溅射沉积技术的发展及其现状

真 空 科 学 与 技 术 学 报 JOURNAL OF VACUUM SCIENCE AND TECHNOLOGY(CHINA) 第 25卷 第 3期 2OO5年 5．6月 溅射沉积技术的发展及其现状 杨文茂 ， 刘艳文 徐禄祥 冷永祥 黄 楠 ¨ ，1．西南交通大学材料学院生物材料及表面工程研究所 成都 610031；、 、2．中国工程物理研究院机械制造 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 研究所 绵阳 621900 ， Review of Film Growth by Sputtering Technology Yang Wenmao ．一，Liu Yanwen ，Xu Luxiang ，Leng Yongxiang and Huang Nan (1．The School ofMaterials Science&Engineering， Jiaotong ，c^嘞 ，610031，Ch／na； 2．1nst／m~ofMachinery Manufaemrb~Technology，CAEP，Mianyang，621900，~h／na) Abstract History and the latest propress in film deposition by nmgnetron sputtering was tentatively reviewed．Discussion was focused on desi and evaluation ofthemagneticfield distribution，varioustypesof power supply，multi—target positioning，film growth conditions andindus— trial applications of the technology． Keywords Sputtering deposition，Magnetron sputtering，Unbalanced magnetron sputtering ，Pulsed sputtering 摘要 论述了溅射沉积薄膜技术的发展历程及其 目前的研究应用状况。二极溅射应用于薄膜制备，揭开了溅射沉积技 术的序幕，磁控溅射促使溅射沉积技术进入实质的工业化应用，并通过控制磁控靶磁场的分布方式和增加磁控靶数量，进一 步发展为非平衡磁控溅射 、多靶闭合式非平衡磁控溅射等，拓宽了应用范围。射频、脉冲电源尤其是脉冲电源在溅射技术中 的使用极大地延伸了溅射沉积技术的应用范围。 关键词 溅射沉积 磁控溅射 非平衡磁控溅射 脉冲溅射 中图分类号 iTB43 文献标识码 iA 文章编号：1672-7126(2005)03-0204-07 真空薄膜技术的迅猛发展起因于现代科技发展 的需求。薄膜技术可有效而经济地改变零件表面功 能，防止因磨损、腐蚀或氧化引起的失效，延长其使 用寿命。此外，相对传统材料制备技术，薄膜技术能 制备多种新型材料，满足特殊使用条件和功能对新 材料的需求。 溅射沉积技术 自上世纪三四十年代首次利用溅 射现象实验制取薄膜，并于六七十年代实现工业应 用以来⋯I，以其独特的沉积原理和方式，在短短数十 年内便得以迅速发展，新工艺技术日益完善，并以此 制备的新型材料层出不穷。 溅射沉积是在真空环境下，利用荷能离子轰击 材料表面，使被轰击出的粒子沉积在基体表面的技 术。溅射沉积技术的发展历程中有几个具有重要意 收稿日期：2IDO4．12．2o 基金项目i国家自然科学基金(No．30400109) *联系人：教授，博导，Tel：028—87600625，E-mail：huangnan1956@163．c咖 义的技术创新应用，分别是二极溅射，平衡磁控溅 射，非平衡磁控溅射和脉冲电源在溅射中的应用等。 二极溅射是所有溅射沉积技术的基础，二极溅 射应用于薄膜沉积，确立了溅射沉积技术的基本原 理和方式。二极溅射结构简单、便于控制、工艺重复 性好，主要应用于沉积原理的研究 ，由于该方法要求 工作气压高(>1 Pa)、基体温升高和沉积速率低等 缺点限制了它在生产中的应用。为了克服二极溅射 的缺点，出现了增加辅助电极的三极溅射和四极溅 射，在降低工作气压后仍能保持足够高的等离子体 密度，提高沉积速率。