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イオンビームデポジション (IBD)

イオンビームデポジションは、多目的型で柔軟性のある、薄膜デポジション技術であり、高信頼性かつ高品質、高性能コーティングが可能です。特に、赤外線デバイスや、高出力レーザーなどの、研究用および製造用に適用できます。

当社のイオンビームシステムである Ionfab® は、高品質・高密度の薄膜を、平滑な表面と精密に制御された膜厚で作製するために特別に設計されています。ビームエネルギーとイオン電流密度を独立に制御できる仕様により、制御性が高く、再現性の高い成膜プロセスを実現します。


Ion Beam Deposition Diagram with Ar

メリット

正確なデポジション膜厚と膜特性の緻密な制御

他に類を見ないロット均一性とプロセスの再現性

低圧でのオペレーションにより、高い平均自由行程とガスの散乱を低減し、デポジション膜の空隙と含有ガスの低減を実現

高い膜純度と化学量論的制御により得られる高密度な膜

デポジション中の基板温度を15℃から300℃の間で制御可能

膜の密着性を向上させるプリクリーン機能

低散乱の超平滑コーティング。膜表面粗さはオングストロームレベル

エッチング/プレクリーンソースにより、デポジションの間、膜特性制御に使用されるアシストビームやプラズマを基板に照射することができる(例:反応性成膜)

ターゲットと基板の相対的な角度と振動 (オプション) により、成膜プロファイルと特性の精密な調整が可能 (デポジションではなくエッチング)

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ハードウェア

Ionfab
デポジションイオン源 150 mm
デポジション エリア < 200 mm
ターゲット数 4 個まで可能
基板ホルダサイズ 8 インチまで可能
表面検出 デュアル Xtal または WLOM (白色光学モニター)
基板ホルダ回転数 < 500 rpm
基板ホルダ傾斜角度 イオンビームと基板表面の法線の間において0° ~ 75°
基板ホルダ加熱 < 300 ºC (組み込みヒーター)
基板ホルダ冷却 基板冷却用 He または Ar バックサイドガスによる液体クーラント 5℃~60℃(最大 50 Torr) 
アシストまたはプレクリーンソース 150 mm および 300 mm RF イオン源

IBD の動作

高エネルギーイオンビームがターゲットに衝突して材料を飛散させ、それによって材料のプルームを形成し、試料の表面に堆積させます。イオンビームにより堆積された薄膜の屈折率、吸収、散乱、接着、充填密度などの特性は、ビームフラックスやエネルギ、入射材料に対する基板の角度、ガスフローなどのビームパラメータを変えることにより、細かく調整することが可能になっています。

イオンビームデポジション (IBD) は、イオンビームスパッタリングによる薄膜の成膜方法の 3 つ (IBD、RIBD、IBAD) のうちの 1 つになります。

RIBD (リアクティブイオンビームデポジション): 成膜中にN2やO2などの反応性ガスをチャンバー内に注入し、酸化物や窒化物の化学量論的な調整を行います。

IBAD (イオンビームアシストデポジション): アシストイオン源は、デポジションイオン源と組み合わせて、成長中の膜の特性を調整するために使用することもできます。また、成膜前のプリクリーニングに使用することで、密着性を高めることも可能です。

機能

  • デポジションのイオン源: 15 cm で 13.56 MHz で作動
  • ガス注入可能なイオン源
  • 回転シャッターにより、複数ターゲットが可能
  • モリブデン製グリッドを 3 枚使用することにより、デポジション速度と薄膜純度の最大化が可能
  • 回転 (標準 : 20 rpm、オプション : 500 rpm) および傾斜が可能な基板ホルダ
  • 特定のガス分圧のin-situモニタリングとクローズドループ・フィードバック制御機能により、薄膜特性(VOxなど)の再現性と微細な制御を強化
  • 特許取得の高速基板ホルダ (最大 500 rpm)、白色光モニタ (WLOM) 搭載により、高出力レーザーデバイスを中心とした光学薄膜の高精度な in-situ 制御を実現。

アプリケーション

  • レーザーファセットコーティング(高反射、無反射含む)
  • リングレーザージャイロミラー
  • X線光学系
  • II-VI系赤外 (IR) センサ
  • IR センサ (酸化バナジウム、II-VI)
  • 電気通信用フィルター
  • メタルトラック蒸着。Au、Cr、Ti、Pt、ZnSなど
  • 磁性材料。Fe、Co、Niなど
32-layer GRIN lens with Ion Beam Deposition

IBDを用いて作製した32層GRIN (屈折率分布型)レンズ

7 layers of a GRIN structure with Ion Beam Deposition

IBDを用いて作製した 7 層 GRIN (屈折率分布型) 構造

Ionfab イオンビーム装置

イオンビームエッチングとデポジション装置です。標準チャンバーと大型チャンバーの2種類のチャンバーがあり、最大200mmまでのウェハにIBD処理を行うことができます。

  • アプリケーションに応じた最適な構成により、極めて低いコンタミネーションで高品質な薄膜を生産可能
  • 優れた均一性、再現性を実現
  • 高精度な in-situ 光学膜制御(in-situ WLOM、高速オプション)
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Ionfab イオンビーム装置