Le dépôt chimique en phase vapeur par filament chaud (HFCVD) est une méthode utilisée pour créer des films de diamant.
Ce procédé fait appel à un filament chaud, généralement en tungstène.
Le filament génère de l'hydrogène atomique.
Cet hydrogène réagit avec une source de carbone, généralement du méthane, pour produire des hydrocarbures.
Ces hydrocarbures sont essentiels à la formation du diamant.
5 points clés expliqués
1. Le rôle du filament chaud
Le filament chaud d'un système HFCVD est porté à des températures très élevées, de l'ordre de 2 000 à 2 500 °C. Cette température élevée permet de décomposer la matière première et de la rendre plus résistante.
Cette température élevée permet de décomposer le matériau carboné et d'initier une réaction chimique en phase vapeur.
2. La source de carbone
Le matériau carboné peut être une fine tranche de diamant ou de graphite.
La chambre est soumise à un vide poussé pour éviter toute contamination.
Elle est ensuite remplie de gaz riche en carbone et d'hydrogène ou d'oxygène.
3. Le processus de formation du diamant
L'énergie du filament chauffé rompt les liaisons chimiques des gaz.
Cela permet la croissance d'un diamant couche par couche.
L'hydrogène atomique réagit avec les gaz précurseurs à la surface du substrat pour former le diamant.
4. Avantages de la HFCVD
Le procédé HFCVD est connu pour la simplicité de son équipement.
Elle permet de contrôler plus facilement les conditions du procédé.
Elle permet également d'obtenir un taux de croissance du film de diamant plus rapide que les autres méthodes.
5. Défis et applications
L'un des problèmes est que le filament de tungstène peut devenir cassant et se briser, ce qui entraîne une contamination.
La faible concentration de particules actives peut également limiter la vitesse de croissance.
Les films de diamant produits par HFCVD ont des applications dans divers domaines industriels, notamment les fenêtres optiques infrarouges, les DEL de haute puissance et les détecteurs résistants aux rayonnements.
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