"化学気相成長により合成ダイヤモンド材料を製造するマイクロ波プラズマ反応器であって、前記マイクロ波プラズマ反応器は、プラズマチャンバと、前記プラズマチャンバ内に設けられていて、使用中、前記合成ダイヤモンド材料を被着させるべき基板を支持する基板ホルダと、マイクロ波発生器からマイクロ波を前記プラズマチャンバ中に送り込むマイクロ波結合構造体と、プロセスガスを前記プラズマチャンバ中に送り込んで前記プロセスガスを前記プラズマチャンバから除去するガス流システムとを含み、前記ガス流システムは、前記基板ホルダと対向して設けられていて、プロセスガスを前記基板ホルダの方へ差し向ける複数個のガス入口ノズルを備えたガス入口ノズルアレイを含み、前記ガス入口ノズルアレイは、前記プラズマチャンバの中心軸線に対して実質的に平行な又は末広がりの配向状態で設けられた少なくとも6つのガス入口ノズルを含み、0.1個/cm2以上のガス入口個数密度を有し、前記ガス入口ノズル個数密度は、垂線が前記プラズマチャンバの前記中心軸線に平行に位置する平面上に前記ノズルを投影し、前記平面上の前記ガス入口個数密度を測定することによって前記ガス入口ノズル個数密度が測定され、10以上のノズル面積比を有し、前記ノズル面積比は、垂線が前記プラズマチャンバの中心軸線に平行に位置する平面上に前記ノズルを投影し、前記平面上の前記ガス入口ノズル領域の全面積を測定し、前記ノズルの全個数で除算して各ノズルと関連した面積を与え、各ノズルと関連した前記面積を各ノズルの実際の面積で除算することによって測定される、マイクロ波プラズマ反応器。前記ガス入口ノズル個数密度は、0.2個/cm2以上、0.5個/cm2以上、1個/cm2以上、2個/cm2以上、5個/cm2以上又は10個/cm2以上である、請求項1記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記ガス入口ノズル個数密度は、100個/cm2以下、50個/cm2以下又は10個/cm2以下である、請求項1又は2記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記ノズル面積比は、30以上、100以上、300以上、1000以上又は3000以上である、請求項1~3のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記ノズル面積比は、100000以下、30000以下又は10000以下である、請求項1~4のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記ガス入口ノズルアレイは、7個以上、9個以上、10個以上、15個以上、20個以上、30個以上、40個以上、60個以上、90個以上、120個以上、150個以上、200個以上、300個以上、500個以上、700個以上、1000個以上、1200個以上又は1500個以上のガス入口ノズルを有する、請求項1~5のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。各ガス入口ノズルの外径は、0.1mm~5mm、0.2mm~3.0mm、2.0mm~3mm、0.2mm~2mm、0.25mm~2mm又は0.25mm~1.5mmである、請求項1~6のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。全ノズル面積/ガス入口ノズルアレイの面積の比は、0.5以下、0.35以下、0.3以下、0.2以下、0.1以下、0.05以下、0.02以下、0.01以下又は0.007以下である、請求項1~7のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記ガス入口ノズルアレイに属するノズルの全面積は、mm2で表して、1~5000、5~3000、10~3000、20~2750、30~2750又は50~2700である、請求項1~8のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記ガス入口ノズルが間隔を置いて設けられている前記ガス入口ノズルアレイの全面積は、mm2で表して、100~15000、200~15000、400~10000、800~10000又は1000~8000である、請求項1~9のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記ガス入口ノズルの少なくとも50、少なくとも60、少なくとも70、少なくとも80又は少なくとも90は、同一の直径を有する、請求項1~10のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記ガス入口ノズルは、一様に間隔を置いて設けられている、請求項1~11のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記ガス入口ノズルアレイは、ガス入口ノズルの六角形の密集アレイから成る、請求項1~12のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記ガス入口ノズルアレイは、前記プラズマチャンバの中心軸線に対して平行な配向状態をなして設けられた1つ又は2つ以上の中心ガス入口ノズルを含む、請求項1~13のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記ガス入口ノズルアレイは、前記プラズマチャンバの前記中心軸線に対して末広がりの配向状態をなして設けられた複数個の外側ガス入口ノズルを含む、請求項14記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記ガス入口ノズルの実質的に全ては、前記プラズマチャンバの前記中心軸線に対して平行な配向状態をなして設けられている、請求項14記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記ガス入口ノズルアレイと前記基板ホルダとの間の最小距離Dcは、6Rs以下、4Rs以下又は2Rs以下であり、Rsは、前記基板ホルダの半径である、請求項1~16のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記ガス入口ノズルアレイの最大半径Rmは、次の条件を満たしており、即ち、Rm×Fmは、Rs以上であり、Rsは、前記基板ホルダの半径であり、Fmは、0.5以上、0.6以上、0.7以上、0.8以上、0.9以上又は1以上且つ1.5以下、1.3以下、1.2以下又は1.1以下である、請求項1~17のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。