濺射鍍膜與真空蒸發(fā)鍍膜相比，有如下優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)大面積沉積，可進(jìn)行大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn);任何物質(zhì)均可以濺射，尤其是高熔點(diǎn)、低蒸氣壓元素及化合物;濺射鍍膜組織致密，無(wú)氣孔，與基材的附著性好。但也存在濺射設(shè)備復(fù)雜、需要真空系統(tǒng)及高壓裝置、濺射沉積速度慢等不足。

20世紀(jì)50年代有人利用濺射現(xiàn)象在實(shí)驗(yàn)室中制成薄膜。20世紀(jì)60年代制成集成電路的Ta膜，開(kāi)始了它在工業(yè)上的應(yīng)用。1965年)IBM公司研究出射頻濺射法，使絕緣體的濺射鍍膜成為可能。以后又發(fā)展了很多新的濺射方法，研制出多種濺射鍍膜裝置如二極濺射、三極濺射、四極濺射、磁控濺射、離子束濺射、反應(yīng)濺射、偏壓濺射、射頻濺射等方法。

一、濺射鍍膜方法

(一)直流二極濺射

二極濺射是最早采用的一種濺射方法。它是以鍍膜材料為陰極，而被鍍膜材料為陽(yáng)極。陰極上接1-3KV 的直流負(fù)高壓，陽(yáng)極通常接地。工作時(shí)先抽真空，再通氬氣，使真空室內(nèi)達(dá)到濺射氣壓。接通電源，陰極靶上的負(fù)高壓在兩極間產(chǎn)生輝光放電并建立起一個(gè)等離子區(qū)，其中帶正電的氬離子在陰極附近的陰極電位降作用下，加速轟擊陰極靶，使靶物質(zhì)表面濺射，并以分子或原子狀態(tài)沉積在基片表面，形成靶材料的薄膜。

這種裝置的{zd0}優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便。缺點(diǎn)有：因工作壓力較高膜層有玷污;沉積速率低，不能鍍10um以上的厚膜;由于大量二次電子直接轟擊基片使基片溫升過(guò)高。

(二)三極濺射

三極濺射是在二極濺射的裝置上附加一個(gè)電極———熱陰極，發(fā)射熱電子，熱電子在電場(chǎng)吸引下穿過(guò)靶與基極間的等離子體區(qū)，使熱電子強(qiáng)化放電，它既能使濺射速率有所提高，又能使濺射工況的控制更為方便。電流密度提高到1-3mA/cm2，靶電壓降至1-2kv。熱陰極0-50v負(fù)偏壓。這樣，濺射速率提高，由于沉積真空度提高，鍍層質(zhì)量得到改善。

(三)四極濺射

在三極濺射的基礎(chǔ)上在鍍膜室外附加一個(gè)聚束線圈，也稱為輔助陽(yáng)極或穩(wěn)定電極。聚束線圈的作用是將電子匯聚在靶陰極和基片陽(yáng)極之間，其間形成低電壓、大電流的等離子體弧柱，大量電子碰撞氣體電離，產(chǎn)生大量離子。電子做螺旋運(yùn)動(dòng)，增加電子到達(dá)電子收集極的路程，因此增加了碰撞電離的概率，電流密度達(dá)2-5mA/cm2。另外，聚束線圈還有使放電穩(wěn)定的作用。

這種濺射方法還是不能抑制由靶產(chǎn)生的高速電子對(duì)基片的轟擊，還存在因燈絲具有不純物而使膜層玷污等問(wèn)題。

(四)射頻濺射

離的運(yùn)動(dòng)，與氣體原子形成更多次數(shù)的碰撞。這樣，可使該氣體得到更加充分的電離，從而提高濺射效果。在射頻電源交變電場(chǎng)作用下，氣體中的電子隨之發(fā)生振蕩，并使氣體電離為等離子體。射頻濺射的缺點(diǎn)是大功率的射頻電源不僅價(jià)高，對(duì)于人身防護(hù)也成問(wèn)題。因此，射頻濺射不適于工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。

20世紀(jì)60年代利用射頻輝光放電，可以制取從導(dǎo)體到絕緣體的任意材料的薄膜，是一種應(yīng)用很廣的濺射方法。射頻是指無(wú)線電波發(fā)射范圍的頻率。射頻濺射是在靶陰極上接上高頻電源，為了避免干擾電臺(tái)工作，濺射專用頻率規(guī)定為13.56MHz。在高頻脈沖作用下，使電子做更長(zhǎng)距