溅射镀膜技术是用离子轰击靶材表面,把靶材的原子被击出的现象称为溅射。溅射产生的原子沉积在基体表面成膜称为溅射镀膜。通常是利用气体放电产生气体电离,其正离子在电场作用下高速轰击阴极靶体,击出阴极靶体原子或分子,飞向被镀基体表面沉积成薄膜。人们开发出了溅射速率较高的射频溅射、三极溅射和
磁控溅射技术。
射频溅射是采用频率为13.56MHZ的高频交变电场使气体放电产生
等离子体。对于绝缘靶材射频溅射最具优势。1966 年美国BM 公司采用射频溅射在Si 衬底上镀制SiO2 膜。
提高溅射镀膜的速率,关键是提高靶材的溅射率,这就必须提高等离子体的电离度,即在相同的放电功率下,获得更多的离子,从离子轰击靶面的溅射产物看,除了击出原子或分子外,还击出二次电子,这些电子被电场加速后与气体原子或分子发生碰撞又引起气体电离。充分利用二次电子的能量是提高等离子体电离度的有效途径。
磁控溅射是在阴极靶面建立跑道磁场,利用其控制二次电子运动,延长其在靶面附近的停留,增加与气体的碰撞几率,从而提高
等离子体密度。这样可以大大提高靶材的溅射速率,最终提高沉积速率。
磁控溅射相对其他溅射技术有较高的镀膜速率,一般二极溅射和射频溅射的镀膜速率为20~ 250nm/min,三极溅射为50~ 500nm/min,磁控溅射可高达200~2000nm/min。20世纪70年代
磁控溅射镀膜已实现工业化。80 年代我国的
磁控溅射技术有较大发展,90 年代已可以提供大型磁控溅射装置并规模生产镀膜制品。
当今,磁控溅射已成为镀膜主流技术之一。人们仍一直致力于提高
磁控溅射技术的效率,开拓它的应用范围。