直流溅射用于什么？沉积高质量的导电薄膜

从根本上讲，直流（DC）溅射是一种广泛使用的工业过程，用于在表面上制造极薄、高质量的材料薄膜。它是一种物理气相沉积（PVD）技术，用于在物体上涂覆一层厚度从几纳米到几微米不等的涂层，应用于半导体、硬盘驱动器到医疗工具和航空航天部件等各个领域。

直流溅射是沉积薄层导电材料的首选方法。它因在工业环境中具有成本低、操作简单以及能够大规模生产高纯度、均匀涂层之间的有效平衡而受到重视。

直流溅射如何形成薄膜

直流溅射是一种真空沉积技术。整个过程发生在一个已抽真空的密闭腔室内。

在两个电极之间施加高直流电压：靶材（由您希望沉积的材料制成）和基板（您希望涂覆的物体）。

向腔室内引入少量惰性气体，通常是氩气。高电压使这种气体电离，形成带正电的氩离子和自由电子的辉光等离子体。

带正电的氩离子被电场加速，并有力地撞击带负电的靶材表面。

这种高能轰击具有足够的力，可以物理地将靶材材料中的单个原子“溅射”出来。

这些被溅射出的原子穿过真空室，落在策略性放置以拦截它们的基板上。

随着这些原子积累，它们会在基板表面凝结，形成一层非常薄、均匀且致密的薄膜。

低成本与高质量的结合使直流溅射成为广泛现代技术中不可或缺的一部分。

这是最大的应用领域之一。直流溅射用于沉积构成集成电路内部导电通路和互连的金属薄层。它也用于制造 CD、DVD 和硬盘驱动器。

溅射用于在玻璃上应用薄膜以实现各种光学目的，例如在镜片上创建抗反射层或用于触摸屏和平板显示器的导电层。

直流溅射可以形成保护表面免受环境影响的薄膜。这包括沉积防气体渗透的薄膜以防止敏感材料腐蚀，或在医疗植入物上创建生物相容性涂层。

该过程用于为苛刻的环境应用特殊涂层。例如，将钆薄膜溅射到用于中子射线照相的部件上，以提高成像质量。

没有一种技术适用于所有情况。选择直流溅射需要了解其主要优势及其关键局限性。

直流溅射是最基本、成本最低的溅射形式。所需的直流电源比更复杂的替代方案更便宜、操作更简单，这使其对工业规模生产极具吸引力。

直流溅射只能与导电靶材（主要是金属）一起使用。靶材必须能够导电，以维持等离子体并防止其表面积聚正电荷，这会排斥氩离子并停止该过程。

这是选择溅射方法时最重要的因素。对于非导电（电介质或绝缘体）材料，如陶瓷，需要不同的技术，例如射频（RF）溅射。

尽管操作简单，但直流溅射生产的薄膜质量非常高。所得的层致密、纯净，并表现出与基板的优异附着力，使其适用于苛刻的应用，经久耐用且可靠。

要选择正确的技术，您必须首先确定您的材料和主要目标。

最终，了解对导电靶材的基本要求是利用直流溅射的功率和效率的关键。