MPCVD（微波等离子体化学气相沉积）技术因其独特优势，成为生长高品质单晶和光学级多晶金刚石的首选方法。以下是MPCVD技术的亮点：
无电极污染：MPCVD利用微波能量维持等离子体，避免了传统CVD方法中金属电极对金刚石的污染。
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。
早期MPCVD技术面临金刚石薄膜沉积效率低的问题。提高设备输入功率成为克服这一瓶颈的关键。自20世纪80年代起，MPCVD设备经历了以下发展历程：
石英管式 → 石英钟罩式 → 圆柱形谐振腔式 → 环形天线式
随着设备类型的演变，MPCVD设备的输入功率显著提升，沉积效率也大幅提高。
根据国际工业法规，MPCVD设备可使用两种微波频率：
2.45GHz：设备普遍，易于操作，但沉积直径相对较小。
915MHz：波长更长，等离子体球更大，沉积直径约为2.45GHz的2.67倍，效率更高，成本更低。
然而，915MHz设备对功率和真空性能要求更高，结构更复杂，因此2.45GHz设备在市场上更为常见。
由于单晶金刚石的沉积环境恶劣，为避免等离子体球对石英的刻蚀污染，科研中多采用圆柱形谐振腔式MPCVD设备。其性能可靠，满足实际工业需求。
一些具体应用
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。例如，化合积电采用MPCVD技术制备的大尺寸、高品质金刚石薄膜，被应用于半导体激光器作为热沉材料，通过磁控溅射系统在CVD金刚石热沉片表面沉积金属化层，显著提升了散热效率。
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。
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、THz窗口、化学电极等。
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。
MPCVD技术凭借其无污染、高效率和高稳定性的特点，成为高品质金刚石生长的不二之选。随着技术的不断进步，MPCVD设备将持续推动金刚石材料在工业和科研领域的广泛应用。
2025（第五届）碳基半导体材料与器件产业发展论坛
4月10-12日 浙江宁波
扫码了解参会详情
免责声明 | 部分素材源自网络公开信息，版权归原作者所有。本平台发布仅为了传达一种不同观点，不代表对该观点赞同或支持。如涉侵权，请联系我们处理。
