イオンビーム蒸着技術

① イオンビームアシスト蒸着技術は、膜と基板間の密着性が非常に高く、膜層が非常に強固であるという特徴があります。実験では、イオンビームアシスト蒸着の密着性は熱蒸着の密着性よりも数倍から数百倍に増加することが示されており、その理由は主に、表面へのイオン衝撃による洗浄効果により、膜と基板の界面に勾配界面構造またはハイブリッド遷移層が形成され、膜の応力が軽減されるためです。

② イオンビームアシスト蒸着は、膜の機械的特性を向上させ、疲労寿命を延ばすことができ、酸化物、炭化物、立方BN、TiB、ダイヤモンドライクコーティングの作製に非常に適しています。例えば、1Cr8Ni9Ti耐熱鋼にイオンビームアシスト蒸着技術を用いて200nmのSiN薄膜を成長させると、材料表面の疲労亀裂の発生を抑制できるだけでなく、疲労亀裂の拡散速度を大幅に低減し、寿命を延ばす効果があります。

③ イオンビームアシスト蒸着は、膜の応力特性を変化させ、結晶構造を変化させることができます。例えば、基板表面に11.5keVのXe+またはAr+イオンを照射してCr膜を作製する場合、基板温度、照射イオンエネルギー、イオンと原子の到達比などのパラメータを調整することで、応力を引張応力から圧縮応力に変化させることができ、膜の結晶構造も変化することがわかっています。イオンと原子の比率が一定の場合、イオンビームアシスト蒸着は、熱蒸着法で成膜した膜層よりも優れた選択配向性を示します。

④ イオンビームアシスト蒸着は、膜の耐食性および耐酸化性を向上させることができる。イオンビームアシスト蒸着による膜層は緻密であるため、膜の基底界面構造が改善されるか、粒子間の粒界が消失することによって非晶質状態が形成され、これが材料の耐食性および耐酸化性の向上に寄与する。

材料の耐食性を向上させ、高温による酸化作用を抑制する。

（５）イオンビームアシスト蒸着は、膜の電磁特性を変化させ、光学薄膜の性能を向上させることができる。（６）イオンアシスト蒸着は、原子蒸着およびイオン注入に関連するパラメータを正確かつ独立して調整できるため、低温で様々な薄膜を成長させることができ、高温処理によって引き起こされる材料や精密部品への悪影響を回避できる。また、低照射エネルギーで組成が均一な数マイクロメートルのコーティングを連続的に生成できる。