마이크로웨이브 플라즈마 화학 기상 증착(MPCVD)은 다이아몬드 박막 합성에 사용되는 합성 방법입니다. 마이크로파 방사선을 사용하여 원자로 챔버에서 고에너지 플라즈마를 생성합니다. 플라즈마는 전자, 원자 이온, 분자 이온, 중성 원자, 분자, 분자 조각이 기저 및 여기 상태로 혼합된 상태로 구성됩니다. 플라즈마에서 반응성 기체 전구체/조각이 생성되는 주요 경로는 전자 충격 해리입니다.
MPCVD 공정에서는 메탄과 같은 탄소 함유 가스가 수소, 산소 또는 불소 원자와 같은 다른 가스와 함께 반응기 챔버로 유입됩니다. 마이크로파 발생기(일반적으로 마그네트론 또는 클라이스트론)는 2.45GHz 범위의 마이크로파를 생성하며, 이 마이크로파는 석영 창을 통해 진공 챔버에 결합됩니다. 질량 유량 제어기(MFC)로 구성된 가스 전달 시스템은 진공 챔버로 유입되는 가스의 흐름을 제어합니다.
마이크로파 방사선의 여기 하에서 가스 혼합물은 반응 챔버에서 글로우 방전을 겪으며 반응 가스의 분자 해리 및 플라즈마 생성으로 이어집니다. 플라즈마는 기판 표면에서 반응하거나 분해되어 다이아몬드 필름을 증착합니다. 증착 공정은 넓은 면적, 우수한 균질성, 고순도 및 우수한 결정 형태를 가진 고품질 다이아몬드 필름을 생성합니다.
MPCVD의 장점은 대형 단결정 다이아몬드를 준비할 수 있고 증착 챔버에서 크고 안정적인 플라즈마 볼을 생산할 수 있어 넓은 면적에 다이아몬드 필름을 증착할 수 있다는 점입니다. 또한 마이크로웨이브 플라즈마 방식은 화염 방식과 같은 다른 방식에 비해 증착 공정을 더 잘 제어할 수 있습니다.
전반적으로 MPCVD는 마이크로파 유도 플라즈마 및 반응성 기체 전구체를 활용하여 고품질의 특정 특성을 가진 다이아몬드 필름을 증착하는 기술입니다.
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