En réalité, le dépôt assisté par faisceau d'ions est une technologie composite. Il s'agit d'une technique de traitement de surface par ions combinant l'implantation ionique et le dépôt physique en phase vapeur (PVD), et d'une nouvelle technique d'optimisation de surface par faisceau d'ions. Outre les avantages du PVD, cette technique permet la croissance continue de films d'épaisseur quelconque dans des conditions de contrôle plus strictes, améliore significativement la cristallinité et l'orientation de la couche, augmente l'adhérence film/substrat, accroît la densité de la couche et synthétise des films composites aux proportions stœchiométriques idéales à une température proche de la température ambiante, y compris de nouveaux types de films impossibles à obtenir à température et pression ambiantes. Le dépôt assisté par faisceau d'ions conserve non seulement les avantages de l'implantation ionique, mais permet également de recouvrir le substrat d'un film totalement différent de celui-ci.
Dans tous les types de dépôt physique en phase vapeur et de dépôt chimique en phase vapeur, un ensemble de canons à ions de bombardement auxiliaires peut être ajouté pour former un système IBAD, et il existe deux processus IBAD généraux comme suit, comme illustré sur la photo :
Comme illustré sur la figure (a), une source d'évaporation par faisceau d'électrons est utilisée pour irradier la couche de film avec le faisceau d'ions émis par le canon à ions, réalisant ainsi un dépôt assisté par faisceau d'ions. L'avantage réside dans la possibilité d'ajuster l'énergie et la direction du faisceau d'ions. Cependant, cette méthode ne permet d'utiliser qu'un seul alliage ou composé, ou un nombre limité d'alliages ou de composés, comme source d'évaporation. De plus, la pression de vapeur de chaque composant de l'alliage ou du composé étant différente, il est difficile d'obtenir une couche de film correspondant exactement à la composition de la source d'évaporation initiale.
La figure (b) illustre le dépôt assisté par pulvérisation ionique, également appelé dépôt par double pulvérisation ionique. Dans cette technique, la cible, constituée du matériau de revêtement obtenu par pulvérisation ionique, utilise les produits de pulvérisation comme source. Lors du dépôt sur le substrat, l'assistance est réalisée par irradiation avec une seconde source d'ions. L'avantage de cette méthode réside dans l'énergie intrinsèque des particules pulvérisées, assurant une meilleure adhésion au substrat. Elle permet le dépôt par pulvérisation de tout composant de la cible, ainsi que par pulvérisation réactive, facilitant le contrôle de la composition du film. Cependant, son rendement de dépôt est faible, la cible est coûteuse et elle présente des problèmes de sélectivité de pulvérisation.
Date de publication : 8 novembre 2022