磁控濺射的工藝研究：1、氣體環境：真空系統和工藝氣體系統共同控制著氣體環境。首先，真空泵將室體抽到一個高真空。然后，由工藝氣體系統充入工藝氣體，將氣體壓強降低到大約2X10-3torr。為了確保得到適當質量的同一膜層，工藝氣體必須使用純度為99.995%的高純氣體。在反應濺射中，在反應氣體中混合少量的惰性氣體可以提高濺射速率。2、氣體壓強：將氣體壓強降低到某一點可以提高離子的平均自由程、進而使更多的離子具有足夠的能量去撞擊陰極以便將粒子轟擊出來，也就是提高濺射速率。超過該點之后，由于參與碰撞的分子過少則會導致離化量減少，使得濺射速率發生下降。如果氣壓過低，等離子體就會熄滅同時濺射停止。提高氣體壓強可提高離化率，但是也就降低了濺射原子的平均自由程，這也可以降低濺射速率。能夠得到較大沉積速率的氣體壓強范圍非常狹窄。如果進行的是反應濺射，由于它會不斷消耗，所以為了維持均勻的沉積速率，必須按照適當的速度補充新的反應鍍渡。磁控濺射鍍膜的適用范圍：在不銹鋼刀片涂層技術中的應用。上海單靶磁控濺射流程
磁控濺射的種類：磁控濺射包括很多種類。各有不同工作原理和應用對象。但有一共同點：利用磁場與電場交互作用，使電子在靶表面附近成螺旋狀運行，從而增大電子撞擊氬氣產生離子的概率。所產生的離子在電場作用下撞向靶面從而濺射出靶材。靶源分平衡式和非平衡式，平衡式靶源鍍膜均勻，非平衡式靶源鍍膜膜層和基體結合力強。平衡靶源多用于半導體光學膜，非平衡多用于磨損裝飾膜。磁控陰極按照磁場位形分布不同，大致可分為平衡態磁控陰極和非平衡態磁控陰極。平衡態磁控陰極內外磁鋼的磁通量大致相等，兩極磁力線閉合于靶面，很好地將電子/等離子體約束在靶面附近，增加了碰撞幾率，提高了離化效率，因而在較低的工作氣壓和電壓下就能起輝并維持輝光放電，靶材利用率相對較高。但由于電子沿磁力線運動主要閉合于靶面，基片區域所受離子轟擊較小。非平衡磁控濺射技術，即讓磁控陰極外磁極磁通大于內磁極，兩極磁力線在靶面不完全閉合，部分磁力線可沿靶的邊緣延伸到基片區域，從而部分電子可以沿著磁力線擴展到基片，增加基片區域的等離子體密度和氣體電離率。福建單靶磁控濺射平臺在熱陰極的前面增加一個電極，構成四極濺射裝置，可使放電趨于穩定。
反應磁控濺射：以金屬、合金、低價金屬化合物或半導體材料作為靶陰極，在濺射過程中或在基片表面沉積成膜過程中與氣體粒子反應生成化合物薄膜，這就是反應磁控濺射。反應磁控濺射普遍應用于化合物薄膜的大批量生產，這是因為：(1)反應磁控濺射所用的靶材料和反應氣體純度很高，因而有利于制備高純度的化合物薄膜。(2)通過調節反應磁控濺射中的工藝參數,可以制備化學配比或非化學配比的化合物薄膜，通過調節薄膜的組成來調控薄膜特性。(3)反應磁控濺射沉積過程中基板升溫較小，而且制膜過程中通常也不要求對基板進行高溫加熱，因此對基板材料的限制較少。
直流濺射的結構原理：真空室中裝有輝光放電的陰極，靶材就裝在此極表面上，接受離子轟擊；安裝鍍膜基片或工件的樣品臺以及真空室接地，作為陽極。操作時將真空室抽至高真空后，通入氬氣，并使其真空度維持在1.0Pa左右，再加上2-3kV的直流電壓于兩電極之上，即可產生輝光放電。此時，在靶材附近形成高密度的等離子體區，即負輝區該區中的離子在直流電壓的加速下轟擊靶材即發生濺射效應。由靶材表面濺射出來的原子沉積在基片或工件上，形成鍍層。在微電子領域作為一種非熱式鍍膜技術，主要應用在化學氣相沉積或金屬有機。
磁控濺射的種類：用磁控靶源濺射金屬和合金很容易，點火和濺射很方便。這是因為靶，等離子體和被濺零件/真空腔體可形成回路。但若濺射絕緣體，則回路斷了。于是人們采用高頻電源，回路中加入很強的電容，這樣在絕緣回路中靶材成了一個電容。但高頻磁控濺射電源昂貴，濺射速率很小，同時接地技術很復雜，因而難大規模采用。為解決此問題，發明了磁控反應濺射。就是用金屬靶，加入氬氣和反應氣體如氮氣或氧氣。當金屬靶材撞向零件時由于能量轉化，與反應氣體化合生成氮化物或氧化物。磁控反應濺射絕緣體看似容易，而實際操作困難。主要問題是反應不光發生在零件表面，也發生在陽極，真空腔體表面以及靶源表面，從而引起滅火，靶源和工件表面起弧等。德國萊寶發明的孿生靶源技術，很好的解決了這個問題。其原理是一對靶源互相為陰陽極，從而消除陽極表面氧化或氮化。冷卻是一切源所必需，因為能量很大一部分轉為熱量，若無冷卻或冷卻不足，這種熱量將使靶源溫度達一千度以上從而溶化整個靶源。真空磁控濺射涂層技術與真空蒸發涂層技術相比有許多優點。遼寧金屬磁控濺射儀器
濺射所獲得的薄膜純度高、致密度好、成膜均勻性好。上海單靶磁控濺射流程
真空磁控濺射鍍膜技術的特點：1、沉積速率大：由于采用高速磁控電極，可獲得的離子流很大，有效提高了此工藝鍍膜過程的沉積速率和濺射速率。與其它濺射鍍膜工藝相比，磁控濺射的產能高、產量大、于各類工業生產中得到普遍應用。2、功率效率高：磁控濺射靶一般選擇200V-1000V范圍之內的電壓，通常為600V，因為600V的電壓剛好處在功率效率的較高有效范圍之內。3、濺射能量低：磁控靶電壓施加較低，磁場將等離子體約束在陰極附近，可防止較高能量的帶電粒子入射到基材上。上海單靶磁控濺射流程
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