Le procédé MPCVD (Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition) est une méthode sophistiquée utilisée pour produire des films de diamant de haute qualité.
Qu'est-ce que le procédé MPCVD ? 7 étapes clés expliquées
1. Évacuation de la chambre
La première étape consiste à évacuer la chambre à une pression de base. Cela permet de créer un environnement propre et contrôlé pour le processus de croissance.
2. Introduction de H2 et maintien de la basse pression
Une fois la chambre évacuée, de l'hydrogène gazeux (H2) est introduit et la pression est maintenue à un faible niveau. Cela est nécessaire pour l'allumage du plasma.
3. Allumage du plasma par micro-ondes
Un générateur de micro-ondes, généralement un magnétron ou un klystron, est utilisé pour générer des micro-ondes dans la gamme des 2,45 GHz. Ces micro-ondes sont couplées à la chambre à vide à travers une fenêtre en quartz.
4. Introduction d'un gaz contenant du carbone
Un petit pourcentage de gaz contenant du carbone, tel que le méthane (CH4), est introduit dans la chambre. Le méthane est préféré en raison de sa grande pureté et de sa similarité structurelle avec le diamant.
5. Croissance sur le substrat
Le plasma créé par le rayonnement micro-ondes réagit avec le gaz contenant du carbone, ce qui entraîne le dépôt de diamant sur le substrat. Le substrat est généralement ensemencé de diamant pour initier le processus de croissance.
6. Contrôle des paramètres
Tout au long du processus, divers paramètres tels que la puissance des micro-ondes, les débits de gaz et la température de réaction sont soigneusement contrôlés afin de garantir la croissance de films de diamant de haute qualité.
7. Introduction de dopants (facultatif)
Dans certains cas, des dopants peuvent être introduits pendant le processus de croissance pour modifier les propriétés du film de diamant. Par exemple, le bore peut être introduit pour créer un diamant supraconducteur, tandis que les lacunes dans l'azote peuvent produire des propriétés de photoluminescence intéressantes pour les systèmes d'information quantique.
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