溅射是一种物理气相沉积（PVD）技术，用于在高能粒子撞击目标材料时将其原子喷射出来，从而形成薄膜。该工艺不涉及熔化源材料，而是依靠轰击粒子（通常是气态离子）的动量传递。
溅射过程概述：
- 引入气体： 将受控气体（通常是氩气）引入真空室。选择氩气是因为它具有化学惰性，有助于保持目标材料的完整性。
- 建立等离子体： 真空室中的阴极通电，产生自持等离子体。等离子体由离子和电子组成，与目标材料相互作用。
- 原子喷射： 等离子体中的高能离子与靶材（阴极）碰撞，导致靶材中的原子喷射出来。这一过程称为溅射。
- 薄膜沉积： 然后，从目标材料中喷射出的原子沉积到基底上，形成薄膜。这种沉积可以通过控制来实现薄膜的特定特性。
详细说明：
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气体导入和等离子体形成： 工艺开始时会在真空室中注入氩气。真空环境可确保气体中相对不含可能影响沉积质量的污染物。然后给阴极通电，通常是通过直流电（DC）或射频（RF）电源等工艺，使氩气电离，形成等离子体。该等离子体至关重要，因为它提供了溅射过程所需的高能离子。
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原子喷射： 在等离子体中，氩离子获得足够的能量与目标材料碰撞。这些碰撞的能量足以通过一个称为动量传递的过程将原子从靶材表面移出。被抛出的原子处于蒸发状态，在基底附近形成源材料云。
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薄膜沉积： 来自目标材料的气化原子穿过真空，凝结在基底上。根据应用的不同，基底可以有各种形状和大小。沉积过程可通过调整阴极的功率、气体压力以及靶材与基底之间的距离等参数来控制。通过这种控制，可以制造出具有特定性能（如厚度、均匀性和附着力）的薄膜。
溅射的优势：
- 沉积原子的动能高： 与蒸发法相比，沉积在基底上的原子具有更高的动能。这使得薄膜与基底的附着力更好。
- 材料的多样性： 溅射技术可用于熔点很高的材料，因此是沉积各种材料的通用技术。
- 可扩展性和可重复性： 该工艺可从小型研究项目扩展到大规模生产，确保了质量的一致性和可重复性。
结论
溅射是一种稳健而多用途的 PVD 技术，可精确控制薄膜的沉积。它能够处理各种材料和基底，并能沉积出高质量的薄膜，使其成为研究和工业应用中的重要工具。
