イオンビームスパッタリングは、イオン源を使用してターゲット材料を基板上にスパッタリングする薄膜蒸着技術である。この方法の特徴は、単色で平行性の高いイオンビームを使用することで、成膜プロセスを精密に制御することができ、高品質で高密度の膜を得ることができます。
イオンビームスパッタリングのメカニズム：
プロセスは、イオンソースからのイオンビームの発生から始まります。このビームは、金属または誘電体であるターゲット材料に向けられます。ビーム中のイオンがターゲットに衝突すると、そのエネルギーがターゲット原子に伝達される。このエネルギー伝達は、ターゲット表面から原子を外すのに十分であり、このプロセスはスパッタリングとして知られている。スパッタされた原子は真空中を移動し、基板上に堆積して薄膜を形成する。エネルギー結合と膜質：
イオンビームスパッタリングでは、従来の真空コーティング法の約100倍という高いレベルのエネルギー結合が行われます。この高いエネルギーにより、蒸着された原子は基材と強固な結合を形成するのに十分な運動エネルギーを持ち、優れた膜質と密着性を実現します。
均一性と柔軟性
イオンビームスパッタリングのプロセスは、一般的に大きなターゲット表面から発生するため、成膜の均一性に寄与します。また、この方法は、他のスパッタリング技法と比較して、使用するターゲット材料の組成や種類の点でより高い柔軟性を提供します。精密な制御：
- 成膜プロセス中、メーカーはイオンビームの集束と走査を正確に制御することができます。スパッタリング速度、エネルギー、電流密度を微調整し、最適な成膜条件を達成することができます。このレベルの制御は、特定の特性や構造を持つ膜を得るために極めて重要です。
- 材料除去と蒸着：
イオンビームスパッタリングでは、主に3つの結果が得られる：
- ターゲットから材料が除去される（スパッタリング）。イオンがターゲット材料に取り込まれ、化学化合物が形成される（イオン注入）。
- イオンが基板上に凝縮し、層を形成する（イオンビーム蒸着）。材料除去のためには、イオンのエネルギーがある閾値以上でなければならない。衝突したイオンは、その運動量をターゲット原子に伝え、一連の衝突を引き起こす。一部のターゲット原子は十分な運動量を得て表面から脱出し、スパッタリングに至る。
イオンビームスパッタリングの利点：
優れた安定性：
