金刚石

CVD 金刚石生长对甲烷与氢气的配比精度、气体纯度和过程稳定性要求苛刻。我们的高精度流量控制与气体分析产品，为 MPCVD 等金刚石生长设备提供可靠的气体供给与过程监控，保障晶体生长的一致性与品质。

化学气相沉积（CVD）是目前制备高品质人造金刚石的主流路线，核心原理是以甲烷为碳源、过量氢气为辅助气体，在低压（约 0.1 个大气压）与高温（约 800–1000℃）条件下，把氢气分解为高活性原子氢。原子氢优先刻蚀掉石墨等非金刚石碳，只保留稳定的金刚石晶格，同时稳定生长表面，使碳原子正确附着。根据能量提供方式，可分为微波等离子体 CVD（MPCVD）、热丝 CVD（HFCVD）与直流电弧等离子体喷射 CVD 三类。

MPCVD 用 2.45GHz 微波在腔体内产生无电极接触的等离子体球，污染风险极低，可获得电子级、宝石级的高纯金刚石，典型工艺为氢气 300 sccm、甲烷 15–18 sccm、基片温度 700–800℃、腔压 14–15 kPa，生长速率约 1–5 μm/h。HFCVD 以热丝（2000–2400℃）分解气体，装置简单、成本低、易扩大面积，适合刀具涂层与大面积极多晶金刚石，甲烷浓度通常控制在总流量的 1–1.5%。

甲烷与氢气的比例是决定膜层质量的关键参数：浓度过低成核密度不足，过高则金刚石晶粒趋于球形、非金刚石成分增加。因此碳源与氢气的流量必须精确、稳定，微小的流量漂移会在长时间生长中累积成明显的成分偏差。

单晶外延生长对气体控制的稳定性要求更高。以上海交通大学热丝法单晶研究为例，在热丝温度 2200℃、碳源浓度 4%、腔压 4 kPa 的条件下，单晶以 3.41 μm/h 的速度外延生长，晶体质量优于衬底；这类实验对甲烷、氢气的长期流量稳定性和重复性提出了极高要求。

海纳面向 MPCVD、HFCVD 及电弧法设备，提供碳源/氢气/含氮气体的质量流量控制、压力调节与混气方案，帮助金刚石生产与科研团队稳定工艺窗口、提高晶体质量。