Sıcak filament CVD, düşük basınçta elmas yetiştirmenin en eski ve en popüler yöntemidir. 1982'de Matsumoto ve arkadaşları, refrakter bir metal filamenti 2000°C'nin üzerine ısıttılar; bu sıcaklıkta filamentten geçen H2 gazı kolayca hidrojen atomları üretir. Hidrokarbon pirolizi sırasında atomik hidrojen üretimi, elmas filmlerinin biriktirme oranını artırdı. Elmas seçici olarak biriktirilir ve grafit oluşumu engellenir, bunun sonucunda endüstride yaygın olarak kullanılan yöntemler için çok yüksek bir biriktirme oranı olan mm/h mertebesinde elmas film biriktirme oranları elde edilir. HFCVD, metan, propan, asetilen ve diğer hidrokarbonlar gibi çeşitli karbon kaynakları ve hatta aseton, etanol ve metanol gibi bazı oksijen içeren hidrokarbonlar kullanılarak gerçekleştirilebilir. Oksijen içeren grupların eklenmesi, elmas biriktirme için sıcaklık aralığını genişletir.
Tipik HFCVD sistemine ek olarak, HFCVD sisteminde bir dizi değişiklik vardır. En yaygın olanı, birleşik DC plazma ve HFCVD sistemidir. Bu sistemde, alt tabakaya ve filamana bir önyargı voltajı uygulanabilir. Alt tabaka üzerinde sabit bir pozitif önyargı ve filaman üzerinde belirli bir negatif önyargı, elektronların alt tabakayı bombardıman etmesine neden olarak yüzey hidrojeninin desorbe olmasına izin verir. Desorpsiyonun sonucu, elmas filmin biriktirme hızında bir artıştır (yaklaşık 10 mm/saat), elektron destekli HFCVD olarak bilinen bir tekniktir. Önyargı voltajı, kararlı bir plazma deşarjı oluşturmak için yeterince yüksek olduğunda, H2 ve hidrokarbonların ayrışması önemli ölçüde artar ve bu da nihayetinde büyüme hızında bir artışa yol açar. Önyargının polaritesi tersine döndüğünde (alt tabaka negatif önyargılıdır), alt tabaka üzerinde iyon bombardımanı meydana gelir ve bu da elmas olmayan alt tabakalarda elmas nükleasyonunda bir artışa yol açar. Bir diğer değişiklik ise, tek bir sıcak filamentin, homojen bir birikim ve sonuçta geniş bir elmas film alanı elde etmek için birkaç farklı filament ile değiştirilmesidir. HFCVD'nin dezavantajı, filamentin termal buharlaşmasının elmas filmde kirletici maddeler oluşturabilmesidir.
(2) Mikrodalga Plazma CVD (MWCVD)
1970'lerde bilim insanları, atomik hidrojen konsantrasyonunun DC plazma kullanılarak artırılabileceğini keşfettiler. Sonuç olarak plazma, H2'yi atomik hidrojene ayrıştırarak ve karbon bazlı atom gruplarını aktive ederek elmas filmlerinin oluşumunu teşvik etmenin başka bir yöntemi haline geldi. DC plazmaya ek olarak, iki başka plazma türü de ilgi gördü. Mikrodalga plazma CVD'nin uyarılma frekansı 2,45 GHZ ve RF plazma CVD'nin uyarılma frekansı 13,56 MHz'dir. Mikrodalga plazmaları, mikrodalga frekansının elektron titreşimlerini indüklemesi bakımından benzersizdir. Elektronlar gaz atomları veya molekülleriyle çarpıştığında, yüksek bir ayrışma oranı üretilir. Mikrodalga plazması genellikle "sıcak" elektronlara, "soğuk" iyonlara ve nötr parçacıklara sahip madde olarak adlandırılır. İnce film birikimi sırasında, mikrodalgalar bir pencereden plazma destekli CVD sentez odasına girer. Lüminesan plazma genellikle küresel şekildedir ve kürenin boyutu mikrodalga gücüyle artar. Elmas ince filmler, lüminesans bölgenin bir köşesindeki bir alt tabaka üzerine büyütülür ve alt tabakanın lüminesans bölgeyle doğrudan temas halinde olması gerekmez.
–Bu makale tarafından yayınlanmıştırvakum kaplama makinesi üreticisiGuangdong Zhenhua
Gönderi zamanı: 19-Haz-2024