ગરમ ફિલામેન્ટ CVD એ ઓછા દબાણે હીરા ઉગાડવાની સૌથી જૂની અને સૌથી લોકપ્રિય પદ્ધતિ છે. 1982 માં માત્સુમોટો અને અન્ય લોકોએ એક પ્રત્યાવર્તન ધાતુના ફિલામેન્ટને 2000°C થી વધુ તાપમાને ગરમ કર્યું, જેના તાપમાને ફિલામેન્ટમાંથી પસાર થતો H2 ગેસ સરળતાથી હાઇડ્રોજન પરમાણુ ઉત્પન્ન કરે છે. હાઇડ્રોકાર્બન પાયરોલિસિસ દરમિયાન અણુ હાઇડ્રોજનના ઉત્પાદનથી હીરાની ફિલ્મોનો ડિપોઝિશન દર વધ્યો. હીરા પસંદગીયુક્ત રીતે જમા થાય છે અને ગ્રેફાઇટ રચના અટકાવવામાં આવે છે, જેના પરિણામે હીરાની ફિલ્મ ડિપોઝિશન દર mm/h ના ક્રમમાં થાય છે, જે ઉદ્યોગમાં સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી પદ્ધતિઓ માટે ખૂબ જ ઊંચો ડિપોઝિશન દર છે. HFCVD વિવિધ કાર્બન સ્ત્રોતો, જેમ કે મિથેન, પ્રોપેન, એસિટિલિન અને અન્ય હાઇડ્રોકાર્બન, અને કેટલાક ઓક્સિજન ધરાવતા હાઇડ્રોકાર્બન, જેમ કે એસીટોન, ઇથેનોલ અને મિથેનોલનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે. ઓક્સિજન ધરાવતા જૂથોનો ઉમેરો હીરાના ડિપોઝિશન માટે તાપમાન શ્રેણીને વિસ્તૃત કરે છે.
લાક્ષણિક HFCVD સિસ્ટમ ઉપરાંત, HFCVD સિસ્ટમમાં ઘણા ફેરફારો છે. સૌથી સામાન્ય DC પ્લાઝ્મા અને HFCVD સિસ્ટમ સંયુક્ત છે. આ સિસ્ટમમાં, સબસ્ટ્રેટ અને ફિલામેન્ટ પર બાયસ વોલ્ટેજ લાગુ કરી શકાય છે. સબસ્ટ્રેટ પર સતત હકારાત્મક બાયસ અને ફિલામેન્ટ પર ચોક્કસ નકારાત્મક બાયસ ઇલેક્ટ્રોનને સબસ્ટ્રેટ પર બોમ્બમારો કરવા માટેનું કારણ બને છે, જે સપાટી હાઇડ્રોજનને ડિસોર્બ કરવા દે છે. ડિસોર્પ્શનનું પરિણામ હીરા ફિલ્મ (લગભગ 10 mm/h) ના ડિપોઝિશન રેટમાં વધારો છે, જે ઇલેક્ટ્રોન-સહાયિત HFCVD તરીકે ઓળખાતી તકનીક છે. જ્યારે બાયસ વોલ્ટેજ સ્થિર પ્લાઝ્મા ડિસ્ચાર્જ બનાવવા માટે પૂરતું ઊંચું હોય છે, ત્યારે H2 અને હાઇડ્રોકાર્બનનું વિઘટન નાટકીય રીતે વધે છે, જે આખરે વૃદ્ધિ દરમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે. જ્યારે બાયસની ધ્રુવીયતા ઉલટાવી દેવામાં આવે છે (સબસ્ટ્રેટ નકારાત્મક રીતે બાયસ થયેલ છે), ત્યારે સબસ્ટ્રેટ પર આયન બોમ્બમારો થાય છે, જેના કારણે બિન-હીરા સબસ્ટ્રેટ પર હીરા ન્યુક્લિયેશનમાં વધારો થાય છે. બીજો ફેરફાર એ છે કે એક જ ગરમ ફિલામેન્ટને અનેક અલગ અલગ ફિલામેન્ટ્સથી બદલવામાં આવે છે જેથી એકસરખું ડિપોઝિશન અને અંતે હીરા ફિલ્મનો મોટો વિસ્તાર પ્રાપ્ત થાય. HFCVD નો ગેરલાભ એ છે કે ફિલામેન્ટનું થર્મલ બાષ્પીભવન હીરા ફિલ્મમાં દૂષકો બનાવી શકે છે.
(2) માઇક્રોવેવ પ્લાઝ્મા સીવીડી (MWCVD)
૧૯૭૦ ના દાયકામાં, વૈજ્ઞાનિકોએ શોધ્યું કે DC પ્લાઝ્માનો ઉપયોગ કરીને અણુ હાઇડ્રોજનની સાંદ્રતા વધારી શકાય છે. પરિણામે, H2 ને અણુ હાઇડ્રોજનમાં વિઘટિત કરીને અને કાર્બન-આધારિત અણુ જૂથોને સક્રિય કરીને હીરા ફિલ્મોના નિર્માણને પ્રોત્સાહન આપવા માટે પ્લાઝ્મા બીજી પદ્ધતિ બની. DC પ્લાઝ્મા ઉપરાંત, બે અન્ય પ્રકારના પ્લાઝ્મા પર પણ ધ્યાન આપવામાં આવ્યું છે. માઇક્રોવેવ પ્લાઝ્મા CVD ની ઉત્તેજના આવર્તન 2.45 GHZ છે, અને RF પ્લાઝ્મા CVD ની ઉત્તેજના આવર્તન 13.56 MHz છે. માઇક્રોવેવ પ્લાઝ્મા અનન્ય છે કારણ કે માઇક્રોવેવ આવર્તન ઇલેક્ટ્રોન સ્પંદનોને પ્રેરિત કરે છે. જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન ગેસ અણુઓ અથવા અણુઓ સાથે અથડાય છે, ત્યારે ઉચ્ચ વિયોજન દર ઉત્પન્ન થાય છે. માઇક્રોવેવ પ્લાઝ્માને ઘણીવાર "ગરમ" ઇલેક્ટ્રોન, "ઠંડા" આયનો અને તટસ્થ કણો સાથે દ્રવ્ય તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. પાતળા ફિલ્મ ડિપોઝિશન દરમિયાન, માઇક્રોવેવ બારી દ્વારા પ્લાઝ્મા-ઉન્નત CVD સંશ્લેષણ ચેમ્બરમાં પ્રવેશ કરે છે. લ્યુમિનેસન્ટ પ્લાઝ્મા સામાન્ય રીતે ગોળાકાર આકારનો હોય છે, અને માઇક્રોવેવ શક્તિ સાથે ગોળાનું કદ વધે છે. હીરાની પાતળી ફિલ્મ તેજસ્વી પ્રદેશના એક ખૂણામાં સબસ્ટ્રેટ પર ઉગાડવામાં આવે છે, અને સબસ્ટ્રેટને તેજસ્વી પ્રદેશ સાથે સીધા સંપર્કમાં રહેવાની જરૂર નથી.
- આ લેખ પ્રકાશિત થયો છેવેક્યુમ કોટિંગ મશીન ઉત્પાદકગુઆંગડોંગ ઝેન્હુઆ
પોસ્ટ સમય: જૂન-૧૯-૨૦૨૪