CVD vrućim filamentom je najranija i najpopularnija metoda uzgoja dijamanta pri niskom pritisku. 1982. godine Matsumoto i saradnici su zagrijali filament od vatrostalnog metala na preko 2000°C, pri kojoj temperaturi plin H2 koji prolazi kroz filament lako proizvodi atome vodika. Proizvodnja atomskog vodika tokom pirolize ugljikovodika povećala je brzinu taloženja dijamantskih filmova. Dijamant se selektivno taloži, a stvaranje grafita je inhibirano, što rezultira brzinama taloženja dijamantskog filma reda veličine mm/h, što je vrlo visoka brzina taloženja za metode koje se obično koriste u industriji. HFCVD se može izvesti korištenjem različitih izvora ugljika, kao što su metan, propan, acetilen i drugi ugljikovodici, pa čak i neki ugljikovodici koji sadrže kisik, kao što su aceton, etanol i metanol. Dodavanje grupa koje sadrže kisik proširuje temperaturni raspon za taloženje dijamanta.
Pored tipičnog HFCVD sistema, postoji niz modifikacija HFCVD sistema. Najčešći je kombinovani DC plazma i HFCVD sistem. U ovom sistemu, napon prednapona se može primijeniti na podlogu i filament. Konstantna pozitivna prednapon na podlozi i određeni negativni napon na filamentu uzrokuju da elektroni bombarduju podlogu, omogućavajući desorbciju površinskog vodonika. Rezultat desorpcije je povećanje brzine taloženja dijamantskog filma (oko 10 mm/h), tehnika poznata kao HFCVD uz pomoć elektrona. Kada je napon prednapona dovoljno visok da stvori stabilno plazma pražnjenje, razgradnja H2 i ugljikovodika dramatično se povećava, što na kraju dovodi do povećanja brzine rasta. Kada se polaritet prednapona obrne (podloga je negativno prednaponirana), na podlozi dolazi do bombardovanja jonima, što dovodi do povećanja nukleacije dijamanata na nedijamantnim podlogama. Druga modifikacija je zamjena jednog vrućeg filamenta s nekoliko različitih filamenata kako bi se postiglo ujednačeno nanošenje i na kraju velika površina dijamantskog filma. Nedostatak HFCVD-a je što termičko isparavanje filamenta može formirati kontaminante u dijamantskom filmu.
(2) CVD mikrovalnom plazmom (MWCVD)
Tokom 1970-ih, naučnici su otkrili da se koncentracija atomskog vodika može povećati korištenjem DC plazme. Kao rezultat toga, plazma je postala još jedna metoda za podsticanje formiranja dijamantskih filmova razgradnjom H2 na atomski vodik i aktiviranjem atomskih grupa na bazi ugljika. Pored DC plazme, pažnju su privukle i dvije druge vrste plazme. CVD mikrovalne plazme ima frekvenciju pobude od 2,45 GHZ, a CVD RF plazme ima frekvenciju pobude od 13,56 MHz. Mikrovalne plazme su jedinstvene po tome što mikrovalna frekvencija indukuje vibracije elektrona. Kada se elektroni sudare sa atomima ili molekulima gasa, nastaje visoka brzina disocijacije. Mikrovalna plazma se često naziva materijom sa "vrućim" elektronima, "hladnim" ionima i neutralnim česticama. Tokom taloženja tankog filma, mikrovalovi ulaze u komoru za sintezu CVD pojačanu plazmom kroz prozor. Luminescentna plazma je uglavnom sfernog oblika, a veličina sfere se povećava sa snagom mikrovalova. Tanki dijamantski filmovi se uzgajaju na podlozi u uglu luminiscentnog područja, a podloga ne mora biti u direktnom kontaktu s luminiscentnim područjem.
–Ovaj članak je objavljen od straneproizvođač mašina za vakuumsko premazivanjeGuangdong Zhenhua
Vrijeme objave: 19. juni 2024.