直流濺射的結(jié)構(gòu)原理如下：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(chǎn)生輝光放電。此時，在靶材附近形成高密度的等離子體區(qū)，即負輝區(qū)該區(qū)中的離子在直流電壓的加速下轟擊靶材即發(fā)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。射頻磁控濺射是一種制備薄膜的工藝。江蘇多層磁控濺射原理

反應磁控濺射是以金屬、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(chǎn)，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(diào)節(jié)反應磁控濺射中的工藝參數(shù)，可以制備化學配比或非化學配比的化合物薄膜，通過調(diào)節(jié)薄膜的組成來調(diào)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。4、反應磁控濺射適于制備大面積均勻薄膜，并能實現(xiàn)單機年產(chǎn)上百萬平方米鍍膜的工業(yè)化生產(chǎn)。江蘇多層磁控濺射原理磁控濺射技術(shù)廣泛應用于航空航天、電子、光學、機械、建筑、輕工、冶金、材料等領域。

磁控濺射的工藝研究：1、磁場。用來捕獲二次電子的磁場必須在整個靶面上保持一致，而且磁場強度應當合適。磁場不均勻就會產(chǎn)生不均勻的膜層。磁場強度如果不適當，那么即使磁場強度一致也會導致膜層沉積速率低下，而且可能在螺栓頭處發(fā)生濺射。這就會使膜層受到污染。如果磁場強度過高，可能在開始的時候沉積速率會非常高，但是由于刻蝕區(qū)的關系，這個速率會迅速下降到一個非常低的水平。同樣，這個刻蝕區(qū)也會造成靶的利用率比較低。2、可變參數(shù)。在濺射過程中，通過改變改變這些參數(shù)可以進行工藝的動態(tài)控制。這些可變參數(shù)包括：功率、速度、氣體的種類和壓強。

真空磁控濺射為什么必須在真空環(huán)境？濺射過程是通過電能，使氣體的離子轟擊靶材，就像磚頭砸土墻，土墻的部分原子濺射出來，落在所要鍍膜的基體上的過程。如果氣體太多，氣體離子在運行到靶材的過程中，很容易跟路程中的其他氣體離子或分子碰撞，這樣就不能加速，也濺射不出靶材原子來。所以需要真空狀態(tài)。而如果氣體太少，氣體分子不能成為離子，沒有很多可以轟擊靶材，所以也不行。只能選擇中間值，有足夠的氣體離子可以轟擊靶材，而在轟擊過程中，不至于因為氣體太多而相互碰撞致使失去太多的能量的氣體量，所以必須在較為恒定的真空狀態(tài)下。此狀態(tài)根據(jù)氣體分子直徑和分子自由程計算。一般在0.2-0.5Pa之間。磁控濺射適用于制備大面積均勻薄膜，并能實現(xiàn)單機年產(chǎn)上百萬平方米鍍膜的工業(yè)化生產(chǎn)。

磁控濺射設備的主要用途：1、各種功能性薄膜。如具有吸收、透射、反射、折射、偏光等作用的薄膜。例如，低溫沉積氮化硅減反射膜，以提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。2、裝飾領域的應用，如各種全反射膜及半透明膜等，如手機外殼，鼠標等。3、在微電子領域作為一種非熱式鍍膜技術(shù)，主要應用在化學氣相沉積（CVD）或金屬有機。4、化學氣相沉積（CVD）生長困難及不適用的材料薄膜沉積，而且可以獲得大面積非常均勻的薄膜。5、在光學領域：中頻閉合場非平衡磁控濺射技術(shù)也已在光學薄膜（如增透膜）、低輻射玻璃和透明導電玻璃等方面得到應用。特別是透明導電玻璃普遍應用于平板顯示器件、太陽能電池、微波與射頻屏蔽裝置與器件、傳感器等。6、在機械加工行業(yè)中，表面功能膜、超硬膜，自潤滑薄膜的表面沉積技術(shù)自問世以來得到長足發(fā)展，能有效的提高表面硬度、復合韌性、耐磨損性和抗高溫化學穩(wěn)定性能，從而大幅度地提高涂層產(chǎn)品的使用壽命。磁控濺射鍍膜常見領域應用：各種功能薄膜。如具有吸收、透射、反射、折射、偏振等功能。天津智能磁控濺射鍍膜

磁控濺射的原理是電子在電場的作用下，在飛向基材過程中與氬原子發(fā)生碰撞，電離出氬正離子和新的電子。江蘇多層磁控濺射原理

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(chǎn)生離子的概率。所產(chǎn)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(jié)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(tài)磁控陰極和非平衡態(tài)磁控陰極。平衡態(tài)磁控陰極內(nèi)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(qū)域所受離子轟擊較小。非平衡磁控濺射技術(shù)，即讓磁控陰極外磁極磁通大于內(nèi)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(qū)域，從而部分電子可以沿著磁力線擴展到基片，增加基片區(qū)域的等離子體密度和氣體電離率。江蘇多層磁控濺射原理