Karstās kvēldiega CVD ir agrākā un populārākā dimanta audzēšanas metode zemā spiedienā. 1982. gadā Matsumoto et al. uzkarsēja ugunsizturīga metāla kvēldiegu līdz vairāk nekā 2000 °C, šajā temperatūrā H2 gāze, kas iet caur kvēldiegu, viegli rada ūdeņraža atomus. Atomārā ūdeņraža ražošana ogļūdeņražu pirolīzes laikā palielināja dimanta plēvju nogulsnēšanās ātrumu. Dimants tiek selektīvi nogulsnēts un grafīta veidošanās tiek kavēta, kā rezultātā dimanta plēves nogulsnēšanās ātrums ir aptuveni mm/h, kas ir ļoti augsts nogulsnēšanās ātrums rūpniecībā parasti izmantotajām metodēm. HFCVD var veikt, izmantojot dažādus oglekļa avotus, piemēram, metānu, propānu, acetilēnu un citus ogļūdeņražus, un pat dažus skābekli saturošus ogļūdeņražus, piemēram, acetonu, etanolu un metanolu. Skābekli saturošu grupu pievienošana paplašina dimanta nogulsnēšanās temperatūras diapazonu.
Papildus tipiskajai HFCVD sistēmai ir vairākas HFCVD sistēmas modifikācijas. Visizplatītākā ir kombinēta līdzstrāvas plazmas un HFCVD sistēma. Šajā sistēmā substrātam un kvēldiegam var pielietot nobīdes spriegumu. Pastāvīga pozitīva nobīde uz substrāta un noteikta negatīva nobīde uz kvēldiega liek elektroniem bombardēt substrātu, ļaujot virsmas ūdeņradim desorbēties. Desorbcijas rezultāts ir dimanta plēves nogulsnēšanās ātruma palielināšanās (apmēram 10 mm/h), šī metode ir pazīstama kā elektronu atbalstīta HFCVD. Kad nobīdes spriegums ir pietiekami augsts, lai radītu stabilu plazmas izlādi, H2 un ogļūdeņražu sadalīšanās ievērojami palielinās, kas galu galā noved pie augšanas ātruma palielināšanās. Kad nobīdes polaritāte tiek apgriezta (substrāts ir negatīvi nobīdīts), uz substrāta notiek jonu bombardēšana, kas noved pie dimanta kodolu palielināšanās uz substrātiem, kas nav dimanti. Vēl viena modifikācija ir viena karsta pavediena aizstāšana ar vairākiem dažādiem pavedieniem, lai panāktu vienmērīgu nogulsnēšanos un galu galā lielu dimanta plēves laukumu. HFCVD trūkums ir tāds, ka pavediena termiskā iztvaikošana var veidot piesārņotājus dimanta plēvē.
(2) Mikroviļņu plazmas CVD (MWCVD)
Septiņdesmitajos gados zinātnieki atklāja, ka atomārā ūdeņraža koncentrāciju var palielināt, izmantojot līdzstrāvas plazmu. Tā rezultātā plazma kļuva par vēl vienu metodi dimanta plēvju veidošanās veicināšanai, sadalot H2 atomārdīzī un aktivizējot uz oglekļa bāzes veidotas atomu grupas. Papildus līdzstrāvas plazmai uzmanību ir piesaistījuši arī divi citi plazmas veidi. Mikroviļņu plazmas CVD ierosmes frekvence ir 2,45 GHz, un RF plazmas CVD ierosmes frekvence ir 13,56 MHz. Mikroviļņu plazmas ir unikālas ar to, ka mikroviļņu frekvence izraisa elektronu vibrācijas. Kad elektroni saduras ar gāzes atomiem vai molekulām, rodas augsts disociācijas ātrums. Mikroviļņu plazmu bieži sauc par matēriju ar "karstiem" elektroniem, "aukstiem" joniem un neitrālām daļiņām. Plānās kārtiņas uzklāšanas laikā mikroviļņi iekļūst plazmas pastiprinātā CVD sintēzes kamerā caur logu. Luminiscējošā plazma parasti ir sfēriska, un sfēras izmērs palielinās līdz ar mikroviļņu jaudu. Dimanta plānās kārtiņas tiek audzētas uz substrāta luminiscējošā apgabala stūrī, un substrātam nav jābūt tiešā saskarē ar luminiscējošo apgabalu.
– Šo rakstu publicēvakuuma pārklāšanas mašīnu ražotājsGuandunas Dženhua
Publicēšanas laiks: 2024. gada 19. jūnijs