Tecnologia di deposizione assistita da fascio di ioni

In effetti, la tecnologia di deposizione assistita da fascio ionico è una tecnologia composita. Si tratta di una tecnica di trattamento ionico superficiale composito che combina l'impianto ionico e la tecnologia di deposizione fisica da vapore (PFD) per la produzione di film, e di un nuovo tipo di tecnica di ottimizzazione superficiale mediante fascio ionico. Oltre ai vantaggi della deposizione fisica da vapore, questa tecnica consente di far crescere in modo continuo film di qualsiasi spessore in condizioni di controllo più rigorose, migliorare significativamente la cristallinità e l'orientamento dello strato di film, aumentare la forza di adesione tra strato di film e substrato, migliorare la densità dello strato di film e sintetizzare film composti con rapporti stechiometrici ideali a temperatura prossima a quella ambiente, inclusi nuovi tipi di film non ottenibili a temperatura e pressione ambiente. La deposizione assistita da fascio ionico non solo mantiene i vantaggi del processo di impiantazione ionica, ma può anche ricoprire il substrato con un film completamente diverso dal substrato stesso.
In tutti i tipi di deposizione fisica da vapore e deposizione chimica da vapore, è possibile aggiungere un set di cannoni ionici a bombardamento ausiliario per formare un sistema IBAD. Esistono due processi IBAD generali, come mostrato nella figura:

Come mostrato in Figura (a), una sorgente di evaporazione a fascio di elettroni viene utilizzata per irradiare lo strato di film con il fascio ionico emesso dal cannone ionico, realizzando così una deposizione assistita da fascio ionico. Il vantaggio è che l'energia e la direzione del fascio ionico possono essere regolate, ma solo una singola lega o un composto può essere utilizzato come sorgente di evaporazione, e la pressione di vapore di ciascun componente della lega e del composto è diversa, il che rende difficile ottenere lo strato di film della composizione originale della sorgente di evaporazione.
La figura (b) mostra la deposizione assistita da sputtering a fascio ionico, nota anche come deposizione a sputtering a doppio fascio ionico, in cui il bersaglio, costituito da materiale di rivestimento per sputtering a fascio ionico, viene utilizzato come sorgente. Durante il deposito sul substrato, la deposizione assistita da sputtering a fascio ionico viene ottenuta mediante irradiazione con un'altra sorgente di ioni. Il vantaggio di questo metodo è che le particelle sputterate possiedono una certa energia, garantendo una migliore adesione al substrato; qualsiasi componente del bersaglio può essere rivestito con sputtering, ma è anche possibile effettuare lo sputtering a reazione nel film, consentendo di regolare facilmente la composizione del film, ma l'efficienza di deposizione è bassa, il bersaglio è costoso e presenta problemi come lo sputtering selettivo.