复合靶材技术是将两种或多种材料复合在一起制成靶材，通过磁控溅射技术实现多种材料的共溅射。该技术可以制备出具有复杂成分和结构的薄膜，满足特殊应用需求。在实际应用中，科研人员和企业通过综合运用上述质量控制策略，成功制备出了多种高质量、高性能的薄膜材料。例如，在半导体领域，通过精确控制溅射参数和气氛环境，成功制备出了具有高纯度、高结晶度和良好附着力的氧化物薄膜；在光学领域，通过优化基底处理和沉积过程，成功制备出了具有高透过率、低反射率和良好耐久性的光学薄膜；在生物医学领域，通过选择合适的靶材和沉积参数，成功制备出了具有优良生物相容性和稳定性的生物医用薄膜。磁控溅射技术的发展与创新不断推动着新材料、新能源等领域的快速发展。深圳单靶磁控溅射工艺
广东省科学院半导体研究所开发的磁控溅射复合涂层技术在高级装备领域展现出巨大潜力。通过将 CrN 基涂层与自润滑相结合，采用多靶磁控溅射系统实现分层沉积 —— 底层通过高能脉冲磁控溅射形成高结合力过渡层，表层通过平衡磁控溅射引入 MoS₂润滑相。该复合涂层硬度达到 28GPa，摩擦系数低至 0.08，在高温高载荷环境下仍能保持稳定性能。应用于航空发动机轴承部件后，使部件使用寿命延长 3 倍以上，相关技术已通过航空航天领域的严苛验证。深圳单靶磁控溅射工艺磁控溅射技术具有高沉积速率、均匀性好、膜层致密等优点，被广泛应用于电子、光电、信息等领域。
在太阳能电池领域，磁控溅射技术被用于制备提高太阳能电池光电转换效率的薄膜。例如，通过磁控溅射技术可以沉积氮化硅等材料的减反射膜，减少光线的反射损失，使更多的光线进入太阳能电池内部被吸收转化为电能。此外，还可以制备金属电极薄膜，用于收集太阳能电池产生的电流。这些薄膜的制备对于提高太阳能电池的性能和降低成本具有重要意义。磁控溅射制备的薄膜凭借其高纯度、良好附着力和优异性能等特点，在微电子、光电子、纳米技术、生物医学、航空航天等多个领域发挥着重要作用。
广东省科学院半导体研究所在磁控溅射的等离子体诊断与调控方面开展了深入研究。通过集成朗缪尔探针与发射光谱诊断系统，实时监测磁控溅射过程中的电子温度、等离子体密度等关键参数，揭示了磁场强度与等离子体特性的内在关联。基于诊断数据建立的工艺模型，可精细预测不同参数下的薄膜生长行为，使工艺开发周期缩短 50%。例如在 ZnO 薄膜制备中，通过模型优化的磁控溅射参数使薄膜结晶取向度提升至 95%，为光电探测器的性能优化提供了理论与实验支撑。磁控溅射具有高沉积速率、低温处理、薄膜质量好等优点。
针对磁控溅射的靶材利用率低问题，研究所开发了旋转磁控溅射与磁场动态调整相结合的技术方案。通过驱动靶材旋转与磁芯位置的实时调节，使靶材表面的溅射蚀坑从传统的环形分布变为均匀消耗，利用率从 40% 提升至 75%。配套设计的靶材冷却系统有效控制了溅射过程中的靶材温升，避免了高温导致的靶材变形。该技术已应用于 ITO 靶材的溅射生产，单靶材的镀膜面积从 100m² 提升至 200m²， 降低了透明导电膜的制备成本。该研究所将磁控溅射技术与微纳加工工艺结合，开发了半导体器件的集成制备方案。在同一工艺平台上，通过磁控溅射沉积金属电极、射频磁控溅射制备绝缘层、反应磁控溅射形成功能薄膜，实现了器件结构的一体化制备。以深紫外 LED 器件为例，通过磁控溅射制备的 AlN 缓冲层与 ITO 透明电极协同优化，使器件的光输出功率提升 35%，反向击穿电压超过 100V。该集成工艺减少了器件转移过程中的污染风险，良率从 75% 提升至 90%，为半导体器件的高效制造提供了全新路径。磁控溅射技术可以制备出具有高光泽度、高饰面性的薄膜，可用于制造装饰材料。深圳单靶磁控溅射工艺
磁控溅射通过磁场约束电子提高溅射效率。深圳单靶磁控溅射工艺
在磁控溅射设备的国产化升级方面，研究所完成了 部件的自主研发与系统集成。其设计的磁场发生单元采用多极永磁体阵列布局，通过有限元模拟优化磁场分布，使靶材表面等离子体密度均匀性提升 40%，有效抑制了 “靶中毒” 与局部过热现象。配套开发的真空控制系统可实现 10⁻⁵ Pa 级高真空环境的快速建立，抽真空时间较传统设备缩短 30%。该套磁控溅射设备已通过多家半导体企业验证，在薄膜沉积速率与质量稳定性上达到进口设备水平，价格 为同类进口产品的 60%。深圳单靶磁控溅射工艺
