Filamen panas CVD merupakan metode paling awal dan paling populer untuk menumbuhkan berlian pada tekanan rendah. 1982 Matsumoto dkk. memanaskan filamen logam tahan api hingga lebih dari 2000°C, pada suhu tersebut gas H2 yang melewati filamen dengan mudah menghasilkan atom hidrogen. Produksi atom hidrogen selama pirolisis hidrokarbon meningkatkan laju pengendapan lapisan berlian. Berlian diendapkan secara selektif dan pembentukan grafit dihambat, sehingga menghasilkan laju pengendapan lapisan berlian sekitar mm/jam, yang merupakan laju pengendapan yang sangat tinggi untuk metode yang umum digunakan dalam industri. HFCVD dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai sumber karbon, seperti metana, propana, asetilena, dan hidrokarbon lainnya, dan bahkan beberapa hidrokarbon yang mengandung oksigen, seperti aseton, etanol, dan metanol. Penambahan gugus yang mengandung oksigen memperluas rentang suhu untuk pengendapan berlian.
Selain sistem HFCVD yang umum, terdapat sejumlah modifikasi pada sistem HFCVD. Yang paling umum adalah gabungan sistem plasma DC dan HFCVD. Dalam sistem ini, tegangan bias dapat diterapkan pada substrat dan filamen. Bias positif konstan pada substrat dan bias negatif tertentu pada filamen menyebabkan elektron membombardir substrat, yang memungkinkan hidrogen permukaan terurai. Hasil dari penguraian tersebut adalah peningkatan laju pengendapan lapisan berlian (sekitar 10 mm/jam), suatu teknik yang dikenal sebagai HFCVD berbantuan elektron. Ketika tegangan bias cukup tinggi untuk menciptakan pelepasan plasma yang stabil, penguraian H2 dan hidrokarbon meningkat secara dramatis, yang pada akhirnya menyebabkan peningkatan laju pertumbuhan. Ketika polaritas bias dibalik (substrat terurai secara negatif), terjadi pengeboman ion pada substrat, yang menyebabkan peningkatan nukleasi berlian pada substrat non-berlian. Modifikasi lainnya adalah penggantian filamen panas tunggal dengan beberapa filamen berbeda untuk mencapai pengendapan seragam dan akhirnya memperoleh area film berlian yang luas. Kerugian dari HFCVD adalah penguapan termal filamen dapat membentuk kontaminan dalam film berlian.
(2) CVD Plasma Gelombang Mikro (MWCVD)
Pada tahun 1970-an, para ilmuwan menemukan bahwa konsentrasi atom hidrogen dapat ditingkatkan menggunakan plasma DC. Hasilnya, plasma menjadi metode lain untuk mendorong pembentukan lapisan berlian dengan menguraikan H2 menjadi atom hidrogen dan mengaktifkan gugus atom berbasis karbon. Selain plasma DC, dua jenis plasma lainnya juga telah mendapat perhatian. Plasma CVD gelombang mikro memiliki frekuensi eksitasi 2,45 GHZ, dan plasma CVD RF memiliki frekuensi eksitasi 13,56 MHz. Plasma gelombang mikro unik karena frekuensi gelombang mikro menginduksi getaran elektron. Ketika elektron bertabrakan dengan atom atau molekul gas, laju disosiasi yang tinggi dihasilkan. Plasma gelombang mikro sering disebut sebagai materi dengan elektron "panas", ion "dingin", dan partikel netral. Selama pengendapan lapisan tipis, gelombang mikro memasuki ruang sintesis CVD yang ditingkatkan plasma melalui jendela. Plasma luminescent umumnya berbentuk bulat, dan ukuran bola meningkat dengan daya gelombang mikro. Lapisan tipis berlian tumbuh pada substrat di sudut wilayah luminesensi, dan substrat tidak harus bersentuhan langsung dengan wilayah luminesensi.
–Artikel ini dirilis olehprodusen mesin pelapis vakumGuangdong Zhenhua
Waktu posting: 19-Jun-2024