La differenza principale tra Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition (MPCVD) e Hot Filament Chemical Vapor Deposition (HFCVD) risiede nei meccanismi operativi e nella purezza dei film di diamante prodotti. L'MPCVD utilizza l'energia delle microonde per generare il plasma, evitando i rischi di contaminazione associati ai filamenti caldi utilizzati nell'HFCVD. Ciò si traduce in una maggiore purezza e in una migliore uniformità dei film di diamante prodotti da MPCVD.
Spiegazione di MPCVD:
L'MPCVD utilizza l'energia delle microonde per creare un plasma all'interno di una miscela di gas, tipicamente composta da idrogeno e una fonte di carbonio come il metano. L'assenza di un filamento caldo nell'MPCVD elimina il rischio di contaminazione da parte del materiale del filamento, come tantalio o tungsteno, che può degradarsi ad alte temperature e contaminare l'ambiente di crescita del diamante. Questo metodo consente inoltre di utilizzare più gas nel sistema di reazione, aumentando la sua versatilità per diverse applicazioni industriali. L'MPCVD è noto per la produzione di film di grande superficie con buona uniformità, elevata purezza ed eccellente morfologia cristallina, adatti a film duri di alta qualità e a diamanti a cristallo singolo di grandi dimensioni.Spiegazione di HFCVD:
L'HFCVD prevede invece l'utilizzo di un filamento caldo (tipicamente in tungsteno o tantalio) per riscaldare una miscela di gas e avviare le reazioni chimiche che portano alla deposizione del diamante. L'alta temperatura del filamento è necessaria per dissociare le molecole di gas in specie reattive. Tuttavia, questo metodo è soggetto alla contaminazione del materiale del filamento, che può evaporare e mescolarsi al film di diamante in crescita, riducendone la purezza. Inoltre, i filamenti sono sensibili a determinati gas e la loro durata di vita è ridotta dall'esposizione prolungata ai gas di reazione, il che può aumentare il costo della sintesi. Nonostante questi inconvenienti, l'HFCVD è più semplice nelle attrezzature e più facile da controllare, e in genere ha un tasso di crescita del film di diamante più rapido.
Sintesi:
