等離子體增強 CVD 是當前主流的實(shí)驗室制造鉆石制造技術(shù)?，F代等離子體增強 CVD的主要類(lèi)型包括：

l 直流等離子射流

l 微波等離子體

l 射頻等離子體  

激光等離子體 CVD 是自 20 世紀 90 年代以來(lái)存在的一種不太為人所知的等離子體增強 CVD 子類(lèi)型，它在環(huán)境壓力和正壓下運行，并且具有比以前的子類(lèi)型更高的理論金剛石生長(cháng)速率。對于 CVD 系統制造商和鉆石制造商來(lái)說(shuō)，將這些系統從大學(xué)當前的研究環(huán)境擴展到商業(yè)實(shí)驗室培育鉆石市場(chǎng)可能會(huì )帶來(lái)高額利潤。

正如其他金剛石 CVD 系統一樣，艾里卡特的質(zhì)量流量控制器和壓力控制器可以為激光等離子體 CVD 系統提供很好的氣體混合和腔室壓力操作條件。

激光等離子體 CVD 系統的主要優(yōu)點(diǎn)

工作壓力條件限制較少

與所有其他等離子體增強 CVD 技術(shù)相比，激光等離子體 CVD 的主要優(yōu)點(diǎn)之一是，激光等離子體 CVD 金剛石制造可在環(huán)境壓力和正壓 (1-4.5 atm) 下實(shí)現，而其他等離子體增強 CVD 金剛石制造技術(shù)則依賴(lài)于在低于大氣壓的情況下。因此，激光等離子體 CVD 系統中的壓力調節比傳統的等離子體增強 CVD 技術(shù)更便宜，在傳統的等離子體增強 CVD 技術(shù)中，腔室真空條件必須保持在 100 Torr 以下。    

更高的理論鉆石增長(cháng)率

激光等離子體 CVD 的另一個(gè)巨大優(yōu)勢是，根據巴赫曼模型，它可以將理論金剛石沉積速率比現有技術(shù)提高 2-3 個(gè)數量級（預測高達10³ 10⁴ μm /小時(shí)）。出現這種情況是因為激光等離子體 CVD 中的激光功率密度遠遠優(yōu)于其他等離子體增強 CVD 方法，從而可以實(shí)現更快的理論反應。盡管如此，在目前的研究階段，激光等離子體CVD沉積速率僅為100 微米/小時(shí)，仍然超過(guò)許多其他等離子體增強CVD生長(cháng)速率，但遠低于預期。實(shí)現激光等離子體 CVD 的理論鉆石生長(cháng)速率是一個(gè)令人興奮的持續研究領(lǐng)域，具有很好的利潤的潛在成果。

設計更好的激光等離子體 CVD 系統

激光等離子 CVD 金剛石制造使用激光等離子管沉積金剛石薄膜。在此系統中，連續的CO₂激光穿過(guò)密封窗口，并通過(guò)專(zhuān)門(mén)設計的噴嘴使用鏡子將其集中到反應室中。進(jìn)入腔室后，CO₂激光器與 Ar 或 Xe 氣體等離子體混合，后者與主要進(jìn)料氣體（主要是CH₄和 H₂，但有時(shí)也有 CH₄和 CO₂ ）相互作用。Alicat 氣體流量控制器提供很好的氣體混合，而壓力控制器則維持腔室工作壓力。氣體混合物的等離子點(diǎn)火是通過(guò)高壓放電或細鎢絲來(lái)實(shí)現的。生長(cháng)金剛石薄膜的基底通過(guò)循環(huán)水冷卻并通過(guò)激光加熱。液體質(zhì)量流量控制器通過(guò)控制回路驅動(dòng)水將基材冷卻至設定點(diǎn)溫度。

改善氣體混合控制  

根據測試激光等離子體 CVD 的研究論文，這些系統的理想氣體混合物是 0.05% CO₂ + 0.2% CH₄ + 4.75% H₂ + 95.25% Ar，這與其他等離子體增強中使用的混合物顯著(zhù)不同CVD 技術(shù)。需要對激光等離子體 CVD 進(jìn)行進(jìn)一步研究，以便為這些系統創(chuàng )造更好的氣體混合物。  

Alicat 的MC 系列質(zhì)量流量控制器可精確控制進(jìn)入反應室的等離子體和進(jìn)料氣體的流量，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

l 按百萬(wàn)分之一 (ppm) 定制氣體混合物

l 無(wú)需預熱

l 30 毫秒的響應速度

l 標準 NIST 可溯源精度高達讀數的 ±0.6% 或滿(mǎn)量程的 ±0.1%，以較大者為準

l 量程范圍0.01% – 100%

l 重復性高達 ±（讀數的 0.1% + 滿(mǎn)量程的 0.02%）

改善基板溫度控制

此外，Alicat 的LC 系列和 CODA KC 系列液體流量控制器可控制冷卻金剛石生長(cháng)基質(zhì)的水流，從而提供：

l LC 系列 NIST 可溯源精度高達滿(mǎn)量程的 ±2%

l CODA KC 系列科里奧利控制器 NIST 可溯源精度高達讀數的 ±0.2% 或滿(mǎn)量程的 ±0.05%

l CODA KC 系列對外部振動(dòng)不敏感  

l 使用液體體積流量或壓力進(jìn)行多變量流量控制，并同時(shí)測量控制回路命令的溫度

改善壓力控制

由于激光等離子體 CVD 需要正壓調節，Alicat 的PC 系列壓力控制器可以與真空泵結合調節下游室壓力調節，從而快速排出多余的室氣體。對于此應用，Alicat 的 PC 系列提供：

l NIST 可追溯精度高達滿(mǎn)量程的 ±0.125%

l 控制范圍為滿(mǎn)量程的 0.01% – 100%

l 重復性高達滿(mǎn)量程的 0.08%