溅射比蒸发在台阶覆盖率方面更好吗？是的，对于复杂表面的卓越覆盖率而言

简而言之，是的。 溅射提供的台阶覆盖率明显优于热蒸发或电子束蒸发。根本原因在于沉积的性质：溅射是一个更分散、多方向的过程，而蒸发是一个直接的视线过程，会在复杂表面上产生“阴影”。

核心区别在于粒子如何传输到您的基板上。蒸发就像一个单一的光源，使某些区域处于阴影中而未被覆盖。溅射就像一个多雾的日子，粒子从各个方向到达，确保了对复杂特征的更均匀的涂层。

根本区别：粒子轨迹

要理解为什么溅射在台阶覆盖率方面表现出色，我们必须首先想象每种工艺如何将材料输送到基板上。粒子传输的方法是唯一最重要的因素。

在热蒸发或电子束蒸发中，源材料在高真空中被加热直至汽化。这些汽化的原子沿直线传播，直到撞击表面并凝结。

这种直接的视线路径具有高度的方向性。对于平面基板来说，这可能没问题。但对于具有沟槽或通孔等特征的基板，顶面会接收到全部沉积，而垂直侧壁接收到的材料很少，甚至没有。这会导致侧壁上的薄膜变薄、不均匀甚至不连续——这是台阶覆盖率差的典型例子。

溅射基于完全不同的原理。将惰性气体（通常是氩气）引入真空室并使其电离以产生等离子体。这些高能离子被加速撞击由所需涂层材料制成的靶材，从而物理地将原子从靶材表面撞击下来。

这些溅射出的原子穿过低压气体环境，在此过程中与气体原子发生碰撞。这种散射使它们的轨迹随机化。因此，原子从广泛的角度到达基板，而不仅仅是单个方向。正是这种多方向到达使得溅射能够有效地覆盖沟槽的侧壁和底部，形成明显更均匀的薄膜。

虽然台阶覆盖率是许多应用的关键参数，但它只是薄膜质量整体图景的一部分。溅射通常会产生具有卓越机械和物理特性的薄膜。

溅射过程中到达基板的粒子比蒸发粒子具有高得多的动能。这种高能量带来了两个关键好处。

首先，它产生了明显更好的薄膜附着力——通常比蒸发薄膜强 10 倍。高能原子可以轻微地嵌入到基板表面，形成更牢固的键合。

其次，它产生了更硬、更致密的薄膜。额外的能量有助于原子排列成更紧密的结构，减少空隙并提高薄膜的耐用性和阻隔性能。

溅射系统在整个基板上的薄膜厚度和均匀性方面提供了更精确的控制。与蒸发相比，该过程更稳定、更可重复，因为蒸发的沉积速率可能对源温度的波动很敏感。

选择溅射并非没有妥协。薄膜质量上的优势是有代价的，这必须在任何应用中加以考虑。

溅射最显著的缺点是其沉积速率较慢。蒸发可以更快地沉积材料，使其成为厚膜或高吞吐量制造的更合适选择，在这些情况下，卓越的薄膜质量不是主要关注点。

溅射中的高能等离子体环境有时可能是一种不利因素。高能粒子可能会损坏敏感的基板或下方的电子器件层。蒸发是一种更温和的纯热过程，可以避免这种等离子体引起的损坏风险。

溅射系统通常比蒸发系统更复杂且更昂贵。它们需要复杂的电源（直流或射频）、气体处理系统和更强大的真空技术来维持等离子体。

您的决定应以您正在创建的薄膜的具体要求为指导。

最终，您的选择需要在溅射的卓越薄膜质量和形貌覆盖率与蒸发的速度和简单性之间取得平衡。