CVD z vročo nitko je najzgodnejša in najbolj priljubljena metoda gojenja diamantov pri nizkem tlaku. Leta 1982 so Matsumoto in sodelavci segreli žarilno kovinsko nitko na več kot 2000 °C, pri kateri plin H2, ki je prehajal skozi nitko, zlahka proizvedel atome vodika. Nastajanje atomskega vodika med pirolizo ogljikovodikov je povečalo hitrost nanašanja diamantnih filmov. Diamant se selektivno nanaša in tvorba grafita je zavirana, kar je povzročilo hitrost nanašanja diamantnih filmov v mm/h, kar je zelo visoka hitrost nanašanja za metode, ki se pogosto uporabljajo v industriji. HFCVD se lahko izvaja z uporabo različnih virov ogljika, kot so metan, propan, acetilen in drugi ogljikovodiki, ter celo nekateri ogljikovodiki, ki vsebujejo kisik, kot so aceton, etanol in metanol. Dodatek skupin, ki vsebujejo kisik, razširi temperaturno območje za nanašanje diamantov.
Poleg tipičnega sistema HFCVD obstaja več modifikacij sistema HFCVD. Najpogostejši je kombinirani sistem enosmerne plazme in HFCVD. V tem sistemu se lahko na substrat in filament uporabi prednapetost. Stalna pozitivna prednapetost na substratu in določena negativna prednapetost na filamentu povzroči, da elektroni bombardirajo substrat, kar omogoča desorbirajo površinski vodik. Rezultat desorpcije je povečanje hitrosti nanašanja diamantnega filma (približno 10 mm/h), tehnika, znana kot HFCVD s pomočjo elektronov. Ko je prednapetost dovolj visoka, da ustvari stabilno plazemsko razelektritev, se razgradnja H2 in ogljikovodikov dramatično poveča, kar na koncu vodi do povečanja hitrosti rasti. Ko je polarnost prednapetosti obrnjena (substrat je negativno prednapet), pride do bombardiranja substrata z ioni, kar vodi do povečanja nukleacije diamantov na nediamantnih substratih. Druga modifikacija je zamenjava enega samega vročega filamenta z več različnimi filamenti, da se doseže enakomerno nanašanje in na koncu velika površina diamantnega filma. Slabost HFCVD je, da lahko termično izhlapevanje filamenta povzroči onesnaženje diamantnega filma.
(2) CVD z mikrovalovno plazmo (MWCVD)
V sedemdesetih letih prejšnjega stoletja so znanstveniki odkrili, da je mogoče koncentracijo atomskega vodika povečati z uporabo enosmerne plazme. Posledično je plazma postala še ena metoda za spodbujanje nastajanja diamantnih filmov z razgradnjo H2 v atomski vodik in aktiviranjem atomskih skupin na osnovi ogljika. Poleg enosmerne plazme sta bili pozornost deležni tudi dve drugi vrsti plazme. CVD z mikrovalovno plazmo ima vzbujevalno frekvenco 2,45 GHz, CVD z radiofrekvenčno plazmo pa ima vzbujevalno frekvenco 13,56 MHz. Mikrovalovne plazme so edinstvene po tem, da mikrovalovna frekvenca inducira elektronske vibracije. Ko elektroni trčijo v atome ali molekule plina, nastane visoka stopnja disociacije. Mikrovalovna plazma se pogosto imenuje snov z "vročimi" elektroni, "hladnimi" ioni in nevtralnimi delci. Med nanašanjem tankih filmov mikrovalovi vstopajo v komoro za sintezo CVD, okrepljeno s plazmo, skozi okno. Luminescentna plazma je običajno okrogle oblike, velikost krogle pa se povečuje z močjo mikrovalovne pečice. Tanke diamantne plasti se gojijo na substratu v kotu luminiscentnega območja, substrat pa ni nujno v neposrednem stiku z luminiscentnim območjem.
–Ta članek je objavilproizvajalec strojev za vakuumsko lakiranjeGuangdong Zhenhua
Čas objave: 19. junij 2024