新型低温等离子体技术及应用.pdfVIP

广东技术师范学院学报（ 自然科学） 年第 期 ， 2010 1 Journal of Guangdong Polytechnic Normal University No．1 2010 新型低温等离子体技术及应用 王春安 闫俊虎 （广东技术师范学院，广东 广州 510665 ） 摘 要：等离子体尤其是低温等离子体由于其一系列特殊的性质，广泛应用于薄膜沉积、微电路干法刻蚀、材 料表面改性等方面。 本文介绍了目前经常采用的几种新型低温等离子体技术，电子回旋共振（ECR）等离子体、射频 感应耦合（ICP）等离子体、 以及螺旋波（HWP）等离子体。 这几种等离子体由于无内电极放电无污染、等离子体密度 高、能量转换率高、 电离度高等优点必将在传统工艺的基础上得到更广泛的应用。 关键词：低温等离子体；ECR 等离子体；ICP 等离子体；HWP 等离子体 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ） O 434.14 A 1672 - 402X 2010 01 - 0022 - 04 它的回旋频率和沿磁场方向传播的右旋极化微波频 0 引 言 率2450MHz 相等，电子在微波电场中将被不断同步 大量的粒子在热激发、光激发、 电激发下会产生 加速而获得的能量大于离子获得的能量， 使得即使 电离，形成由离子、 电子、 自由基、及中性粒子组成的 在接近常温下， 如果在两次碰撞之间电子共振吸收 空间体系， 当带电粒子密度达到其建立的空间电荷 微波的能量大于气体粒子的电离能、 分子离解能或 足以限制其自身的运动时， 这种电离气体就成了等 某一状态的激发能，那么将产生碰撞电离、分子离解 离子体 等离子态体的基本性质在于它的准电中性， 和粒子激活， 从而实现等离子体放电和获得活性反 . 即等离子体中的正电粒子数和负电粒子数相当 在 应粒子，形成高密度的 低温等离子体 . ECR . 等离子体内， 电子和离子质量的巨大差导致存在两 ECR 等离子体有如下的优点：1. 等离子体密度 种不同的温度（能量），如果电子温度远大于离子温 高，约有 10 12 -3 ； 离子能量低，避免了离子轰 10 ～10 cm 2. 度，既电子温度在 4 以上，而重粒子的温度却可 击造成的材料表面损伤和缺陷的产生； 无内电极 10 K 3. 低至几百 ， 这种等离子体称为低温非平衡等离子 放电无污染； 磁场约束，减少了等离子体与器壁的 K 4. 体 低气压低温等离子体由于其一系列特殊的性质， -2 -1 .