Warmfilament-CVD is die vroegste en gewildste metode om diamant teen lae druk te kweek. In 1982 het Matsumoto et al. 'n vuurvaste metaalfilament tot meer as 2000°C verhit, waarby die H2-gas wat deur die filament beweeg, geredelik waterstofatome produseer. Die produksie van atomiese waterstof tydens koolwaterstofpirolise het die afsettingstempo van diamantfilms verhoog. Diamant word selektief neergelê en grafietvorming word geïnhibeer, wat lei tot diamantfilm-afsettingstempo's in die orde van mm/h, wat 'n baie hoë afsettingstempo is vir die metodes wat algemeen in die industrie gebruik word. HFCVD kan uitgevoer word met behulp van 'n verskeidenheid koolstofbronne, soos metaan, propaan, asetileen en ander koolwaterstowwe, en selfs sommige suurstofbevattende koolwaterstowwe, soos asetoon, etanol en metanol. Die byvoeging van suurstofbevattende groepe verbreed die temperatuurreeks vir diamantafsetting.
Benewens die tipiese HFCVD-stelsel, is daar 'n aantal wysigings aan die HFCVD-stelsel. Die mees algemene is 'n gekombineerde GS-plasma- en HFCVD-stelsel. In hierdie stelsel kan 'n voorspanning op die substraat en filament toegepas word. 'n Konstante positiewe voorspanning op die substraat en 'n sekere negatiewe voorspanning op die filament veroorsaak dat elektrone die substraat bombardeer, wat oppervlakwaterstof toelaat om te desorbeer. Die gevolg van die desorpsie is 'n toename in die afsettingstempo van die diamantfilm (ongeveer 10 mm/h), 'n tegniek bekend as elektron-ondersteunde HFCVD. Wanneer die voorspanning hoog genoeg is om 'n stabiele plasma-ontlading te skep, neem die ontbinding van H2 en koolwaterstowwe dramaties toe, wat uiteindelik lei tot 'n toename in groeitempo. Wanneer die polariteit van die voorspanning omgekeer word (substraat is negatief voorgespan), vind ioonbombardement op die substraat plaas, wat lei tot 'n toename in diamantkernvorming op nie-diamantsubstrate. Nog 'n wysiging is die vervanging van 'n enkele warm filament met verskeie verskillende filamente om eenvormige afsetting en uiteindelik 'n groot area diamantfilm te verkry. Die nadeel van HFCVD is dat die termiese verdamping van die filament kontaminante in die diamantfilm kan vorm.
(2) Mikrogolfplasma CVD (MWCVD)
In die 1970's het wetenskaplikes ontdek dat die konsentrasie van atoomwaterstof verhoog kon word deur GS-plasma te gebruik. Gevolglik het plasma 'n ander metode geword om die vorming van diamantfilms te bevorder deur H2 in atoomwaterstof te ontbind en koolstofgebaseerde atoomgroepe te aktiveer. Benewens GS-plasma, het twee ander tipes plasma ook aandag gekry. Die mikrogolfplasma CVD het 'n opwekkingsfrekwensie van 2.45 GHZ, en die RF-plasma CVD het 'n opwekkingsfrekwensie van 13.56 MHz. Mikrogolfplasmas is uniek deurdat die mikrogolffrekwensie elektronvibrasies veroorsaak. Wanneer elektrone met gasatome of -molekules bots, word 'n hoë dissosiasietempo geproduseer. Mikrogolfplasma word dikwels na verwys as materie met "warm" elektrone, "koue" ione en neutrale deeltjies. Tydens dunfilmafsetting betree mikrogolwe die plasma-versterkte CVD-sintesekamer deur 'n venster. Die luminescerende plasma is oor die algemeen sferies van vorm, en die grootte van die sfeer neem toe met mikrogolfkrag. Diamantdunfilms word op 'n substraat in 'n hoek van die luminescerende gebied gekweek, en die substraat hoef nie in direkte kontak met die luminescerende gebied te wees nie.
–Hierdie artikel word vrygestel deurvervaardiger van vakuumbedekkingsmasjieneGuangdong Zhenhua
Plasingstyd: 19 Junie 2024