各ガス入口ノズルは、第1の直径を備えた入口部分及び第2の直径を備えた出口部分を有し、前記第1の直径は、前記第2の直径よりも大きい、請求項1~18のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記マイクロ波発生器からのマイクロ波を前記プラズマチャンバ中に送り込む前記マイクロ波結合構造体は、前記基板ホルダの上流側で前記プラズマチャンバの端のところに設けられている、請求項1~19のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記ガス入口アレイは、前記端の中央領域に設けられ、前記マイクロ波結合構造体は、前記ガス入口アレイの周りにリングをなして設けられたマイクロ波窓を有する、請求項20記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記複数個のガス入口ノズルは、前記マイクロ波窓から見て下流側に設けられ、前記複数個のガス入口ノズルは、前記マイクロ波窓よりも前記基板ホルダの近くに配置されている、請求項21記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記ガス入口ノズルアレイは、1本又は2本以上のガス入口パイプからプロセスガスを受け入れるキャビティを備えたハウジングを含み、前記ハウジングは、前記キャビティからのプロセスガスを前記プラズマチャンバ中に且つ前記基板ホルダに向かって噴射する複数個の入口ノズルを更に備えている、請求項1~22のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記ハウジングは、前記プラズマチャンバ内に配置されている、請求項23記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記キャビティは、前記ガス入口ノズルアレイ中への前記プロセスガスの噴射に先立って前記プロセスガスのうちの少なくとも何割かを混合させるよう構成されている、請求項23又は24記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記ガス入口アレイは、互いに異なるノズルを通って互いに異なるガス組成物を運搬するよう構成されている、請求項1~25のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。請求項1~26のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器を用いて合成ダイヤモンド材料を製造する方法であって、前記方法は、前記複数個のガス入口ノズルを通ってプロセスガスを前記プラズマチャンバ中に噴射するステップと、マイクロ波発生器からのマイクロ波を前記マイクロ波結合構造体を通って前記プラズマチャンバ中に送り込んで前記基板ホルダ上に設けられた基板の上方にプラズマを形成するステップと、前記基板の成長面上に合成ダイヤモンド材料を成長させるステップとを含む、方法。前記ガス入口ノズルアレイを通って送り込まれる全ガス流量は、毎分500標準cm3以上、750標準cm3以上、1000標準cm3以上、2000標準cm3以上、5000標準cm3以上、10000標準cm3以上、15000標準cm3以上、20000標準cm3以上、25000標準cm3以上、30000標準cm3以上、35000標準cm3以上又は40000標準cm3以上である、請求項27記載の方法。前記ガス入口ノズルアレイを通って送り込まれる全ガス流量は、前記成長面表面積の1cm2当たり毎分3標準cm3以上、10標準cm3以上、20標準cm3以上、50標準cm3以上、100標準cm3以上、200標準cm3以上、500標準cm3以上又は1000標準cm3以上且つ前記成長面表面積の1cm2当たり毎分50000標準cm3以下、20000標準cm3以下、10000標準cm3以下又は5000標準cm3以下である、請求項27又は28記載の方法。前記ガス入口ノズルアレイと前記基板との間の最小距離Dcは、6Rs以下、4Rs以下又は2Rs以下であり、Rsは、前記基板ホルダの半径である、請求項27~29のうちいずれか一に記載の方法。前記ガス入口ノズルアレイの最大半径Rmは、次の条件を満たしており、即ち、Rm×Fmは、Rs以上であり、Rsは、前記基板ホルダの半径であり、Fmは、0.5以上、0.6以上、0.7以上、0.8以上、0.9以上又は1以上且つ1.5以下、1.3以下、1.2以下又は1.1以下である、請求項27~30のうちいずれか一に記載の方法。前記プロセスガスは、100以下、80以下、50以下、30以下、20以下、10以下、5以下、3以下、2以下又は1以下のレイノルズ数で前記複数個のガス入口ノズルを通って前記プラズマチャンバ中に噴射される、請求項27~31のうちいずれか一に記載の方法。