薄膜在最初形核阶段，根据晶格失配和表面、界面能不同，可分为三种不同的生长模式:Frank-vander Merwe 模式;Volmer-Weber 模式;Stranski-Krastanov模式14648]。图1.9为CVD金刚石的三种生长模式示意图。
(a)Frank-vander Merwe(层状生长)模式:在底上形成许多二维晶核晶核长大后联结成单原子层，铺满衬底后继续上述过程，以层状生长方式进行生长，也就是整个膜层逐层沉积，最后形成一定厚度的连续膜。
(b)Volmer-Weber (岛状生长模式:在衬底上形成许多三维的岛状晶核岛状晶核长大后形成表面粗糙的多晶膜。其表面膜层有很高的粗糙度，且结构内部有大量缺陷。
(c)Stranski-Krastanov (中间生长)模式:如果所生长出来的薄膜材料与衬底材料有较大的晶格失配度，由于晶格常数不同，因而随着沉积原子层的增加，应变能逐渐增加。为了松驰这部分能量，当薄膜生长到一定厚度之后，生长模式转化为岛状模式。这种模式通常发生在层状模式生长后，膜内出现应力的情况。
对于 CVD 金刚石而言，由于金刚石的表面自由能很高，限制了它在很多衬底材料上的 Frank-vander Merwe 模式的生长，一般只有同质外延法制备金刚石才有可能 Frank-vander Merwe 模式下生长。通常，异质外延法制备 CVD金刚石膜都是 Volmer-Weber 模式下生长，最后生长为表面粗糙的多晶膜，而且根据生长条件的不同，其金刚石膜的结晶性能及品质也截然不同。
CVD金刚石厚膜的生长过程主要分为三个阶段，即成核、形成连续薄膜和厚膜生长。图 1.10 给出了金刚石厚膜的柱状生长结构模型。
在成核阶段，成核密度是影响厚膜组织结构的一个重要因素。因此为了促进金刚石膜的形核率，一般采用较高甲烷浓度。
在形成薄膜阶段，晶核长大形成小晶粒，相邻的小晶粒生长过程中发生合并生长，合并生长的结果形成了连续的聚晶薄膜。
在厚膜生长阶段，合并生长的晶粒横向生长受相邻晶粒的制约，只能沿纵向生长，形成了柱状生长的晶粒。
晶体生长形态是其内部结构的外在反映，晶体的各个晶面间的相对生长速率决定了它的生长形态。(100)和(111)晶面是金刚石生长的两个主要晶面，(100)和(111)晶面的生长速度比定义为生长系数 α:
a= 31/2V(100)/ V(111)
式中V(100)和V(111)分别为 (100)和(111) 晶面的生长速度。对于天然金刚石或高温高压金刚石而言，当α=1时，晶粒呈立方体;α=2.85 时，晶粒呈八面体;1<α<2.85 时，晶粒是立方八面体 (见图 1.11)
作为一直专注于宽禁带半导体材料研发、生产和销售，致力于成为全球领先的宽禁带半导体材料公司，化合积电采用MPCVD法制备高质量金刚石热沉片，并独特研发基于等离子体辅助研磨抛光的金刚石原子级表面高效精密加工方法。核心产品有多晶金刚石（晶圆级金刚石热沉片、金刚石基氮化镓）、单晶金刚石（热学级、光学级、电子级）和氮化铝薄膜（金刚石基氮化铝、硅基氮化铝和蓝宝石基氮化铝）等，产品可应用于5G基站、激光器、医疗器械、大功率LED、新能源汽车、新能源光伏、航空航天和国防军工等领域。
