2024年4月18日发(作者：)

《装备制造技术））２０１５年第１期　

反应溅射镀膜技术与离子镀技术的异同　

韩旭，朱琳，董群，于海　

（沈阳新松机器人自动化股份有限公司，辽宁沈阳１１０１６８）　

摘要：反应磁控溅射技术与离子镀技术在薄膜特点、成膜环境以及使用范围等方面有很多相同之处，从本质上来看都　

属于溅射镀膜技术，但从产生机理上看还是有一些区别的，本文将从两种技术的发生原理、常见特点和工艺角度阐述其　

不同点。　

关键词：反应溅射技术离子镀技术真空镀膜　

中图分类号：Ｕ４６３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７２—５４５Ｘ（２０１５）０１—０２１１—０２　

溅射镀膜技术属于物理气相沉积（ＰＶＤ）技术的　（１）反映磁控溅射过程中会出现迟滞效应和靶　

一

种，是制备薄膜材料的重要方法之一。它是利用带　

中毒现象；　

电荷的粒子在电场中加速后具有一定动能的特点，　（２）反映磁控溅射过程中会出现阳极消失的情况；　

将离子引向欲被溅射的物质制成的靶电极（阴极），　

（３）一般会产生弧光放电的现象。　

并将靶材原子溅射出来使其沿着一定的方向运动到　

目前，针对上述现象可以用一些方式来解决，比　

衬底并最终在衬底上沉积成膜的方法。包括反映磁　

如利用采用脉冲进气等方式。　

控溅射技术和离子镀膜技术，只是在具体镀膜方式　

上有所不同，包括成膜条件、特点、工艺等。　

２离子镀膜技术　

１　反映磁控溅射技术　

离子镀膜技术当然也是需要在真空的条件下进　

行，利用气体放电使工作气体或被蒸发物质部分离　

反映磁控溅射技术是在磁控溅射镀膜中，人为　化，在工作气体离子或被蒸发物质的离子轰击作用　

的控制引入某些活性反映气体，与溅射出来的靶材　

下，把蒸发物或其反应物沉积在被镀基片表面的过　

物质进行反映，沉积在基片上，可获得不同于靶材物　

程。这与反映磁控溅射技术的产生机理是不同的。　

质的薄膜。例如，在氧气中溅射反映而获得氧化物，　离子镀工艺的出现，使材料表面改性技术向前　

在氢气或者氨气中获得氮化物。其产生的机理与离　推进了一大步。从离子镀技术的进步过程可以看出，　

子镀膜技术有所不同。在反映磁控溅射过程中，产生　

离子镀的发展过程就是其离化率的提高过程。在现　

一

股较强的由载能游离原子组成的粒子流，伴随着　

有的离子镀膜方法中，多弧型和磁控溅射型离子镀　

溅射出来的靶原子从阴极靶流向基片，在基片上克　

具有广泛的应用潜力。其优点是镀膜过程中靶材保　

服薄膜扩散生长的激活阈能后形成化合物。　持固体状态，因而可以在任意方向放置，扩大了镀覆　

应用这种技术产生的薄膜具有如下特点：　

空间；不必采用昂贵的加热元件和坩锅，另外，易于　

（１）所用的靶材料和反映气体比较容易获取，且　获得台金膜层等。应用这种工艺的设备可以做得较　

纯度较高。　大，结构易于简单，镀覆重复性较好，便于操作和实　

（２）薄膜的膜层化学配比可以调节。　

现自动化。而镀膜质量好的原因是在镀膜空间存在　

（３）基片的温度较低，成膜过程中不需要对基片　

着离子，这些离子在偏压的作用下，轰击工件并沉　

加过高温度，故对基片材料的限制就减少了。　

膜，荷能粒子的存在增加了元素间反应的可能性，因　

（４）这种技术的使用与制备均匀的面积较大的　而拓展了离子镀工艺的应用范围。可以说真空离子　

薄膜相比具备产业化条件。　

镀是一种离子轰击镀膜技术。　

以上是其技术的优点，但从其工艺方面来看，还　真空离子镀的成膜条件主要有：需要有一个气　

有一些问题，主要表现在以下几点：　

体放电的空间；将膜材原子和反映气体引进放电空　

收稿日期ｉ２０１４—１０—１６　

作者简介：韩旭（１９８６一），男，本科，助理工程师，主要研究方向：镀膜技术与自动化设备研发。　

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Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｎｏ．１，２０１５　

所以适用场合有所局限，不适于　

间；在基片上施加负电压，形成加速离子的电场。那　

和弧光放点的现象，

　

