Plasmă cu radiofrecvență (plasmă RF)

Proprietățile de bază ale plasmei

Din punct de vedere fizic, definiția „plasmei” este:

Un gaz neutru din punct de vedere electric, puternic ionizat, compus din ioni, electroni și particule neutre. Este o stare a materiei care este considerată diferită de solide, lichide și gaze obișnuite.

O stare a materiei în care unii sau toți electronii au fost separați de atomii lor părinți. Electronii încărcați negativ și ionii încărcați pozitiv se mișcă independent. Plasma este adesea asociată cu temperaturi extrem de ridicate. De exemplu, cea mai mare parte a soarelui este alcătuită din plasmă.

Plasma este un gaz cu densitate scăzută compus din electroni, ioni pozitivi și particule neutre, iar performanța generală este neutră din punct de vedere electric, care este considerată a patra stare a materiei. Strict vorbind, aproape toate gazele din spațiu pot fi numite „plasmă”, deși doar o mică parte de atomi sunt ionizate atunci când temperatura este sub aproximativ 726,85 grade. Densitatea foarte scăzută în spațiu permite electronilor să călătorească fără prea multe piedici, astfel încât spațiul este aproape un conductor perfect de electricitate. Deși sarcinile electrice se pot mișca liber, în medie, plasma cosmică este întotdeauna neutră, chiar și într-un volum foarte mic (să zicem un milion de kilometri). Plasma din spațiu este pătrunsă de un câmp magnetic.

0040-09963 PIEDESTAL, PLAT 150 MM, IS, NI LIFT2, HVCEN

Cum se întâmplă plasma

Plasma cu o frecvență de excitare de 40 kHz este plasma ultrasonică: o reacție fizică;

Plasma cu o frecvență de excitare de 13,56MHz este o plasmă cu frecvență radio: reacție fizică + reacție chimică;

Plasma cu o frecvență de excitare de 2,45 GHz este o plasmă cu microunde: o reacție chimică.

 

Puterea RF (Radio Frequency) este utilizată pe scară largă în generarea de plasmă, în special în aplicații precum fabricarea semiconductoarelor, tratarea suprafețelor și gravarea cu plasmă. Iată o explicație simplă a modului în care puterea RF creează plasmă:

Generator RF: Procesul începe cu un generator RF, care produce curent alternativ de înaltă frecvență (AC).

Electrod: Această putere RF este furnizată electrodului din interiorul camerei de vid. Configurația acestor electrozi poate varia, dar de obicei un electrod este alimentat (conectat la generatorul RF), iar celălalt este împământat.

Câmp electric: Aplicarea puterii RF creează un câmp electric oscilant între electrozi. Pe măsură ce tensiunea crește, crește și intensitatea câmpului electric.

Ionizare: În prezența gazelor precum argonul, oxigenul sau azotul în cameră, un câmp electric puternic ionizează moleculele de gaz. Electronii din atomii de gaz câștigă suficientă energie pentru a scăpa de orbitalii lor atomici, rezultând producerea de ioni și electroni liberi.

Ciocnire și excitare: electronii liberi câștigă energie cinetică dintr-un câmp electric și călătoresc rapid prin gaz. Acești electroni se ciocnesc cu alți atomi de gaz pentru a-i ioniza și mai mult și pentru a produce mai mulți electroni și ioni liberi într-o reacție în lanț. Acest proces este cunoscut sub numele de ionizare de coliziune.

Formarea plasmei: Pe măsură ce acest proces continuă, densitatea ionilor și a electronilor crește, ceea ce duce la formarea plasmei - un grup de particule încărcate care sunt în general neutre din punct de vedere electric, dar foarte reactive.

Întreținerea plasmei: O alimentare continuă cu putere RF este necesară pentru a menține câmpul electric, a menține procesul de ionizare și a menține starea plasmei stabilă. Frecvența și nivelul de putere al semnalului RF pot fi ajustate pentru a controla caracteristicile plasmei.