JPH06330314A - イオン注入法による傾斜機能材料の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組成や構造を厳密に制御でき，処理時間がか
からないイオン注入法による傾斜機能材料の製造方法お
よび製造装置を提供する。 【構成】 同質量数異価数イオン群，異質量数同価数イ
オン群，異質量数異価数イオン群またはこれらのうちの
２種以上が混在したイオン群を多価イオン群生成手段Ｂ
で生成し、そのイオン群をビーム加速手段Ｄで加速し、
被処理体ｓに照射する。このイオン群は、異なる質量数
と価数のイオンの混在したものなので、異なるイオンエ
ネルギーをもつ。そして、異なるイオンエネルギーをも
つイオン群は、被処理体ｓ内での飛程が異なるため、異
なる深さにそれぞれ作用する。そこで、被処理体ｓの深
さ方向に組成および構造が異なるように改質される。 【効果】 １段階のプロセスで傾斜機能材料を得られ
る。被処理体の表層の組成および構造を厳密に制御でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、イオン注入法による傾
斜機能材料の製造方法および製造装置に関し、さらに詳
しくは、イオン注入により被処理体の表層を改質して傾
斜機能材料を製造する方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】傾斜機能材料とは、材料の表面から深さ
方向に組成および構造を変化させたものである。この傾
斜機能材料は、機械的強度特性，熱特性，電気特性，化
学特性等の複数の機能を高レベルで且つ同時に達成でき
るものと期待されており、特に宇宙機器，航空機分野へ
の応用のために盛んに研究されている。

【０００３】図４は、従来の溶射法による傾斜機能材料
の製造装置の一例を示す構成図である。この溶射法によ
る傾斜機能材料の製造装置４００では、減圧チャンバ４
１内にて、プラズマガン４２から発生するプラズマジェ
ット４３中に金属粉末４４とセラミック粉末４５とを同
時に供給し、基板４６上に金属とセラミックスの混合材
を溶射する。そして、金属粉末４４とセラミック粉末４
５との組成比率の制御を行なうことで傾斜機能材料を製
造するものである。

【０００４】一方、傾斜機能材料の製造方法として、イ
オン注入法も用いられている。従来のイオン注入法によ
る傾斜機能材料の製造方法の一例としては、特開昭６０
−１５９１６８号公報に記載の技術が知られている。こ
れは、第１のイオンエネルギーをもつイオンを被処理体
に注入した後、第２のイオンエネルギーをもつイオンを
注入し、２段階のプロセスで被処理体の表面から深さ方
向に組成および構造を変化させて、傾斜機能材料を製造
するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の溶射法によ
る傾斜機能材料の製造装置では、溶射法の性質上サブミ
クロンメータの薄膜を得ることが難しく，仮に得られて
も組成や構造を厳密に制御できない問題点がある。ま
た、上記従来のイオン注入法による傾斜機能材料の製造
方法では、２段階のプロセスで被処理体にイオンを注入
するので、処理時間がかかる問題点がある。また、高分
子材料のようにイオン注入による組成および構造の変化
に緩和現象（時間の経過と共に変化する）を有するもの
では、組成および構造を厳密に制御できない問題点があ
る。そこで、本発明の目的は、組成や構造を厳密に制御
でき，処理時間がかからないイオン注入法による傾斜機
能材料の製造方法および製造装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の観点では本発明
は、同質量数異価数イオン群，異質量数同価数イオン
群，異質量数異価数イオン群またはこれらのうちの２種
以上が混在したイオン群を生成し、そのイオン群を加速
し、被処理体に照射してイオン注入することを特徴とす
るイオン注入法による傾斜機能材料の製造方法を提供す
る。

【０００７】第２の観点では本発明は、電子サイクロト
ロン共振を利用してプラズマチャンバ（２）内で多価イ
オン群を生成する多価イオン群生成手段（Ｂ）と、生成
された多価イオン群をプラズマチャンバ（２）内から引
き出す引出手段（１６）と、引き出された多価イオン群
によるイオンビームを集束させてそのイオンビームの発
散を抑制するビーム集束手段（Ｃ）と、前記多価イオン
群によるイオンビームを加速するビーム加速手段（Ｄ）
と、前記多価イオン群によるイオンビームを照射して被
処理体（ｓ）にイオン注入するビーム照射手段（Ｅ）と
を具備したことを特徴とする傾斜機能材料の製造装置
（Ａ）を提供する。

