磁控濺射鍍膜技術(shù)的（缺點(diǎn)）不足之處

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2022-12-16

磁控濺射(Magnetron Sputtering,MS)是薄膜沉積技術(shù)使用較早的技術(shù)之一，也是目前研究應(yīng)用最多和最成熟的產(chǎn)業(yè)化薄膜沉積技術(shù)。磁控濺射法的基本原理是在靶材處施加電壓，使其產(chǎn)生電磁場(chǎng)，并在設(shè)備中充入氬氣，通過電離使氬氣原子電離成氬離子和電子。受到電場(chǎng)和磁場(chǎng)的約束，電子飛向陽極基底的同時(shí)氬離子高速轟擊靶材表面產(chǎn)生鍍層粒子。濺射出鍍層粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的相互作用下沉積基底表面形成薄膜。

磁控濺射鍍膜技術(shù)有許多的優(yōu)點(diǎn)，但是磁控濺射法也存在一定不足，比如濺射過程中溫度的升高會(huì)對(duì)基底產(chǎn)生一定損傷，真空鍍膜的速率低，所需氣壓高，另外濺射設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜、價(jià)格昂貴等。以下是磁控濺射鍍膜技術(shù)的的不足之處：

1）平面靶材濺射刻蝕不均勻，靶材利用率低，成本高；而且當(dāng)靶材出現(xiàn)凹陷之后，靶面的磁場(chǎng)強(qiáng)度不均勻，與新靶時(shí)對(duì)比，靶面磁場(chǎng)發(fā)生了很大變化，工件上所鍍膜層的厚度不均勻，膜層質(zhì)量的重復(fù)性也不好。

2）雖然磁控濺射所鍍膜層的結(jié)合力優(yōu)于蒸發(fā)鍍，但與陰極電弧離子鍍相比，膜-基結(jié)合力還是很低。因此，在鍍高檔裝飾產(chǎn)品時(shí)，先用小弧源清洗工件，然后用磁控濺射技術(shù)鍍TiN等精飾膜層。

3）磁控濺射鍍膜在輝光放電中進(jìn)行，金屬理化率低，用直流磁控濺射反應(yīng)沉積氮化鈦等化合物膜層的工藝難度很大，反應(yīng)氣的配氣量很難控制。

磁控濺射鍍膜過程中，通入的氬氣是濺射靶材獲得膜層離子的氣體，首先應(yīng)設(shè)定氬氣的真空度和靶電壓，穩(wěn)定用氬離子濺射出來的膜層鈦原子的量。通入的氮?dú)馐欠磻?yīng)氣體，在放電空間和金屬膜層原子在一起被電離獲得鈦離子、氮離子、高能的鈦原子、高能的氮原子及氮的活性集團(tuán)，在工件的表面化合反應(yīng)沉積獲得氮化鈦薄膜，由于磁控濺射的金屬離化率只有10%-15%，金屬的活性比較低，化合反應(yīng)生成硬度高、顏色金黃絢麗的氮化鈦膜層的配氣難度大，必須嚴(yán)格控制通入的反應(yīng)氣體的流量。

4）磁控濺射沉積絕緣膜時(shí)，容易產(chǎn)生靶中毒，出現(xiàn)打弧現(xiàn)象和陽極消失現(xiàn)象，使磁控濺射過程中不能正常進(jìn)行。

5）磁控濺射因?yàn)橐写艌?chǎng)，為了避免損害機(jī)器，所以對(duì)于帶有鐵磁性的材料不能應(yīng)用此方法進(jìn)行成膜，這也是該方法的一大劣勢(shì)所在。

6）鐵定薄膜和靶材以及濺射率的選取相關(guān)，不同的濺射速率以及不同的靶材所沉積的薄膜均勻性、致密性等有很大的差異。

以上這些不足，影響了磁控濺射鍍膜技術(shù)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。