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Procédé CVD

Le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) peut être défini comme le dépôt d'un solide sur une surface à partir de réactions chimiques en phase gazeuse. Dans le cas du dépôt de diamant, le mélange gazeux contient un précuseur de carbone  (CH4, CO2) et de l'hydrogène. Les espèces carbonées et l'hydrogène doivent être activés car le graphite est la seule phase solide thermodynamiquement stable à basse pression, et sans activation, seul le graphite serait formé. Cette activation peut être obtenue par deux méthodes :

  1. Haute température: Un filament est chauffé à environ 2400-2600K. L'hydrogène atomique est alors formé et les espèces carbonées sont activées dans la région du filament chaud. Le tantale ou le tungstène sont les matériaux les plus utilisés comme filament.
  2. Plasma: La phase gazeuse est ionisée conduisant à d'importantes concentrations en hydrogène atomique et d'espéces carbonées actives. Deux types de plasma sont utilisés, les décharges luminescentes (hors équilibre) et les torches plasma (à l'équilibre).


Le tableau suivant résume les principales caractéristiques de chaque méthode CVD, qui ont chacune leurs avantages et leurs inconvénients


Filament Chaud Plasma (décharge luminescente) Torche Plasma
Température du gaz 2000K 3000K 5000K
Température du substrat 750-850°C 600-900°C > 900°C
Surface de dépôt > 0.5 m² < Φ200mm < Φ20mm
Vitesse de croissance 0.2-0.5 µm/h 1-10 µm/h 10-100 µm/h
Structure Microcristallin ou nanocristallin Mono, micro ou ultra-nanocristallin Gros grains


Pour déposer des films de diamant sur de grande surface (jusqu’à 0.5m2) et avec de faibles coûts de production, NeoCoat a focalisé son développement de procédé sur la technologie filament chaud.
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