科技名词

磁控溅射

magnetron sputtering

定义：采用磁场束缚靶面附近电子运动的溅射镀膜方法。

学科：机械工程_机械制造工艺与设备_表面工程_气相沉积

相关名词：脉冲磁控溅射 高频磁控溅射 非平衡磁控溅射

【延伸阅读】

磁控溅射，即受磁场控制的溅射，是一种高速低温的溅射技术。20世纪70年代，它在原有溅射技术的基础上发展而成，是目前主流的真空镀膜技术。

磁控溅射的核心是通过磁场延长电子在电场中的运动轨迹，增大电子与气体原子的碰撞机会。以磁控直流二极溅射为例，真空室中置有两个平面电极，靶材作为阴极，衬底作为阳极，阴极侧置有永磁体以构成一个环形磁场。充入少量氩气后，施加直流高压电场引起气体辉光放电。在电场作用下，氩正离子轰击阴极靶材使其发生溅射，溅射出的中性的靶材原子或分子沉积在衬底上形成薄膜。同时，在电场与环形磁场的共同作用下，溅射出的电子在靶材表面作螺旋运动，并在运动中反复与氩原子发生碰撞，从而使气体离化率增加，轰击靶材的氩离子增多，也就增大了溅射效率。

与传统的溅射技术相比，磁控溅射有如下优点：1.沉积速率高，更多的氩离子在增大溅射效率的同时，使薄膜沉积速率更高；2.功率效率高，所需的气压和电压有数量级的减小；3.衬底温度低，溅射产生的二次电子被束缚在靶材附近，因此轰击正极衬底的电子少，传递的能量少，减少了衬底的温度升高。

磁控溅射可以实现在低温、低气压环境下高速、大面积的镀膜，具有设备简单、易于控制、对基体材料损伤小、镀膜附着力强等优点，广泛用于材料表面改性和新镀层的开发应用。随着科技的不断进步，磁控溅射技术在高温超导薄膜、铁电体薄膜、巨磁阻薄膜、记忆合金薄膜等前沿研究中发挥着重要作用。