A forrószálas CVD a gyémánt alacsony nyomáson történő növesztésének legkorábbi és legnépszerűbb módszere. 1982 Matsumoto és munkatársai egy tűzálló fémszálat 2000°C fölé hevítettek, amely hőmérsékleten a szálon áthaladó H2 gáz könnyen hidrogénatomokat képez. A szénhidrogén-pirolízis során keletkező atomos hidrogén növelte a gyémántfilmek lerakódási sebességét. A gyémánt szelektíven rakódik le, és a grafitképződés gátolt, ami mm/h nagyságrendű gyémántfilm-lerakódási sebességet eredményez, ami az iparban általánosan használt módszerekhez képest nagyon magas lerakódási sebességet jelent. A HFCVD számos szénforrással végezhető, például metánnal, propánnal, acetilénnel és más szénhidrogénekkel, sőt néhány oxigéntartalmú szénhidrogénnel is, például acetonnal, etanollal és metanollal. Az oxigéntartalmú csoportok hozzáadása szélesíti a gyémántlerakódás hőmérsékleti tartományát.
A tipikus HFCVD rendszeren kívül számos módosítás létezik a HFCVD rendszeren. A leggyakoribb a kombinált DC plazma és HFCVD rendszer. Ebben a rendszerben előfeszítő feszültség alkalmazható a hordozóra és az izzószálra. Az aljzaton lévő állandó pozitív előfeszítés és az izzószálon lévő bizonyos negatív előfeszítés elektronokat bombáz a hordozóra, lehetővé téve a felületi hidrogén deszorbeálódását. A deszorpció eredménye a gyémántfilm lerakódási sebességének növekedése (kb. 10 mm/h), ezt a technikát elektron-rásegítéses HFCVD-nek nevezik. Amikor az előfeszítő feszültség elég magas ahhoz, hogy stabil plazmakisülést hozzon létre, a H2 és a szénhidrogének bomlása drámaian megnő, ami végső soron a növekedési sebesség növekedéséhez vezet. Amikor az előfeszítés polaritása megfordul (az aljzat negatív előfeszítésű), ionbombázás történik a hordozón, ami a gyémánt nukleációjának növekedéséhez vezet a nem gyémánt hordozókon. Egy másik módosítás az egyetlen forró izzószál több különböző izzószállal való helyettesítése az egyenletes lerakódás és végső soron a gyémántfilm nagy területének elérése érdekében. A HFCVD hátránya, hogy az izzószál termikus párolgása szennyeződéseket képezhet a gyémántfilmben.
(2) Mikrohullámú plazma CVD (MWCVD)
Az 1970-es években a tudósok felfedezték, hogy az atomos hidrogén koncentrációja növelhető egyenáramú plazma segítségével. Ennek eredményeként a plazma a gyémántfilmek képződésének elősegítésére szolgáló másik módszerré vált a H2 atomos hidrogénné történő bontásával és a szénalapú atomcsoportok aktiválásával. Az egyenáramú plazma mellett két másik plazmatípus is figyelmet kapott. A mikrohullámú plazma CVD gerjesztési frekvenciája 2,45 GHz, az RF plazma CVD gerjesztési frekvenciája pedig 13,56 MHz. A mikrohullámú plazma egyedülálló abban, hogy a mikrohullámú frekvencia elektronrezgéseket indukál. Amikor az elektronok gázatomokkal vagy molekulákkal ütköznek, nagy disszociációs sebesség keletkezik. A mikrohullámú plazmát gyakran „forró” elektronokból, „hideg” ionokból és semleges részecskékből álló anyagként emlegetik. A vékonyréteg-leválasztás során a mikrohullámok egy ablakon keresztül jutnak be a plazmával fokozott CVD szintéziskamrába. A lumineszcens plazma általában gömb alakú, és a gömb mérete a mikrohullámú teljesítmény növekedésével növekszik. A gyémánt vékonyrétegeket egy hordozóra növesztik a lumineszcens régió sarkában, és a hordozónak nem kell közvetlenül érintkeznie a lumineszcens régióval.
– Ezt a cikket a következő tette közzé:vákuumbevonó gép gyártóGuangdong Zhenhua
Közzététel ideje: 2024. június 19.