么，离子镀的优点如下：膜一基结合力较大，也就是　

对靶材料和阳极有特殊要求的情况。

说膜层不易脱落；绕镀性好；镀层质量好；沉积速率　

高；基体材料和膜材取材范围广。　

４结束语　

以上是从反映磁控溅射技术和离子镀膜技术的　

产生机理、特点（优缺点）、成膜条件、以及工艺等角　

度分析了反映磁控溅射技术和离子镀膜技术的不同　

点，从中我们可以看出，虽然两种技术的本质都是溅　

析，它们应用的领域和适用条件还是有些不同的，分　

析这些不同点可以对我们在实际真空镀膜工程中起　

到指导和借鉴的作用。　

上述这些优点使得离子镀技术在国民经济各个　

领域得到了广泛应用。　

３两种成膜技术的比较　

通过对反映磁控溅射技术和离子镀膜技术的产　

射的方式达到镀膜的目的，但是从两者的特点来分　

生机理分析，我们还可以分析出二者其他几方面的　

不同点：　

（１）成膜条件不同，虽然都是在真空条件下进行　

性，但反映磁控溅射技术是活性气体与靶材物质进　

　

行反应，而离子镀膜技术是膜材原子和反映气体在　

参考文献：

放电的空间内反应；　

【１】施评治离子镀膜的原理［Ｊ］．《光学精密工程）１９７８，０３．　

【２１张以忱真空镀膜技术【Ｍ］．冶金工业出版社，２００９．　

（２）薄膜特点有所差异，反映磁控溅射产生的薄　

膜层化学配比可调，基片材料不受限制，均匀性较　

好，而离子镀膜生成的薄膜在这方面欠佳，但是其绕　

镀性、镀层质量等特性要优于前者；　

『３刘清平，曲敬信．３］潘国顺多弧离子镀（Ｔｉ，Ｃｒ）Ｎ膜层工艺及性　

能［Ｊ］．机械工程材料２００２，２６（３）．　

ｆ４］茅昕辉等反应磁控溅射的进展ｆＪ］．真空，２００１．　

『５１乔保卫磁控反应溅射ＡＩＮ薄膜的制备工艺与性能研究【Ｄ１．　

西北工业大学，２００３．　

（３）反映磁控溅射技术在使用中会出现靶中毒　

Ｔｈｅ　Ｓｉｍｉｌａｒｉｔｉｅｓ　ａｎｄ　Ｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓ　Ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ　Ｃｏａｔｉｎｇ　

Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｉｏｎ　Ｐｌａｔｉｎｇ　

ＨＡＮ　Ｘｕ，ＺＨＵ　Ｌｉｎ，ＤＯＮＧ　Ｑｕｎ，ＹＵ　Ｈａｌ　

（Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ｓｉａｓｕｎ　Ｒｏｂｏｔ＆Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ　１　１　０　１　６８，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｍａｇｎｅｔｒｏｎ　ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ　ｉｏｎ　ｐｌａｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｍａｎｙ　ｓｉｍｉｌａｒｉｔｉｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｉｆｌｍ，　

ｆｉｌｍ　ｆｏｒｍｉｎｇ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｓｃｏｐｅ，ｓｅｅ　ａｌｌ　ｂｅｌｏｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｎａｔｕｒｅ，ｂｕｔ　

ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｖｉｅｗ　ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｓｏｍｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｗｉｌｌ　ｅｘｐｏｕｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐｏｉｎｔｓ　ｆｒｏｍ　

ｔｗｏ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｃｏｍｍｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｏｉｎｔ　ｏｆ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｉｏｎ　ｐｌａｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ；ｖａｃｕｕｍ　ｃｏａｔｉｎｇ　

（上接第１　６６页）　

Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｗｉｎｄ　Ｔｕｒｂｉｎｅ　Ｂｌａｄｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　ａｎｄ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　

ＬＩ　Ｘｉａｏ－ｙａｎ，ＳＵＮ　Ｙａｏ—ｎｉｎｇ，ＺＨＯＮＧ　Ｊｉａｎ－ｙｏｕ　

（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｃｈｏｏｌ　ｉｎ　Ｘｉ￣ｉａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｕｒｕｍｑｉ　Ｘｉ￣ｉａｎｇ　８３００４７，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｒｅｖｉｅｗｓ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｗｉｎｄ　ｔｕｒｂｉｎｅ　ｂｌａｄｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｓｕｍｍｉｎｇ　ｕｐ　ｔｈｅ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　

ｆａｎ　ｂｌａｄｅ．Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｆａｎ　ｂｌａｄｅ　ｗｅｒｅ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ　ｆｒｏｍ　ｔｗｏ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｗｅ　

ｓｕｍｍｅｄ　ｕｐ　ｔｈｅ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｕｓｅ　ｓｔｅｐｓ　ｏｆ　Ａｎｓｙｓ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｆｏｒ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｄｅｓｉｇｎ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｆａｎ　ｂｌａｄｅｓ；ａｎｓｙｓ；ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ；ｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｔｈｅ　ｓｔｕｃｔｒｕｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ　

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