マイクロ波プラズマ化学気相成長法(MPCVD)とホットフィラメント化学気相成長法(HFCVD)の主な違いは、その操作メカニズムと生成されるダイヤモンド膜の純度にあります。MPCVDは、プラズマを発生させるためにマイクロ波エネルギーを使用し、HFCVDで使用されるホットフィラメントに関連する汚染リスクを回避します。その結果、MPCVDで生成されるダイヤモンド膜の純度が高くなり、均一性が向上します。
MPCVDの説明
MPCVDは、マイクロ波エネルギーを利用して、通常水素とメタンのような炭素源からなる混合ガス内にプラズマを発生させます。MPCVDでは、高温のフィラメントを使用しないため、タンタルやタングステンなど、高温で劣化しダイヤモンド成長環境を汚染する可能性のあるフィラメント材料による汚染のリスクがありません。また、この方法では、反応系で複数のガスを使用できるため、さまざまな産業用途への汎用性が高まる。MPCVD法は、均一性が高く、純度が高く、結晶形態に優れた大面積の膜を生成することで知られており、高品質の硬質膜や大型の単結晶ダイヤモンドに適しています。HFCVDの説明
一方、HFCVDでは、高温のフィラメント（一般的にタングステンまたはタンタル製）を使用して混合ガスを加熱し、ダイヤモンド析出につながる化学反応を開始させます。フィラメントの高温は、ガス分子を反応種に解離させるのに必要である。しかし、この方法では、フィラメント材料が蒸発して成長中のダイヤモンド膜に混入し、純度が低下するというコンタミネーションが起こりやすい。さらに、フィラメントは特定のガスに敏感で、反応ガスに長時間さらされると寿命が短くなり、合成コストが高くなる。このような欠点はあるものの、HFCVD法は装置が単純で制御が容易であり、一般にダイヤモンド膜の成長速度が速い。
まとめ：
