Kapasitivt koblet plasma - Capacitively coupled plasma
En kapasitivt koblet plasma ( CCP ) er en av de vanligste typene industrielle plasmakilder . Den består i det vesentlige av to metallelektroder adskilt med en liten avstand som er lagt inn i en reaktor. Gasstrykket i reaktoren kan være lavere enn atmosfæren, eller det kan være atmosfærisk .
Beskrivelse
Et typisk CCP-system er drevet av en enkelt radiofrekvens (RF) strømforsyning, typisk ved 13,56 MHz . Den ene av to elektroder er koblet til strømforsyningen, og den andre er jordet . Siden denne konfigurasjonen i prinsippet ligner en kondensator i en elektrisk krets, kalles plasmaet som dannes i denne konfigurasjonen et kapasitivt koblet plasma.
Når et elektrisk felt genereres mellom elektroder, ioniseres atomer og frigjør elektroner. De elektroner i gassen blir akselerert av RF-feltet, og kan ionisere gassen direkte eller indirekte ved kollisjoner , som produserer sekundære elektroner . Når det elektriske feltet er sterkt nok, kan det føre til det som kalles elektronskred . Etter snøskrednedbrudd blir gassen elektrisk ledende på grunn av rikelig med frie elektroner. Ofte følger det med lysutslipp fra glade atomer eller molekyler. Når synlig lys blir produsert, plasma kan generering indirekte bli observert selv med nakne øyne.
En variasjon av kapasitivt koblet plasma innebærer å isolere en av elektrodene, vanligvis med en kondensator . Kondensatoren ser ut som en kortslutning til høyfrekvent RF-felt, men som en åpen krets for likestrøm (DC) -felt. Elektroner påvirker elektroden i kappen , og elektroden får raskt en negativ ladning (eller selvforspenning) fordi kondensatoren ikke tillater at den tømmes til bakken. Dette setter opp et sekundært DC-felt over plasmaet i tillegg til vekselstrømfeltet (AC). Massive ioner er ikke i stand til å reagere på det raskt skiftende vekselstrømsfeltet, men det sterke, vedvarende likefeltet akselererer dem mot den selvforsinkede elektroden. Disse energiske ionene utnyttes i mange mikrofabrikkeringsprosesser (se reaktiv-ion-etsing (RIE)) ved å plassere et substrat på den isolerte (selvforsinkede) elektroden.
KKP har brede bruksområder i halvlederprosesseringsindustrien for avsetning av tynn film (se sputtering , plasmaforbedret kjemisk dampavsetning (PECVD)) og etsing .