直流磁控溅射仪是一种通过磁场约束电子、增强等离子体密度来有效沉积薄膜的实验室设备，广泛应用于材料研究、半导体镀膜等领域。在真空腔室中通入惰性气体，施加直流高压形成电场，使气体电离产生等离子体。靶材表面设置正交磁场，通过洛伦兹力约束电子运动轨迹，延长其路径，增加与气体碰撞概率，从而提高等离子体密度和溅射效率。高能离子轰击靶材表面，使靶材原子溅射并沉积到基材上形成致密薄膜。此过程需准确控制热量，避免样品灼伤。
优点：结构简单，直流电源系统稳定且成本低，设备维护简易。对于金属等良导体靶材，溅射速率高，能满足工业规模化生产需求。其工艺好，参数易于控制，工艺窗口宽泛，量产经验丰富。
该设备用于制备金属、半导体、氧化物等薄膜，需定期维护真空系统、电源和靶材，确保工艺稳定性和薄膜质量。
结构组成
真空系统：由真空泵、真空腔体等组成，用于提供真空环境，保证溅射过程在低气压下进行。
直流电源系统：为阴极靶材提供恒定的负电压，引发辉光放电。
气体供应系统：包括气体储存罐、质量流量计等，用于向真空腔内充入适量的工作气体，如氩气。
靶材与基片安装系统：靶材安装在阴极上，基片固定在阳极附近的样品台上，样品台通常可加热、旋转，以提高薄膜的均匀性。
磁场系统：在靶材表面设置正交磁场，用于约束电子的运动轨迹，提高等离子体密度。
应用领域
装饰镀膜：用于制备金、银、铬等金属装饰膜层，如手表壳体、眼镜框架、汽车饰件等。
工具硬质涂层：可沉积 TiN、CrN 等硬质金属氮化物薄膜，提升刀具、模具的耐磨性和使用寿命。
微电子互连线：用于制备铝、铜等金属薄膜作为集成电路中的互连线，实现电路信号的传输。
太阳能电池背电极：可制备铝、银等金属背电极，提升太阳能电池的光电转换效率。
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