Технология осаждения с помощью ионного пучка представляет собой сочетание технологии нанесения покрытий методом ионного впрыскивания и осаждения из паровой фазы с технологией ионно-композитной обработки поверхности. В процессе модификации поверхности материалов, подвергнутых ионному впрыскиванию, будь то полупроводниковые или конструкционные материалы, часто требуется, чтобы толщина модифицированного слоя была значительно больше, чем при ионной имплантации, но при этом сохранялись преимущества процесса ионного впрыскивания, такие как четкая граница раздела между модифицированным слоем и подложкой, возможность обработки заготовки при комнатной температуре и т. д. Поэтому, комбинируя ионную имплантацию с технологией нанесения покрытий, ионы с определенной энергией непрерывно вводятся в границу раздела между пленкой и подложкой во время нанесения покрытия, а межфазные атомы смешиваются посредством каскадных столкновений, образуя зону перехода смешивания атомов вблизи исходной границы раздела для улучшения силы сцепления между пленкой и подложкой. Затем в зоне смешивания атомов пленка требуемой толщины и свойств продолжает расти с участием ионного пучка.
Этот метод называется осаждением с помощью ионного пучка (IBED), он сохраняет характеристики процесса ионной имплантации, позволяя при этом покрывать подложку тонким пленочным материалом, полностью отличающимся от самой подложки.
Осаждение с помощью ионного пучка имеет следующие преимущества.
(1) Поскольку осаждение с помощью ионного пучка генерирует плазму без газового разряда, покрытие может быть выполнено при давлении <10-2 Па, что снижает загрязнение газом.
(2) Основные параметры процесса (энергия ионов, плотность ионов) являются электрическими. Как правило, не требуется контролировать поток газа и другие неэлектрические параметры, можно легко контролировать рост пленочного слоя, регулировать состав и структуру пленки, что позволяет легко обеспечить повторяемость процесса.
(3) Поверхность заготовки может быть покрыта пленкой, которая полностью отличается от подложки, и толщина не ограничена энергией бомбардирующих ионов при низкой температуре (<200℃). Подходит для обработки поверхности легированных функциональных пленок, прецизионных пресс-форм, изготовленных методом холодной обработки, и конструкционной стали, закаленной при низких температурах.
(4) Это неравновесный процесс, контролируемый при комнатной температуре. Новые функциональные пленки, такие как высокотемпературные фазы, субстабильные фазы, аморфные сплавы и т. д., могут быть получены при комнатной температуре.
Недостатками осаждения с помощью ионного пучка являются:
(1) Поскольку ионный пучок обладает характеристиками прямого излучения, сложно работать со сложной формой поверхности заготовки.
(2) Из-за ограничений размера потока ионного пучка сложно работать с крупномасштабными и крупногабаритными заготовками.
(3) Скорость осаждения с помощью ионного пучка обычно составляет около 1 нм/с, что подходит для получения тонких пленок, но не подходит для нанесения покрытий на большие объемы продукции.
– Данная статья опубликованапроизводитель вакуумных напыляемых машинГуандун Чжэньхуа
Дата публикации: 16 ноября 2023 г.