前記プラズマチャンバ内の作動圧力は、2300~2600MHzのマイクロ波周波数の場合、200トル以上、220トル以上、240トル以上、260トル以上、280トル以上、300トル以上、320トル以上、340トル以上、360トル以上、380トル以上若しくは400トル以上であり、800~1000MHzのマイクロ波周波数の場合、120トル以上、140トル以上、160トル以上、180トル以上、200トル以上、220トル以上、240トル以上若しくは260トル以上であり、又は400~500MHzのマイクロ波周波数の場合、60トル以上、70トル以上、80トル以上、100トル以上、120トル以上、140トル以上若しくは150トル以上である、請求項27~32のうちいずれか一に記載の方法。前記プラズマチャンバ中に供給される電力の少なくとも45、少なくとも50、少なくとも55、少なくとも60、少なくとも65又は少なくとも70は、前記プラズマチャンバの底部を通って伝送される、請求項27~33のうちいずれか一に記載の方法。前記基板に送り出される電力密度は、前記成長面の0.05W/mm2以上、0.1W/mm2以上、0.5W/mm2以上、1W/mm2以上、1.5W/mm2以上、2.0W/mm2以上、2.5W/mm2以上、2.75W/mm2以上、3.0W/mm2以上、3.2W/mm2以上又は3.5W/mm2以上であるのが良い、請求項27~34のうちいずれか一に記載の方法。前記複数個のガス入口ノズルからのガス流は、重力により下方に流れる、請求項27~35のうちいずれか一に記載の方法。前記マイクロ波プラズマ反応器は、逆さまにされ、前記複数個のガス入口ノズルからのガス流は、重力に抗して上方に流れる、請求項27~36のうちいずれか一に記載の方法。前記プロセスガスは、1つ又は2つ以上のドーパントを含む、請求項27~37のうちいずれか一に記載の方法。前記1つ又は2つ以上のドーパントは、ホウ素を含む、請求項38記載の方法。図1~図3は、本発明の実施形態としてのマイクロ波プラズマ反応器の種々の図である。図1を参照して理解できるように、マイクロ波プラズマ反応器は、次の基本コンポーネント、即ち、プラズマチャンバ102、プラズマチャンバ内に設けられていて、基板105を保持する基板ホルダ104、プラズマチャンバ102内にプラズマ108を形成するマイクロ波発生器106、マイクロ波発生器106からのマイクロ波を同軸導波管を経て且つ環状誘電体のある119を通ってプラズマチャンバ102中に送り込むマイクロ波結合構造体110、プロセスガスをプラズマチャンバ102中に送り込んでこれらプロセスガスをプラズマチャンバ102から取り出すガス流システム112,122及び基盤105の温度を制御する基盤冷却剤システム114を有する。本発明は、単純なモード合成チャンバと関連して最も良く利用されることが分かっており、例えば、TM011モードは、これがダイヤモンドCVDプラズマ反応器内で実行可能に使用できる最もコンパクトな小さいモードであることが判明しているので有利である。TM011モードがコンパクトであるという意味は、近くの気相化学的性質に対するガス流観点の影響が最大化されるという意味を有し、しかしながら、本発明は、このモード幾何学的形状には限定されない。コンパクトなマイクロ波空胴を有する小さなプラズマチャンバの使用は、本発明の実施形態としてのガス入口ノズルアレイの流れ特性によって可能になり、かかるガス入口ノズルアレイは、プロセスガスがプラズマチャンバの中央部分を通って流れるようにし、この場合、コンパクトな空胴構成中のガス流の比較的近くに位置するであろうチャンバの壁を汚染するプラズマチャンバ内のガスの過度の循環が生じない。ガス噴射ノズルは、マイクロ波/真空壁の一部分によって形成されるのが良く、その結果、ノズルは、マイクロ波空胴壁を構成するメッシュの外部に位置するのではなく、プラズマチャンバのマイクロ波空胴壁の一部をなす。また、本発明の実施形態の流れ特性により、プラズマ反応器を高電力で作動させることができ、他方、チャンバの壁及び/又はマイクロ波窓の損傷を回避するようプラズマを閉じ込める。本発明の実施形態によって達成されるプラズマチャンバ内の高速で且つ非常に一様なガス流により、プラズマアーク発生なしでより高い電力を高圧で導入することができる。基板に送り出される電力は又、高速で且つ非常に一様なガス流を用いると増大し、効率が向上する。すなわち、基板に送り出される全電力のフラクションが増大する。代表的には、本発明により、プラズマチャンバ中に送り込まれる電力の少なくとも45、少なくとも50、少なくとも55、少なくとも60、少なくとも65又は少なくとも70をチャンバの底部ガス入口とは反対側に位置するを通って伝送することができる。チャンバの底部を通って伝送される電力は、チャンバの底部に向かう水素の束フラックスにほぼ相当することが判明した。したがって、チャンバの底部を通って送られる電力を増大させると、チャンバのベース上の基板への水素の束が増大し、それにより、良好な品質のダイヤモンド材料が基板上に形成される。また、高い軸方向ガス流を利用することには、プラズマの安定性を向上されるのに役立ち、それにより成長厚さと成長品質の両面で一様な析出が得られることが判明した。ガス流システム112は、原料ガス容器117と、原料ガス容器に結合されると共に基板ホルダ104及び基板105の上方に軸方向に設けられているプラズマチャンバ102の頂部内に位置決めされていて、使用中、プロセスガスを基板105の方へ差し向けるガス入口ノズルアレイ120とを含む。図示の実施形態では、プロセスガスは、原料ガス容器117からマイクロ波結合構造体110の中央導体を通ってガス入口ノズルアレイに送られる。しかしながら、プロセスガスをガス入口ノズルアレイ120に送る他の構成も又、採用可能である。マイクロ波発生器からのマイクロ波をプラズマチャンバ中に送り込むマイクロ波窓119は、好ましくは、基板ホルダとは反対側のプラズマチャンバの端のところに設けられている。