但这两种技术并不能抑制二 次电子对基体轰击所造成基体温升过高的问题。 常规平衡磁控溅射可增加对靶材溅射而减少对 基体的轰击，有效地解决了二极乃至三极、四极溅射 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 3期 杨文茂等：溅射沉积技术的发展及其现状 固有的缺陷，因此得以广泛应用；非平衡磁控溅射技 术扩大了等离子体区域，有效增加靶基距 ，在保证沉 积速率的同时，使适当能量的离子对基体和生长薄 膜轰击，改善薄膜结构和性能，进一步强化了溅射沉 积技术制备薄膜的优势。脉冲电源在溅射中的应 用，尤其是反应溅射，可有效消除直流反应溅射介电 材料和绝缘材料存在的异常弧光放电导致的过程不 稳定性和薄膜缺陷等问题，使反应溅射真正成为溅 射沉积技术的重要分支之一。 1 平衡磁控溅射 平衡磁控溅射通常被称作常规磁控溅射。利用 磁场对二次电子实施有效控制，从而变二极溅射的 缺点为自身的优点。平衡磁控溅射的工作原理如图 1所示 ，二次电子在相互垂直的电磁场中，被束缚在 靶表面附近沿着“跑道”环绕磁力线做圆滚性运动， 提高了气体的离化率，即使工作气压降低到 10。。～ 1O Pa数量级，仍能增加等离子体密度，从而可提 高入射离子密度，有利于降低溅射电压，同时提高沉 积速率；而二次电子只有在能量耗尽以后才能脱离 靶表面落在阳极上，所以基体避免了二次电子的轰 击，基体温升低，无损伤。平衡磁控溅射可有效应用 于对温度要求严格的基体材料的表面改性。 图 1 平衡磁控溅射的工作原理图 ng．1 Schematic representation ofthe principle of balanced magnetron sputtering 然而，在平衡磁控溅射中，由于磁场作用，等离 子体区被强烈地束缚在靶面附近大约60 innl的区 域内 J，若基体置于该区域之外 ，仅有溅射出的靶材 粒子沉积在基体表面，但靶材粒子能量较低，直接沉 积在基体上，膜基结合强度较差 ，且低能量的沉积原 子在基体表面迁移率低，易生成多孑L粗糙的柱状结 构薄膜。为了使基体和生长薄膜能被离子轰击，基 体应置于等离子体区域内，但如此近的距离并不适 于大尺寸复杂零件。针对该问题 ，人们采用辅加基 体偏压的方式 ，即给基体施加一定的负偏压，引导等 离子体中的部分离子加速轰击基体。Jochen．M． Schneider等l3J采用离化溅射和常规磁控溅射制备 Al203薄膜，常规磁控溅射无偏压情况下离子轰击作 用甚小，获得非晶态薄膜的微硬度低于 10 GPa；当辅 加 一7O V偏压后，由于离子轰击的作用，薄膜硬度 却是未加偏压 的 2倍。S．Guruvenket和 G．Mohan R丑0 J在制备氮化钨时，发现偏压为零时，氮化钨为 非晶态，当偏压在 一3O～一70 V时，生成 了 口相 W2N。其他文献[5～7]分别研究了基体偏压对薄膜 结构、表面形貌、力学和光学等性能的影响，结果同 样显示偏压对上述性能有较明显的影响。然而采用 基体偏压也会导致某些不利的影响，文献[3]指出采 用较高基体偏压，一方面有利于 相的转变，但 另一方面却导致薄膜脆性增加。 非平衡磁控溅射的出现，更有效地解决了平衡 磁控溅射存在的靶基距近、离子轰击基体强度低等 问题。 2 非平衡磁控溅射 非平衡磁控溅射最早 由 B．Window和 N．sa． 、，ides 0J提出。通过改变磁控靶 中磁铁的配置方 式，改变靶表面区域磁场的分布，使得对靶前二次电 子和等离子体的控制发生变化。对平面环形磁控 靶，当外环磁极被增强时，部分磁力线仍保持自身的 封闭性，保证了靶前高等离子体密度，实现高溅射速 率；另一部分磁力线脱离磁场自身的封闭性，开放性 地指向靶前更远的地方，如图 2(a)所示，因此等离 子体中的电子不再局限于靶前，而是沿着磁力线逃 逸到更远的距离之外，在移动过程中，电子不断撞击 气体原子，使其发生离化，形成等离子体 ，从而扩展 l substrato I sub． to 7 mh ／ I targot l target 图 2 不同非平衡方式的磁力线分布及其对等离子体区 域的影响．(a)外环磁极增强 ，内磁极减弱 ；(b)外环 磁极减弱，内磁极增强 Fig．