कमी दाबाने हिरा वाढवण्याची सर्वात जुनी आणि लोकप्रिय पद्धत म्हणजे हॉट फिलामेंट सीव्हीडी. १९८२ मध्ये मात्सुमोतो आणि इतरांनी एका रेफ्रेक्ट्री मेटल फिलामेंटला २०००°C पेक्षा जास्त तापमानापर्यंत गरम केले, ज्या तापमानावर फिलामेंटमधून जाणारा H2 वायू सहजपणे हायड्रोजन अणू तयार करतो. हायड्रोकार्बन पायरोलिसिस दरम्यान अणु हायड्रोजनच्या उत्पादनामुळे डायमंड फिल्म्सचा जमा होण्याचा दर वाढला. डायमंड निवडकपणे जमा केला जातो आणि ग्रेफाइट निर्मिती रोखली जाते, परिणामी डायमंड फिल्म डिपॉझिशन दर मिमी/ताशी या क्रमाने वाढतो, जो उद्योगात सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या पद्धतींसाठी खूप उच्च डिपॉझिशन दर आहे. एचएफसीव्हीडी विविध कार्बन स्रोतांचा वापर करून केले जाऊ शकते, जसे की मिथेन, प्रोपेन, एसिटिलीन आणि इतर हायड्रोकार्बन्स आणि अगदी काही ऑक्सिजन-युक्त हायड्रोकार्बन्स, जसे की एसीटोन, इथेनॉल आणि मिथेनॉल. ऑक्सिजन-युक्त गट जोडल्याने हिऱ्याच्या जमा होण्याच्या तापमान श्रेणी विस्तृत होते.
सामान्य HFCVD प्रणाली व्यतिरिक्त, HFCVD प्रणालीमध्ये अनेक बदल आहेत. सर्वात सामान्य म्हणजे एकत्रित DC प्लाझ्मा आणि HFCVD प्रणाली. या प्रणालीमध्ये, सब्सट्रेट आणि फिलामेंटवर बायस व्होल्टेज लागू केला जाऊ शकतो. सब्सट्रेटवरील स्थिर सकारात्मक बायस आणि फिलामेंटवरील विशिष्ट नकारात्मक बायसमुळे इलेक्ट्रॉन सब्सट्रेटवर बॉम्बफेक करतात, ज्यामुळे पृष्ठभागावरील हायड्रोजन डिसोर्ब करण्यास अनुमती मिळते. डिसोर्प्शनचा परिणाम म्हणजे डायमंड फिल्मच्या डिपोजिशन रेटमध्ये वाढ (सुमारे 10 मिमी/ता), ही पद्धत इलेक्ट्रॉन-असिस्टेड HFCVD म्हणून ओळखली जाते. जेव्हा बायस व्होल्टेज स्थिर प्लाझ्मा डिस्चार्ज तयार करण्यासाठी पुरेसे जास्त असते, तेव्हा H2 आणि हायड्रोकार्बन्सचे विघटन नाटकीयरित्या वाढते, ज्यामुळे शेवटी वाढीचा दर वाढतो. जेव्हा बायसची ध्रुवीयता उलट केली जाते (सब्सट्रेट नकारात्मक बायस असते), तेव्हा सब्सट्रेटवर आयन बॉम्बफेक होते, ज्यामुळे डायमंड नसलेल्या सब्सट्रेट्सवर डायमंड न्यूक्लिएशनमध्ये वाढ होते. आणखी एक बदल म्हणजे एकाच गरम फिलामेंटच्या जागी अनेक वेगवेगळ्या फिलामेंट्स वापरणे जेणेकरून एकसमान निक्षेपण आणि शेवटी डायमंड फिल्मचे मोठे क्षेत्र प्राप्त होईल. HFCVD चा तोटा असा आहे की फिलामेंटचे थर्मल बाष्पीभवन डायमंड फिल्ममध्ये दूषित घटक तयार करू शकते.
(२) मायक्रोवेव्ह प्लाझ्मा सीव्हीडी (एमडब्ल्यूसीव्हीडी)
१९७० च्या दशकात, शास्त्रज्ञांना असे आढळून आले की डीसी प्लाझ्मा वापरून अणु हायड्रोजनची सांद्रता वाढवता येते. परिणामी, प्लाझ्मा हा H2 ला अणु हायड्रोजनमध्ये विघटित करून आणि कार्बन-आधारित अणु गटांना सक्रिय करून डायमंड फिल्म्सच्या निर्मितीला चालना देण्यासाठी आणखी एक पद्धत बनली. डीसी प्लाझ्मा व्यतिरिक्त, प्लाझ्माच्या इतर दोन प्रकारांकडे देखील लक्ष वेधले गेले आहे. मायक्रोवेव्ह प्लाझ्मा सीव्हीडीची उत्तेजना वारंवारता २.४५ GHZ आहे आणि आरएफ प्लाझ्मा सीव्हीडीची उत्तेजना वारंवारता १३.५६ मेगाहर्ट्झ आहे. मायक्रोवेव्ह प्लाझ्मा अद्वितीय आहेत कारण मायक्रोवेव्ह वारंवारता इलेक्ट्रॉन कंपनांना प्रेरित करते. जेव्हा इलेक्ट्रॉन वायू अणू किंवा रेणूंशी टक्कर देतात तेव्हा उच्च पृथक्करण दर निर्माण होतो. मायक्रोवेव्ह प्लाझ्माला बहुतेकदा "गरम" इलेक्ट्रॉन, "थंड" आयन आणि तटस्थ कणांसह पदार्थ म्हणून संबोधले जाते. पातळ फिल्म निक्षेपण दरम्यान, मायक्रोवेव्ह खिडकीतून प्लाझ्मा-वर्धित सीव्हीडी संश्लेषण कक्षात प्रवेश करतात. ल्युमिनेसेंट प्लाझ्मा सामान्यतः गोलाकार आकाराचा असतो आणि मायक्रोवेव्ह पॉवरसह गोलाचा आकार वाढतो. प्रकाशमान प्रदेशाच्या एका कोपऱ्यात असलेल्या सब्सट्रेटवर डायमंड पातळ थर वाढवले जातात आणि सब्सट्रेटचा प्रकाशमान प्रदेशाशी थेट संपर्क असण्याची आवश्यकता नाही.
- हा लेख प्रकाशित केला आहेव्हॅक्यूम कोटिंग मशीन निर्माताग्वांगडोंग झेन्हुआ
पोस्ट वेळ: जून-१९-२०२४