さらに、複数個のガス入口ノズルは、好ましくは、マイクロ波窓よりも基板ホルダの近くに設けられる。かかる構成は、マイクロ波窓がプロセスガスで汚染される恐れを最小限に抑えることができる一方で、更に、プロセスガスが基板の比較的近くの場所のところで噴射されるようにする。1つ又は2つ以上のガス出口122がプラズマチャンバ102の底部に設けられている。ガス出口122は、好ましくは、基板ホルダ104の周りにリングの状態に配置され、ガス出口は、最も好ましくは、ガス入口ノズルアレイ120から基板105に向かって基板105の周りに至り、そしてガス出口122から出る連続ガス流を促進する一方で、乱流及びプラズマチャンバ102に沿ってこれを上って戻るガス再循環を最小限に抑えるよう基板ホルダ104の周りに一様な間隔を置いたアレイを形成する。例えば、少なくとも6個、少なくとも12個、少なくとも18個又は少なくとも30個のガス出口を好ましくは一様に間隔を置いたアレイをなして基板ホルダ104の周りに配置することが好ましいと言える。この点に関し、注目されるべきこととして、本発明の実施形態は、プラズマチャンバ内における無制御のガス再循環を減少させるよう機能することができるが、これによっては、プラズマチャンバの外側に設けられていて、ガス出口を通ってプラズマチャンバから引き出されるプロセスガスを再使用する制御ガス再循環システムの使用の可能性が排除される訳ではない。例えば頂部及び底部という用語は、本明細書においては、プラズマ反応器を説明する際に用いられるが、反応器を逆さまにして使用にあたりガス流を上向きの方向にすることが可能である。したがって、頂部及び底部という用語は、互いに相対的な反応器コンポーネントの配置場所を意味しており、必ずしも、地球に対するこれらの配置場所を意味するものではない。標準的な使用において、ガス流は、下向きの方向であり、従って、ガス入口ノズルアレイからのガス流は、重力の作用を受けて下方に流れる。しかしながら、反応器を逆さまにしてガス入口ノズルアレイからのガス流が重力に抗して上方に流れるようにすることが可能である。逆さまの向きでは、ガス流は、主要な熱的駆動対流かかる対流は、逆さまの構成では基板の下に位置するプラズマ中に発生する多量の熱に起因して上向きの方向であるに平行であろう。この逆さまの構成は、或る特定の用途については幾つかの利点を有する場合がある。また、注目されるべきこととして、図1に示されているマイクロ波プラズマ反応器は、プラズマチャンバ内に設けられた別個の基板ホルダを有するが、基板ホルダは、プラズマチャンバの底部によって形成されるのが良い。基板ホルダという用語は、かかる変形例を含むものである。さらに、基板ホルダは、直径が基板と同一である図示のように又は基板よりも大きい平坦な支持面を有するのが良い。例えば、基板ホルダは、チャンバ底部により形成された広い平坦な表面又は基板底部上に設けられた別個のコンポーネントを形成するのが良く、基板は、平坦な支持面の中央領域上に注意深く位置決めされるのが良い。一構成例では、平坦な支持面は、基板を位置合わせし、オプションとしてこれを保持する別の要素、例えば突出部又は溝を有するのが良い。変形例として、基板ホルダは、基板を載せる平坦な支持面を提供するに過ぎないようかかる追加の要素が設けられなくても良い。ガス入口ノズルアレイ120は、基板ホルダ104と反対側に設けられていて、プロセスガスを基板ホルダ104の方へ差し向ける複数個のガス入口ノズルを含む。ガス入口ノズルアレイ120は、プラズマチャンバ102の中心軸線に対して実質的に平行な向きに設けられた複数個のガス入口ノズルを含む。ガス入口ノズルアレイ120は、1つ又は2つ以上のガス入口パイプからプロセスガスを受け入れるキャビティ130を備えたハウジング128を更に含む。ハウジング128は、キャビティ130からのプロセスガスをプラズマチャンバ102中に基板ホルダ104に向かって噴射する複数個の入口ノズルを更に有する。例えば、ハウジングは、入口ノズルが一体に形成された金属製の壁から成るのが良い。ハウジング128及びキャビティ130は、プラズマチャンバ中への噴射に先立って原料ガスを混合する混合チャンバとして機能することができる。かかる予備混合チャンバは、プラズマチャンバ中への噴出に先立って効果的なガス混合を保証するのに有用であることが判明した。さらに、予備混合チャンバは、ガスノズルのアレイ全体にわたって一様なガス流れが存在するようにするのに有用である。予備混合チャンバは、ガス混合を促進すると共に/或いはガス入口ノズルアレイへの均一の流れを提供するようガス入口ノズルアレイの前に設けられたディフューザ又はアレイ状の穴を有するのが良い。ハウジング128は又、プラズマチャンバ中に延びるのが良く、それによりガスを基板の近くに噴射させることができる。ガス入口ノズルアレイとダイヤモンド成長が生じる基板との間の距離は、基板上における境界層の厚さに影響を与える。ガス入口ノズルアレイと基板との間の距離を減少させることは、かかる境界層の厚さを減少させ、それによりダイヤモンド析出速度が増大することが判明している。ガス入口アレイの種々の改造例を想到できる。例えば、ガス入口アレイは、互いに異なるノズルを通って互いに異なるガス組成物を運搬するよう構成されているのが良い。さらに、複数個のガス入口ノズルは、非一様な間隔を有しても良く且つ/或いは非一様なノズル直径を有しても良い。これは、有利な場合がある。というのは、種々のガスが種々の流れ特性を有し、従って、特定の原料ガスの噴射のためにノズルの各々又はノズル群を最適化することができるからである。この場合、混合キャビティは、原料ガスの混合を阻止するよう分離されると共に関連原料ガスを噴射するよう特別に構成されている1つ又は2つ以上のノズルに各原料ガスを差し向けるよう構成されるべきである。入口ノズルが一体に形成された金属製ハウジングの提供に代わる別の手段は、プラズマチャンバの上側部分に設けられ又はプラズマチャンバの中央部分内で基板の近くに設けられた中央領域を覆って延びるマイクロ波窓にノズルを形成することである。