【０００８】

【作用】本発明のイオン注入法による傾斜機能材料の製
造方法および製造装置では、同質量数異価数イオン群，
異質量数同価数イオン群，異質量数異価数イオン群また
はこれらのうちの２種以上が混在したイオン群を生成
し、そのイオン群を加速し、被処理体に照射する。この
イオン群は、異なる質量数と価数のイオンの混在したも
のなので、加速されたとき、異なるイオンエネルギーを
もつようになる。そして、異なるイオンエネルギーをも
つイオン群は、被処理体内での飛程が異なるため、異な
る深さにそれぞれ作用する。そこで、被処理体の深さ方
向に組成および構造を変化させることが出来る。すなわ
ち、１段階のプロセスで、傾斜機能材料を得られる。

【０００９】

【実施例】以下、図に示す実施例により本発明をさらに
詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定される
ものではない。図１は、本発明の傾斜機能材料の製造装
置の一実施例の構成図である。この傾斜機能材料の製造
装置Ａは、多価イオン生成部Ｂ，ビーム集束部Ｃ，ビー
ム加速部Ｄ，ビーム照射部Ｅから構成されている。な
お、二点鎖線はイオン（ビーム）の飛跡を示している。

【００１０】図２は、多価イオン生成部Ｂの縦断面図で
ある。この多価イオン生成部Ｂは、その中央部分に両端
が開口した円筒状のプラズマチャンバ２を備えており、
その一方の開口端側（図中、右側）に配設されたガス導
入管ｇ（図１参照）と導波管ｍ（図１参照）とからそれ
ぞれ試料ガスとマイクロ波とが前記プラズマチャンバ２
の内部に導入されるようになっている。

【００１１】前記プラズマチャンバ２の外周には、永久
磁石３が設けられている。この永久磁石３は、前記プラ
ズマチャンバ２の径方向に６個の棒磁石を放射状に配置
してなる６極永久磁石の組をプラズマチャンバ２の軸線
方向に複数組だけ配列したものであって、その永久磁石
３により前記プラズマチャンバ２の径方向に磁場が形成
されるようになっている。

【００１２】前記永久磁石３の両側には、一対のソレノ
イドコイル４，５が配置されている。それらのソレノイ
ドコイル４，５は、その内外両側面および外周面を取り
囲む鉄ヨーク６，７によってそれぞれ保持されている。
そして、それら鉄ヨーク６，７の間は完全に切り離され
ている。

【００１３】各鉄ヨーク６，７の外側壁６ａ，７ａおよ
び内側壁６ｂ，７ｂのプラズマチャンバ側の端面は、い
ずれもプラズマチャンバ２の軸線に平行とされている。
そして、その外側壁６ａ，７ａのプラズマチャンバ側の
端面は、ソレノイドコイル４，５の内周面とほぼ同径位
置となるようにされている。また、その外側壁６ａ，７
ａのプラズマチャンバ側の端部は、プラズマチャンバ側
に向かって延出するようにされ、その端面の面積が大き
くなるようにされている。こうして、鉄ヨーク６，７
は、ソレノイドコイル４，５をそれぞれ個々に保持する
ものとされ、プラズマチャンバ２の軸線方向に独立して
移動可能とされている。

【００１４】プラズマチャンバ２の両端面には、それぞ
れＯリング８，９を介して絶縁碍子１０，１１が気密に
取り付けられている。また、その絶縁碍子１０，１１の
外端面には、それぞれＯリング１２，１３を介して鉄ヨ
ーク延長部材１４，１５が気密に取り付けられている。
それら鉄ヨーク延長部材１４，１５は鉄ヨーク６，７と
同様の強磁性体からなるもので、プラズマチャンバ２の
入口側、すなわち図で右側の鉄ヨーク延長部材１４は、
プラズマチャンバ２の軸線方向に延びる円筒状のものと
されている。また、プラズマチャンバ２の出口側、すな
わち図で左側の鉄ヨーク延長部材１５は、プラズマチャ
ンバ２の軸線方向に延び、外側に向かって拡開する円錐
筒状のものとされている。

