VPI是专注材料科学样品制备和真空镀膜系统的高科技企业，为全球多家高校、科研机构和企业提供真空镀膜设备与解决方案。某高校科研团队需在特殊基底上制备微米级厚度的某导电性极好的贵金属纯薄膜，但面临附着力不足、膜层氧化变色和厚度不均匀三大难题。VPI团队制定专项技术攻关计划，提出定制化解决方案，包括升级靶材尺寸与功率密度、采用旋转柱状样品台、优化工艺参数防氧化等。经理论计算与实验验证，该方案有效解决问题。技术分析表明，方案基于溅射工艺理论和实践经验，从多环节优化。实施后科研团队获高质量厚膜，膜层质量、附着力和稳定性提升，性能满足应用需求，客户满意度高，巩固了双方合作。此案例展示了VPI在高难度薄膜制备任务中的实力和服务水准，其产品体系完善，能满足不同需求。
表1：磁控溅射与直流溅射特性对比（以VPI SD-900M和SD-900为例）
厚某导电性极好的贵金属膜应用需求： 某高校科研团队需在特殊基底上制备微米级厚度的纯薄膜，用于光学和导电功能研究。某导电性极好的贵金属膜要求表面具有亮色光泽，膜层均匀且与基底结合牢固。然而，靶材属于易氧化金属，在镀膜过程中稍有不慎就会形成氧化物或表面发黑。此外，较厚的膜在沉积过程中容易因应力和孔隙导致附着力下降。因此，实现 “高厚度、高附着力、亮丽色”三者兼得，对镀膜设备和工艺提出了很高的要求。该团队最初拥有一台VPI SD-900M磁控溅射仪，主要用于SEM样品镀膜，但面对这一厚膜挑战，他们寻求VPI提供更完善的解决方案。
【问题】
在项目初期，用户在薄膜沉积过程中遇到了多重技术难题：
附着力不足： 最初采用磁控溅射设备 SD-900M 进行厚膜沉积，虽然沉积速度较快，但制备的膜在冷却后易剥落，附着力很差。分析发现，磁控溅射为了保护基底避免过热，等离子体主要集中在靶材表面，溅射出的原子在基片上迁移动能较低，导致膜层致密性不足，厚膜应力无法有效释放，从而粘附强度不够。
膜色发黑： 针对附着力问题，用户改用 SD-900直流溅射仪 增强离子轰击能量来提高膜致密度。直流溅射的确显著改善了膜的结合力，然而新的问题随之出现：靶材的溅射沉积速率相对较慢，长时间镀膜过程中靶表面和沉积膜层容易被残余氧气或等离子体中的活性种氧化，导致成膜呈现暗灰色而非理想的亮色。即使在镀膜后立即将样品取出，大气接触也加剧了已部分氧化的膜发黑，外观不符合预期效果。
厚度不均： 此外，通过对镀覆样品的截面和表面分析，VPI技术团队发现膜厚度分布不匀。样品为底部直径1 cm、高3 cm的圆锥台结构，局部区域膜厚度达标但其他区域偏薄，无法整体满足微米级厚度要求。进一步诊断表明，这一问题源于样品结构与靶材尺寸的不匹配：SD-900标准配置的靶材直径为50 mm（见图1），相对于高度3 cm的锥台覆盖角度不足，且原先采用的固定样品台无法使锥面各处均匀接受溅射粒子沉积。结果是在靶材正对的区域沉积偏厚，而锥台侧壁和顶端因距靶更远且角度倾斜，镀膜显著偏薄。
综上，客户面临薄膜附着力、氧化变色、厚度均匀性三大难题亟待解决，常规溅射工艺已难以同时满足这几点苛刻要求。VPI团队据此制定了专项技术攻关计划。
