人造培育鑽石主流的方法有兩種，一種是模拟地球自然環境生長鑽石，就是高溫高壓法。還有一種就是我們今天介紹的化學氣相沉積（CVD）法。首先我們介紹下幾種CVD方法。

高溫高壓法所使用的六面頂壓機

1.熱絲化學氣相沉積（HFCVD）法

它的基本原理是利用設置在襯底附近的金屬熱絲高溫分解含碳氣體，形成活性含碳基團和原子态氫，兩者與襯底之間相互作用，在襯底表面形成金剛石膜。它是曆史上首先合成金剛石的方法，其設備結構簡單，操作方便，投資成本較低，工藝特點是金剛石的生長速率較快，沉積參數範圍較寬，要求不嚴格，能獲得面積較大的金剛石膜，便于實現工業化生産，因此是目前應用較多的一種方法。但HFCVD法也存在不足之處，例如熱絲在高溫下容易碳化和變形、容易蒸發出燈絲材料污染沉積出的金剛石，其中燈絲的污染最為嚴重，它直接限制了金剛石沉積質量的進一步提高，也決定了HFCVD法對光學、電子學應用的金剛石材料的制備不适合，産品适用于工具領域和熱學領域，目前國内市場已産出大量工具級多晶金剛石片，價格便宜好用，而大面積導電金剛石材料的制備将在未來占據國内市場占有一席之地。

2.直流等離子體噴射化學氣相沉積（DC-PJ CVD）法

它是在中到高氣壓（約100Torr至一個大氣壓）、相對高的氣體流量（每分鐘幾升）的條件下，氣體被直流電源激活形成等離子體，體積急劇膨脹形成高速噴射流撞擊到放于反應室中的襯底表面，等離子體中的原子态氫和活性含碳基團在襯底表面形成島狀金剛石膜。其主要特點是沉積速率高，據報道其沉積速率可以達到1000 μm/h，該裝置在所有方法中沉積金剛石的速率最高，沉積面積最大。不過該方法也存在膜厚不均勻和由于氣體溫度過高造成的溫度控制能力弱等缺點，大大降低了膜的質量，目前國内已經具有工業生産的能力，并已經出售相關産品，用于金剛石加工工具（修正筆、拉絲模具等）、光學窗口等。

3.微波等離子體化學氣相沉積（MPCVD）法

它是利用微波使反應氣體電離産生等離子體，等離子體中的原子态氫和活性含碳基團在襯底表面發生化學反應，沉積出金剛石膜。其設備是最為穩定且能夠制備高質量金剛石，是目前合成金剛石薄膜的主要方法。其主要特點是等離子體中電子密度高，産生原子H的濃度大，沒有電極污染，能夠在較大壓力下産生穩定的等離子體，生長的金剛石膜的質量較高。其設備也是國内外科學家研究的重點，目前市場長已經有多種MPCVD型号。微波法能夠制備大面積、高質量的金剛石，是未來制備人造金剛石最理想的方法，該方法在國外已經得到了很好的應用，如光學紅外窗口等。微波CVD法能夠制備高品級的金剛石，經過加工後可以作為鑽石等裝飾品，其價格也僅天然鑽石的四分之一，但由于微波進口設備昂貴，技術起點高，目前國内僅幾家科研單位和企業具有工業生産能力，已經能夠合成單晶金剛石片，工具級、光學級金剛石厚膜等。

MPCVD設備照片

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