【００１５】こうして、図で右側の鉄ヨーク延長部材１
４から左側の鉄ヨーク延長部材１５に至るまでの内側
に、ソレノイドコイル４，５側から気密に遮蔽された空
間が形成され、その空間を真空吸引することによってプ
ラズマチャンバ２内が真空状態に保たれるようになって
いる。

【００１６】鉄ヨーク延長部材１４，１５には、プラズ
マチャンバ２の軸線に平行な円筒状の外周面が形成され
ている。そして、その外周面が鉄ヨーク６，７の外側壁
６ａ，７ａの端面に接するようにされ、それによって、
その間に磁気的に接続されるようになっている。

【００１７】プラズマチャンバ２の出口側の鉄ヨーク延
長部材１５には、その先端に引出し電極のカソード１６
が取り付けられている。そのカソード１６はプラズマチ
ャンバ２の中心軸線側に向かって突出するようにされて
いる。一方、プラズマチャンバ２の出口側の端部にはア
ノード１７が取り付けられている。そして、これらアノ
ード１７とカソード１６との間に１０〜２０kV程度の高
電圧が印加され、それによって、プラズマチャンバ２内
で生成されたイオンが出口側へと引き出されるようにな
っている。

【００１８】次に、この多価イオン生成部Ｂの作用につ
いて説明する。プラズマチャンバ２の入口側の鉄ヨーク
延長部材１４には、ガス導入管ｇ，導波管ｍが気密に接
続される。そこで、ガス導入管ｇを利用してプラズマチ
ャンバ２内を真空吸引し、そのプラズマチャンバ２内を
１０^-7Torr程度の高真空に保つ。そして、そのプラズマ
チャンバ２内に試料ガスおよびマイクロ波を導入する。
すると、試料ガスはマイクロ波によって励起されてプラ
ズマ状となる。

【００１９】このとき、プラズマチャンバ２内には永久
磁石３によって径方向の磁場が形成されている。また、
ソレノイドコイル４，５に通電することによって、各鉄
ヨーク６，７を通りその端部から出る磁力線が形成され
る。そして、各鉄ヨーク６，７の外側壁６ａ，７ａの端
部からそれに磁気的に接続されている鉄ヨーク延長部材
１４，１５内を通り、その延長部材１４，１５間を結ぶ
磁力線２０が形成される。すなわち、プラズマチャンバ
２内に軸線方向の磁場が形成される。

【００２０】こうして、プラズマチャンバ２内に、永久
磁石３による径方向の磁場とソレノイドコイル４，５に
よる軸線方向の磁場とを重畳した合成磁場が形成され
る。そして、その合成磁場によって、プラズマチャンバ
２内のプラズマがほぼ軸線方向に向かうものを除いて閉
じ込められる。

【００２１】一方、プラズマチャンバ２内の試料ガスに
は、そのプラズマチャンバ２内に導入されるマイクロ波
の周波数とそのプラズマチャンバ２内に形成される磁場
の強さとを所定の条件に合致させることによって、電子
サイクロトロン共振が起こされる。したがって、その共
振によってプラズマ内の電子が加速され、高速電子とな
る。そして、その高速電子が試料ガスの粒子に衝突する
ことによって、その粒子のまわりの電子が跳ね飛ばされ
る。こうして、試料ガスの粒子が電離される。その場
合、試料ガスはプラズマ状として閉じ込められているの
で、一つの粒子に多数の高速電子が衝突する。その結
果、一つの粒子から複数個の電子が跳ね飛ばされ、その
粒子が多価イオンとなる。このようにして、プラズマチ
ャンバ２内において多価イオン群が生成される。例え
ば、Ｏ₂ ガスを試料ガスとして導入すると、Ｏ⁺¹，
Ｏ⁺²，Ｏ⁺³，…，Ｏ⁺⁸，…のように同質量数異価数多価
イオン群が生成される。また、例えばＯ₂ ガスとＮ₂ ガ
スを試料ガスとして同時に導入すると、Ｏ⁺²，Ｏ⁺³，
…，Ｏ⁺⁸，…，Ｎ⁺²，Ｎ⁺³，…，Ｎ⁺¹⁰，… のような異
質量数異価数多価イオン群および異質量数同価数多価イ
オン群が生成される。