例えば、マイクロ波は、入口ノズルが一体に形成されたマイクロ波窓材料例えば、石英のプレートを介してチャンバ中に結合されるのが良い。かかる構成例では、本発明の実施形態としてのガス入口ノズルアレイにより生じる高速層流は、プラズマをマイクロ波窓から遠ざけたままにするのを助ける。高速ガス流を用いた結果として、噴射ノズル及びマイクロ波窓の近くに付着する汚染要因物が少なくなり、従って汚染要因物が基板上に落下して問題、例えば黒色スポット、ケイ素取り込み、混入及びCVDダイヤモンド材料中の欠陥形成を生じさせる核を生じさせるという問題が減少する。図2は、ガス入口ノズルアレイ120の平面図である。このアレイは、ガス入口ノズル126の六角形密集アレイから成る。このアレイは、ノズル0.1個/cm2よりもはるかに大きいガス入口ノズル個数密度を有し、ガス入口ノズル個数密度は、垂線がプラズマチャンバの中心軸線に平行に位置する平面上にノズルを投影し、そしてこの平面上のガス入口個数密度を測定することによって測定される。ガス入口ノズル個数密度は、このように測定される。というのは、アレイは、必ずしも平面内に配置されている訳ではないからである。例えば、アレイは、湾曲し又は垂線がプラズマチャンバの中心軸線に平行に位置する平面に対して角度をなした又は傾けられた壁に設けられる場合がある。しかしながら、図示の実施形態では、注目されるように、アレイは、垂線がプラズマチャンバの中心軸線に平行に位置する平面内に設けられる。ガス入口ノズルアレイ120は、10をはるかに超えるノズル面積比を有するのが良く、ノズル面積比は、垂線がプラズマチャンバの中心軸線に平行に位置する平面上にノズルを投影し、この平面上におけるガス入口ノズルアレイの全面積Aを測定し、これをノズルの全個数で除算して各ノズルと関連した面積を与え、そして各ノズルと関連した面積をノズルの実際の面積aで除算することによって測定される。ノズルが互いに異なる面積を有する場合、面積aについて平均ノズル面積を用いるのが良い。ガス入口アレイの全領域Aがアレイ中のノズルの外側リングに属するノズルの各々の中心を通る線によって描かれる場合、ノズルの外側リングと関連した領域の半分は、この領域の外側に位置することになることが注目されよう。これは、ノズルの全個数を計算する場合に外側リングのノズルの個数を2で除算して是正でき、次にこの是正された値を上述の計算で用いると、各ノズルと関連した面積を正確に計算することができる。各ノズルの実際の面積は、アレイに属する全てのノズルの実際の面積を合計し、これをアレイに属するノズルの全個数で除算することによって平均ノズル面積として計算されるのが良い。変形例として、ノズルが全て同一の面積を有している場合、単一のノズルの面積を各ノズルの実際の面積として使用しても良い。各ガス入口ノズル126の外径は、0.1mm~5mm、0.2mm~3.0mm、2.0mm~3mm、0.2mm~2mm、0.25mm~2mm又は0.25mm~1.5mmであるのが良い。ガス入口ノズルの直径は、ノズルを通ってノズルからプラズマチャンバ102中に噴射される個々のガス流の良好な層流を達成するよう設定されるのが良い。ガス入口ノズル126の寸法は又、ガス噴射のためのレイノルズ数Reにも影響を及ぼす。レイノルズ数は、ガス流中で働く慣性力と粘性力の比の尺度を与え、その結果、所与の流れ条件の場合にこれら2つの種類の力の相対的重要度を定量化する無次元数である。レイノルズ数は、互いに異なる流れ方式、例えば層流又は乱流を特徴付けるために使用できる。層流は、粘性力が支配的である低いレイノルズ数の場合に起こり、滑らかで一定の流体の動きによって特徴付けられ、乱流は、高いレイノルズ数で起こり、慣性力によって支配され、慣性力は、無秩序渦、渦流及び他の流れ不安定性を生じさせる傾向がある。本発明の或る特定の実施形態によれば、乱流を最小限に抑えるには低レイノルズ数で作用することが好ましい。少ない数の大径のノズルと比較して小径のノズルのアレイを提供した場合の作用効果は、レイノルズ数を減少させることにあるガス流の平均速度が維持される場合。これは、粘性力が働くのと比較して、ガス噴射の慣性成分を減少させる。したがって、ガス入口ノズル126の寸法がガス噴射の場合、100以下、80以下、50以下、30以下、20以下、10以下、5以下、3以下、2以下又は1以下のレイノルズ数を与えるよう選択される。実際には、レイノルズ数は、0.1以上であるのが良い。レイノルズ数に関する代表的な作動範囲は、利用される特定のノズル入口アレイに応じて、1~20であるのが良い。図3は、図1及び図2に示されているガス入口ノズルアレイ120の一部分の縦断面図である。図示の構成例では、各ガス入口ノズル126は、第1の直径d1を備えた入口部分134及び第2の直径d2を備えた出口部分136を有し、第1の直径d1は、第2の直径d2よりも大きい。かかる構成は、低レイノルズ数方式で作用する上で有利である出口部分の微細なボアが良好なガス流れ特性を達成するために最小長さで形成されることが必要であるに過ぎないので有利であると言える。したがって、良好なガス流れ特性を達成するのに必要な最小長さよりも大きい壁厚さの場合、壁厚さの残部を大きな直径に穴あけにより広げるのが良い。例えば、入口部分134は、長さl1を有するのが良く、出口部分136は、長さl2を有するのが良く、l1とl2の合計は、壁厚さに等しい。さらに、この設計は、先細のノズルプロフィールにより放物線速度プロフィールが迅速に生じるので、すっきりした層流を達成するのを助ける。当然のことながら、長さに沿って一定の直径を有するのが良く又は連続して変化するテーパを有するのが良い単一の連続ボアのみから成るガス入口ノズルをガス入口ノズルアレイの壁部分に設けることも又可能である。これまで、図1~図3に示されている実施形態を参照して本発明を説明した。