由于金刚石的生长需要特定的温度范围，因此在金刚石设备中，水冷系统是至关重要的一个模块，而水冷系统中关键的是基片台水冷系统。在金刚石设备中，等离子体位于基片台上方并为金刚石籽晶生长提供能量，由于金刚石生长需要维持在一个特定的温度范围，温度过高或过低就会形成石墨相及多晶金刚石等杂质，这样不利于高品质金刚石的生长。

金刚石沉积设备的优越性
金刚石晶体又称钻石，由于其拥有宽带隙、高击穿电场、高载流子迁移率及高热导率的特点，因而成为继碳化硅、氮化镓之后具有代表性的新一代半导体材料，被誉为“终极半导体”材料，还广泛用于取代天然钻石的首饰领域。

大尺寸金刚石的制备一直都是困扰国内外厂家的难题，金刚石材料作为半导体和高频功率器件中的材料应用基础，这一技术难题的突破与大尺寸单晶金刚石的产业化对于中国智能制造及产业升级等具有重大意义。与多晶金刚石相比，单晶金刚石没有晶界制约，因此，单晶金刚石在光学、电学领域具有更好的优势，而所有优势的前提是制备出大尺寸高质量的单晶金刚石。

培育钻石是人造金刚石中的宝石级大单晶金刚石。金刚石的化学成分为碳（C），属于碳元素的一种同素异形体，其密度为3.52g/cm、硬度为莫氏10级，是目前人类认知范围内非常坚硬的物质。钻石可以分为天然钻石和人造钻石两种。

金刚石沉积设备生长金刚石过程中的主要影响因素
金刚石的生长是一个很复杂的过程，有很多因素都可以对其造成影响，如：CH4/H2气氛下，碳源浓度、沉积温度和生长气压等。下面逐一介绍：

椭球谐振腔式金刚石沉积设备出现在1997年前后，由德国Fraunhofer研究所设计研发。椭球谐振腔式金刚石沉积设备的结构与石英钟罩式金刚石沉积设备十分相似，两者都有一个大的石英钟罩并且均采用同轴天线式转换器作为微波模式转换手段，两者的明显不同之处主要在于谐振腔的不同。

MPCVD沉积技术的特点表现于其等离子体的能量是由微波能量来维持的，因而在放电过程中可以不使用金属电极，可避免其他CVD沉积方法中因使用电极而造成对金刚石的污染；此外，MPCVD法的气体放电区域十分集中，不仅激励产生高密度的等离子体，激发更多的活性基团，而且其放电过程极为稳定，如上优点均有助于高质量金刚石长时间稳定的生长。正如此，MPCVD一直是业界生长高质量单晶和光学级多晶金刚石的优选方法。

金刚石沉积设备生长的金刚石表征
沉积设备生长出来的金刚石样品需要先做拉曼光谱，这是非常主要也是非常关键的一种表征方法，简单判断外延单晶样品是否为金刚石以及是否含有 SP2杂化形态的碳。如果通过拉曼光谱确定为金刚石单晶，可以进行金刚石晶体质量的进一步表征，用X射线摇摆曲线去表征金刚石单晶的晶体质量，光致发光谱、红外吸收光谱、紫外吸收光谱可以用来表征单晶金刚石的光学性质的好坏，也可以简单判定晶体内所

MPCVD设备生长金刚石的过程中，除除功率、气压、温度、漏气率、气源种类和比例等工艺参数外、籽晶自身的品质也是重要的工艺参数。目前通常用作金刚石生长的籽晶的晶面取向主要有（100）、（110）、（111）和（113）四种。在以上四个晶面中，由于（100）晶面在生长过程中产生缺陷和孪晶的概率比较小，适合生长高质量、大尺寸的单晶厚膜，且该晶面的籽晶较于其他晶面更容易抛光处理且容易得到低缺陷的衬底，目

金刚石在MPCVD设备中的生长需要保证MPCVD设备的真空性。将设备反应腔清洗，在基片台上放置已经预处理好的籽晶，关闭设备反应腔舱门，进行抽真空操作，待反应腔达到一定的真空度的时候，结束抽真空操作并通入反应气体，反应气体在微波场的激励下形成等离子体状态，反应气体成为各种活化基团，碳元素在籽晶上沉积，生长为金刚石。