La tecnología de deposición asistida por haz de iones combina la inyección de iones y la deposición de vapor con el procesamiento de superficies compuestas mediante iones. En la modificación superficial de materiales inyectados con iones, ya sean semiconductores o materiales de ingeniería, se suele buscar que el espesor de la capa modificada sea mucho mayor que el de la implantación iónica, pero conservando las ventajas de este proceso, como la interfaz nítida entre la capa modificada y el sustrato, y la posibilidad de procesar la pieza a temperatura ambiente. Por lo tanto, al combinar la implantación iónica con la tecnología de recubrimiento, se inyectan iones con una energía determinada en la interfaz entre la película y el sustrato durante el proceso. Los átomos interfaciales se mezclan mediante colisiones en cascada, formando una zona de transición de mezcla atómica cerca de la interfaz inicial para mejorar la fuerza de unión entre la película y el sustrato. Posteriormente, en esta zona de mezcla atómica, la película con el espesor y las propiedades requeridas continúa creciendo con la participación del haz de iones.
Este proceso se denomina deposición asistida por haz de iones (IBED, por sus siglas en inglés), que conserva las características del proceso de implantación iónica al tiempo que permite recubrir el sustrato con un material de película delgada completamente diferente al sustrato.
La deposición asistida por haz de iones presenta las siguientes ventajas.
(1) Dado que la deposición asistida por haz de iones genera plasma sin descarga de gas, el recubrimiento se puede realizar a una presión de <10-2 Pa, reduciendo la contaminación por gas.
(2) Los parámetros básicos del proceso (energía iónica, densidad iónica) son eléctricos. Generalmente no es necesario controlar el flujo de gas ni otros parámetros no eléctricos, lo que permite controlar fácilmente el crecimiento de la capa de película, ajustar su composición y estructura, y garantizar la repetibilidad del proceso.
(3) La superficie de la pieza puede recubrirse con una película completamente distinta del sustrato, cuyo espesor no está limitado por la energía de los iones de bombardeo a baja temperatura (<200 °C). Es adecuado para el tratamiento superficial de películas funcionales dopadas, moldes de precisión mecanizados en frío y acero estructural templado a baja temperatura.
(4) Es un proceso de no equilibrio controlado a temperatura ambiente. Se pueden obtener nuevas películas funcionales, como fases de alta temperatura, fases subestables, aleaciones amorfas, etc., a temperatura ambiente.
Las desventajas de la deposición asistida por haz de iones son:
(1) Debido a que el haz de iones tiene características de radiación directa, es difícil tratar la forma superficial compleja de la pieza de trabajo.
(2) Es difícil tratar piezas de trabajo de gran escala y gran superficie debido a la limitación del tamaño del flujo del haz de iones.
(3) La tasa de deposición asistida por haz de iones suele ser de alrededor de 1 nm/s, lo cual es adecuado para la preparación de capas de película delgada, pero no es adecuado para el recubrimiento de grandes cantidades de productos.
–Este artículo es publicado porfabricante de máquinas de recubrimiento al vacíoGuangdong Zhenhua
Fecha de publicación: 16 de noviembre de 2023