2 Magnetic force lines’distribution and influence Oil plas— IIla re 伽 of unbalancedmode．(a)outer ring ofmagnets is曲[el[1gIll即led to central pole Ol"(b)is reversed(a) 维普资讯 http://www.cqvip.com 真 空 科 学 与 技 术 学 报 第 25卷 了等离子体区域。在基体偏压的作用下，离子轰击 沉积的薄膜，实现了类似磁控溅射离子镀的功能。 非平衡磁控溅射磁控靶的内外磁极非平衡方式 和程度的不同，极大地影响着二次电子的逃逸状态。 如图2(a)所示，当外环磁极强于内磁极时，磁力线 向外延伸，使电子脱离靶前磁场的束缚，扩大了等离 子体区域；相反，当外环磁极相对内磁极较弱时，如 图 2(b)所示，磁力线更多地延伸到了真空室壁上， 使得电子移向真空室壁损耗掉，相对平衡磁控溅射 ， 不但不能扩展等离子体区域反而降低了靶前等离子 体的强度。因此，人们更多采用前一种方式的非平 衡磁控溅射。非平衡程度的不同同样影响着二次电 子的逃逸状态，非平衡程度越高，更多电子易于脱离 靶前磁场的束缚，逃逸到更远的位置，更加有利于扩 大等离子体区域 ，文献[11]采用双 AlNiCo作为外环 磁极，内磁极为单 AlNiCo，构成弱非平衡磁控靶；用 AlNiCo+NdFeB为外环磁极，内磁极则用弱铁构成 强非平衡磁控靶，结果显示前者中位线上磁感应强 度 3x 10一T，后者则达到了20x 10一T，正如可预 见的，对应基体偏压电流，前者仅约 1．0 A，后者则 达到了 5．9 A，远远高于前者。M．Flores等u J则在 平衡磁场的基础上在外环增加电磁线圈以可调地改 变外环磁极强度，进而研究非平衡程度不同对磁场 分布、等离子体参数影响，指出随着线圈电流的增 加，靶前中位线上磁场强度明显地增强，而等离子体 的电子温度和电子密度都有明显改善，有利于增加 轰击离子的能量。M锄0i Komath等[Bj同样采用了增 加外环线圈的方式达到磁场非平衡的目的，研究了 改变线圈电流对靶前磁场分布和强度及其溅射过程 的影响，以得出最优的非平衡参数。 文献[14，153采用非平衡磁控溅射，并辅加高的 基体偏压，利用离子轰击制备了低表面粗糙度、光泽 的低熔点金属zn薄膜，指出zn薄膜的表面粗糙度并 不受薄膜厚度的影响，而是与离子轰击有关：离子轰 击有利于 zn(∞1)晶面的择优生长，并使更多的 渗 入薄膜中，Zn(001)晶面择优生长和 渗人，导致薄 膜微观结构的变化更易生成平滑 的表面。J．Yoo 等u6j采用非平衡磁控溅射制备了电化学性能和力学 性能良好的304 SS不锈钢薄膜，在分析各工艺参数对 薄膜性能影响的基础上，给出了最优工艺参数。 非平衡磁控溅射可分为单靶非平衡磁控溅射和 多靶非平衡磁控溅射。多靶非平衡磁控溅射是为了 弥补单靶非平衡磁控溅射的不足并进一步拓宽非平 衡磁控溅射的应用范围而研制的。磁控溅射属于视 线性沉积方式，单靶非平衡磁控溅射对复杂零件也 很难达到均匀镀膜，尤其是反应溅射，由于在基体相 对靶的正面和侧面(阴影部位)的沉积速率有很大差 别，反应气体在真空室内却均匀存在，不同部位的成 分化学计量比不同，即使采用基体旋转方式，膜层也 是多种化学计量比的混合物。多靶非平衡磁控溅射 则从多方位同时沉积，消除阴影的影响，弥补了单靶 非平衡磁控溅射的缺陷。 3 多靶非平衡磁控溅射 为解决膜层沉积均匀性问题 ，弥补单靶非平衡 磁控溅射的缺陷，并进一步拓宽等离子体区域，研制 出了一系列的多靶非平衡磁控溅射 ，通常正对双磁 控靶系统更多被应用，该系统有两种磁控靶布置方 式(如图3所示)[23．一种布置方式是一块磁控靶的 N极对应另一块靶的S极如图3(a)，即闭合式结构； 另一种是两块磁控靶对应的磁极相同如图3(b)，即 镜像结构。闭合式结构对靶系统边缘上的磁力线闭 合在两块靶之间，构成逃逸电子的“闭合阱”，等离子 体区域被有效限制在真空室中问区域，即基体所在 区域 ，因此基体可获得理想的离子轰击 ；镜像结构对 靶系统由于边缘上的磁力线被引向真空室壁，逃逸 电子更多移向真空室壁被损耗掉 ，基体所在区域等 离子体密度没有丝毫增强。文献[1 1]测得闭合式结 构对靶系统在中位线位置磁感应强度随非平衡程度 的增强，磁感应强度从 3 x 10-4 T增到 20 x 10一T， 对应基体 自偏压电流最高可达5．