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离子镀就是在镀膜的同时，采用带能离子轰击基片表面和膜层的镀膜技术。离子轰击的目的在于改善膜层的性能。离子镀是镀膜与离子轰击改性同时进行的镀膜过程。
无论是蒸镀还是溅射都可以发展成为离子镀。在磁控溅射时，将基片与真空室绝缘，再加上数百伏的负偏压，即有能量为100eV量级的离子向基片轰击，从而实现离子镀。离子镀也可以在蒸镀的基础上实现，例如在真空室内通入1Pa量级的Ar气后，在基片上加上1 000V以上的负偏压，即可产生辉光放电，并有能量为数百电子伏的离子轰击基片，这就是二级离子镀
(1)离子镀的原理
对于真空蒸镀、溅射、离子镀三种不同的镀膜技术，人射到基片上的每个沉积粒子所带的能量是不同的。热蒸镀原子大约0．2eV，溅射原子大约1—50eV，而离子镀中轰击离子大概有几百到几千电子伏特。离子镀一般来说是离子轰击膜层，实际上有些离子在行程中与其他原子发生碰撞时可能发生电荷转移而变成中性原子，但其动能并没有变化，仍然继续前进轰击膜层。由此可见，所谓离子轰击，确切说应该是既有离子又有原子的粒子轰击。粒子中不但有氩粒子，还有靶材粒子，在镀膜初期还会有由基片表面溅射出来的基材粒子。
离子轰击可以提高靶材原子在膜层表面的迁移率，这有利于获得致密的膜层。离子镀的缺点是Ar离子的轰击会使膜层中的Ar含量升高，另外由于择优溅射会改变膜层的成分。
(2)离子镀的类型和特点
离子镀设备要在真空、气体放电的条件下完成镀膜和离子轰击过程。因此，离子镀设备要由真空室、蒸发源、高压电源、离化装置、放置工件的阴极等部分组成。国内外常用的离子镀类型分述如下：
①空心阴极离子镀(HCD)。HCD法是利用空心热阴极放电产生等离子体。空心钽管作为阴极，辅助阳极距阴极较近，二者作为引燃弧光放电的两极。阳极是靶材。弧光放电时，电子轰击靶材，使其熔化而实现蒸镀。蒸镀时基片加上负偏压即可从等离子体中吸引Ar离子向基片轰击，实现离子镀。
Ar气经过钽管流进真空室，钽管收成小口以维持管内和真空室之间的压差。弧光放电主要在管口部位产生。该部位在离子轰击下温度高达2 500K左右，于是放射电子使弧光放电得以维持。弧光放电是靠辉光放电(要数百伏)点燃，待钽管温度升高后，用数十伏电源维持弧光放电。
②多弧离子镀。多弧离子镀是采用电弧放电的方法，在固体的阴极靶材上直接蒸发金属。这种装置不需要熔池，阴极靶可根据工件形状任意方向布置，使夹具大为简化。由于入射粒子能量高，所以膜的致密度高，强度好。多弧离子镀的突出优点是蒸镀速率快，TiN膜可达10—1 000nm／s。目前存在的问题是，弧斑喷射的液滴飞溅到膜层上会使膜层粗糙，导致膜层结构疏松，孔隙很多，对耐蚀性极为不利。
③离子束辅助沉积。这种镀膜技术是在蒸镀的同时，用离子束轰击基片，离子束由宽束离子源产生。与一般的离子镀相比，采用单独的离子源产生离子束，可以精确控制离子的束流密度、能量和入射方向，而且离子束辅助沉积中，沉积室的真空度很高，可获得高质量的膜层。
离子束轰击的另一个重要作用是在室温或近室温下能合成具有良好性能的合金、化合物或特种膜层，以满足对材料表面改性的需要。