しかしながら、本発明の範囲内で種々の改造を行うことができるということが想定される。例えば、本発明の或る特定の実施形態は、上述したようなガス入口ノズルのアレイに関する1つ又は2つ以上の一般的な設計原理に適合することができる。アレイ中の各ノズルは、プラズマチャンバの中心軸線から遠ざかるその側方間隔半径によって特徴付け可能である。中央ノズルは、もしこれが存在する場合、プラズマチャンバの中心軸線に沿って下に設けられるのが良い。同一半径の中心が中心軸線状に位置したリング上に位置するノズルは、中央ノズルに関して周期的な回転対称を示すのが良い。ただし、回転角度は、ノズルの互いに異なるリングに関して様々であって良い。中心軸線から特定の半径のところに位置したノズルは、中心軸線に平行であっても良く、或いはこれから広がっていても良い。任意特定の半径のところのノズルは、小さな半径上に位置した任意のノズルと少なくとも同じほど末広がりであるのが良い。だからと言って、この原理に従わず又は先細の角度をなして差し向けられている少数のノズルが許容されないという訳ではない。ノズルは全て、或る半径Rpまで中心軸線に平行に保持されるのが良く、そして、ノズルが配置されている最大半径Rmまで末広がり状態になるよう始まるのが良い。RpとRmとの間の領域では、ノズルの広がり度は、半径の関数として変化するのが良く又は末広がり角度が固定されても良い。ノズルの間隔は、これらノズルが挿通状態で現れる表面全体にわたって一様であるのが良い。好ましくは、ノズルは、一貫した幾何学的形状の構成、最も好ましくは六角形アレイの状態である。理論によって束縛される訳ではないが、かかる構成は、個々のノズルからのガスジェットが先細になってこれらの速度プロフィールが良好に合致されるので、有利である。これにより、ガスジェットは、妨害が殆どない状態で又は全くない状態で収斂することができる。変形例として、ノズルの間隔は、半径と共に増大するのが良く、その結果、ノズルの密度は、アレイの外縁に向かって減少する。ノズルは、別々のリングの状態に配置されても良く、隣接のリング内に位置するノズルの位置に明らかな相関は殆どない。確かに、幾分かの程々に一様なノズル平均密度を提供して適度な性能を実施して本発明の利点のうちの幾つかを実現するランダムなノズルアレイを提供することが可能である。ただし、最善の構成は、規則的なアレイの構成である。各ノズルの直径は、オプションとして、特に大きなノズルアレイ例えば、100個を超えるノズルの場合又は少なくとも特にかかるアレイ中のノズルの大部分について同一である例えば、ガス入口ノズルのうちの少なくとも50、少なくとも60、少なくとも70、少なくとも80又は少なくとも90は、同一の直径を有する。ノズルを全て垂線が中心軸線に平行に位置する平面上に投影して、特に大きなノズルアレイ例えば、100個を超えるノズルの場合のノズルアレイ中のノズルの密度は、ノズル個数/cm2で表して、例えば、0.1以上、0.2以上、0.5以上、1以上、2以上、5以上又は10以上であり且つ100以下、50以下又は10以下である。ノズルを全て垂線が中心軸線に平行に位置する平面上に投影して、アレイ中のノズルの全面積即ち、アレイ中の各ノズル出口の面積の合計は、mm2で表して、1~5000、5~3000、10~3000、20~2750、30~2750又は50~2700であるのが良い。ノズルが間隔を置いて設けられているガス入口ノズルアレイの全面積は、mm2で表して、100~15000、200~15000、400~10000、800~10000又は1000~8000である。ノズルの実際の全面積及びアレイの全面積は、アレイ中に設けられるノズルの個数及びこれらノズルが分布して配置される面積この面積は又、成長させるべきCVDダイヤモンドの面積に依存するであろうで決まるであろう。例えば、単純な6個のノズルから成るアレイは、2~3mmのノズル直径、20~50mm2の全ノズル面積及び約450mm2の全アレイ面積を有するのが良い。これとは対照的に、91個のノズルから成るアレイは、約0.5mmのノズル直径、約18mm2の全ノズル面積及び約1000mm2の全アレイ面積を有するのが良い。さらに又、1519個のノズルから成るアレイは、0.25~1.5mmのノズル直径、75~2700mm2の全ノズル面積及び約8000mm2の全アレイ面積を有するのが良い。全ノズル面積/ノズルアレイ面積の比は、好ましくは、相対的に小さいことが必要であり、例えば、0.5以下、0.35以下、0.3以下、0.2以下、0.1以下、0.05以下、0.02以下、0.01以下又は0.007以下であるべきである。全ノズル面積/ノズルアレイ面積の比は、0.001以上、0.004以上、0.007以上、0.01以上又は0.02以上であるのが良い。提供される実際の比は、アレイ中に設けられているノズルの個数及びCVDダイヤモンドが成長させられるべき面積で決まる。例えば、簡単な6個のノズルから成るアレイは、0.05~0.1の比を有するのが良く、9個のノズルから成るアレイは、約0.007の比を有するのが良く、721個のノズルから成るアレイは、0.004~0.2の比を有するのが良く、1519個のノズルから成るアレイは、0.01~0.35の比を有するのが良い。ノズルアレイの面積と基板の成長面のアレイの面積の比は、0.005~2、0.1~1.5、0.5~1.25、0.8~1.1又は0.9~1.1であるのが良い。多数の例えば、100個を超え、500個を超え又は1000個を超えるノズルから成るアレイの場合、このアレイの面積は、成長面の面積に実質的に等しいように設定されるのが良い。これよりも少ない数のノズルを含むアレイの場合、アレイの面積は、好ましくは、基板の成長面の面積よりも小さい。ノズルの全てを垂線が中心軸線に平行に位置する平面上に投影して、ノズルアレイの全面積πRm2をノズルの全個数で除算した値は、各ノズルと関連した面積を与える。