等离子体物质的密度会因产生等离子体的方法和条件不同而有很大差异。
等离子体可根据其电离程度来表征,电离程度从弱电离(如电容等离子体)到完全电离不等。
等离子体的密度通常以每立方厘米的粒子数(cm^-3)来衡量。
您需要了解的 5 个关键因素
1.低密度等离子体
等离子体增强化学气相沉积 (PECVD) 等工艺中经常使用的电容等离子体通常是弱电离的。
在这些等离子体中,电离是有限的,因此密度较低。
这些等离子体中的前驱体离解程度不高,因此沉积速率较低,等离子体的整体密度也较低。
2.高密度等离子体
高密度等离子体可通过感应放电产生,在感应放电中,高频信号会在放电中产生电场,从而加速整个等离子体中的电子,而不仅仅是鞘边缘的电子。
这种方法可以获得更高的等离子体密度,这对于需要高沉积速率或高水平前驱体解离的工艺来说至关重要。
3.高密度等离子体的其他技术
电子回旋共振反应堆和螺旋波天线是用于产生高密度放电的其他技术。
这些方法涉及使用高激励功率(通常为 10 千瓦或更高)来产生和维持高密度等离子体。
4.富电子环境中的直流放电
另一种实现高密度等离子体的方法是在电子丰富的环境中进行直流放电,通常是通过加热灯丝的热离子发射获得。
这种方法可产生高密度、低能量等离子体,适用于在低能量等离子体增强化学气相沉积(LEPECVD)反应器中进行高速外延沉积。
5.冷等离子体密度
冷等离子体或非平衡等离子体的特点是电子处于非常高的温度(超过 10,000K ),而中性原子则保持在室温。
与中性原子的密度相比,冷等离子体中电子的密度通常较低。
冷等离子体通常是在室温和大气压力下通过向惰性气体中施加电能而产生的,这使得冷等离子体在各种应用中都可以使用,而且价格合理。
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