等離子體基礎知識介紹
作者: 來源: 日(rì)期:2020-08-10 10:46:38 人氣:11108
一、什麽是等離子體(plasma)?
等離子(plasma)是除固體、液體、氣體之外的第四種物質狀態,主要是由氣體在高電磁場作用下發生解離,形成一種包括電子(帶負電),正離子(帶正電),自由基和中性氣體分子(zǐ)組成的高活性(xìng)物質,通產情況下會發光。
一般情(qíng)況下,等離子中的正(zhèng)電荷數等於負(fù)電荷數,所以整體呈電中性(Quasi-neutral)。日常生活(huó)中見到的閃(shǎn)電、日光燈、霓虹燈就是等離(lí)子(zǐ)體發光現象。
二、等離子的產生 Plasma generation
等離(lí)子的產生有很多種方法,但生成(chéng)和維持都需要外部(bù)能量的輸入。
電子從外(wài)加電磁場獲得能量,然後發生非(fēi)彈性碰撞產(chǎn)生激發(excitation)、解離吸附(dissociative attachment)、解離(dissociation)、離子化(ionization)、在結合(recombination)反應,由此產生二次電子、原子(zǐ)、分子、離子等物質,然而在解離碰撞中,電(diàn)子可能與氣體離子有再結合作用,或(huò)者因為(wéi)漂移及擴散而離開電磁場範圍等原因消失,因(yīn)此當電子產生與消失的速(sù)率相等時,此時的plasma即為穩定狀態。這裏列舉四種ETCH常用產生plasma的方法(fǎ),後麵會詳解介紹。
三、等(děng)離子體的參數 plasma parameters
平均自(zì)由路徑(Mean Free Path,MFP):
粒子與(yǔ)粒子碰(pèng)撞前能夠(gòu)移動的平(píng)均距離。MFP與環境壓力P呈反比,壓力越高,MFP越短,壓力約低,MFP越(yuè)長,這就是為什麽plasma產生要在低(dī)壓近似真空環境下產生,因為在大氣(qì)壓力下(760Torr),電子的MFP很短,很難獲得足夠(gòu)的能力來使用氣體離子化。