磁控溅射膜层颜色调整技巧，镀膜颜色控制经验分享

磁控溅射的颜色调整并非易事

磁控溅射要想得到特定的颜色，可不是随便调一下就行了。这事我最初也没想到，刚开始接触这行的时候，看到别人能把TiN镀得金灿灿的，还以为是靶材里头本来就掺了金粉呢。后来自己真去做了才明白，所谓的颜色，其实就是一场“骗光”的游戏。

影响溅射颜色的关键因素

你选用什么材料，那仅仅只是一个起始点。颜色最后呈现出来到底怎么样，主要还是要看膜的厚度，还有就是气氛里的成分比。薄膜干涉对颜色影响极大，它就像你戴上了一副有颜色的眼镜，膜本身可能不带颜色，但经过光的反射以及折射之后，颜色就可以显现出来了。

我们之前在进行ZrN溅射的时候就试过，一批膜出来是金黄通透的，但下一批可能就偏红或者发灰了。工艺参数根本没怎么大范围调整，最终发现问题是出在氮气流量上，控制得不够精细，颜色就跟着变了。这种时候，尝试去更换靶材是没有用的，必须得从气体比例、工作气压这些方面重新来进行调整。

膜的厚度也是一个非常关键的因素。TiN的颜色最亮的时候，通常会处于60到80纳米这个范围当中。要是再薄一点，就会开始发绿，一旦厚了以后反而会发暗，甚至有可能带一点土黄。我有一次尝试着依靠拉高功率来让膜的厚度得以提升，结果颜色跑偏得不像话，根本压不住，最后整批都得重新制作。

此外，基片的选择也常常被人忽略。你在玻璃上镀一层CrN和在硅片上进行操作，即使运用同样的工艺，颜色也会完全是两码事。我记得有一次客户拿来氧化铝基底，让我去做蓝灰色的膜，结果做出来却是冷蓝色，怎么修改也回不去，最后才发现是基片折射率和膜发生了共振干涉。

溅射过程中的细节把控

工作气压以及气体比例的控制，这确实是细致活儿。要是Ar和O₂或N₂的比例没有调整好，不光颜色会不对劲，还非常容易造成膜层附着力下降。我们之前在做Ta₂O₅的时候就踩过坑，氧气多了一点点，结果膜层死白死白的，就像一层糊墙的灰一样，根本没有质感可言。

很多人都说可以依靠颜色来估算膜的厚度，这话既对也不全对。有经验的师傅通过肉眼判断是没有问题的，但新手最好还是老老实实地去使用分光仪。我的老板仅仅依靠眼睛来看颜色，误差可以控制在10nm以内，这真是非常厉害。但他也说过一句话：颜色仅仅只是结果，而不是我们追求的目标。

另外还有一个误区，非常多的人会踩到：以为颜色就是由某一个靶材来决定的。其实有些颜色，是通过层间组合才得以实现的。比如你想做出那种香槟金色光泽，如果仅仅依靠TiN是很难做到的，得增加一层银底，或者 molybdenum，来作为反光层，这样才会有那种亮度和质感。

说实话，这事儿没办法总结出一个通用的公式。你只要更换一个基片、更换一个靶材批次、甚至仅仅是更换了一个批号的氩气瓶，颜色都有可能跑偏。磁控溅射在进行颜色调整的时候，经验非常重要，而手感更重要，机器测数值只是最后的一道关卡。