CVD с гореща нишка е най-ранният и най-популярен метод за отглеждане на диаманти при ниско налягане. 1982 г. Мацумото и др. нагряват нишка от огнеупорен метал до над 2000°C, при която температура газът H2, преминаващ през нишката, лесно произвежда водородни атоми. Производството на атомен водород по време на пиролиза на въглеводороди увеличава скоростта на отлагане на диамантени филми. Диамантът се отлага селективно и образуването на графит се инхибира, което води до скорости на отлагане на диамантени филми от порядъка на mm/h, което е много висока скорост на отлагане за методите, често използвани в промишлеността. HFCVD може да се извърши с помощта на различни източници на въглерод, като метан, пропан, ацетилен и други въглеводороди, и дори някои кислородсъдържащи въглеводороди, като ацетон, етанол и метанол. Добавянето на кислородсъдържащи групи разширява температурния диапазон за отлагане на диаманти.
В допълнение към типичната HFCVD система, съществуват редица модификации на HFCVD системата. Най-често срещаната е комбинирана DC плазма и HFCVD система. В тази система, към субстрата и нишката може да се приложи напрежение на отклонение. Постоянно положително отклонение върху субстрата и определено отрицателно отклонение върху нишката кара електроните да бомбардират субстрата, позволявайки на повърхностния водород да се десорбира. Резултатът от десорбцията е увеличаване на скоростта на отлагане на диамантения филм (около 10 mm/h), техника, известна като електронно-асистирано HFCVD. Когато напрежението на отклонение е достатъчно високо, за да създаде стабилен плазмен разряд, разлагането на H2 и въглеводородите се увеличава драстично, което в крайна сметка води до увеличаване на скоростта на растеж. Когато полярността на отклонението е обърната (субстратът е отрицателно отклонен), върху субстрата се получава йонно бомбардиране, което води до увеличаване на образуването на диаманти върху недиамантени субстрати. Друга модификация е замяната на единична гореща нишка с няколко различни нишки, за да се постигне равномерно отлагане и в крайна сметка голяма площ от диамантено фолио. Недостатъкът на HFCVD е, че термичното изпаряване на нишката може да образува замърсители в диамантеното фолио.
(2) Микровълнова плазмена химическа хроматография (MWCVD)
През 70-те години на миналия век учените откриват, че концентрацията на атомен водород може да се увеличи с помощта на DC плазма. В резултат на това плазмата се превръща в друг метод за насърчаване на образуването на диамантени филми чрез разлагане на H2 на атомен водород и активиране на атомни групи на базата на въглерод. В допълнение към DC плазмата, два други вида плазма също са получили внимание. Микровълновата плазмена химико-осаждаща плазма (CVD) има честота на възбуждане от 2,45 GHZ, а радиочестотната плазмена CVD има честота на възбуждане от 13,56 MHz. Микровълновите плазми са уникални с това, че микровълновата честота индуцира електронни вибрации. Когато електроните се сблъскат с газови атоми или молекули, се получава висока скорост на дисоциация. Микровълновата плазма често се нарича материя с „горещи“ електрони, „студени“ йони и неутрални частици. По време на отлагането на тънък филм, микровълните навлизат в камерата за CVD синтез, подсилена с плазма, през прозорец. Луминесцентната плазма обикновено е със сферична форма, а размерът на сферата се увеличава с мощността на микровълните. Тънките диамантени филми се отглеждат върху субстрат в ъгъла на луминесцентната област, като субстратът не е необходимо да е в директен контакт с луминесцентната област.
–Тази статия е публикувана отпроизводител на машини за вакуумно покритиеГуандун Джънхуа
Време на публикуване: 19 юни 2024 г.