9A；镜像结构在 图3 对靶非平衡磁控溅射系统的磁控靶布置方式 (a)闭合式结构；(b)镜像结构 Fig．3 Schematics ofthe magnetron configuration of dual opposite unb IaIlced magnetron sputtering system (a)closed field and(b)miⅡ肿ed field 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 3期 杨文茂等：溅射沉积技术的发展及其现状 中位线位置的磁场强度却都为零，基体 自偏压电流 最高仅为 1．3 A。因此实际应用中主要采用闭合式 结构的对靶非平衡磁控溅射系统。 此外，为满足不同基体形态和不同材料的沉积 需求，还有其他多种多靶非平衡磁控溅射系统被应 用，部分系统示意图见图 4。图 4(a)系统主要用于 合金、合金化合物和复合薄膜的制备，两块靶采用不 同金属材料用于制备合金薄膜【17,18]，当在反应气体 存在的真空环境中则可制备合金化合物【19]，当两块 靶分别为金属和复合用材料时，则可制得复合薄 膜[20]。图4(b)系统对小型零件或粉末基体镀膜可 规模化生产。图4(c)为四靶非平衡磁控溅射系统， 对复杂基体的均匀沉积，尤其是反应溅射十分有效。 (曩)two-target parallel sample-shelf (b)two-target rotation-bucket (c)fourtarget atructure 图4 特定多靶闭合式非平衡磁控溅射系统． (a)平行双靶结构；(b)双靶滚筒结构 ；(c)四靶结构 Fig．4 Schematic mpmsen~ion of other multiple close~．field unbalanced~ etron 非平衡磁控溅射尤其多靶闭合式非平衡磁控溅 射可用于制备各种新型的优良性能的薄膜，在机械、 光学、电子和生物材料等领域有着广泛的应用。采 用闭合式对靶非平衡磁控溅射系统制备用于刀具表 面改性的的硬质 Tj(C N 0)薄膜 良好[21,22]，该薄膜 兼备有硬质 TiC和 TiN的优点，具有更加优异的摩 擦学性能，在氮氧流量比为 18：4时，Ti(C N O)膜具 有最佳力学性能，微硬度达 32 GPa，磨损速率在 1× 10 m 3／N·m左右，而 TiN的磨损速率则达 1× 10 nmI3／N·m；此外，由于氧的加人，生成化学惰性 较强的氧化物，增加了薄膜的惰性，提高了薄膜的耐 蚀性。文献[2a，24]利用类似图4(c)的四靶非平衡 磁控溅射系统获得了具有 MoS2的润滑特性而硬度 更高的 MoS2／金属(Ti，Cr，Zr或 w)薄膜 ，相对 M0s2 薄膜，金属的加人提高了薄膜的硬度，并使 Mos2的 晶格发生变形，生成的薄膜并不是多层膜，而可能是 Mos2中的金属固溶体或钼一金属的二硫化物，薄膜 具有的弹性恢复特性导致了其低的滑动摩擦力， MoS2／金属薄膜相对 M0s2薄膜性能的提高据表 1所 列数据比较便可一 目了然。 表 1 M0 和 Me~／Ti薄膜性能对比 Tab．1 Comparison of Mos2 and Mos2／]~films 我们实验室主要采用多种表面改性方法，如等 离子体浸没离子注人(PHI)，金属直流弧源沉积和磁 控溅射技术等对生物医学材料尤其心血管用生物医 学材料进行表面改性工作。其中，文献[25，26]采用 菲平衡磁控溅射制备了生物材料用 Ti—O薄膜，指出 制备的金红石相 Ti—O薄膜表面血小板粘附数量和 变形数量明显少于 目前主要应用的热解碳材料 (LTIC)，与原血浆的凝血时间最相近，而与多种生物 体物质低的界面张力及其自身低的表面能色散分量 和极性分量的比值，加之其(3．1～3．3)eV的宽禁带 宽度，所以表现出优异的血液相容性，在人工心脏瓣 膜和血管内支架等心血管生物材料的表面改性方面 有很大的应用潜力。 溅射源是溅射沉积的关键，它直接关系到溅射 装置的主要功能和性能。然而用于溅射的电源同样 维普资讯 http://www.cqvip.com 真 空 科 学 与 技 术 学 报 第 25卷 具有举足轻重的作用。通常应用最多的是直流溅射 电源，该类电源结构简单，成本较低，并能满足大部 分材料的溅射沉积。