イオンビームアシスト蒸着技術

実際、イオンビーム支援蒸着技術は複合技術です。イオン注入技術と物理蒸着膜技術を組み合わせた複合表面イオン処理技術であり、新しいタイプのイオンビーム表面最適化技術です。物理蒸着の利点に加えて、この技術は、より厳格な制御条件の下で任意の厚さの膜を連続的に成長させることができ、膜層の結晶性と配向性をより大幅に向上させ、膜層/基板の接着強度を高め、緻密性を向上させることができます。膜層の最適な化学量論比を有する化合物膜を、室温付近の温度で合成します。これには、室温常圧では得られない新しいタイプの膜も含まれます。イオンビーム支援蒸着は、イオン注入プロセスの利点を保持するだけでなく、基板とはまったく異なる膜で基板を覆うこともできます。
あらゆる種類の物理蒸着および化学蒸着では、一連の補助衝撃イオンガンを追加して IBAD システムを形成できます。写真に示すように、次の 2 つの一般的な IBAD プロセスがあります。

写真(a)に示すように、電子ビーム蒸発源を使用してイオン銃から放出されるイオンビームを膜層に照射し、イオンビームアシスト蒸着を実現します。イオンビームのエネルギーや方向を調整できるのが利点ですが、蒸発源として使用できる合金や化合物は単一または限られており、合金成分や化合物の蒸気圧もそれぞれ異なるため、調整が困難です。元の蒸発源組成の膜層を得る。
写真 (b) は、ダブル イオン ビーム スパッタリング蒸着とも呼ばれるイオン ビーム スパッタリング支援蒸着を示しています。この蒸着では、イオン ビーム スパッタリング コーティング材料で作られたターゲット、スパッタリング生成物がソースとして使用されます。基板上に蒸着する際、別のイオン源を照射することでイオンビームスパッタリング支援蒸着が行われます。この方法の利点は、スパッタされた粒子自体が一定のエネルギーを持っているため、基板との密着性が向上することです。ターゲットの任意の成分をスパッタコーティングすることもできるが、膜中に反応スパッタリングすることもでき、膜の組成調整が容易であるが、成膜効率が低く、ターゲットが高価であり、選択スパッタリングなどの問題がある。