پلاسمای فرکانس رادیویی (آر اف پلاسما)

خواص اساسی پلاسما

از دیدگاه فیزیکی، تعریف "پلاسما" عبارت است از:

یک گاز خنثی الکتریکی و به شدت یونیزه که از یون ها، الکترون ها و ذرات خنثی تشکیل شده است. حالتی از ماده است که با جامدات، مایعات و گازهای معمولی تفاوت دارد.

حالتی از ماده که در آن برخی یا همه الکترون ها از اتم های اصلی خود جدا شده اند. الکترون های با بار منفی و یون های با بار مثبت به طور مستقل حرکت می کنند. پلاسما اغلب با دمای بسیار بالا همراه است. برای مثال، بیشتر خورشید از پلاسما تشکیل شده است.

پلاسما گازی با چگالی کم است که از الکترون ها، یون های مثبت و ذرات خنثی تشکیل شده است و عملکرد کلی آن از نظر الکتریکی خنثی است که حالت چهارم ماده در نظر گرفته می شود. به بیان دقیق، تقریباً تمام گازهای موجود در فضا را می توان "پلاسما" نامید، اگرچه تنها بخش کوچکی از اتم ها زمانی که دما زیر 726.85 درجه باشد یونیزه می شوند. چگالی بسیار کم در فضا اجازه می دهد تا الکترون ها بدون مانع حرکت کنند، بنابراین فضا تقریبا یک رسانای کامل الکتریسیته است. اگرچه بارهای الکتریکی می توانند آزادانه حرکت کنند، اما به طور متوسط، پلاسمای کیهانی همیشه خنثی است، حتی در حجم بسیار کمی (مثلاً یک میلیون کیلومتر). پلاسما در فضا توسط یک میدان مغناطیسی نفوذ می کند.

0040-09963 PEDESTAL,150mm FLAT,IS,NI LIFT2,HVCEN

پلاسما چگونه اتفاق می افتد

پلاسما با فرکانس تحریک 40 کیلوهرتز پلاسمای اولتراسونیک است: یک واکنش فیزیکی.

پلاسما با فرکانس تحریک 13.56 مگاهرتز یک پلاسمای فرکانس رادیویی است: واکنش فیزیکی + واکنش شیمیایی.

پلاسما با فرکانس تحریک 2.45 گیگاهرتز یک پلاسما مایکروویو است: یک واکنش شیمیایی.

 

توان RF (فرکانس رادیویی) به طور گسترده در تولید پلاسما، به ویژه در کاربردهایی مانند ساخت نیمه هادی، پردازش سطح و اچ پلاسما استفاده می شود. در اینجا توضیح ساده ای در مورد چگونگی ایجاد پلاسما توسط توان RF آورده شده است:

ژنراتور RF: فرآیند با یک ژنراتور RF شروع می شود که برق جریان متناوب فرکانس بالا (AC) تولید می کند.

الکترود: این توان RF به الکترود داخل محفظه خلاء عرضه می شود. پیکربندی این الکترودها می تواند متفاوت باشد، اما به طور معمول یک الکترود دارای انرژی است (به ژنراتور RF متصل است) و دیگری به زمین متصل می شود.

میدان الکتریکی: استفاده از توان RF باعث ایجاد یک میدان الکتریکی نوسانی بین الکترودها می شود. با افزایش ولتاژ، قدرت میدان الکتریکی نیز افزایش می یابد.

یونیزاسیون: در حضور گازهایی مانند آرگون، اکسیژن یا نیتروژن در محفظه، یک میدان الکتریکی قوی مولکول های گاز را یونیزه می کند. الکترون‌های موجود در اتم‌های گاز انرژی کافی برای فرار از اوربیتال‌های اتمی خود را به دست می‌آورند و در نتیجه یون‌ها و الکترون‌های آزاد تولید می‌شوند.

برخورد و تحریک: الکترون های آزاد انرژی جنبشی را از میدان الکتریکی به دست می آورند و به سرعت در گاز حرکت می کنند. این الکترون ها با اتم های گاز دیگر برخورد می کنند تا آنها را یونیزه کنند و در یک واکنش زنجیره ای، الکترون ها و یون های آزاد بیشتری تولید کنند. این فرآیند به عنوان یونیزاسیون برخوردی شناخته می شود.

تشکیل پلاسما: با ادامه این فرآیند، چگالی یون‌ها و الکترون‌ها افزایش می‌یابد که منجر به تشکیل پلاسما می‌شود - گروهی از ذرات باردار که عموماً از نظر الکتریکی خنثی هستند اما بسیار واکنش‌پذیر هستند.

تعمیر و نگهداری پلاسما: تامین مداوم توان RF برای حفظ میدان الکتریکی، حفظ فرآیند یونیزاسیون و پایدار نگه داشتن حالت پلاسما ضروری است. فرکانس و سطح توان سیگنال RF را می توان برای کنترل ویژگی های پلاسما تنظیم کرد.