但对制备介电材料和绝缘材料 的反应溅射则会产生严重的异常弧光放电、“液滴”、 低沉积速率、“滞回”和阳极消失等问题。 在介电材料和绝缘材料的反应溅射沉积过程 中，金属靶与反应气体作用 ，在靶表面覆盖上一层绝 缘层(即所谓“靶中毒”)，导致靶面正电荷累积，进而 发生击穿形成弧光放电。弧光放电严重影响溅射过 程的稳定性，并造成靶材大颗粒刻蚀形成低能量的 “液滴”粒子沉积在薄膜中，造成薄膜结构缺陷。通 常氧化物的溅射速率很低，为纯金属溅射的 30％～ 50％E27] ，靶表面覆盖的连续氧化物膜的存在导致直 流反应溅射速率较低，并造成溅射过程的“滞回”现 象E27,28J，如图 5所示，致使溅射过程重复稳定性不 理想，“滞回”现象可通过反应气体流量控制回路或 控制反应气体分压予以解决。同时，直流反应溅射 还会导致阳极消失，即阳极(基体或者真空室壁)被 溅射形成的绝缘氧化物层覆盖，可能发生放电熄灭 的现象，采用“隐藏阳极”和旋转阳极可解决该问题。 为了解决这些问题，靶／基体隔离、脉冲方式通人气 体、增大靶基距及提高抽气速率等方法被采用。 650 60o 55O 5oo 45O 400 O 02 flow／scoln (a)02flow vstarget voltageV‘ ’ 02flow／scoln (b)O2 flow partial prcssUl~[ 。】 图 5、直流反应溅射的滞 回曲线． (a)反应气体流量与靶电压的关系； (b)反应气体流量与反应气体分压的关系 Fig．5 Hysteresis loop of DC llBac ve sputtering 如上所述，提出诸多方法用于解决直流反应溅 射存在的一系列问题，然而，最为有效的方式是改变 溅射电源，如采用射频电源和脉冲电源。射频电源 尽管可解决异常弧光放电现象，但由于一半的功耗 没用于溅射，溅射速率相对纯金属的直流溅射要低 得多，无法满足工业生产的要求。此外，射频电源还 存在结构复杂，设备昂贵等不足。脉冲电源则没有 这类突出的问题，可有效地解决直流反应溅射介电 材料和绝缘材料存在的问题。 4 脉冲磁控溅射 脉冲磁控溅射是采用脉冲电源或直流电源与脉 冲生成装置配合输出脉冲电流，替代直流电源驱动 磁控溅射沉积。脉冲磁控溅射通常采用方波脉冲波 形，因为在中频段(10～250)kHz【2,29]即可有效消除 异常弧光放电的发生，而中频方波脉冲相对正弦脉 冲具有更宽的占空比和等离子体延迟时间选择范 围E30]。 脉冲可分为双向脉冲和单向脉冲(如图 6所 示)。双向脉冲在一个周期内存在正电压和负电压 两个阶段，在负电压段，电源工作于靶材的溅射，正 电压段，引入电子中和靶面累积的正电荷，并使表面 清洁，裸露出金属表面。双向脉冲更多地用于双靶 闭合式非平衡磁控溅射系统，系统中的两个磁控靶 连接在同一脉冲电源上，两个靶交替充当阴极和阳 极，阴极靶在溅射的同时，阳极靶完成表面清洁，如 此周期性地变换磁控靶极性，就产生了“自清洁”效 应。单向脉冲正电压段的电压为零，溅射发生在负 电压段，由于零电压段靶表面电荷中和效果不明显， 因此，单向脉冲不适用于介电材料和绝缘材料的溅 射沉积，而更多地应用于低电阻材料的反应溅射，如 TiO2和氮化物等。 脉冲磁控溅射的主要参数包括溅射电压、脉冲 苗 量 O time／ms (a) 图 6 两种脉冲波形示意图 (a)双向脉冲；(b)单向脉冲 Fig．6 Schematics of pulsed wavoforlffl (a)dipolar I)C pulse and(b)uIl 盯 DC pulse ，^0oM．1暑 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 3期 杨文茂等：溅射沉积技术的发展及其现状 频率和占空比。由于等离子体中的电子相对离 子具有更高的能动性，因此正电压值只需要负电压 值的 10％～2o％，就可以有效中和靶表面累积的正 电荷。脉冲频率通常在中频范围，频率下限决定于 保证靶面累积电荷形成的场强低于击穿场强的临界 值，频率上限的确定主要考虑到沉积速率，一般在保 证稳定放电的前提下，尽可能取较低的频率。占空 比的选择在保证溅射时靶表面累积的电荷能在正电 压阶段被完全中和的前提下，尽可能提高占空比，以 实现电源的最大效率。 