金刚石被认为是制备下一代高功率、高频、高温及低功率损耗电子器件最有希望的材料，被业界誉为“终极半导体”。金刚石沉积的方法有多种，其中MPCVD沉积法比起其他CVD法更有助于金刚石长期稳定生长，沃特塞恩微波源带您了解其中奥秘！

了解过MPCVD设备的人都知道，MPCVD沉积金刚石技术的特点是其等离子体的能量由微波能量维持，因此在放电过程中不使用金属电极，可以避免其他CVD沉积方法中使用电极对金刚石造成的污染。此外，MPCVD方法的气体放电区域非常集中，不仅刺激了高密度等离子体的产生，激发了更多的活性基团，而且其放电过程极其稳定。这些优势都有助于优质金刚石的长期稳定生长。因此，MPCVD一直是行业生长高品质单晶和光学级多晶金刚石的首选方法。

MPCVD金刚石沉积技术的早期缺点与目前改进

在MPCVD金刚石薄膜沉积技术发展的早期，人们开始认识到其缺点是金刚石薄膜沉积效率低，也认识到克服上述缺点的途径在于如何提高MPCVD设备的输入功率。20世纪80年代以来，通过改进MPCVD设备提高金刚石薄膜的沉积效率一直是MPCVD沉积技术的研究热点。到目前为止，根据MPCVD设备谐振腔形式的不同，MPCVD设备主要经历了石英管式、石英钟罩式、圆柱形谐振腔式和环形天线式等多种形式的漫长发展过程。随着MPCVD设备类型的演变，设备的输入功率也得到了显著的提高。

MPCVD金刚石沉积设备的两种微波频率

根据相关国际工业法规，MPCVD设备可以使用的微波频率有2.45GHz和915MHz两种频率。人们在实践中比较两种不同频率的微波，915MHz的微波波长更长，产生的等离子体球更大，所需的微波功率更高，所以可以沉积的金刚石膜的直径也会更大。与2.45GHz微波相比，915MHz微波的有效沉积直径约为2.45GHz微波的2.67倍。正是由于上述优势，频率为915MHz的MPCVD设备可以大大提高金刚石的沉积效率，降低金刚石材料的制备周期和成本，对业界具有吸引力。然而，由于915MHz MPCVD设备所需的功率更高，设备的结构和细节也更加复杂，其真空性能也面临很大挑战，要求也会更高。所以市面上2.45GHz的MPCVD金刚石沉积设备要较915MHz频率设备普遍多一点。

2.45G-6kW MPCVD设备

目前，2.45GHz和915MHz频率的MPCVD金刚石沉积设备可批量生产单晶金刚石。然而，由于单晶金刚石的沉积环境非常恶劣，为了避免等离子体球刻蚀石英造成的污染，现在科研很少使用石英管和石英钟罩式MPCVD设备，多采用圆柱形谐振腔式MPCVD设备。