电容耦合等离子放电

容性耦合等离子体（Capacitivelycoupledplasmas,CCP）是在真空状态下，射频电源通过匹配网络以电容耦合的方式在两平行板电极之间激发产生的，其放电装置如图1.1所示。其上电极与电源相连，下电极与腔体相连后同时接地，它们之间的间距大约在cm数量级，在电极和等离子体区域之间会形成一个高压鞘层，电压可达到几百伏甚至几千伏。

图 1.1 容性耦合等离子体放电装置

常见的容性耦合等离子体装置有单频驱动和双频驱动两种模式。双频驱动是指两极板采用高低两种频率的电源来激发等离子体。高频电源主要控制等离子体的产生，低频电源主要控制电极表面的鞘层，从而达到相对独立控制离子通量和能量。但其技术还不够成熟，主要应用在实验室小范围内。目前在工业上广泛应用的是最简单的技术——13.56MHz单频耦合等离子体技术。其产生的电子密度在109~1010cm-3范围，电子温度大约为3eV。它的优点是：在电极之间获得大面积较均匀的电磁场，产生均匀性较好的等离子体，可应用于大面积的半导体工艺。

低气压容性耦合等离子体的应用

低气压容性耦合等离子体可以提供大量带电及活性粒子且具有较低的温度，因此，低气压容性耦合产生的等离子体可以发生许多物理、化学反应且不会损坏处理材料，因而被广泛应用于生物医学、环境领域及半导体工业等许多科学领域。低气压容性耦合等离子体对材料表面改性与其他方式相比有以下特点：
1) 改性仅仅发生在表层，不会改变基体的固有性能；
2) 改性过程中，不会产生污染；
3) 作用时间短、反应速率高、效果明显；
4) 工艺简单、操作方便。

在生物医学领域，低气压容性耦合等离子体可提高医疗设备（包括心脏节律设备、导管及支架等）的可靠性和生物相容性等，包括心脏节律设备、导管及支架等；在环境学上，低气压容性耦合等离子体已成功应用在废气、废水的处理上，与其他方法相比，不会产生不需要的附产品及废料，造成二次污染物；在印刷版电路上，在半导体工业上，从最初的非金属硅到最终芯片形成的整个生产工艺中，大约需要200到400道工序，其中40%到50%的工序是需要用到等离子体工艺的，如等离子体刻蚀]、薄膜沉积、材料表面清洗和改性等。