Der Hauptunterschied zwischen Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition (MPCVD) und Hot Filament Chemical Vapor Deposition (HFCVD) liegt in den Betriebsmechanismen und der Reinheit der erzeugten Diamantschichten. MPCVD nutzt Mikrowellenenergie zur Erzeugung eines Plasmas, wodurch die Verunreinigungsrisiken vermieden werden, die mit den bei HFCVD verwendeten Heißfilamenten verbunden sind. Dies führt zu einer höheren Reinheit und besseren Gleichmäßigkeit der mit MPCVD hergestellten Diamantschichten.
Erläuterung von MPCVD:
MPCVD nutzt Mikrowellenenergie zur Erzeugung eines Plasmas in einem Gasgemisch, das in der Regel aus Wasserstoff und einer Kohlenstoffquelle wie Methan besteht. Da beim MPCVD-Verfahren kein heißes Filament verwendet wird, besteht keine Gefahr einer Verunreinigung durch das Filamentmaterial, wie z. B. Tantal oder Wolfram, das sich bei hohen Temperaturen zersetzen und die Wachstumsumgebung des Diamanten verunreinigen kann. Diese Methode ermöglicht auch die Verwendung mehrerer Gase im Reaktionssystem, was ihre Vielseitigkeit für verschiedene industrielle Anwendungen erhöht. MPCVD ist bekannt für die Herstellung großflächiger Schichten mit guter Gleichmäßigkeit, hoher Reinheit und hervorragender Kristallmorphologie, die sich für hochwertige Hartschichten und großformatige Diamant-Einkristalle eignen.Erläuterung von HFCVD:
Im Gegensatz dazu wird bei der HFCVD ein heißes Filament (in der Regel aus Wolfram oder Tantal) verwendet, um ein Gasgemisch zu erhitzen und so chemische Reaktionen einzuleiten, die zur Diamantabscheidung führen. Die hohe Temperatur des Glühfadens ist notwendig, um die Gasmoleküle in reaktive Spezies zu dissoziieren. Diese Methode ist jedoch anfällig für Verunreinigungen durch das Filamentmaterial, das verdampfen und sich in den wachsenden Diamantfilm mischen kann, was dessen Reinheit verringert. Außerdem reagieren die Filamente empfindlich auf bestimmte Gase, und ihre Lebensdauer wird durch eine längere Einwirkung von Reaktionsgasen verkürzt, was die Kosten der Synthese erhöhen kann. Trotz dieser Nachteile ist das HFCVD-Verfahren einfacher in der Ausrüstung und leichter zu kontrollieren, und es hat im Allgemeinen eine schnellere Wachstumsrate der Diamantschicht.
Zusammenfassung:
