业应用2) 镀ZrN膜真空度：通入氮气，真空度保持在（3～5）x 10-1Pa。
靶电压：400～550V，靶功率20～30W/CM2。
脉冲偏压：150～200V，占空比80％。
镀膜时间：20～30min。
由于磁控溅射技术中金属离化率较低，不容易进行反应沉积，获得化合物膜层的工艺范围较窄。
可采用气体离子源将反应气体离化，扩大反应沉积的工艺范围。
也可以采用柱状弧源产生的等离子体作为离化源，柱状弧源还是辅助镀膜源。
1.4 冷却镀膜结束后，首先关闭靶电源、偏压电源，然后关闭气源、停转架。
工件在镀膜室中冷却到100度以下，向镀膜室充入大气，取出工件。
磁控溅射工业应用2. 工模具镀膜本节简单介绍高速钢刀具增寿膜PVD镀膜工艺。
基材为高速钢刀具采用直流磁控溅射和中频磁控溅射的多个平面非平衡磁控溅射靶。
2.1 真空度本底真空度为(5.0~6.0) x 10-3Pa，加热温度为200～300度。
2.2 辉光及Ti离子轰击清洗镀膜室充入氩气，真空度保持在2Pa，偏压800V，占空比30％。