真空泵机组磁控溅射离子镀技术磁控溅射离子镀技术是沉积各种功能薄膜和硬质薄膜的最主要技术之一在薄膜领域应用及其广泛。真空泵机组磁控溅射技术发展于七十年代具有沉积速度快、重复性好、膜层质量好、基底温度低膜基结合力好等优点。缺点是靶材利用率低。磁控溅射离子镀设备主要包括真空获得系统、真空加热系统冷却系统偏压电源系统和真空室等几个部分。真空获得系统前面也已经讲到是由多个泵串联而成的高真空抽气机组。加热系统主要是给真空室提供热源对真空室加热保证基体温度有利于沉积原子在基体表面扩散促进薄膜的形成。真空室内工件架接负极靶材接负极真空室壳体接地正离子可以更强地轰击靶材溅射出更多的靶原子利于沉积。真空室内装有对称分布的靶材在靶材和磁钢之间通有循环冷却水保证靶材的温度不至于太高。
在真空室的上方装有电子枪可以发射更多的电子提高离化率和沉积速率。从图中可以明显的看出平衡磁控溅射中的等离子体区域较小而且主要在靶材上方距靶材很近。这样的溅射出来的靶材粒子的能量很低当低能量的靶材原子沉积到基片表面时不利于原子在衬底表面的扩散最终造成薄膜的附着力低、薄膜组织不致密多孔的现象。平衡磁控溅射只适用于几何尺寸较小的工件。非平衡磁控溅射时由于等离子体占据基板和靶材之间很大部分区域在这种情况下可以电离出足够多的离子来轰击靶材。溅射出来的靶才粒子在偏压的加速作用下能够以足够高的速度沉积到基片表面。最终形成的薄膜的膜基结合力好薄膜组织致密表面形貌较好。磁控溅射离子镀具有沉积速率高的特点。这是由于靶面上方的二次电子受正交电磁场的作用磁场的方向和靶材平面相平行利于形成规则的环形状磁场二次电子只能沿环形磁场作摆线运动电子的运动路径变长大大地增加了与气体原子的碰撞几率电离率增大电离出大量的在电场的作用下以很高的速度不断轰击靶材增加了溅射速率从而增加了沉积速度。
