Фактически, технология ионно-лучевого осаждения представляет собой комбинированную технологию. Это комбинированный метод обработки поверхности ионами, сочетающий ионную имплантацию и технологию физического осаждения из паровой фазы, а также новый тип метода оптимизации поверхности с помощью ионного пучка. В дополнение к преимуществам физического осаждения из паровой фазы, эта технология позволяет непрерывно выращивать пленки любой толщины в более жестких условиях контроля, значительно улучшать кристалличность и ориентацию пленочного слоя, повышать прочность сцепления пленочного слоя с подложкой, улучшать плотность пленочного слоя и синтезировать составные пленки с идеальными стехиометрическими соотношениями при температуре, близкой к комнатной, включая новые типы пленок, которые невозможно получить при комнатной температуре и давлении. Ионно-лучевое осаждение не только сохраняет преимущества процесса ионной имплантации, но и позволяет покрывать подложку совершенно иной пленкой, отличной от подложки.
Во всех видах физического и химического осаждения из паровой фазы может быть добавлен набор вспомогательных ионных пушек для бомбардировки, образующих систему IBAD, и существуют два основных процесса IBAD, как показано на рисунке:
Как показано на рис. (а), для облучения пленочного слоя ионным пучком, испускаемым ионной пушкой, используется источник электронно-лучевого испарения, что позволяет реализовать осаждение с помощью ионного пучка. Преимущество заключается в возможности регулировки энергии и направления ионного пучка, однако в качестве источника испарения можно использовать только один или ограниченное количество сплавов или соединений, а давление пара каждого компонента сплава и соединения различно, что затрудняет получение пленочного слоя с исходным составом источника испарения.
На рисунке (b) показано осаждение с помощью ионно-лучевого распыления, также известное как осаждение с двойным ионно-лучевым распылением, при котором мишень изготовлена из материала, используемого для ионно-лучевого распыления, а продукты распыления используются в качестве источника. При нанесении на подложку ионно-лучевое распыление осуществляется путем облучения другим источником ионов. Преимущество этого метода заключается в том, что сами распыляемые частицы обладают определенной энергией, поэтому обеспечивается лучшая адгезия к подложке; любой компонент мишени может быть покрыт методом распыления, а также может происходить реакционное распыление в пленку, что позволяет легко регулировать состав пленки, однако эффективность осаждения низкая, мишень дорогая, и существуют проблемы, такие как селективное распыление.
Дата публикации: 08.11.2022