濺射是一種由于高能粒子轟擊而使原子從固體靶材中噴射出來的過程。今天，它是一個更成熟的過程，使用范圍廣泛，所使用的技術(shù)正在迅速發(fā)展。Grove 于 1852 年和 Faraday 分別于 1854 年和 1854 年首次觀察到濺射效應。

第一次關于濺射的理論討論和出版物在第一次世界大戰(zhàn)之前發(fā)布，但直到 1950 年代才真正出現(xiàn)。當時，涂層開發(fā)更側(cè)重于蒸發(fā)。然而，在 60 年代，一些使用濺射技術(shù)的首批工業(yè)化、大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品是鉻濺射剃須刀板。

1、陰極濺射

在陰極濺射中，固體靶被高能離子轟擊。這些離子是通過直流場中的放電（直流濺射）產(chǎn)生的。靶材處于幾百伏的負電位，而基材是正極。通過引入惰性氣體（在大多數(shù)情況下為氬氣），由于氣體的電離而產(chǎn)生等離子體。Ar + 離子然后加速朝向目標。他們在這里濺射陰極材料，然后沉積在基板上（見圖 1）。只要目標是金屬的，這就能很好地工作。如果目標不導電，它將迅速帶正電，該場將阻止離子到達目標。

2、磁控濺射

通常會涉及到目標下方的附加磁場（磁控濺射，見圖 2）。在這個過程中，產(chǎn)生的電子以長螺旋軌道飛行——從而實現(xiàn)更高的電離概率。這導致更高的濺射率和更好地聚焦在目標上。

圖 1：直流濺射沉積設備示意圖

圖 2：磁控濺射沉積裝置示意圖

3、反應濺射

如果必須在基板上沉積氧化物，則應用反應濺射。除了濺射氣體氬氣，氧氣也被引入真空室。氧氣與靶材反應生成氧化物，例如 4 Al（靶材）+ 3 O 2 ==> 2 Al 2 O 3 （基材）。

射頻濺射（RF Sputtering）允許對絕緣（非導電）材料進行濺射沉積。

RF Sputtering 的工作原理是使用以射頻（通常固定為 13.56 MHz）提供的功率以及匹配網(wǎng)絡。通過射頻濺射改變電位，可以“清除”目標材料表面在每個循環(huán)中積累的電荷。在正循環(huán)中，電子被吸引到目標材料或表面，使其產(chǎn)生負偏壓。在負循環(huán)中，待濺射靶的離子轟擊繼續(xù)。