薄膜是一種特殊的物質(zhì)形態(tài)，由于其在厚度這一特定方向上尺寸很小，只是微觀可測的量，而且在厚度方向上由于表面、界面的存在，使物質(zhì)連續(xù)性發(fā)生中斷，由此使得薄膜材料產(chǎn)生了與塊狀材料不同的獨(dú)特性能。薄膜的制備方法很多，如氣相生長法、液相生長法(或氣、液相外延法)、氧化法、擴(kuò)散與涂布法、電鍍法等等，而每一種制膜方法中又可分為若干種方法。薄膜技術(shù)涉及的范圍很廣，它包括以物理氣相沉積和化學(xué)氣相沉積為代表的成膜技術(shù)，以離子束刻蝕為代表的微細(xì)加工技術(shù)，成膜、刻蝕過程的監(jiān)控技術(shù)，薄膜分析、評(píng)價(jià)與檢測技術(shù)等等?，F(xiàn)在薄膜技術(shù)在電子元器件、集成光學(xué)、電子技術(shù)、紅外技術(shù)、激光技術(shù)以及航天技術(shù)和光學(xué)儀器等各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，它們不僅成為一間獨(dú)立的應(yīng)用技術(shù)，而且成為材料表面改性和提高某些工藝水平的重要手段。

濺射是薄膜淀積到基板上的主要方法。濺射鍍膜是指在真空室中，利用荷能粒子轟擊鍍料表面，使被轟擊出的粒子在基片上沉積的技術(shù)。

一．濺射工藝原理

濺射鍍膜有兩類：離子束濺射和氣體放電濺射

1.離子束濺射：在真空室中，利用離子束轟擊靶表面，使濺射出的粒子在基片表面成膜。

特點(diǎn)：

①離子束由特制的離子源產(chǎn)生

②離子源結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴

③用于分析技術(shù)和制取特殊薄膜

2. 氣體放電濺射：利用低壓氣體放電現(xiàn)象，產(chǎn)生等離子體，產(chǎn)生的正離子，被電場加速為高能粒子，撞擊固體（靶）表面進(jìn)行能量和動(dòng)量交換后，將被轟擊固體表面的原子或分子濺射出來，沉積在襯底材料上成膜的過程。

二. 工藝特點(diǎn)

1.整個(gè)過程僅進(jìn)行動(dòng)量轉(zhuǎn)換，無相變

2.沉積粒子能量大，沉積過程帶有清洗作用，薄膜附著性好

3.薄膜密度高，雜質(zhì)少

4.膜厚可控性、重現(xiàn)性好

5.可制備大面積薄膜

6.設(shè)備復(fù)雜，沉積速率低。

三． 濺射的物理基礎(chǔ)——輝光放電

濺射鍍膜基于高能粒子轟擊靶材時(shí)的濺射效應(yīng)。整個(gè)濺射過程是建立在輝光放電的基礎(chǔ)上，使氣體放電產(chǎn)生正離子，并被加速后轟擊靶材的離子離開靶，沉積成膜的過程。

不同的濺射技術(shù)采用不同的輝光放電方式，包括：直流輝光放電 —直流濺射、射頻輝光放電—射頻濺射 和磁場中的氣體放電—磁控濺射。

1.直流輝光放電指在兩電極間加一定直流電壓時(shí)，兩電極間的稀薄氣體（真空度約為13.3-133Pa）產(chǎn)生的放電現(xiàn)象。

2. 射頻輝光放電指通過電容耦合在兩電極之間加上射頻電壓，而在電極之間產(chǎn)生的放電現(xiàn)象。電子在變化的電場中振蕩從而獲得能量，并且與原子碰撞產(chǎn)生離子和更多的電子。

3. 電磁場中的氣體放電在放電電場空間加上磁場，放電空間中的電子就要圍繞磁力線作回旋運(yùn)動(dòng)，其回旋半徑為eB/mv，磁場對(duì)放電的影響效果，因電場與磁場的相互位置不同而有很大的差別。

四. 濺射鍍膜的用途

1.采用Cr、Cr-CrN等合金靶，在N2、CH4等氣氛中進(jìn)行反應(yīng)濺射鍍膜，可以在各種工件上鍍Cr（425-840HV）、CrC、CrN（1000-3500HV），可代替電鍍Cr。

2.用TiC、TiN等超硬鍍層涂覆刀具、模具等表面，摩擦系數(shù)小、化學(xué)穩(wěn)定性好，具優(yōu)良的耐磨、耐熱、抗氧化、抗沖蝕，在提高其工件特性的同時(shí)，大幅度提高壽命，一般可達(dá)3-10倍。

3.用TiC、TiN，Al2O3具有良好的耐蝕性。

4.可制取優(yōu)異的固體潤滑膜MoS2.

5.可制備聚四氟乙烯膜。

濺射靶材

磁控濺射鍍膜儀