溅射和离子镀有什么区别？薄膜沉积的关键见解

溅射和离子镀都是用于制造薄膜的物理气相沉积（PVD）技术，但两者在机制、工艺和应用上有很大不同。溅射是用高能离子（通常来自活性气体）轰击目标，将材料从目标中喷射出来，然后将喷射出的原子沉积到基底上。相比之下，离子镀使用高电流使金属材料汽化，在薄膜生长过程中，产生的金属离子在高能离子轰击下被引导到基底上。这种轰击提高了薄膜的密度和附着力，使离子镀适用于硬薄膜。另一方面，溅射因其较低的工艺温度，能够为包括塑料和玻璃在内的多种材料镀膜而闻名。

要点说明：

材料蒸发机制:
- 溅射:依靠轰击粒子（通常是气态离子）的动量传递，将原子从目标材料中射出。该过程不涉及熔化材料，而是通过物理方式将原子从目标材料中击出。
- 离子镀:利用高电流直接蒸发金属材料。然后将金属离子导入基底，通常伴随离子轰击以增强薄膜性能。
能量源和工艺条件:
- 溅射:与其他 PVD 方法相比，它的工作温度较低，因此适用于塑料和玻璃等对温度敏感的基材。它利用磁场引导反应气体，使其与目标碰撞，从而喷射出材料。
- 离子镀:涉及高能量过程，包括高电流和离子轰击。这使得薄膜更致密，性能更接近块状材料，非常适合需要硬薄膜的应用。
薄膜特性:
- 溅射:生产的薄膜附着力强、晶粒更小、更均匀。该工艺可沉积多种材料，包括金属、合金和化合物。
- 离子镀:在沉积过程中，通过连续或间歇的离子轰击，可生成密度更高、附着力更强的薄膜。这种技术对于在复合材料上沉积硬薄薄膜尤为有效。
应用:
- 溅射:广泛应用于半导体、光学和装饰涂层等需要精密薄膜涂层的行业。它能为对温度敏感的材料进行涂层，因此用途广泛。
- 离子镀:适用于需要耐用、坚硬涂层的应用，如切削工具、航空航天部件和耐磨表面。沉积过程中的离子轰击可提高薄膜的耐久性和性能。
工艺参数:
- 溅射:通常在较低的真空度下运行，对大多数材料（纯金属除外）的沉积率较低。该工艺的特点是薄膜具有较高的附着力和吸收气体含量。
- 离子镀:以更高的能量水平运行，侧重于离子轰击以增强薄膜性能。该工艺方向性更强，可更好地控制薄膜厚度和均匀性。

通过了解这些关键差异，设备和耗材采购人员可以做出明智的决定，选择最适合其特定应用需求的技术。溅射技术具有多功能性和较低的工艺温度，而离子镀技术则能提高薄膜密度和耐用性，是要求苛刻的应用的理想选择。

汇总表：

特征	溅射	离子镀
机理	通过离子轰击的动量传递喷射原子。	利用高电流和离子轰击蒸发材料。
能量源	较低温度、磁场和活性气体。	高电流和离子轰击可产生更致密的薄膜。
薄膜特性	附着力强、晶粒小且均匀。	离子轰击增强了密度和附着力。
应用领域	半导体、光学、装饰涂层和对温度敏感的材料。	切削工具、航空航天部件和耐磨表面。
工艺参数	较低的真空度、较低的沉积速率和较高的附着力。	更高的能级、定向沉积和更好的薄膜均匀性。