广东省科学院半导体研究所在反应磁控溅射领域的工艺优化成果 ，尤其在化合物薄膜制备中形成技术特色。针对传统反应溅射中靶材 “中毒” 导致的沉积速率骤降问题，团队采用脉冲磁控溅射技术，通过优化脉冲频率与占空比，平衡了靶材溅射与表面反应速率。以 Al₂O₃绝缘薄膜制备为例，通过精确控制磁控溅射的氧气流量与溅射功率比例，使薄膜介电常数达到 9.2，漏电流密度低于 10⁻⁹ A/cm²。该技术已成功应用于半导体器件的钝化层制备，使器件击穿电压提升 20%，可靠性 增强。磁控溅射还可以用于制备各种功能涂层，如耐磨、耐腐蚀、导电等涂层。湖南脉冲磁控溅射用处
在第三代半导体材料制备中，该研究所通过单步磁控溅射工艺实现了关键技术突破。针对蓝宝石衬底上 GaN 材料生长时氧元素扩散导致的 n 型导电特性问题，研究团队创新性地采用磁控溅射技术引入 10nm 超薄 AlN 缓冲层，构建高效界面调控机制。 终制备的 GaN 外延层模板位错密度低至 2.7×10⁸ cm⁻²，方块电阻高达 2.43×10¹¹ Ω/□，兼具低位错密度与半绝缘特性。这一成果摒弃了传统掺杂技术带来的金属偏析、电流崩塌等弊端，不仅简化了外延工艺，更使材料利用率提升 30% 以上，大幅降低了高频高功率电子器件的制备成本。海南金属磁控溅射分类除了传统的直流磁控溅射，还有射频磁控溅射、脉冲磁控溅射等多种形式，以满足不同应用场景的需求。
该研究所针对磁控溅射的薄膜应力调控难题，提出了多参数协同优化策略。通过调节磁控溅射的基片偏压与沉积温度，实现薄膜内应力从拉应力向压应力的连续可调 —— 当基片偏压从 0V 增至 - 200V 时，TiN 薄膜的压应力从 1GPa 提升至 5GPa；而适当提高沉积温度可缓解过高应力导致的薄膜开裂问题。这种调控机制使薄膜应力控制精度达到 ±0.2GPa，成功解决了厚膜沉积中的翘曲变形问题，为功率电子器件的金属化层制备提供了关键技术保障。在磁控溅射的产业化应用拓展中，研究所与企业合作开发了建材用功能薄膜生产线。采用连续式磁控溅射设备，在浮法玻璃表面沉积低辐射薄膜，通过优化靶材组合与溅射速度，使玻璃的红外反射率达到 80% 以上，隔热性能提升 40%。该生产线集成了在线厚度监测与反馈控制系统，可实现单机年产上百万平方米镀膜玻璃，产品已应用于绿色建筑项目。相较于传统镀膜技术，该磁控溅射工艺的能耗降低 25%，符合节能环保的产业发展需求。
相较于电弧离子镀膜和真空蒸发镀膜等技术，磁控溅射镀膜技术制备的膜层组织更加细密，粗大的熔滴颗粒较少。这是因为磁控溅射过程中，溅射出的原子或分子具有较高的能量，能够更均匀地沉积在基材表面，形成致密的薄膜结构。这种细密的膜层结构有助于提高薄膜的硬度、耐磨性和耐腐蚀性等性能。磁控溅射镀膜技术制备的薄膜与基材之间的结合力优于真空蒸发镀膜技术。在真空蒸发镀膜过程中，膜层原子的能量主要来源于蒸发时携带的热能，其能量较低，与基材的结合力相对较弱。而磁控溅射镀膜过程中，溅射出的原子或分子具有较高的能量，能够与基材表面发生更强烈的相互作用，形成更强的结合力。这种强结合力有助于确保薄膜在长期使用过程中不易脱落或剥落磁控溅射制备的薄膜可以用于制备各种传感器和执行器等微纳器件。
磁控溅射是一种常用的薄膜制备技术，其操作流程主要包括以下几个步骤：1.准备工作：首先需要准备好目标材料、基底材料、磁控溅射设备和相关工具。2.清洗基底：将基底材料进行清洗，以去除表面的杂质和污染物，保证基底表面的平整度和光洁度。3.安装目标材料：将目标材料固定在磁控溅射设备的靶材架上，并将靶材架安装在溅射室内。4.抽真空：将溅射室内的空气抽出，以达到高真空状态，避免气体分子对溅射过程的干扰。5.磁控溅射：通过加热靶材，使其表面发生溅射，将目标材料的原子或分子沉积在基底表面上，形成薄膜。6.结束溅射：当目标材料的溅射量达到预定值时，停止加热靶材，结束溅射过程。7.取出基底：将基底材料从溅射室内取出，进行后续处理，如退火、表面处理等。总之，磁控溅射的操作流程需要严格控制各个环节，以保证薄膜的质量和稳定性磁控溅射制备的薄膜可以用于制备太阳能电池和LED等器件。海南金属磁控溅射分类
PECVD生长氧化硅薄膜是一个比较复杂的过程，薄膜的沉积速率主要受到反应气体比例、RF功率、反应室压力。湖南脉冲磁控溅射用处
广东省科学院半导体研究所在磁控溅射的等离子体诊断与调控方面开展了深入研究。通过集成朗缪尔探针与发射光谱诊断系统，实时监测磁控溅射过程中的电子温度、等离子体密度等关键参数，揭示了磁场强度与等离子体特性的内在关联。基于诊断数据建立的工艺模型，可精细预测不同参数下的薄膜生长行为，使工艺开发周期缩短 50%。例如在 ZnO 薄膜制备中，通过模型优化的磁控溅射参数使薄膜结晶取向度提升至 95%，为光电探测器的性能优化提供了理论与实验支撑。湖南脉冲磁控溅射用处
