单晶金刚石是一种古老的晶体材料，钻石即为经过精心设计和雕琢的单晶金刚石，钻石自古以来就由于其炫目的外观和坚硬的品质而被人们视为珍宝。随着科学技术的进步，单晶金刚石的各种优异材料性能已经逐渐被挖掘出来，这种古老的晶体材料在近几十年以来再次成为工业和科研界的热点方向。
金刚石由于具有优异的物理化学性质，但金刚石储量有限，开采难度较大，因此衍生出许多人工合成金刚石的方法，如高温高压法(HTHP)、热丝化学气相沉积法(HJCVD)、微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)。微波等离子体化学气相沉积法由于没有杂质的引入，可以合成出高质量、大面积的金刚石。
微波等离子体产生的基本原理是：微波源发出微波能量，经过波导传输以及天线模式转换后进入谐振腔，在谐振腔内形成一定强度的微波交变电场，在交变电场的激励下，维持在低压状态下的反应气体就会被击穿从而形成等离子体。
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：
