為什么MPCVD設(shè)備被認為是理想的金剛石沉積設(shè)備？

為什么MPCVD設(shè)備被認為是理想的金剛石沉積設(shè)備？?

金剛石不僅可以作為一種具有收藏價值的寶石，而且由于其具有高強度、高硬度、熱膨脹系數(shù)小、高導(dǎo)熱性、高化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)越的透光性和半導(dǎo)體的特性，在不同的領(lǐng)域具有非常高的應(yīng)用價值。當前人工合成金剛石的方法有高溫高壓法，熱絲化學(xué)氣相沉積法（HFCVD），微波等離子體化學(xué)氣相沉積法(MPCVD)等。

MPCVD設(shè)備沉積金剛石原理是微波發(fā)生器產(chǎn)生微波，通過波導(dǎo)管進入真空腔，將甲烷及氫氣等反應(yīng)氣體等離子體化，進而在襯底上沉積為金剛石。反應(yīng)氣體在微波的激勵下形成等離子體狀態(tài)，這是由于微波是高頻電磁場，電子在電磁場的作用下與其他的基團放生碰撞，從而大大促進了氣體的等離子體化并且產(chǎn)生高密度等離子體。等離子體主要有兩個作用，一是可以提高襯底的溫度，使金剛石襯底達到適合外延生長的溫度，二是提供參與反應(yīng)的活性基團—碳源和活性氫原子，碳源可以促進金剛石的外延生長，而活性氫原子則可以更優(yōu)先的刻蝕掉非金剛石相，促進外延生長金剛石單晶晶體質(zhì)量的提高。

正如上述所講，MPCVD設(shè)備沉積金剛石不會發(fā)生HFCVD 法中因金屬絲蒸發(fā)、游離到沉積的金剛石表層而產(chǎn)生污染的問題，也不會產(chǎn)生直流等離子噴射CVD法中，在電弧的產(chǎn)生過程當中，點火和熄滅所引起的熱沖擊非常容易造成金剛石從基片表層脫落的問題。同時，MPCVD設(shè)備也不會如高溫高壓方法的設(shè)備笨重。MPCVD設(shè)備諧振腔內(nèi)沒有內(nèi)部電極，可以避免電極放電所產(chǎn)生的污染，運行氣壓范圍比較寬，所產(chǎn)生的等離子體密度高、區(qū)域大，穩(wěn)定度高，且不與真空器壁接觸，從而避免了器壁對薄膜的污染。同時，微波激發(fā)的等離子體易于控制、等離子體密度高和無電極污染等一系列優(yōu)點，使得MPCVD設(shè)備成為很理想的金剛石沉積設(shè)備。