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溅射技术
溅射是物理气相沉积技术的另一种方式。

什么是溅射技术?
       溅射是物理气相沉积技术的另一种方式,溅射的过程是由离子轰击靶材表面,使靶材材料被轰击出来的技术。惰性气体,如氩气,被充入真空腔内,通过使用高电压,产生辉光放电,加速离子到靶材表面,氩离子将靶材材料从表面轰击(溅射)出来,在靶材前的工件上沉积下来,通常还需要用到其它气体,如氮气和乙炔,和被溅射出来的靶材材料发生反应,形成化合物薄膜。溅射技术可以制备多种涂层,在装饰涂层上具有很多优点(如Ti、Cr、Zr和碳氮化物),因为其制备的涂层非常光滑,这个优点使溅射技术也广泛应用于汽车市场的摩擦学领域(例如,CrN、Cr2N及多种类金刚石(DLC)涂层)。高能量离子轰击靶材,提取原子并将它们转化为气态,利用磁控溅射技术,可以对大量材料进行溅射。

溅射工艺示意图
                                  溅射工艺的示意图

溅射技术的优点:
+ 靶材采用水冷,减少热辐射 
+ 不需要分解的情况下,几乎任何金属材料都可以作为靶材溅射 
+ 绝缘材料也可以通过使用射频或中频电源溅射 
+ 制备氧化物成为可能(反应溅射) 
+ 良好的涂层均匀性 
+ 涂层非常光滑(没有液滴) 
+ 阴极(最大2m长)可以放置在任何位置,提高了设备设计的灵活性

溅射技术的缺点:
- 与电弧技术比较,较低的沉积速率 
- 与电弧相比,等离子体密度较低(~5%),涂层结合力和涂层致密度较低

溅射技术有多种形式,这里我们将解释其中的一些,这些溅射技术都能在汇成真空生产的真空镀膜设备上实现。
+ 磁控溅射 使用磁场保持靶材前面等离子体,强化离子的轰击,提高等离子体密度。
+ UBM 溅射是非平衡磁控溅射的缩写。使用增强的磁场线圈加强工件附近的等离子密度。可以得到更加致密的涂层。在UBM过程中使用了更高的能量,所以温度也会相应升高。
+ 闭合场溅射 运用磁场分布限制等离子体于闭合场内。降低靶材材料对真空腔室的损失并使等离子体更加靠近工件。可以得到致密涂层,并且使真空腔室保持相对清洁。
+ 孪生靶溅射(DMS)是用来沉积绝缘体涂层的技术。交流电(AC)作用在两个阴极上,而不是在阴极和真空腔室之间采用直流(DC)。这样使靶材具有自我清理功能。孪生靶磁控溅射用来高速沉积如氧化物涂层。
+ HIPIMS+ (高功率脉冲磁控溅射)采用高脉冲电源提高溅射材料的离化率。运用HIPIMS+ 制备的涂层兼具了电弧技术和溅射技术的优点。HIPIMS+ 形成致密涂层,具有良好涂层结合力,同时也是原子级的光滑和无缺陷的涂层。