Гаряче осадження методом химічного осадження (ХОО) – це найдавніший і найпопулярніший метод вирощування алмазів за низького тиску. 1982 року Мацумото та ін. нагріли нитку тугоплавкого металу до температури понад 2000°C, при якій газ H2, що проходить через нитку, легко утворює атоми водню. Утворення атомарного водню під час піролізу вуглеводнів збільшило швидкість осадження алмазних плівок. Алмаз селективно осідає, а утворення графіту гальмується, що призводить до швидкості осадження алмазної плівки порядку мм/год, що є дуже високою швидкістю осадження для методів, що зазвичай використовуються в промисловості. ХОО може виконуватися з використанням різних джерел вуглецю, таких як метан, пропан, ацетилен та інші вуглеводні, і навіть деякі кисневмісні вуглеводні, такі як ацетон, етанол і метанол. Додавання кисневмісних груп розширює температурний діапазон для осадження алмазів.
Окрім типової системи HFCVD, існує ряд модифікацій системи HFCVD. Найпоширенішою є комбінована система постійної плазми та HFCVD. У цій системі напруга зміщення може бути прикладена до підкладки та нитки розжарення. Постійне позитивне зміщення на підкладці та певне негативне зміщення на нитці розжарення змушує електрони бомбардувати підкладку, дозволяючи поверхневому водню десорбуватися. Результатом десорбції є збільшення швидкості осадження алмазної плівки (близько 10 мм/год), метод, відомий як електронно-асистований HFCVD. Коли напруга зміщення достатньо висока для створення стабільного плазмового розряду, розкладання H2 та вуглеводнів різко зростає, що зрештою призводить до збільшення швидкості росту. Коли полярність зміщення змінюється на протилежну (підкладка має негативне зміщення), на підкладці відбувається іонне бомбардування, що призводить до збільшення зародження алмазу на неалмазних підкладках. Ще однією модифікацією є заміна одного гарячого філаменту кількома різними філаментами для досягнення рівномірного осадження та, зрештою, великої площі алмазної плівки. Недоліком HFCVD є те, що термічне випаровування філаменту може утворювати забруднюючі речовини в алмазній плівці.
(2) Мікрохвильова плазмова хімія з хімічним окисненням (MWCVD)
У 1970-х роках вчені виявили, що концентрацію атомарного водню можна збільшити за допомогою плазми постійного струму. В результаті плазма стала ще одним методом стимулювання формування алмазних плівок шляхом розкладання H2 на атомарний водень та активації атомних груп на основі вуглецю. Окрім плазми постійного струму, увагу також привернули два інші типи плазми. Мікрохвильова плазмова хімія (CVD) має частоту збудження 2,45 ГГц, а радіочастотна плазмова хімія (CVD) має частоту збудження 13,56 МГц. Мікрохвильова плазма унікальна тим, що мікрохвильова частота індукує електронні коливання. Коли електрони стикаються з атомами або молекулами газу, утворюється висока швидкість дисоціації. Мікрохвильову плазму часто називають речовиною з «гарячими» електронами, «холодними» іонами та нейтральними частинками. Під час осадження тонких плівок мікрохвилі потрапляють у камеру синтезу CVD, посилену плазмою, через вікно. Люмінесцентна плазма, як правило, має сферичну форму, а розмір сфери збільшується з потужністю мікрохвиль. Тонкі алмазні плівки вирощуються на підкладці в кутку люмінесцентної області, і підкладка не обов'язково повинна безпосередньо контактувати з люмінесцентною областю.
–Цю статтю опубліковановиробник вакуумних машин для покриттяГуандун Чженьхуа
Час публікації: 19 червня 2024 р.