Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Капацитивті біріктірілген плазма (КБП) – өнеркәсіптік плазма көздерінің ең көп таралған түрлерінің бірі. Ол негізінен реактор ішіне орналастырылған, шамалы арақашықтықта бөлінген екі металл электродтан тұрады. Реактордағы газ қысымы атмосфералықтан төмен немесе атмосфералық болуы мүмкін.
A capacitively coupled plasma (CCP) is one of the most common types of industrial plasma sources. It essentially consists of two metal electrodes separated by a small distance, placed in a reactor. The gas pressure in the reactor can be lower than atmosphere or it can be atmospheric.
Сипаттама
Типтік CCP жүйесі бір радиожиілікті (RF) қуат көзімен, әдетте 13,56 МГц жиілігінде жұмыс істейді. Екі электродтың бірі қуат көзіне қосылады, ал екіншісі жерге жалғанады. Бұл конфигурация электр тізбегіндегі конденсаторға ұқсас болғандықтан, осы конфигурацияда пайда болатын плазма сыйымдылықпен байланысқан плазма деп аталады. Электродтар арасында электр өрісі туғанда атомдар иондалады және электрондар босатылады. Газдағы электрондар RF өрісімен үдетіліп, газды тікелей немесе соқтығысу арқылы жанама түрде иондап, екінші электрондарды жасайды. Электр өрісі жеткілікті күшті болса, электрондық лавина деп аталатын құбылысқа әкелуі мүмкін. Лавиналық ыдыраудан кейін газ, көптеген бос электрондардың болуына байланысты электр өткізгіш болады. Көбінесе, газдың ішіндегі қозған атомдар мен молекулалар жарық шығарады. Көрінетін жарық пайда болғанда, плазманың пайда болуын тіпті қанаумен байқауға болады. Сыйымдылықпен байланысқан плазманың бір түрінде электродтың біреуі, әдетте конденсатор арқылы оқшауланады. Конденсатор жоғары жиілікті RF өрісі үшін қысқа тұйықталу сияқты, ал тұрақты ток (DC) өрісі үшін ашық тұйықталу сияқты әрекет етеді. Электрондар қабықтағы электродқа шабуылдайды, ал электрод тез теріс заряд алады (немесе өзін-өзі бейімдейді), себебі конденсатор оның жерге разряддалуына жол бермейді. Бұл плазмада айнымалы ток (AC) өрісіне қосымша екінші, тұрақты ток өрісін құрады. Ауыр иондар тез өзгеретін AC өрісіне жауап бере алмайды, бірақ күшті, тұрақты DC өрісі оларды өзін-өзі бейімдеген электродқа қарай үдетеді. Бұл энергетикалық иондар көптеген микроөндіріс процестерінде (реактивті иондық қабылдауды (RIE) қараңыз) оқшауланған (өзін-өзі бейімдеген) электродқа субстратты орналастыру арқылы пайдаланылады. CCP-лер жартылай өткізгіштерді өңдеу өнеркәсібінде жұқа пленканы жабу (шашырату, плазмалық күшейтілген химиялық бумен жабу (PECVD) қараңыз) және қабылдау үшін кеңінен қолданылады.
A typical CCP system is driven by a single radio frequency (RF) power supply, typically at 13.56 MHz. One of two electrodes is connected to the power supply, and the other one is grounded. As this configuration is similar in principle to a capacitor in an electric circuit, the plasma formed in this configuration is called a capacitively coupled plasma. When an electric field is generated between electrodes, atoms are ionized and release electrons. The electrons in the gas are accelerated by the RF field and can ionize the gas directly or indirectly by collisions, producing secondary electrons. When the electric field is strong enough, it can lead to what is known as electron avalanche. After avalanche breakdown, the gas becomes electrically conductive due to abundant free electrons. Often it accompanies light emission from excited atoms or molecules in the gas. When visible light is produced, plasma generation can be indirectly observed even with bare eyes. A variation on capacitively coupled plasma involves isolating one of the electrodes, usually with a capacitor. The capacitor appears like a short circuit to the high frequency RF field, but like an open circuit to direct current (DC) field. Electrons impinge on the electrode in the sheath, and the electrode quickly acquires a negative charge (or self bias) because the capacitor does not allow it to discharge to ground. This sets up a secondary, DC field across the plasma in addition to the alternating current (AC) field. Massive ions are unable to react to the quickly changing AC field, but the strong, persistent DC field accelerates them toward the self biased electrode. These energetic ions are exploited in many microfabrication processes (see reactive ion etching (RIE)) by placing a substrate on the isolated (self biased) electrode. CCPs have wide applications in the semiconductor processing industry for thin film deposition (see sputtering, plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD)) and etching.