各ノズルの関連面積を各ノズルの実際の面積で除算して得られる比は、好ましくは、10以上、30以上、100以上、300以上、1000以上又は3000以上且つ100000以下、30000以下又は10000以下である。ノズルアレイを通って送られる全流量は、毎分500標準cm3以上、750標準cm3以上、1000標準cm3以上、2000標準cm3以上、5000標準cm3以上、10000標準cm3以上、15000標準cm3以上、20000標準cm3以上、25000標準cm3以上、30000標準cm3以上、35000標準cm3以上又は40000標準cm3以上であるのが良い。ノズルアレイを通って送られる全ガス流量は、利用される特定の入口ノズルアレイに応じて、毎分60000標準cm3以下、50000標準cm3以下、30000標準cm3以下、20000標準cm3以下又は10000標準cm3以下であるのが良い。例えば、或る特定のノズルアレイに関し、代表的な作業流量は、所望の成長速度及び基板面積に応じて、毎分500~40000標準cm3、1000~40000標準cm3又は2500~40000標準cm3であるのが良い。ノズルアレイを通って送られる全ガス流量は、好ましくは、基板面積の1cm2即ち、基板の成長表面積当たり3標準cm3以上、10標準cm3以上、20標準cm3以上、50標準cm3以上、100標準cm3以上、200標準cm3以上、500標準cm3以上又は1000標準cm3以上であり且つ基板面積の1cm2当たり50000標準cm3以下、20000標準cm3以下、10000標準cm3以下又は5000標準cm3以下である。基板面積は、有効析出領域として定義でき、半径Rsは、反応器内で達成される。これは、基板例えば、単一基板上の多結晶ダイヤモンド成長の場合若しくは基板キャリヤ例えば、基板キャリヤが複数個の個々の基板から成る単結晶ダイヤモンド成長の場合又は個々の基板を載せることができる例えば、固定されていないコンポーネントの被覆のためテーブルの直径に対応しているのが良い。各ノズルは、好ましくは、程々の作業圧力で十分なガス流量又は体積を通すことができるのに十分大きな直径のものである。したがって、ノズルは、小さすぎてはならず、このサイズに関する制限により、ノズルアレイの領域にわたって提供できるノズルの密度が制限される。これとは逆に、各ノズルは、良好な流れ特性を備えた配向度の高いガス流を達成するのに十分小さいものであるべきである。したがって、各ガス入口ノズルの直径は、好ましくは、0.1mm~5mm、0.2mm~3.0mm、2.0mm~3mm、0.2mm~2mm、0.25mm~2mm又は0.25mm~1.5mmである。ノズルのアレイは、好ましくは、それ自体チャンバの中心軸線に対して回転対称である表面中に形成される。この表面は、平らであっても良く、或いは、この表面は、好ましくは幾分滑らかに変化する仕方で湾曲していても良い。好ましくは、この平面は、特に多くのノズルアレイ例えば、100個以上のノズルについて又は特にかかるアレイ中の大部分50を超えるノズルについては平らであるのが良い。ノズルの位置する表面は、好ましくは、基板に程々に近く、中央ノズル又は中心軸線がノズルの第1のリングの平面と交差する場所からの距離Dcが6Rs以下、4Rs以下又は2Rs以下であり、Rsは、基板又は基板ホルダの半径である。好ましくは、中央ノズル又はノズルの第1のリングを定める平面は、少なくとも、中心軸線から出るノズルの次のリングにより定められる平面とほぼ同じほど近く又は幾つかの構成例では、好ましくはこれよりも近い。オプションとして、ノズルの外側リングを定める平面も又、基板から6Rs以下、4Rs以下又は2Rs以下のところに位置する。ノズルの構成は、以下に説明する3つの例示の形態のうちの1つに当てはまると考えることができる。ただし、実際には、3つの例示の形態は全て、考えられる形態の連続範囲に沿って位置する。第1の例示の形態は、少なくとも1つの中央ノズル具体的に言えば、1つだけ及びかかる中央ノズルの周りに設けられた少なくとも6つのノズルより具体的に言えば、6つのノズルを含む少なくとも7つのノズルを有する形態であり、この場合、周りの6つのノズルは、回転対称パターンを形成し、互いに平行であるかチャンバの中心軸線から末広がりになっているかのいずれかである具体的に言えば、これから末広がりになっている。この形態は、本発明に従って複数個のノズルを提供した場合の利点を得る一方で、比較的少ない数のノズルに制限し、ノズルアレイの二次加工を単純化し、追加の要素、例えば互換性のあるノズルボアの使用を単純化して種々の用途及び流量に合わせてノズル直径を変化させようするものである。この技術は、特にホウ素のドーピングを含むプロセスに関して単一のノズルよりも析出の面で実質的に高い一様性を達成することができる。第2の例示の形態は、プラズマチャンバの中心軸線に本質的に全て平行であり且つ半径Rpまで幾分規則的なアレイをなして設けられたノズルの中央ディスクを含み半径Rpの外側には、ノズルアレイのエッジを軟化する広がり度が漸増しているノズルの1つ又は2つ以上のリングが設けられている。この形態は、上述の実施例及び以下に説明する実施例から得られる利点のバランスを取ろうとするものである。第3の例示の形態は、Rp=Rmであり、ノズルの全て又は実質的に全てが中心軸線に平行な形態である。理想的には、ノズルは、密集六角形アレイの状態に位置し、ノズルアレイの最大半径Rmは、基準Rm×FmがRs以上であるという条件を満たし、この式において、Fmは、好ましくは、0.5以上、0.6以上、0.7以上、0.8以上、0.9以上又は1以上であり且つ好ましくは1.5以下、1.3以下、1.2以下又は1.1以下である。この形態は、ノズルを含む表面から基板までの流れの高密度の柱を提供し、この流れの高密度の柱は、基板全体を覆い且つチャンバ内の既存のガスの相互混合を本質的になしにすることができ、その結果、チャンバの周辺領域には幾分かの対流が存在する場合があるが、基板の前にはちょうど噴射したばかりのガス新鮮ガスだけが存在する。