【００２２】生成された多価イオン群は、引出し電極の
カソード１６によってプラズマチャンバ２の出口側に引
き寄せられ、軸線方向のイオン群流としてプラズマチャ
ンバ２から引き出される。

【００２３】ところで、この多価イオン生成部Ｂにおい
ては、鉄ヨーク６，７の外側壁６ａ，７ａの端部に鉄ヨ
ーク延長部材１４，１５が接続され、その外側壁６ａ，
７ａの端部を内側に向かって延出させたのと同様とされ
ている。したがって、ソレノイドコイル４，５によって
形成される磁力線はその延長部材１４，１５から出るこ
とになる。そして、その延長部材１４，１５と鉄ヨーク
６，７の内側壁６ｂ，７ｂの端部との間の距離は小さく
なっている。その結果、それらの間にも磁力線２１，２
２が形成されることになる。

【００２４】こうして、プラズマチャンバ２の端部近傍
には、一対の鉄ヨーク延長部材１４，１５間を結ぶ磁力
線２０，および延長部材１４，１５と鉄ヨーク６，７の
内側壁６ｂ，７ｂの端部との間を結ぶ磁力線２１，２２
が形成される。したがって、その部分の磁束密度が高く
なり、磁場が強められる。その結果、ミラー磁場におけ
る極大磁束密度が高められ、プラズマの閉じ込めが良好
となる。また、引出し電極であるカソード１６付近の磁
場が高められることにより、プラズマの閉じ込め領域を
その引出し電極位置に近付けることが可能となるので、
プラズマチャンバ２内で生成されたイオン群の引出しが
効率よく行われるようになり、大電流のイオンビームを
得ることが可能となる。

【００２５】更に、この多価イオン生成部Ｂにおいて
は、各ソレノイドコイル４，５を保持する鉄ヨーク６，
７が互いに独立したものとされるので、その鉄ヨーク
６，７を軸線方向に移動させることによって、ソレノイ
ドコイル４，５間の間隔を変えることができる。そし
て、一定位置にあるソレノイドコイル４，５によって形
成される磁場の磁束密度が図３に実線で示されているよ
うなものであるとき、ソレノイドコイル４，５間の間隔
を小さくすると、その磁束密度は図３に一点鎖線で示さ
れているように変化し、ソレノイドコイル４，５間の中
央部における磁束密度の極小値が高くなる。また、ソレ
ノイドコイル４，５間の間隔を大きくすると、図３に破
線で示されているように、その間の磁束密度の極小値が
低くなる。一方、その磁束密度の極大値はほとんど変化
しない。そして、ソレノイドコイル４，５によって形成
されるミラー磁場のミラー比は、それら磁束密度の極大
値と極小値との比によって決定される。

【００２６】したがって、ソレノイドコイル４，５間の
間隔を調整することによりミラー比を変えることがで
き、その最適化を図ることが可能となる。また、引出し
電極位置と電子サイクロトロン共振領域との位置関係も
最適化することができる。その結果、この多価イオン生
成部Ｂにより、大電流の多価イオン群を効率よく得るこ
とが可能となる。

【００２７】なお、各鉄ヨーク６，７の外側壁６ａ，７
ａの端部を内側に延出させてその端面の面積を大きくす
ることにより、それらの鉄ヨーク６，７を軸線方向に移
動させたときにも鉄ヨーク延長部材１４，１５との接触
面積が十分に確保されるようにしているが、ミラー比の
調整のために移動される鉄ヨーク６，７の移動量は比較
的小さいので、そのような延出部は必ずしも必要ではな
い。そのような延出部をなくすと、ソレノイドコイル
４，５の装着がより容易となる。

【００２８】図１に戻り、ビーム集束部Ｃは、複数段の
静電レンズを備えており、前記多価イオン生成部Ｂから
引き出されたイオンビームを集束させてイオンビームが
発散するのを抑制する。

【００２９】ビーム加速部Ｄは、例えば電子ビームの加
速に用いられる線形加速器であり、加速電圧を印加して
前記多価イオン群を加速する。例えば１００ｋＶの加速
電圧を印加してＯ⁺²，Ｏ⁺³，…，Ｏ⁺⁸の同質量数異価数
多価イオン群を加速した場合、１００ｋｅＶ，２００ｋ
ｅＶ，…，８００ｋｅＶのイオンエネルギー（価数と加
速電圧の積）をもつＯイオンが得られる。

