Nguyên lí của một thiết bị chế tạo màng mỏng bằng ph−ơng pháp IAD đ−ợc mô tả trên hình 1.9. Trong buồng chân không, áp suất trong khoảng 10-4-10-5Torr, vật liệu tạo màng đ−ợc bay hơi từ nguồn bốc hơi nhiệt điện trở hoặc nguồn bốc hơi chùm tia điện tử. Màng mỏng sẽ đ−ợc lắng đọng lên đế bố trí ở phía trên của buồng chân không. Một nguồn phát ion bố trí phía d−ới sẽ h−ớng chùm ion bắn phá vào đế đồng thời với quá trình hình thành màng mỏng trên đó. Nguồn phát ion hoạt động nhờ điện năng từ nguồn cấp điện ở bên ngoài. Khí cấp cho đầu ion có thể là khí trơ nh− argon, neon... hay khí phản ứng nh− oxy, nitơ. L−ợng khí cấp cho nguồn phát ion đ−ợc điều chỉnh bằng thiết bị điều khiển l−u l ợng khí đặt ở bên ngoài. Chiều − dày màng mỏng đ−ợc đo bằng cảm biến (đầuđo) ở gần vị trí đặt đế.
Những nghiên cứu đầu tiên về ph−ơng pháp IAD đ−ợc tiến hành vào đầu những năm 1970 bởi Heitmann [19] và lần đầu tiên đ−ợc ứng dụng thành công để
chế tạo màng mỏng TiO2 bởi Ebert [13]. Hàng loạt các nghiên cứu về IAD đ−ợc công bố vào đầu những năm 1980 khi có nguồn ion đủ mạnh kiểu Kaufmann [23],[24] ra đời. Tuy nhiên do giá thành và chi phí vận hành của nguồn ion Kaufmann cao, nên ph ơng pháp IAD vẫn ch− −a đ−ợc ứng dụng rộng rãi vào thời gian đó. Sự gia đời của nguồn ion hiệu ứng Hall đã khai thông bế tắc này vào khoảng giữa những năm 1980 [25],[26],[47]. Nguồn ion hiệu ứng Hall là kiểu nguồn ion đ−ợc dùng phổ biến nhất hiện nay trong công nghệ IAD với hai th−ơng hiệu nổi tiếng: Nguồn ion Cathode lạnh CC-105 của công ty Denton Vacuum Inc, và các nguồn MarkI, MarkII của công ty CVC Corp.
Nguồn ion dùng cho quá trình IAD cần đáp ứng các yêu cầu sau:
• Không gây bẩn tới chi tiết quang đ−ợc mạ do hơi của các vật liệu chế tạo nguồn ion.
• Cho dòng ion lớn với năng l−ợng ion thấp nhằm hỗ trợ tối đa quá trình lắng đọng màng mà vẫn giảm thiểu sự phá hỏng màng.
• Cho phân bố mật độ dòng ion bắn phá đồng đều trên một diện tích lớn. • Có thể hoạt động trong thời gian dài với khí argon, oxy, nitơ. Chi phí vận
hành nguồn ion thấp.