Filamen panas CVD merupakan kaedah terawal dan paling popular untuk menumbuhkan berlian pada tekanan rendah. Pada tahun 1982, Matsumoto et al. memanaskan filamen logam refraktori kepada lebih 2000°C, di mana suhu gas H2 yang melalui filamen dengan mudah menghasilkan atom hidrogen. Penghasilan hidrogen atom semasa pirolisis hidrokarbon meningkatkan kadar pemendapan filem berlian. Berlian dimendapkan secara selektif dan pembentukan grafit dihalang, menghasilkan kadar pemendapan filem berlian pada peringkat mm/j, yang merupakan kadar pemendapan yang sangat tinggi untuk kaedah yang biasa digunakan dalam industri. HFCVD boleh dilakukan menggunakan pelbagai sumber karbon, seperti metana, propana, asetilena dan hidrokarbon lain, malah beberapa hidrokarbon yang mengandungi oksigen, seperti aseton, etanol dan metanol. Penambahan kumpulan yang mengandungi oksigen meluaskan julat suhu untuk pemendapan berlian.
Selain sistem HFCVD yang biasa, terdapat beberapa pengubahsuaian pada sistem HFCVD. Yang paling biasa ialah sistem gabungan plasma DC dan HFCVD. Dalam sistem ini, voltan bias boleh dikenakan pada substrat dan filamen. Bias positif yang malar pada substrat dan bias negatif tertentu pada filamen menyebabkan elektron membedil substrat, membolehkan hidrogen permukaan ternyahjerap. Hasil daripada penyahjerapan adalah peningkatan dalam kadar pemendapan filem berlian (kira-kira 10 mm/j), satu teknik yang dikenali sebagai HFCVD berbantukan elektron. Apabila voltan bias cukup tinggi untuk menghasilkan nyahcas plasma yang stabil, penguraian H2 dan hidrokarbon meningkat secara mendadak, yang akhirnya membawa kepada peningkatan dalam kadar pertumbuhan. Apabila kekutuban bias diterbalikkan (substrat dibiaskan secara negatif), pengeboman ion berlaku pada substrat, yang membawa kepada peningkatan nukleasi berlian pada substrat bukan berlian. Satu lagi pengubahsuaian ialah penggantian filamen panas tunggal dengan beberapa filamen berbeza untuk mencapai pemendapan seragam dan akhirnya kawasan filem berlian yang luas. Kelemahan HFCVD ialah penyejatan haba filamen boleh membentuk bahan cemar dalam filem berlian.
(2) CVD Plasma Ketuhar Gelombang Mikro (MWCVD)
Pada tahun 1970-an, saintis mendapati bahawa kepekatan hidrogen atom boleh ditingkatkan menggunakan plasma DC. Hasilnya, plasma menjadi kaedah lain untuk menggalakkan pembentukan filem berlian dengan menguraikan H2 kepada hidrogen atom dan mengaktifkan kumpulan atom berasaskan karbon. Selain plasma DC, dua jenis plasma lain juga telah mendapat perhatian. CVD plasma gelombang mikro mempunyai frekuensi pengujaan 2.45 GHZ, dan CVD plasma RF mempunyai frekuensi pengujaan 13.56 MHz. Plasma gelombang mikro adalah unik kerana frekuensi gelombang mikro mendorong getaran elektron. Apabila elektron berlanggar dengan atom atau molekul gas, kadar penceraian yang tinggi dihasilkan. Plasma gelombang mikro sering dirujuk sebagai jirim dengan elektron "panas", ion "sejuk" dan zarah neutral. Semasa pemendapan filem nipis, gelombang mikro memasuki ruang sintesis CVD yang dipertingkatkan plasma melalui tingkap. Plasma pendarkilau biasanya berbentuk sfera, dan saiz sfera meningkat dengan kuasa gelombang mikro. Filem nipis berlian ditumbuhkan pada substrat di sudut kawasan pendarkilau, dan substrat tidak perlu bersentuhan langsung dengan kawasan pendarkilau.
–Artikel ini dikeluarkan olehpengeluar mesin salutan vakumGuangdong Zhenhua
Masa siaran: 19 Jun 2024