大量文献[27～29，31～34]主要研究了介电材 料和绝缘材料如 03，si02和 Ti02等的反应脉冲 溅射，并指出采用脉冲磁控溅射 ，能有效消除异常弧 光放电，改善薄膜结构，提高薄膜性能。0．Treiehel 和 v． hho 35]利用脉冲磁控溅射获得了金红石 相 Ti02薄膜，直流溅射制备的 Ti02薄膜却是非晶态 相，依据 模型[ ，认为在脉冲磁 控溅射中，基 体所在区域的等离子体活性高，轰击离子具有更高 的能量，有利于金红石相 Ti02的生成。文献[29]采 用脉冲磁控溅射分别制备 Ti02和 TiN，并与直流磁 控溅射制备的薄膜进行 了比较，两种工艺制备 的 Ti02薄膜 SEN剖面形貌显微图(图 7)显示脉冲磁控 溅射 Ti02膜相对直流磁控溅射 Ti02膜结构致密，表 面光滑；光学性能方 面，折射率 (560 nln)前者为 2．34，后者为2．26；力学性能方面，划痕试验前者临 界载荷 22 N，后者仅为 7 N，并且划痕处破坏严重， 销盘式摩擦磨损试验显示前者具有更好的摩擦性 能。两种工艺制备的 TiN薄膜性能差异不大，明显 的差异在无润滑磨损试验中，脉冲磁控溅射TiN的 图7 玻璃基体上 n02薄膜剖面的 SEN微观结构图 (a)直流 n02薄膜；(b)脉冲 n02薄膜 靶电流 6 A，工作气压 2X 10～Pa，自偏压 Fig．7 SEN micro~ of the fracture sections of titania coat— ings aer~toa onto ass sub611"at~ys by(a)continuous and (b)p．1sed DC l-ellctil,,e m e协m W．Jtte~ ． tllrget current 6 A；pressure 2X lO3 Pa；floating bias 摩擦系数仅为O．09，远远低于直流磁控溅射 TiN的 0．34及 TiN薄膜典型摩擦系数0．4～0．5。如上结果 说明，脉冲磁控溅射同样可应用于非介电材料并改 善其性能，此外作者认为脉冲电源应用于溅射沉积 改善薄膜性能的机理尚不完善，有待进一步研究。 5 结束语 二极溅射的发明开辟了溅射沉积技术，磁控溅 射和非平衡磁控溅射利用磁场对电子运动的限制， 有效解决了初级溅射存在的诸多问题，使溅射沉积 技术具有了真正的实际应用意义。非平衡磁控溅射 的优点在于拓宽等离子体区域，并利用离子轰击对 基体和生长薄膜的作用取得高质量的薄膜。丰富多 样的多靶结构闭合式非平衡磁控溅射进一步拓宽了 非平衡磁控溅射的应用。脉冲磁控溅射可有效消除 反应溅射中异常弧光放电引起的过程稳定性差和薄 膜结构缺陷等问题，使反应溅射 日趋完善，成为溅射 沉积技术的重要应用分支，脉冲电源在非介电材料 的溅射沉积中同样有一定的作用。脉冲电源改善薄 膜性能的机理及其更广泛的应用尚待更深入的研 究。 参 考 文 献 l 汪泓宠，田民波 ．离子束表面强化 ．北京 ：机械工业出版 社 ，1992 2 Kelly P J，Amell R D．M 咖 sputtering：a re、riew of recent development and applications．Vacuum，2OOO，56：156—172 3 Schneider J IVl，Spmul W D，M日ttlle’vs A．Phase formation and mechanical properties of alumina c(瑚矗q prep~ at e tempemtta,es less than 5OO oC by ionized and conventional spur- teri~ ．SurfCoatTechnol，1997，94_95：179—183 4 Guruvenket S，Rao G IV1．Bias induced structural ch．．ges in tungsten nitride films deposited by unbalanced magnelron sput- teri~．M~el"Sci ErIg，2OO4，106(2B)：172—176 5 Zhu J，Hart J，IVleng S d 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