マイクロ波プラズマ化学気相成長法 (MPCVD) は、ダイヤモンド膜の合成に使用される合成法です。これは、反応室内で高エネルギープラズマを発生させるためにマイクロ波放射を使用することを含む。プラズマは、電子、原子イオン、分子イオン、中性原子、分子、基底状態および励起状態の分子断片の混合物からなる。プラズマ中の反応性ガス前駆体／フラグメントの主な生成経路は、電子衝撃解離である。
MPCVDプロセスでは、メタンのような炭素含有ガスが、水素、酸素、フッ素原子のような他のガスと共に反応チャンバーに導入される。マイクロ波発生装置は、典型的にはマグネトロンまたはクライストロンで、2.45GHzの範囲のマイクロ波を発生し、石英窓を通して真空チャンバーに結合される。マスフローコントローラー(MFC)で構成されるガス供給システムは、真空チャンバーへのガスの流れを制御する。
マイクロ波放射の励起下で、混合ガスは反応チャンバー内でグロー放電を起こし、反応ガスの分子解離とプラズマの発生に至る。プラズマは基板表面で反応または分解し、ダイヤモンド膜の堆積物を生成する。この成膜プロセスにより、大面積、均一性、高純度、良好な結晶形態を有する高品質のダイヤモンド膜が得られる。
MPCVD法の利点は、大きなサイズの単結晶ダイヤモンドを作製できること、成膜チャンバー内に大きく安定したプラズマボールを生成できることで、大面積のダイヤモンド膜を成膜できることです。また、マイクロ波プラズマ法は、フレーム法のような他の方法と比較して、成膜プロセスの制御性に優れています。
MPCVDは、マイクロ波誘起プラズマと反応性ガス前駆体を利用して、高品質で特異な特性を持つダイヤモンド膜を成膜する技術です。
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