流量控制和监测 | 金刚石涂层

应用要求

重要的是所用的质量流量控制器可确保合适的气体总量和过程的重复性；否则，所获薄膜的均匀性和整体质量将大打折扣。仪表须可靠并具有模拟或数字通信功能，因为流程中气体的可燃性和爆炸性涉及安全问题，须严密控制和监测。

重要议题

• 高重复性
• 高精度
• 快速响应
• 高稳定性

工艺方案

金刚石薄膜生产的通用方法之一是热丝气相沉积技术（HFCVD），其中气体混合物通过加热至2400ºC的W或Ta线（∅100 到 300 μm)进行加热。通常仅需两种气体：H2和CH4，甲烷在氢气中以1 -2 vol%稀释。HFCVD反应器内的总压力通常在20 mbar 至 200 mbar之间变化，总流量取决于反应器的尺寸和几何形状。

新型的金刚石涂层被称为纳米晶金刚石(NCD) ，与微晶金刚石薄膜(MCD)相反。NCD的特征在于纳米微晶尺寸(1 nm 到 50 nm)和更光滑的表面，保留了MCD的硬度并相对于MCD具有更好的耐磨损和耐摩擦性能。这些涂层通常需要添加第三惰性气体，通过增强生长过程中的再成核过程和改变腔室内气体的热负荷来促进NCD的形成，也影响基板加热。该系统比MCD系统更复杂，在进料气体的控制和监测中需要倍加注意。

这类反应器的进一步修改包括在形成期间用硼(MCD和NCD)掺杂金刚石涂层使其具导电性。通常用到含硼(B)物质的液体并且通过载气鼓泡将硼蒸汽带到热丝和金刚石涂层中。通过选择合适的硼浓度并调节通过的气体来调节掺杂水平。在进行NCD时，因为涉及三种气体，任务变得越发困难。质量流量控制器（例如EL-FLOW Select, LOW-ΔP-FLOW 或 IN-FLOW系列)在涉及CVD工艺的应用中发挥着关键作用。