雙靶磁控濺射儀技術(shù)即傳統(tǒng)的磁控濺射,是在陰極靶材背后放置芯部與外環(huán)磁場強(qiáng)度相等或相近的永磁體或電磁線圈,在靶材表面形成與電場方向垂直的磁場。沉積室充入一定量的工作氣體,通常為Ar,在高壓作用下Ar原了電離成為Ar+離子和電子,產(chǎn)生輝光放電,Ar+離子經(jīng)電場加速轟擊靶材,濺射出靶材原子、離子和二次電子等。

　　電子在相互垂直的電磁場的作用下,以擺線方式運(yùn)動,被束縛在靶材表面,延長了其在等離子體中的運(yùn)動軌跡,增加其參與氣體分子碰撞和電離的過程,電離出更多的離子,提高了氣體的離化率,在較低的氣體壓力下也可維持放電,因而磁控濺射既降低濺射過程中的氣體壓力,也同時提高了濺射的效率和沉積速率。
　　但雙靶磁控濺射儀也有不足之處,例如:由于磁場作用,輝光放電產(chǎn)生的電子和濺射出的二次電子被平行磁場緊緊地約束在靶面附近,等離子體區(qū)被強(qiáng)烈地束縛在靶面大約60mm的區(qū)域,隨著離開靶面距離的增大,等離子濃度迅速降低,這時只能把工件安放在磁控靶表面50~100mm的范圍內(nèi),以增強(qiáng)離子轟擊的效果。這樣短的有效鍍膜區(qū)限制了待鍍工件的幾何尺寸,不適于較大的工件或裝爐量,制約了磁控濺射技術(shù)的應(yīng)用。且在平衡磁控濺射時,飛出的靶材粒子能量較低,膜基結(jié)合強(qiáng)度較差,低能量的沉積原子在基體表面遷移率低,易生成多孔粗糙的柱狀結(jié)構(gòu)薄膜。提高被鍍工件的溫度固然可以改善膜層的結(jié)構(gòu)和性能,但是在很多的情況下,工件材料本身不能承受所需的高溫。
　　非磁控濺射的出現(xiàn)部分克服了以上缺點(diǎn),將陰極靶面的等離子體引到濺射靶前200~300mm的范圍內(nèi),使基體沉浸在等離子體中,如圖1所示。這樣,一方面,濺射出來的原子和粒子沉積在基體表面形成薄膜,另一方面,等離子體以一定的能量轟擊基體,起到離子束輔助沉積的作用,大大的改善了膜層的質(zhì)量。