多弧离子镀是采用
电弧放电的方法,在固体的阴极靶材上直接蒸发
金属,蒸发物是从阴极弧光辉点放出的阴极物质的离子,从而在基材表面沉积成为薄膜的方法。
真空离子镀膜于1963年由D.M.Mattox提出,并开始实验。1971年Chamber等发表电子束离子镀技术,1972年B报告了反应蒸发镀(ARE)技术,并制作了TIN及TIC超硬膜。同年,MOLEY和SMITH将空心阴极技术应用于镀膜。20世纪八十年代,国内又相继出现了多弧离子镀及电弧放电高真空离子镀,至此离子镀达到工业应用水平。
离子镀是真空室中,利用气体放电或被蒸发物质部分离化,在气体离子或被蒸发物质粒子轰击作用的同时,将蒸发物或反应物沉积在基片上。离子镀把辉光放电现象、
等离子体技术和真空蒸发三者有机结合起来,不仅能明显地改进了膜质量,而且还扩大了薄膜的应用范围。其优点是薄膜
附着力强,绕射性好,膜材广泛等。D.M.首次提出离子镀原理,其工作过程是:
先将真空室抽至4×10(-3)帕以上的真空度,再接通
高压电源,在蒸发源与基片之间建立一个低压气体放电的低温等离子区。基片电极接上5KV直流负高压,从而形成辉光放电阴极。辉光放电区产生的
惰性气体离子进入阴极暗区被电场加速并轰击基片表面,对其进行清洗。然后进入镀膜过程,加热使镀料气化,起原子进入等离子区,与惰性气体离子及电子发生碰撞,少部分产生离化。离化后的离子及气体离子以较高能量轰击镀层表面,致使膜层质量得到改善。
然而多弧离子镀与一般的离子镀有着很大的区别。多弧离子镀采用的是
弧光放电,而并不是传统离子镀的辉光放电进行沉积。简单的说,多弧离子镀的原理就是把阴极靶作为蒸发源,通过靶与阳极壳体之间的弧光放电,使靶材蒸发,从而在空间中形成等离子体,对基体进行沉积。