真空磁控溅射为什么必须在真空环境？溅射过程是通过电能，使气体的离子轰击靶材，就像砖头砸土墙，土墙的部分原子溅射出来，落在所要镀膜的基体上的过程。如果气体太多，气体离子在运行到靶材的过程中，很容易跟路程中的其他气体离子或分子碰撞，这样就不能加速，也溅射不出靶材原子来。所以需要真空状态。而如果气体太少，气体分子不能成为离子，没有很多可以轰击靶材，所以也不行。只能选择中间值，有足够的气体离子可以轰击靶材，而在轰击过程中，不至于因为气体太多而相互碰撞致使失去太多的能量的气体量。所以必须在较为恒定的真空状态下。此状态根据气体分子直径和分子自由程计算。一般在0.2-0.5Pa之间。直流溅射方法用于被溅射材料为导电材料的溅射和反应溅射镀膜中，其工艺设备简单，有较高的溅射速率。安徽非金属磁控溅射流程
磁控溅射又称为高速低温溅射。在磁场约束及增强下的等离子体中的工作气体离子，在靶阴极电场的加速下，轰击阴极材料，使材料表面的原子或分子飞离靶面，穿越等离子体区以后在基片表面淀积、迁移较终形成薄膜。与二极溅射相比较，磁控溅射的沉积速率高，基片升温低，膜层质量好，可重复性好，便于产业化生产。它的发展引起了薄膜制备工艺的巨大变革。磁控溅射源在结构上必须具备两个基本条件:(1)建立与电场垂直的磁场;(2)磁场方向与阴极表面平行，并组成环形磁场。河南反应磁控溅射流程磁控溅射是在阴极靶的表面上方形成一个正交电磁场。
反应磁控溅射适于制备大面积均匀薄膜，并能实现单机年产上百万平方米镀膜的工业化生产。但是，直流反应溅射的反应气体会在靶表面非侵蚀区形成绝缘介质层，造成电荷积累放电，导致沉积速率降低和不稳定，进而影响薄膜的均匀性及重复性，甚至损坏靶和基片。为了解决这一问题，近年来发展了一系列稳定等离子体以控制沉积速率，提高薄膜均匀性和重复性的技术。(1)采用双靶中频电源解决反应磁控溅射过程中因阳极被绝缘介质膜覆盖而造成的等离子体不稳定现象，同时还解决了电荷积累放电的问题。(2)利用等离子发射谱监测等离子体中的金属粒子含量，调节反应气体流量使等离子体放电电压稳定，从而使沉积速率稳定。(3)使用圆柱形旋转靶减小绝缘介质膜的覆盖面积。(4)降低输入功率，并使用能够在放电时自动切断输出功率的智能电源抑制电弧。(5)反应过程与沉积过程分室进行，既能有效提高薄膜沉积速率，又能使反应气体与薄膜表面充分反应生成化合物薄膜。
真空磁控溅射镀膜特别适用于反应沉积镀膜，实际上，真空磁控溅射镀膜这种工艺可以沉积任何氧化物、碳化物以及氮化物材料的薄膜。此外，该工艺也特别适合用于多层膜结构的沉积，包括了光学设计、彩色膜、耐磨涂层、纳米层压板、超晶格镀膜、绝缘膜等。早在1970年，已经有了高质量的光学薄膜沉积案例，开发了多种光学膜层材料。这些材料包括有透明导电材料、半导体、聚合物、氧化物、碳化物以及氮化物等，至于氟化物则多是用在蒸发镀膜等工艺当中。磁控溅射发展至今，除了上述一般溅射方法的优点外，还实现了高速、低温、低损伤。
磁控溅射设备原子的能量比蒸发原子的能量大许多倍;入射离子的能量很低时，溅射原子角散布就不完全符合余弦散布规律。角散布还与入射离子方向有关。从单晶靶溅射出来的原子趋向于集中在晶体密度大的方向,因为电子的质量很小，所以即便运用具有高能量的电子炮击靶材也不会发生溅射现象。因为溅射是一个杂乱的物理进程，涉及的因素许多，长期以来关于溅射机理虽然进行了许多的研究，提出过许多的理论，但都难以完善地解说溅射现象。广东省科学院半导体研究所。真空室中装有辉光放电的阴极，靶材就装在此极表面上，接受离子轰击。河南反应磁控溅射流程
磁控直流溅射法要求靶材能够将从离子轰击过程中得到的正电荷传递给与其紧密接触的阴极。安徽非金属磁控溅射流程
脉冲磁控溅射的工作原理：脉冲磁控溅射是采用矩形波电压的脉冲电源代替传统直流电源进行磁控溅射沉积。脉冲溅射可以有效地抑制电弧产生进而消除由此产生的薄膜缺陷，同时可以提高溅射沉积速率，降低沉积温度等一系列明显的优点，是溅射绝缘材料沉积的优先选择工艺过程。在一个周期内存在正电压和负电压两个阶段，在负电压段，电源工作于靶材的溅射，正电压段，引入电子中和靶面累积的正电荷，并使表面清洁，裸露出金属表面。加在靶材上的脉冲电压与一般磁控溅射相同!为400~500V,电源频率在10~350KHz，在保证稳定放电的前提下，应尽可能取较低的频率#由于等离子体中的电子相对离子具有更高的能动性，因此正电压值只需要是负电压的10%~20%，就可以有效中和靶表面累积的正电荷。占空比的选择在保证溅射时靶表面累积的电荷能在正电压阶段被完全中和的前提下，尽可能提高占空，以实现电源的较大效率。安徽非金属磁控溅射流程
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