1. Принцип: Используйте микроволны для возбуждения реактивного газа с образованием плазмы. Частота микроволн обычно составляет 2,45 ГГц. Под действием микроволн электроны в реактивном газе приобретают энергию и сталкиваются с молекулами газа, ионизируясь и разлагаясь, образуя плазменную область. В плазме углеродсодержащие активные частицы осаждаются на монокристаллическую алмазную подложку, происходит эпитаксиальный рост, и постепенно образуются монокристаллические алмазные чешуйки.
2. Состав оборудования: В основном состоит из микроволнового генератора, системы передачи микроволн, реакционной камеры, системы подачи газа, вакуумной системы, системы контроля температуры и системы диагностики плазмы. Микроволновый генератор генерирует микроволны высокой мощности; система микроволновой передачи эффективно передает микроволны в реакционную камеру; реакционная камера обеспечивает пространство для генерации плазмы и роста алмаза; системы подачи газа и вакуума аналогичны HFCVD; система контроля температуры точно контролирует температуру подложки; система диагностики плазмы используется для мониторинга параметров плазмы, таких как плотность электронов, температура и т.д., с целью оптимизации условий роста.
3. Преимущества и недостатки: преимущества заключаются в том, что параметры плазмы можно точно контролировать, среда роста чистая, можно получать высококачественные монокристаллические алмазные чешуйки большой площади, скорость роста относительно высокая, до десятков микрон в час. Недостатками являются сложность оборудования, высокая стоимость, высокие технические требования к операторам, а также высокие затраты на обслуживание и эксплуатацию микроволнового оборудования.
Химическое осаждение из паровой фазы в плазменной струе постоянного тока (DC Arc Plasma Jet CVD)
1. Принцип: Высокотемпературная плазменная струя формируется между электродами при помощи дугового разряда постоянного тока. Напряжение дуги обычно составляет от десятков до сотен вольт, а сила тока может достигать нескольких сотен ампер. Реактивный газ быстро нагревается и разлагается при прохождении через зону плазменной струи, а образующиеся углеродсодержащие реактивные вещества осаждаются на поверхности подложки и вырастают в монокристаллические алмазные чешуйки.
2. Состав оборудования: В состав оборудования входят источник постоянного тока, генератор дуги, реакционная камера, система подачи газа, вакуумная система, система охлаждения и устройство перемещения подложки. Источник питания постоянного тока обеспечивает стабильную энергию дугового разряда; генератор дуги производит высокотемпературную плазменную струю; реакционная камера вмещает плазменную струю и процесс роста; система подачи газа и вакуума поддерживает реакционную среду; система охлаждения используется для охлаждения электродов и реакционной камеры; устройство перемещения подложки может осуществлять рост подложки в различных положениях, что способствует росту однородных монокристаллических алмазов большой площади.
3. Преимущества и недостатки: преимущество заключается в том, что скорость осаждения очень высока, до сотен микрон в час, что подходит для быстрой подготовки более толстых монокристаллических алмазных хлопьев. Недостатком является то, что стабильность оборудования плохо, неравномерность плазменной струи легко привести к росту алмазов качество не стабильно, и процесс работы оборудования будет производить большой шум и электромагнитные помехи, рабочая среда имеет определенные требования
