CVDD 氣相沉積法鑽石

CVDD 氣相沉積法鑽石

CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond)氣相沉積法鑽石,係運用化學氣相法來沉積製作鑽石薄膜,氣體主要包含甲烷、氫和氬氣,並以特定比例混合。常用的是1%甲烷及99%氫氣的混合氣體,而氬氣主要用來稀釋氣體及取代氫氣。甲烷易解離成碳氫自由基,做為碳原子的來源,進而沉積為鑽石薄膜。鑽石表面的碳原子含有懸浮鍵,在沉積鑽石薄膜的過程中,需藉助氫原子形成碳氫單鍵,來抑制鑽石表面的石墨化。

化學氣相沉積法的優點是可以沉積在各種不同的基板上,因此鑽石成品應用範圍較廣。另經由製程的參數調整,可生成不同粒度的鑽石晶粒,可區分為微米鑽石、奈米鑽石及超奈米鑽石等。

在短時間內成長連續薄膜,需預先播植奈米級的鑽石核種在基板上,加入大量氬氣,使得鑽石表面環境僅有微量氫原子供應,形成高密度而不同結晶方向的奈米鑽石薄膜,晶粒大小在100奈米以下。另外可藉由調配氬氣與氫氣的比例,能夠長出晶粒大小在 10 奈米以下的超奈米鑽石。