A deposición química en quente (CVD) con filamento quente é o método máis antigo e popular para cultivar diamantes a baixa presión. En 1982, Matsumoto et al. quentaron un filamento de metal refractario a máis de 2000 °C, temperatura á que o gas H2 que pasa a través do filamento produce facilmente átomos de hidróxeno. A produción de hidróxeno atómico durante a pirólise de hidrocarburos aumentou a taxa de deposición de películas de diamante. O diamante deposítase selectivamente e inhíbese a formación de grafito, o que resulta en taxas de deposición de películas de diamante da orde de mm/h, que é unha taxa de deposición moi alta para os métodos que se usan habitualmente na industria. A HFCVD pódese realizar utilizando unha variedade de fontes de carbono, como metano, propano, acetileno e outros hidrocarburos, e mesmo algúns hidrocarburos que conteñen osíxeno, como acetona, etanol e metanol. A adición de grupos que conteñen osíxeno amplía o rango de temperatura para a deposición de diamantes.
Ademais do sistema HFCVD típico, existen unha serie de modificacións no sistema HFCVD. A máis común é un sistema combinado de plasma de corrente continua e HFCVD. Neste sistema, pódese aplicar unha tensión de polarización ao substrato e ao filamento. Unha polarización positiva constante no substrato e unha certa polarización negativa no filamento fai que os electróns bombardeen o substrato, o que permite que o hidróxeno superficial se desorba. O resultado da desorción é un aumento na taxa de deposición da película de diamante (uns 10 mm/h), unha técnica coñecida como HFCVD asistida por electróns. Cando a tensión de polarización é o suficientemente alta como para crear unha descarga de plasma estable, a descomposición de H2 e hidrocarburos aumenta drasticamente, o que finalmente leva a un aumento na taxa de crecemento. Cando a polaridade da polarización se inverte (o substrato está polarizado negativamente), prodúcese un bombardeo de ións no substrato, o que leva a un aumento na nucleación de diamantes en substratos que non son de diamante. Outra modificación é a substitución dun único filamento quente por varios filamentos diferentes para lograr unha deposición uniforme e, en última instancia, unha gran área de película de diamante. A desvantaxe da HFCVD é que a evaporación térmica do filamento pode formar contaminantes na película de diamante.
(2) Deposición química en fase de vapor por plasma de microondas (MWCVD)
Na década de 1970, os científicos descubriron que a concentración de hidróxeno atómico podía aumentarse usando plasma de corrente continua. Como resultado, o plasma converteuse noutro método para promover a formación de películas de diamante mediante a descomposición de H2 en hidróxeno atómico e a activación de grupos atómicos baseados no carbono. Ademais do plasma de corrente continua, outros dous tipos de plasma tamén recibiron atención. O CVD por plasma de microondas ten unha frecuencia de excitación de 2,45 GHz e o CVD por plasma de radiofrecuencia ten unha frecuencia de excitación de 13,56 MHz. Os plasmas de microondas son únicos porque a frecuencia de microondas induce vibracións de electróns. Cando os electróns chocan con átomos ou moléculas de gas, prodúcese unha alta taxa de disociación. O plasma de microondas adoita denominarse materia con electróns "quentes", ións "fríos" e partículas neutras. Durante a deposición de película fina, as microondas entran na cámara de síntese CVD mellorada por plasma a través dunha xanela. O plasma luminescente xeralmente ten forma esférica e o tamaño da esfera aumenta coa potencia das microondas. As películas delgadas de diamante cultívanse sobre un substrato nun recuncho da rexión luminescente, e o substrato non ten que estar en contacto directo coa rexión luminescente.
–Este artigo foi publicado porfabricante de máquinas de revestimento ao baleiroGuangdong Zhenhua
Data de publicación: 19 de xuño de 2024