イオンビームアシスト蒸着技術

実際、イオンビームアシスト成膜技術は複合技術です。イオン注入と物理蒸着膜技術を組み合わせた複合表面イオン処理技術であり、新しいタイプのイオンビーム表面最適化技術です。物理蒸着の利点に加えて、この技術はより厳密な制御条件下で任意の厚さの膜を連続的に成長させることができ、膜層の結晶性と配向性を大幅に向上させ、膜層と基板の密着強度を高め、膜層の密度を向上させ、室温付近で理想的な化学量論比の複合膜を合成することができ、室温・常圧では得られない新しいタイプの膜も合成できます。イオンビームアシスト成膜は、イオン注入プロセスの利点を維持するだけでなく、基板とは全く異なる膜で基板を覆うことも可能です。
あらゆる種類の物理蒸着および化学蒸着において、補助的なイオン銃を追加してIBADシステムを構成することができ、IBADプロセスには図に示すように、次の2つの一般的なプロセスがあります。

図(a)に示すように、電子ビーム蒸着源を用いてイオン銃から放出されるイオンビームを膜層に照射することで、イオンビームアシスト蒸着を実現する。利点は、イオンビームのエネルギーと方向を調整できることであるが、蒸着源として使用できる合金または化合物は単一または限られた種類に限られ、合金成分と化合物の蒸気圧が異なるため、元の蒸着源組成の膜層を得ることが難しい。
図(b)はイオンビームスパッタリングアシスト成膜を示しており、これは二重イオンビームスパッタリング成膜とも呼ばれ、イオンビームスパッタリングコーティング材料で作られたターゲット、スパッタリング生成物をソースとして使用します。基板上に成膜しながら、別のイオン源による照射によってイオンビームスパッタリングアシスト成膜が実現されます。この方法の利点は、スパッタリングされた粒子自体が一定のエネルギーを持っているため、基板との密着性が優れていることです。ターゲットのどの成分でもスパッタリングコーティングでき、反応スパッタリングによって膜にすることもでき、膜の組成を容易に調整できますが、成膜効率が低く、ターゲットが高価であり、選択的スパッタリングなどの問題があります。