上述の設計上の基準は、以下に説明する或る特定の分野にとって1つ又は2つ以上の利点を提供することができる。基板に対するプラズマの位置及び一様性は、全流量を最適化することによって容易に最適化できる。基板に向かうプロセスガスの中実ガス流は、プラズマ領域全体にわたって実質的に一様な圧力を及ぼすことができる。ノズルアレイと基板との間の中実ガス流の外側に位置する最小限のガス流に起因して、壁汚染要因物は、析出用のガス流には入らず、従って、析出ダイヤモンドの純度は、本質的に壁汚染要因物とは無関係である。これは、反応器内の壁又は他の表面に由来する場合のある疑似汚染要因物、例えばケイ素及び窒素を減少させる。これは又、ホウ素ドーピングのために従来用いられたシステム中の高純度ホウ素を含まない層の被着を可能にし、かくして、例えばホウ素含有層及び次にホウ素を含まない層の連続被着を可能にする。これは又、大がかりな同位体制御を可能にし、この場合も又、互いに異なる同位体組成物の層を連続プロセスか別々の又は不連続プロセスかのいずれかで正確に被着させることができる。さらに、中実ガス流は、活性化ガスがプラズマチャンバ内で再循環してノズルを含む表面に接触することがないようにし、その結果、この表面は、被着物又は堆積物のないままである。これにより、かかる被着物が散らばって自由になって基板上に押し付けられる恐れが回避され、かかる被着物は、欠陥成長の源である場合がある。さらに又、高密度ガス流の中実ガス流を提供することによってプラズマチャンバ内におけるガス再循環を最小限に抑えることにより、ノズルをプラズマ活性化種によって侵食される場合のある材料、例えば石英プレートに形成することができ、この場合、石英プレートは、侵食状態又は被覆状態にはならない。ノズルを提供するかかる石英プレートをマイクロ波電力の空胴への入口箇所としても使用でき、その性能は、被膜の形成によっては低下しない。ガスがノズルを通って導入されるマイクロ波空胴の端は、基板が空胴の遠位領域内に位置した状態でマイクロ波が導入される領域の近くに位置することが有利である。また、上述の入口ノズル構成例の提供により、一様なドーピングを例えば多結晶ダイヤモンド材料の広い領域及び/又は単一の成長で成長させられた多数の単結晶ダイヤモンドにわたって達成することができる。さらに又、上述の入口ノズル構成例は、極めて高レベルのドーピング、例えば電子及びセンサ用途向きの高ホウ素ドーピング濃度を達成する上で有利であることが判明した。本発明者は、先行技術の装置及び方法が狭い領域にわたる一様なホウ素ドーピングを達成するのに適してはいるが、広い領域にわたって一様なドーピングを達成するには不十分であることを見出した。この問題の研究中、本発明者は、驚くべきこととして、ドーパント、例えばホウ素の取り込みが全ガス流量及びガス流の幾何学的形状に対して極めて敏感であること及び一様なドーピング及び/又は高レベルのドーピングを本明細書において説明した入口ノズル構成を使用するだけで達成できるということを見出した。例えば、本明細書において説明した入口ノズル構成例により、全ガス流量を増大させることができ、これは、中実体中で測定される全ホウ素取り込み量を増大させることが判明した。さらに、側部オリフィスからホウ素を追加することにより、軸方向噴射と比較して極めて貧弱なホウ素一様性が生じることが判明した。抵抗率マップの示すところによれば、本発明の実施形態は、ホウ素一様性を達成する上で優れている。同様な説明は、他のドーパント、例えば窒素、ケイ素及び燐に当てはまる。かくして、本発明の実施形態は、高い成長速度で且つ広い面積にわたって一様且つ一貫した製品の実現を達成することができた。さらに、本発明の実施形態は、先行技術の方法を用いては製造することが可能ではなかった製品、例えば高ホウ素濃度単結晶ダイヤモンド、特に{100}方位の単結晶材料の合成を可能にした。本発明の実施形態は、CVDダイヤモンド成長プロセスの一様性を向上させる。一様性の向上を次のパラメータ、即ち、CVDダイヤモンド膜の厚さの一様性Rsで定められる析出領域全体にわたる、ダイヤモンド材料の1つ又は2つ以上の品質パラメータの一様性例えば、色、光学的性質、電子的性質、窒素取り込み、ホウ素取り込み及び/又はホウ素活性化レベル、多結晶ダイヤモンド材料におけるテキスチャの一様性、表面形態学的特徴、結晶粒度等又は成長が基板キャリヤ上の単結晶ダイヤモンド基板のアレイ上で起こる単結晶ダイヤモンド材料中における各単結晶相互間の厚さの一様性、形態学的特徴、エッジ双晶形成、側方成長等のうちの1つ又は2つ以上によって測定可能である。一様性を評価するために選択される主要なパラメータは、合成プロセス、合成生成物から最終生成物を作製する場合の経済的側面及び最終生成物それ自体の要件で決まる。例えば、単結晶ダイヤモンドのアレイに関し、効果的な材料利用を可能にする隣り合う結晶相互間の一貫した形態学的特徴は、特に材料が切断用途で用いられる場合、色の小規模な変化よりも重要である場合がある。これとは逆に、ホウ素ドープ材料では、ホウ素取り込みの一様性は、重要な要因である場合がある。合成反応器中におけるホウ素の挙動は、ここでは重要である。その傾向として、ホウ素含有ガスは、ガスがいったん分解されると、隣接の表面まで迅速に減少する。したがって、ダイヤモンド膜中のホウ素取り込みの一様性を達成することは、炭素含有種の減少がそれほど迅速には起こらない固有のダイヤモンド中の成長速度又は形態学的特徴の一様性の達成とは極めて異なっている。本発明を好ましい実施形態に関して具体的に図示すると共に説明したが、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく形態及び細部における種々の変更を実施できることは当業者には理解されよう。"