溅射镀膜指在真空室中,利用荷能粒子轰击靶表面,使被轰击出的粒子在基片上沉积的技术,实际上是利用溅射现象达到制取各种薄膜的目的。
用几十电子伏或更高动能的荷能粒子轰击材料表面,使其原子获得足够高的能量而溅出进入气相,这种溅出的、复杂的粒子散射过程称为溅射。它可以用来刻蚀、成分分析和镀膜等。被轰击的材料称为靶。由于离子易于在电磁场中加速或偏转,因此荷能粒子一般为离子,这种溅射称为离子溅射。用离子束轰击靶而发生的溅射,则称为离子束溅射。
以平行金属板直流二级溅射为例(图1-4),分析溅射镀膜的原理和基本过程如下∶
①在真空室等离子体中产生正氩离子,并向具有负电位的靶加速;
②在加速过程中离子获得能量,并轰击靶材料;
③离子通过物理过程从靶上撞击出(溅射)原子,靶具有所要求的材料组分;
④被撞击出(溅射)的原子迁移到基体表面;
⑤被溅射的原子在基体表面凝聚并形成薄膜,与靶材料比较,薄膜具有与它基本相同的材料组分;
⑥额外材料由真空泵抽走。