微波等离子化学气相沉积（MPCVD）因为其无电极污染及等离子密度高而被作为制备高品质金刚石膜的首选方法。但是在高功率 MPCVD装置研发方面，国内一直处于落后状态。为了摆脱这种局面，本实验室研制出具有自主知识产权的TYUT型MPCVD装置，该装置具有优异的调谐机制，而且可以容纳8 kW以上的微波输入功率。本论文在前期实验的基础上，对装置的气体进出方式进行了模拟和实验优化，并对大面积金刚石膜的制备工艺进行了研究。　　本文首先对各种类型的MPCVD装置的常用气体进出方式进行了论述，并总结了气体进出口位置设计的特点。在此基础上，结合TYUT型MPCVD装置的结构，设计了两种进气方式（分别位于中间腔体侧壁和耦合天线圆盘上）和两种出气方式（分别位于锥形反射体底平面和筒形反射体上表面），并在这四种气体进出方式下运行设备、沉积出金刚石膜，研究了气体进出方式对等离子体及金刚石膜的影响。然后，使用数值计算软件模拟了四种方式下装置腔体内的气体流场分布，分析了气体流场的分布对金刚石膜的影响。确定了TYUT型MPCVD装置的最佳气体进出方式。最后，模拟了不同流量情况下装置腔体内的流场的分布，进一步验证了最优的气体进出方式。　　利用具有最优气体进出方式的TUYT型MPCVD装置，本论文在高功率条件下，进行了金刚石膜的沉积实验，研究了基片温度、气体流量、甲烷浓度及沉积时间对金刚石膜表面形貌、择优取向、沉积速率、厚度均匀性及品质的影响。研究结果表明，在950~1150℃温度范围内沉积出的金刚石膜中杂质和缺陷较少，而且在1000℃附近时品质最佳；气体流量低于200 sccm时，金刚石膜品质较差，高于700 sccm时，膜表面开始出现二次形核颗粒，所以沉积时气体流量选取300~600 sccm比较适宜；增加CH4浓度会使金刚石膜的沉积速率提高，但 CH4浓度较高时会造成金刚石膜品质下降，同时金刚石膜的生长速率也不再显著提高；随着金刚石膜沉积时间的延长，其表面晶粒越来越大，而晶粒的择优取向不变，而且沉积时间对膜的品质影响较小。