Tecnologia di deposizione assistita da fascio ionico

In realtà, la tecnologia di deposizione assistita da fascio ionico è una tecnologia composita. Si tratta di una tecnica di trattamento superficiale ionico che combina l'impiantazione ionica e la deposizione fisica da fase vapore (PVD), nonché una nuova tecnica di ottimizzazione superficiale tramite fascio ionico. Oltre ai vantaggi della PVD, questa tecnica consente di far crescere in modo continuo film di qualsiasi spessore in condizioni di controllo più rigorose, migliorando significativamente la cristallinità e l'orientamento dello strato di film, aumentando la forza di adesione tra lo strato di film e il substrato, migliorando la densità dello strato di film e sintetizzando film compositi con rapporti stechiometrici ideali a temperature prossime a quella ambiente, inclusi nuovi tipi di film che non possono essere ottenuti a temperatura e pressione ambiente. La deposizione assistita da fascio ionico non solo conserva 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 fase vapore e deposizione chimica da fase vapore, è possibile aggiungere un set di cannoni ionici ausiliari per bombardamento per formare un sistema IBAD, e ci sono due processi IBAD generali come mostrato nell'immagine:

Come mostrato nella Figura (a), una sorgente di evaporazione a fascio di elettroni viene utilizzata per irradiare lo strato di film con il fascio di ioni emesso dal cannone ionico, realizzando così la deposizione assistita da fascio ionico. Il vantaggio è che l'energia e la direzione del fascio ionico possono essere regolate, ma è possibile utilizzare come sorgente di evaporazione solo una singola lega o un numero limitato di composti, e la pressione di vapore di ciascun componente della lega e del composto è diversa, il che rende difficile ottenere uno strato di film con la composizione originale della sorgente di evaporazione.
La figura (b) mostra la deposizione assistita da sputtering a fascio ionico, nota anche come deposizione a doppio sputtering a fascio ionico, in cui il target è costituito da materiale di rivestimento per sputtering a fascio ionico e i prodotti di sputtering vengono utilizzati come sorgente. Durante la deposizione sul substrato, la deposizione assistita da sputtering a fascio ionico viene realizzata mediante irradiazione con un'altra sorgente di ioni. Il vantaggio di questo metodo è che le particelle di sputtering stesse hanno una certa energia, quindi c'è una migliore adesione con il substrato; qualsiasi componente del target può essere rivestito tramite sputtering, ma può anche essere sottoposto a sputtering reattivo nel film, facilitando la regolazione della composizione del film, ma la sua efficienza di deposizione è bassa, il target è costoso e ci sono problemi come lo sputtering selettivo.