浅谈MPCVD法相比其他CVD法合成金刚石的优势

 

金刚石被称为“终极半导体”—固态功率器件的最有前途的半导体材料之一，其独特结构让其在力学、光学、电学等方面都有着很多无法比拟的优秀性能，在许多科学领域都潜在着重要的应用价值，但是天然金刚石储量稀少，为此，研究者们开发了多种合成金刚石的方法。

 

目前人工合成金刚石的方法主要是高温高压法（HPHT）和CVD化学气相沉积法，而CVD法制备单晶金刚石又包括三种方法：热丝CVD（HFCVD）法，直流等离子体电弧喷射(DC Arc Plasma Jet CVD)法，微波等离子体CVD（MPCVD）法。

 

其中，微波等离子体CVD法—MPCVD—被认为是一种理想的沉积金刚石的方法。其采用的同质外延生长单晶金刚石的技术。今天，作为专业的CVD设备生产厂家，森木磊石微波源为大家介绍一下MPCVD法相比其他CVD法合成金刚石的优势在哪？

 

首先，我们来了解下MPCVD法合成金刚石的原理。

 

 

MPCVD法合成金刚石于1982年起源于日本，其原理是在微波能量的作用下，将沉积气体激发成等离子体状态，在由微波产生的电磁场的作用下，腔体内的电子相互碰撞并产生剧烈的振荡，促进了谐振腔内其它的原子、基团及分子之间的相互碰撞，从而有效地提高反应气体的离化程度，直到达到辉光发电，产生更高密度的等离子体的产生。

 

在反应过程中原料气体电离化程度达到10%以上，使得腔体中充满过饱和原子氢和含碳基团，从而有效地提高了沉积速率并且使得金刚石的沉积质量得到改善。

 

MPCVD钻石培育设备

 

相比其他两种CVD法，其优势体现如下：

 

1、与热丝CVD法相比——MPCVD法避免了HFCVD法中因热金属丝蒸发氧化而对金刚石造成的污染以及热金属丝对强腐蚀性气体（如高浓度氧、卤素气体等）十分敏感的缺点，同时扩大了可使用反应气体种类的范围；

 

2、与直流等离子体电弧喷射法相比——MPCVD法的微波功率可连续平缓调节，因此沉积温度可连续稳定变化，克服了 DC Arc Plasma Jet CVD法中因电弧的点火及熄灭而对衬底和金刚石的巨大热冲击所造成的金刚石膜容易从基片上脱落等问题；

 

3、均匀性更好——MPCVD法放电平稳，相对容易产生大面积又稳定的等离子体球，更有利于均匀地沉积金刚石，产品可重复性更好。

 

以上，是国内优质MPCVD设备生产厂商-森木磊石微波源为大家整理的MPCVD法相比其他CVD法合成金刚石的优势分析，资料仅供参考！