電容耦合等離子放電

容性耦合等離子體（Capacitivelycoupledplasmas,CCP）是在真空狀態(tài)下，射頻電源通過匹配網(wǎng)絡(luò)以電容耦合的方式在兩平行板電極之間激發(fā)產(chǎn)生的，其放電裝置如圖1.1所示。其上電極與電源相連，下電極與腔體相連后同時(shí)接地，它們之間的間距大約在cm數(shù)量級，在電極和等離子體區(qū)域之間會形成一個高壓鞘層，電壓可達(dá)到幾百伏甚至幾千伏。

圖 1.1 容性耦合等離子體放電裝置

常見的容性耦合等離子體裝置有單頻驅(qū)動和雙頻驅(qū)動兩種模式。雙頻驅(qū)動是指兩極板采用高低兩種頻率的電源來激發(fā)等離子體。高頻電源主要控制等離子體的產(chǎn)生，低頻電源主要控制電極表面的鞘層，從而達(dá)到相對獨(dú)立控制離子通量和能量。但其技術(shù)還不夠成熟，主要應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)室小范圍內(nèi)。目前在工業(yè)上廣泛應(yīng)用的是最簡單的技術(shù)——13.56MHz單頻耦合等離子體技術(shù)。其產(chǎn)生的電子密度在109~1010cm-3范圍，電子溫度大約為3eV。它的優(yōu)點(diǎn)是：在電極之間獲得大面積較均勻的電磁場，產(chǎn)生均勻性較好的等離子體，可應(yīng)用于大面積的半導(dǎo)體工藝。

低氣壓容性耦合等離子體的應(yīng)用

低氣壓容性耦合等離子體可以提供大量帶電及活性粒子且具有較低的溫度，因此，低氣壓容性耦合產(chǎn)生的等離子體可以發(fā)生許多物理、化學(xué)反應(yīng)且不會損壞處理材料，因而被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境領(lǐng)域及半導(dǎo)體工業(yè)等許多科學(xué)領(lǐng)域。低氣壓容性耦合等離子體對材料表面改性與其他方式相比有以下特點(diǎn)：
1) 改性僅僅發(fā)生在表層，不會改變基體的固有性能；
2) 改性過程中，不會產(chǎn)生污染；
3) 作用時(shí)間短、反應(yīng)速率高、效果明顯；
4) 工藝簡單、操作方便。

在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，低氣壓容性耦合等離子體可提高醫(yī)療設(shè)備（包括心臟節(jié)律設(shè)備、導(dǎo)管及支架等）的可靠性和生物相容性等，包括心臟節(jié)律設(shè)備、導(dǎo)管及支架等；在環(huán)境學(xué)上，低氣壓容性耦合等離子體已成功應(yīng)用在廢氣、廢水的處理上，與其他方法相比，不會產(chǎn)生不需要的附產(chǎn)品及廢料，造成二次污染物；在印刷版電路上，在半導(dǎo)體工業(yè)上，從最初的非金屬硅到最終芯片形成的整個生產(chǎn)工藝中，大約需要200到400道工序，其中40%到50%的工序是需要用到等離子體工藝的，如等離子體刻蝕]、薄膜沉積、材料表面清洗和改性等。