【００３０】ビーム照射部Ｅは、被処理体ｓを所望の位
置にセットするためのホルダｈ，イオンビームの照射時
間などを制御するためのシャッタｔなどを備えている。

【００３１】前記のような異なるイオンエネルギーの多
価イオン群が同時に被処理体ｓに注入されると、イオン
エネルギーの大きなイオンは被処理体ｓの表面から深く
注入され、イオンエネルギーの小さなイオンは被処理体
ｓの表面から浅く注入される。また、このようなイオン
エネルギーの大きなイオンの個数と、イオンエネルギー
の小さなイオンの個数は異なる。従って、被処理体ｓの
表面から深さ方向に組成および構造を変化させることが
できる。つまり、１回の照射プロセスで、傾斜機能材料
を得られることになる。

【００３２】ここで、ビーム加速部Ｄの電圧を制御する
ことでイオンエネルギーを調節して前記多価イオン群の
注入の深さを変化させれば、被処理体ｓの組成および構
造を厳密に制御できる。つまり、高品質の傾斜機能材料
を得ることが出来る。同様に、プラズマチャンバ内に導
入する試料ガス量および試料ガスの種類を制御すること
でイオンエネルギーを調節して前記多価イオン群の注入
の深さを変化させれば、被処理体ｓの組成および構造を
厳密に制御できる。つまり、高品質の傾斜機能材料を得
ることが出来る。

【００３３】−製造例１− 多価イオン生成部Ｂのガス導入管ｇから毎分０．０１ｍ
ｌのＮ₂ ガスと、１４．２５ＧＨｚ，５００Ｗのマイク
ロ波をプラズマチャンバ２内に導入し、ソレノイドコイ
ル４，５に６００Ａ通電してＥＣＲプラズマを発生さ
せ、電子をＥＣＲ加熱してプラズマチャンバ２内にＮ^m+
（窒素の異価数多価イオン群）を生成させた。得られた
Ｎ^m+の生成比率は、Ｎ⁺¹／32μＡ，Ｎ⁺²／39μＡ，Ｎ⁺³
／28μＡ，Ｎ⁺⁴／16μＡ，Ｎ⁺⁵／10μＡおよびＮ⁺⁶／1.
8μＡであった。これらの多価イオン群を引き出して１
０ＫＶで加速したイオンビームを、Ａｌ基板に照射し
た。このときの各イオンエネルギーは、Ｎ⁺¹／１０ｋｅ
Ｖ，Ｎ⁺²／２０ｋｅＶ，Ｎ⁺³／３０ｋｅＶ，Ｎ⁺⁴／４０
ｋｅＶ，Ｎ⁺⁵／５０ｋｅＶおよびＮ+⁶／６０ｋｅＶであ
る。１０時間照射後、Ａｌ基板ｓの表面から約２０ｎｍ
の位置での組成比Ｎ：Ａｌ＝１：１，深くなるにつれて
組成比Ｎ：Ａｌ中のＮの比率が下がり，表面から約１５
０ｎｍの位置での組成比Ｎ：Ａｌ＝０：１になる傾斜機
能材料を製造することが出来た。

【００３４】−製造例２− 多価イオン生成部Ｂのガス導入管ｇから毎分０．０１ｍ
ｌのＮ₂ ガスおよび毎分０．０２ｍｌのＣＨ₄ ガスと、
１４．２５ＧＨｚ，５００Ｗのマイクロ波をプラズマチ
ャンバ２の内部に導入し、ソレノイドコイル４，５に６
００Ａ通電してＥＣＲプラズマを発生させ、電子をＥＣ
Ｒ加熱してプラズマチャンバ２内にＮ^m+（窒素の異価数
多価イオン群）およびＣⁿ⁺（炭素の異価数多価イオン
群）を生成させた。得られたＮ^m+とＣⁿ⁺の生成比率は、
Ｎ⁺¹／30μＡ，Ｎ⁺²／35μＡ，Ｎ⁺³／25μＡ，Ｎ⁺⁴／15
μＡ，Ｎ⁺⁵／8μＡ，Ｎ⁺⁶／1.5μＡ，Ｃ⁺¹／32μＡ，Ｃ
⁺²／33μＡ，Ｃ⁺³／23μＡ，Ｃ⁺⁴／16μＡおよびＣ⁺⁵／
5μＡであった。これらの多価イオン群を引き出して１
０ｋＶで加速したイオンビームを、Ｔｉ基板ｓに照射し
た。このときの各イオンエネルギーは、Ｎ⁺¹，Ｃ⁺¹／１
０ｋｅＶ，Ｎ⁺²，Ｃ⁺²／２０ｋｅＶ，Ｎ⁺³，Ｃ⁺³／３０
ｋｅＶ，Ｎ⁺⁴，Ｃ⁺⁴／４０ｋｅＶ，Ｎ⁺⁵，Ｃ⁺⁵／５０ｋ
ｅＶおよびＮ⁺⁶／６０ｋｅＶである。

