MPCVD技术——高品质单晶与多晶金刚石生长的首选方法

发布时间：2025-05-16 16:17:59 | 浏览量： 54次

MPCVD化学气相沉积技术因其独特的优势，通过精确控制反应条件，在衬底上沉积金刚石。相较于传统CVD技术，其两大优势尤为突出：




1、无电极污染：传统CVD技术依赖金属电极维持放电，易引入杂质，而MPCVD通过微波谐振腔直接激发气体，避免了金属污染，确保金刚石纯度。

2、高密度等离子体：MPCVD的气体放电区域集中，激发出更多活性基团，且放电过程极其稳定，助力金刚石长期稳定生长。



MPCVD技术的演变与进步

MPCVD技术的雏形可追溯至20世纪80年代。早期的石英管式设备因功率低、沉积效率差，仅能生长微米级薄膜。科研人员通过不断改进设备结构，逐步演变为石英钟罩式、圆柱形谐振腔式，最终形成环形天线式设计。这一演变的核心在于提升微波输入功率，以激发更高密度的等离子体。例如，现代设备的输入功率已从数百瓦跃升至数千瓦，单晶金刚石的沉积速率也大幅提高。




两种微波频率：915MHz与2.45GHz

根据国际工业法规，MPCVD设备可使用两种微波频率，915MHz与2.45GHz，微波频率的选择直接影响金刚石的生长效率与成本。以上两种频率中：

2.45GHz：设备普及率高，易于操作，但等离子体球较小，适合小尺寸单晶生长；

915MHz：波长更长，等离子体球体积扩大至2.45GHz的2.67倍，效率更高，沉积面积更大，更适合工业级多晶金刚石生长。

具体应用

珠宝首饰


MPCVD技术用于生长高品质单晶金刚石，这些金刚石被用作珠宝首饰，具有优异的色泽和纯净度，备受消费者青睐。

工具领域的应用


MPCVD技术在工具领域的应用也非常广泛。例如，在硬质合金刀具表面沉积一层金刚石薄膜，不仅极大地延长了刀具的使用寿命，加工质量也显著提高。此外，MPCVD技术还可以用于制备金刚石厚膜刀具，逐步取代传统的PCD金刚石刀具。




大功率器件中的应用

金刚石材料被称为第四代散热材料，对于大功率电子器件、半导体芯片等关键器件的散热具有重要作用。




光学级金刚石的应用


MPCVD技术制备的金刚石在光学领域也有广泛应用。例如，MPCVD制备的大面积金刚石单晶和多晶，可用于光学级单晶、电子级、散热片、微波窗口、激光窗口等。



碳方程50200A MPCVD设备

碳方程的50200A MPCVD设备在生长多晶产品方面优势显著，设备采用915MHZ的微波频率，单炉可生产8英寸多晶产品，若用于生产单晶金刚石，单炉能够稳定产出多达 489 片尺寸为 7*7mm 的单晶金刚石。设备运行功率方面，采用50KW大功率装置，更大尺寸的多晶产品意味着更高的生产效率和更低的单位成本，能够满足客户大规模生产的需求。同时，我们的设备在技术方面也有着诸多创新和突破，确保了产品的高质量和稳定性。有效降低生产成本，提高产品的市场竞争力。



碳方程10KW MPCVD设备

碳方程10KW MPCVD设备采用最先进的CVD系统，具有高可靠性、稳定运行、无人值守的安全联锁性能。可实现24 * 7的连续稳定生产，故障率很低，采用高真空不锈钢水冷却腔体，无硅污染，这不仅增强了设备的耐用性，还显著提高了生产效率。生长机台调节范围可达15MM，可灵活适应各种生产需求。单个炉输出多达57件（7*7mm），可生产多晶大小达3inc,所生产的产品净度等级可达到VVS级。



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