磁控濺射系統(tǒng)在陰極靶材的背后放置100～1000Gauss強(qiáng)力磁鐵,真空室充入011～10Pa壓力的惰性氣體(Ar),作為氣體放電的載體。在高壓作用下Ar原子電離成為Ar+離子和電子,,電子在加速飛向基片的過(guò)程中,受到垂直于電場(chǎng)的磁場(chǎng)影響,使電子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn),被束縛在靠近靶表面的等離子體區(qū)域內(nèi),電子以擺線(xiàn)的方式沿著靶表面前進(jìn),在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不斷與Ar原子發(fā)生碰撞,電離出大量的Ar+離子，經(jīng)過(guò)多次碰撞后電子的能量逐漸降低,擺脫磁力線(xiàn)的束縛,最終落在基片、真空室內(nèi)壁及靶源陽(yáng)極上。而Ar+離子在高壓電場(chǎng)加速作用下,與靶材的撞擊并釋放出能量,導(dǎo)致靶材表面的原子吸收Ar+離子的動(dòng)能而脫離原晶格束縛,呈中性的靶原子逸出靶材的表面飛向基片,并在基片上沉積形成薄膜。

簡(jiǎn)單說(shuō)：真空濺鍍室先由高真空泵抽至一定壓力之后，通過(guò)恒壓儀器或質(zhì)量流量計(jì)向?yàn)R鍍室內(nèi)充入惰性氣體（如氬氣）至一恒定壓力（如2×10-1Pa 或5×10-1Pa）后，在磁控陰極靶上施加一定功率的直流電源或中頻電源，在正負(fù)電極高壓的作用下，陰極靶前方與陽(yáng)極之間的氣體原子被大量電離，產(chǎn)生輝光放電，電離的過(guò)程使氬原子電離為Ar+離子和可以獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的電子，在高壓電場(chǎng)的作用下，電子飛向陽(yáng)極，而帶正電荷的Ar+離子則高速飛向作為陰極的靶材，并在與靶材的撞擊過(guò)程中釋放出其能量，獲得相當(dāng)高能量的靶材原子脫離其靶材的束縛而飛向基體，于是靶材粒子沉積在靶對(duì)面的基體上形成薄膜。

濺射產(chǎn)額隨入射離子能量變化的簡(jiǎn)單示意圖，簡(jiǎn)稱(chēng)濺射曲線(xiàn)。從該圖可以看出濺射產(chǎn)額隨入射離子能量的變化有如下特征：存在一個(gè)濺射閾值，閾值能量一般為20~100 eV。當(dāng)入射離子的能量小于這個(gè)閾值時(shí)，沒(méi)有原子被濺射出來(lái)。通常當(dāng)入射離子的能量為1~10 keV時(shí)，濺射產(chǎn)額可以達(dá)到一個(gè)最大值。當(dāng)入射離子的能量超過(guò)10 keV 時(shí)，濺射產(chǎn)額開(kāi)始隨入射離子的能量增加而下降。