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 :
- 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.
- 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 |