【００３５】１０時間照射後、Ｔｉ基板ｓの表面から約
２０ｎｍの位置での組成比Ｎ：Ｃ：Ｔｉ＝１：１：１，
深くなるにつれて組成比Ｎ：Ｃ：Ｔｉ中のＮ，Ｃの比率
が下がり，表面から約１２０ｎｍの位置での組成比Ｎ：
Ｃ：Ｔｉ＝０．５：０：１，表面から約１５０ｎｍの位
置での組成比Ｎ：Ｃ：Ｔｉ＝０：０：１になる傾斜機能
材料を製造することが出来た。

【００３６】

【発明の効果】本発明のイオン注入法による傾斜機能材
料の製造方法および製造装置によれば、異なるイオンエ
ネルギーのイオン群を同時に被処理体に照射し、深さ方
向に組成および構造が異なるように被処理体の表層を改
質する。従って、１段階のプロセスで傾斜機能材料を製
造できる。また、生成するイオンの価数や種類や加速電
圧を制御して、被処理体の表層の組成や構造を厳密に制
御することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の傾斜機能材料の製造装置の一実施例の
要部説明図である。

【図２】図１の装置における多価イオン生成部の縦断面
図である。

【図３】図２の多価イオン生成部において一対のソレノ
イドコイル間の間隔を変えたときの磁束密度の変化を示
すグラフである。

【図４】従来の溶射法による傾斜機能材料の製造装置の
一例を示す構成図である。

【符号の説明】

Ａ 傾斜機能材料の製造装置 Ｂ 多価イオン生成部 Ｃ ビーム集束部 Ｄ ビーム加速部 Ｅ ビーム照射部 ｇ ガス導入管 ｍ 導波管 ｓ 被処理体 ２ プラズマチャンバ ３ 永久磁石

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同質量数異価数イオン群，異質量数同価
   数イオン群，異質量数異価数イオン群またはこれらのう
   ちの２種以上が混在したイオン群を生成し、そのイオン
   群を加速し、被処理体に照射してイオン注入することを
   特徴とするイオン注入法による傾斜機能材料の製造方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のイオン注入法による傾
   斜機能材料の製造方法において、異価数のイオン群に同
   じ加速電圧を印加することで異なるイオンエネルギーと
   して被処理体にイオン注入することを特徴とするイオン
   注入法による傾斜機能材料の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のイオン注入法による傾
   斜機能材料の製造方法において、加速電圧を制御するこ
   とでイオン群に与えるイオンエネルギーを制御し、イオ
   ン注入により改質される被処理体の組成および構造を制
   御することを特徴とするイオン注入法による傾斜機能材
   料の製造方法。
4. 【請求項４】 電子サイクロトロン共振を利用してプラ
   ズマチャンバ内で多価イオン群を生成する多価イオン群
   生成手段と、生成された多価イオン群をプラズマチャン
   バ内から引き出す引出手段と、引き出された多価イオン
   群によるイオンビームを集束させてそのイオンビームの
   発散を抑制するビーム集束手段と、前記多価イオン群に
   よるイオンビームを加速するビーム加速手段と、前記多
   価イオン群によるイオンビームを照射して被処理体にイ
   オン注入するビーム照射手段とを具備したことを特徴と
   する傾斜機能材料の製造装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の傾斜機能材料の製造装
   置において、プラズマチャンバ内に導入する試料ガス量
   および試料ガスの種類を制御することでイオン群の質量
   数と価数を制御し、イオン注入により改質される被処理
   体の組成および構造を制御することを特徴とする傾斜機
   能材料の製造装置。