CVD رشته داغ، قدیمیترین و محبوبترین روش رشد الماس در فشار پایین است. در سال ۱۹۸۲، ماتسوموتو و همکارانش یک رشته فلزی نسوز را تا دمای بیش از ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد گرم کردند، در این دما، گاز H2 که از رشته عبور میکند، به راحتی اتمهای هیدروژن تولید میکند. تولید هیدروژن اتمی در طول پیرولیز هیدروکربن، سرعت رسوب لایههای الماس را افزایش داد. الماس به صورت انتخابی رسوب داده میشود و تشکیل گرافیت مهار میشود، که منجر به سرعت رسوب لایه الماس در حدود میلیمتر بر ساعت میشود، که برای روشهای رایج در صنعت، سرعت رسوب بسیار بالایی است. HFCVD را میتوان با استفاده از منابع کربن متنوعی مانند متان، پروپان، استیلن و سایر هیدروکربنها و حتی برخی از هیدروکربنهای حاوی اکسیژن مانند استون، اتانول و متانول انجام داد. افزودن گروههای حاوی اکسیژن، محدوده دمایی رسوب الماس را گسترش میدهد.
علاوه بر سیستم HFCVD معمولی، تعدادی اصلاح در سیستم HFCVD وجود دارد. رایجترین آنها سیستم ترکیبی پلاسمای DC و HFCVD است. در این سیستم، میتوان یک ولتاژ بایاس به زیرلایه و رشته اعمال کرد. یک بایاس مثبت ثابت روی زیرلایه و یک بایاس منفی مشخص روی رشته باعث میشود الکترونها زیرلایه را بمباران کنند و به هیدروژن سطحی اجازه واجذب دهند. نتیجه واجذب، افزایش نرخ رسوب لایه الماس (حدود 10 میلیمتر بر ساعت) است، تکنیکی که به عنوان HFCVD با کمک الکترون شناخته میشود. هنگامی که ولتاژ بایاس به اندازه کافی بالا باشد تا یک تخلیه پلاسمای پایدار ایجاد کند، تجزیه H2 و هیدروکربنها به طور چشمگیری افزایش مییابد که در نهایت منجر به افزایش نرخ رشد میشود. هنگامی که قطبیت بایاس معکوس میشود (زیرلایه بایاس منفی میشود)، بمباران یونی روی زیرلایه رخ میدهد و منجر به افزایش هستهزایی الماس روی زیرلایههای غیر الماسی میشود. یکی دیگر از اصلاحات، جایگزینی یک رشته داغ واحد با چندین رشته مختلف است تا رسوب یکنواخت و در نهایت سطح وسیعی از فیلم الماس حاصل شود. عیب HFCVD این است که تبخیر حرارتی رشته میتواند آلودگیهایی را در فیلم الماس ایجاد کند.
(2) رسوب بخار شیمیایی پلاسمای مایکروویو (MWCVD)
در دهه ۱۹۷۰، دانشمندان کشف کردند که غلظت هیدروژن اتمی را میتوان با استفاده از پلاسمای DC افزایش داد. در نتیجه، پلاسما با تجزیه H2 به هیدروژن اتمی و فعال کردن گروههای اتمی مبتنی بر کربن، به روش دیگری برای تقویت تشکیل لایههای الماس تبدیل شد. علاوه بر پلاسمای DC، دو نوع پلاسمای دیگر نیز مورد توجه قرار گرفتهاند. CVD پلاسمای مایکروویو دارای فرکانس تحریک ۲.۴۵ گیگاهرتز و CVD پلاسمای RF دارای فرکانس تحریک ۱۳.۵۶ مگاهرتز است. پلاسماهای مایکروویو از این نظر منحصر به فرد هستند که فرکانس مایکروویو باعث ارتعاشات الکترون میشود. هنگامی که الکترونها با اتمها یا مولکولهای گاز برخورد میکنند، نرخ تفکیک بالایی تولید میشود. پلاسمای مایکروویو اغلب به مادهای با الکترونهای "داغ"، یونهای "سرد" و ذرات خنثی گفته میشود. در طول رسوب لایه نازک، مایکروویوها از طریق یک پنجره وارد محفظه سنتز CVD تقویتشده با پلاسما میشوند. پلاسمای لومینسانس عموماً کروی شکل است و اندازه کره با قدرت مایکروویو افزایش مییابد. لایههای نازک الماس روی زیرلایهای در گوشهای از ناحیه لومینسانس رشد داده میشوند و زیرلایه لازم نیست در تماس مستقیم با ناحیه لومینسانس باشد.
–این مقاله توسط منتشر شده استتولید کننده دستگاه پوشش دهی در خلاءگوانگدونگ ژنهوا
زمان ارسال: ۱۹ ژوئن ۲۰۲۴