CVD z gorącym włóknem jest najwcześniejszą i najpopularniejszą metodą hodowli diamentów przy niskim ciśnieniu. 1982 Matsumoto i in. podgrzali ogniotrwały włókno metalowe do ponad 2000°C, w której to temperaturze gaz H2 przechodzący przez włókno łatwo wytwarza atomy wodoru. Produkcja atomowego wodoru podczas pirolizy węglowodorów zwiększyła szybkość osadzania warstw diamentowych. Diament jest osadzany selektywnie, a tworzenie się grafitu jest hamowane, co skutkuje szybkością osadzania warstw diamentowych rzędu mm/h, co jest bardzo wysoką szybkością osadzania dla metod powszechnie stosowanych w przemyśle. HFCVD można przeprowadzić przy użyciu różnych źródeł węgla, takich jak metan, propan, acetylen i inne węglowodory, a nawet niektóre węglowodory zawierające tlen, takie jak aceton, etanol i metanol. Dodanie grup zawierających tlen poszerza zakres temperatur osadzania diamentów.
Oprócz typowego systemu HFCVD, istnieje szereg modyfikacji systemu HFCVD. Najbardziej powszechnym jest połączony system plazmy DC i HFCVD. W tym systemie napięcie polaryzacji może być przyłożone do podłoża i włókna. Stałe dodatnie napięcie polaryzacji na podłożu i pewne ujemne napięcie polaryzacji na włóknie powoduje, że elektrony bombardują podłoże, umożliwiając desorpcję wodoru powierzchniowego. Wynikiem desorpcji jest wzrost szybkości osadzania filmu diamentowego (około 10 mm/h), technika znana jako wspomagany elektronami HFCVD. Gdy napięcie polaryzacji jest wystarczająco wysokie, aby wytworzyć stabilne wyładowanie plazmowe, rozkład H2 i węglowodorów gwałtownie wzrasta, co ostatecznie prowadzi do wzrostu szybkości wzrostu. Gdy polaryzacja polaryzacji jest odwrócona (podłoże jest ujemnie spolaryzowane), na podłożu następuje bombardowanie jonami, co prowadzi do wzrostu zarodkowania diamentu na podłożach innych niż diament. Inną modyfikacją jest zastąpienie pojedynczego gorącego włókna kilkoma różnymi włóknami w celu uzyskania równomiernego osadzania i ostatecznie dużej powierzchni filmu diamentowego. Wadą HFCVD jest to, że termiczne parowanie włókna może powodować powstawanie zanieczyszczeń w filmie diamentowym.
(2) CVD plazmowe mikrofalowe (MWCVD)
W latach 70. naukowcy odkryli, że stężenie wodoru atomowego można zwiększyć, stosując plazmę DC. W rezultacie plazma stała się kolejną metodą promowania tworzenia warstw diamentowych poprzez rozkład H2 na wodór atomowy i aktywację grup atomowych opartych na węglu. Oprócz plazmy DC, uwagę zwrócono również na dwa inne rodzaje plazmy. Mikrofalowa plazma CVD ma częstotliwość wzbudzenia 2,45 GHZ, a plazma RF CVD ma częstotliwość wzbudzenia 13,56 MHz. Plazmy mikrofalowe są wyjątkowe, ponieważ częstotliwość mikrofal wywołuje drgania elektronów. Gdy elektrony zderzają się z atomami gazu lub cząsteczkami, powstaje wysoka szybkość dysocjacji. Plazma mikrofalowa jest często określana jako materia z „gorącymi” elektronami, „zimnymi” jonami i cząsteczkami neutralnymi. Podczas osadzania cienkich warstw mikrofale wchodzą do komory syntezy CVD wspomaganej plazmą przez okno. Plazma luminescencyjna ma zazwyczaj kształt kulisty, a rozmiar kuli zwiększa się wraz z mocą mikrofal. Cienkie warstwy diamentów wytwarzane są na podłożu w narożniku obszaru luminescencyjnego. Podłoże nie musi mieć bezpośredniego kontaktu z obszarem luminescencyjnym.
– Artykuł ten został opublikowany przezproducent maszyn do powlekania próżniowegoGuangdong Zhenhua
Czas publikacji: 19-06-2024