磁控溅射镀膜：MEMS加工中的高精度薄膜制备利器

引言
微机电系统（MEMS）加工技术在现代传感器、执行器、射频器件等领域发挥着关键作用。其中，薄膜沉积工艺是MEMS制造的核心环节之一，而磁控溅射镀膜因其高沉积速率、优异薄膜均匀性和良好的附着力，成为MEMS加工中不可或缺的技术。本文将探讨磁控溅射镀膜的原理、优势及其在MEMS加工中的应用。

磁控溅射镀膜技术概述
磁控溅射镀膜是一种物理气相沉积（PVD）技术，通过在靶材表面施加磁场和电场，使氩离子轰击靶材，溅射出原子或分子并沉积在基片表面形成薄膜。相较于传统溅射技术，磁控溅射镀膜具有以下优势：
高沉积速率：磁场约束等离子体，提高离化效率，使溅射速率大幅提升。
低温沉积：适用于对温度敏感的MEMS器件，避免热损伤。
优异薄膜质量：可制备高纯度、低缺陷、均匀性好的薄膜。
广泛材料适用性：可溅射金属（如Al、Cu、Ti）、合金、氧化物（如SiO₂、Al₂O₃）等多种材料。

MEMS加工中的磁控溅射镀膜应用
在MEMS加工中，磁控溅射镀膜主要用于以下关键工艺：
1. 金属电极与互连层制备
MEMS器件（如加速度计、陀螺仪）通常需要金属电极实现电学连接。磁控溅射镀膜可精确控制Al、Au、Pt等金属薄膜的厚度和均匀性，确保器件电学性能稳定。
2. 功能薄膜沉积
压电薄膜（如ZnO、AlN）：用于声波传感器、能量采集器等。
磁性薄膜（如NiFe、CoFeB）：应用于磁传感器、微执行器等。
绝缘层（如SiO₂、Si₃N₄）：用于器件隔离和钝化保护。
3. 三维结构镀膜
MEMS加工常涉及复杂三维结构（如深硅刻蚀腔体），磁控溅射镀膜通过优化工艺参数（如偏压、气体流量），可在高深宽比结构中实现均匀覆盖。

磁控溅射镀膜的未来发展趋势
随着MEMS器件向微型化、多功能化发展，磁控溅射镀膜技术也在不断创新：
高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）：可制备更致密、低缺陷的薄膜。
反应溅射技术：结合反应气体（如O₂、N₂），原位生成氧化物或氮化物薄膜。
集成化沉积系统：与原子层沉积（ALD）、刻蚀工艺结合，实现更复杂的MEMS加工流程。

结论
在MEMS加工领域，磁控溅射镀膜凭借其高精度、高效率和优异的薄膜性能，成为不可或缺的核心工艺。未来，随着新材料和新器件的需求增长，磁控溅射技术将继续推动MEMS制造的进步，为智能传感器、物联网（IoT）和生物医疗器件提供更强大的技术支持。