हॉट फिलामेंट सीव्हीडी (Hot filament CVD) ही कमी दाबावर हिरा तयार करण्याची सर्वात जुनी आणि सर्वात लोकप्रिय पद्धत आहे. १९८२ मध्ये मात्सुमोतो आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी एका रिफ्रॅक्टरी मेटल फिलामेंटला २०००°C पेक्षा जास्त तापमानापर्यंत गरम केले, ज्या तापमानाला फिलामेंटमधून जाणारा H2 वायू सहजपणे हायड्रोजन अणू तयार करतो. हायड्रोकार्बन पायरोलिसिस दरम्यान अणू हायड्रोजनच्या निर्मितीमुळे हिऱ्याच्या फिल्म्सच्या निक्षेपणाचा दर वाढला. हिऱ्याचे निवडक निक्षेपण होते आणि ग्रॅफाइटची निर्मिती रोखली जाते, ज्यामुळे हिऱ्याच्या फिल्मच्या निक्षेपणाचा दर मिमी/तास या श्रेणीत असतो, जो उद्योगात सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या पद्धतींसाठी एक खूप उच्च निक्षेपण दर आहे. एचएफसीव्हीडी (HFCVD) मिथेन, प्रोपेन, ॲसिटिलीन आणि इतर हायड्रोकार्बन्स यांसारख्या विविध कार्बन स्रोतांचा वापर करून, आणि अगदी ॲसिटोन, इथेनॉल आणि मिथेनॉल यांसारख्या काही ऑक्सिजनयुक्त हायड्रोकार्बन्सचा वापर करूनही करता येते. ऑक्सिजनयुक्त गटांच्या समावेशामुळे हिऱ्याच्या निक्षेपणासाठी तापमानाची श्रेणी विस्तारते.
सामान्य HFCVD प्रणालीव्यतिरिक्त, HFCVD प्रणालीमध्ये अनेक बदल केलेले प्रकार आहेत. सर्वात सामान्य म्हणजे एकत्रित डीसी प्लाझ्मा आणि HFCVD प्रणाली. या प्रणालीमध्ये, सबस्ट्रेट आणि फिलामेंटला बायस व्होल्टेज लावला जाऊ शकतो. सबस्ट्रेटवर स्थिर पॉझिटिव्ह बायस आणि फिलामेंटवर विशिष्ट निगेटिव्ह बायसमुळे इलेक्ट्रॉन्स सबस्ट्रेटवर आदळतात, ज्यामुळे पृष्ठभागावरील हायड्रोजनचे विघटन होते. या विघटनाचा परिणाम म्हणजे डायमंड फिल्मच्या निक्षेपण दरात वाढ (सुमारे १० मिमी/तास), या तंत्राला इलेक्ट्रॉन-असिस्टेड HFCVD म्हणून ओळखले जाते. जेव्हा स्थिर प्लाझ्मा डिस्चार्ज तयार करण्यासाठी बायस व्होल्टेज पुरेसा जास्त असतो, तेव्हा H2 आणि हायड्रोकार्बन्सचे विघटन मोठ्या प्रमाणात वाढते, ज्यामुळे अखेरीस वाढीच्या दरात वाढ होते. जेव्हा बायसची ध्रुवीयता उलट केली जाते (सबस्ट्रेटला निगेटिव्ह बायस दिला जातो), तेव्हा सबस्ट्रेटवर आयनचा मारा होतो, ज्यामुळे नॉन-डायमंड सबस्ट्रेटवर डायमंड न्यूक्लिएशनमध्ये वाढ होते. आणखी एक सुधारणा म्हणजे एकसमान निक्षेपण साधण्यासाठी आणि अंतिमतः मोठ्या क्षेत्रावर डायमंड फिल्म तयार करण्यासाठी, एकाच उष्ण फिलामेंटऐवजी अनेक वेगवेगळ्या फिलामेंट्सचा वापर करणे. एचएफसीव्हीडीचा तोटा हा आहे की फिलामेंटच्या औष्णिक बाष्पीभवनामुळे डायमंड फिल्ममध्ये अशुद्ध घटक तयार होऊ शकतात.
(2) मायक्रोवेव्ह प्लाझ्मा सीव्हीडी (एमडब्ल्यूसीव्हीडी)
१९७० च्या दशकात, शास्त्रज्ञांनी शोध लावला की डीसी प्लाझ्मा वापरून अणू हायड्रोजनची सांद्रता वाढवता येते. परिणामी, H2 चे अणू हायड्रोजनमध्ये विघटन करून आणि कार्बन-आधारित अणू गटांना सक्रिय करून हिऱ्याच्या फिल्म्सच्या निर्मितीला चालना देण्यासाठी प्लाझ्मा ही आणखी एक पद्धत बनली. डीसी प्लाझ्मा व्यतिरिक्त, इतर दोन प्रकारच्या प्लाझ्माकडेही लक्ष वेधले गेले आहे. मायक्रोवेव्ह प्लाझ्मा सीव्हीडीची उत्तेजन वारंवारता २.४५ GHz आहे, आणि आरएफ प्लाझ्मा सीव्हीडीची उत्तेजन वारंवारता १३.५६ MHz आहे. मायक्रोवेव्ह प्लाझ्माचे वैशिष्ट्य हे आहे की मायक्रोवेव्ह वारंवारता इलेक्ट्रॉन कंपनांना प्रेरित करते. जेव्हा इलेक्ट्रॉन वायूच्या अणू किंवा रेणूंशी टक्कर देतात, तेव्हा उच्च विघटन दर निर्माण होतो. मायक्रोवेव्ह प्लाझ्माला अनेकदा "उष्ण" इलेक्ट्रॉन, "शीत" आयन आणि उदासीन कण असलेले द्रव्य म्हणून संबोधले जाते. पातळ फिल्म जमा करण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान, मायक्रोवेव्ह एका खिडकीतून प्लाझ्मा-वर्धित सीव्हीडी संश्लेषण कक्षात प्रवेश करतात. प्रकाशमान प्लाझ्मा सामान्यतः गोलाकार असतो आणि मायक्रोवेव्ह शक्तीनुसार गोलाचा आकार वाढतो. हिऱ्याचे पातळ थर प्रकाशमान भागाच्या एका कोपऱ्यात सब्सट्रेटवर वाढवले जातात आणि सब्सट्रेटचा प्रकाशमान भागाशी थेट संपर्क असणे आवश्यक नसते.
हा लेख यांनी प्रसिद्ध केला आहेव्हॅक्यूम कोटिंग मशीन उत्पादकग्वांगडोंग झेन्हुआ
पोस्ट करण्याची वेळ: १९ जून २०२४