Radiofrekvensplasma (RF-plasma)

Grundläggande egenskaper hos plasma

Ur fysisk synvinkel är definitionen av "plasma":

En elektriskt neutral, starkt joniserad gas som består av joner, elektroner och neutrala partiklar. Det är ett materiatillstånd som anses vara annorlunda än fasta ämnen, vätskor och vanliga gaser.

Ett materiatillstånd där några eller alla elektroner har separerats från sina moderatomer. Negativt laddade elektroner och positivt laddade joner rör sig oberoende av varandra. Plasma förknippas ofta med extremt höga temperaturer. Till exempel består det mesta av solen av plasma.

Plasma är en gas med låg densitet som består av elektroner, positiva joner och neutrala partiklar, och den övergripande prestandan är elektriskt neutral, vilket anses vara det fjärde tillståndet av materia. Strängt taget kan nästan alla gaser i rymden kallas "plasma", även om endast en liten del av atomerna joniseras när temperaturen är under cirka 726,85 grader . Den mycket låga densiteten i rymden gör att elektroner kan färdas utan större hinder, så rymden är nästan en perfekt ledare av elektricitet. Även om elektriska laddningar kan röra sig fritt, är kosmisk plasma i genomsnitt alltid neutral, även i en mycket liten volym (säg en miljon kilometer). Plasma i rymden genomsyras av ett magnetfält.

0040-09963 PEDESTTAL,150MM FLAT,IS,NI LIFT2,HVCEN

Hur plasma uppstår

Plasman med en excitationsfrekvens på 40 kHz är ultraljudsplasman: en fysisk reaktion;

Plasma med en excitationsfrekvens på 13,56MHz är ett radiofrekvensplasma: fysikalisk reaktion + kemisk reaktion;

Plasma med en excitationsfrekvens på 2,45 GHz är ett mikrovågsplasma: en kemisk reaktion.

 

RF-kraft (Radio Frequency) används i stor utsträckning vid plasmagenerering, särskilt i applikationer som halvledartillverkning, ytbehandling och plasmaetsning. Här är en enkel förklaring av hur RF-kraft skapar plasma:

RF-generator: Processen börjar med en RF-generator, som producerar högfrekvent växelström (AC).

Elektrod: Denna RF-ström tillförs elektroden inuti vakuumkammaren. Konfigurationen av dessa elektroder kan variera, men vanligtvis är en elektrod strömsatt (ansluten till RF-generatorn) och den andra är jordad.

Elektriskt fält: Appliceringen av RF-effekt skapar ett oscillerande elektriskt fält mellan elektroderna. När spänningen ökar, ökar också styrkan på det elektriska fältet.

Jonisering: I närvaro av gaser som argon, syre eller kväve i kammaren, joniserar ett starkt elektriskt fält gasmolekyler. Elektronerna i gasatomerna får tillräckligt med energi för att fly sina atomära orbitaler, vilket resulterar i produktion av joner och fria elektroner.

Kollision och excitation: Fria elektroner får kinetisk energi från ett elektriskt fält och färdas snabbt genom gasen. Dessa elektroner kolliderar med andra gasatomer för att ytterligare jonisera dem och producera fler fria elektroner och joner i en kedjereaktion. Denna process är känd som kollisionsjonisering.

Plasmabildning: När denna process fortsätter, ökar tätheten av joner och elektroner, vilket leder till bildandet av plasma - en grupp laddade partiklar som i allmänhet är elektriskt neutrala men mycket reaktiva.

Plasmaunderhåll: En kontinuerlig tillförsel av RF-kraft är nödvändig för att upprätthålla det elektriska fältet, upprätthålla joniseringsprocessen och hålla plasmatillståndet stabilt. Frekvensen och effektnivån för RF-signalen kan justeras för att kontrollera plasmans egenskaper.