Indukčně vázané plazma

Indukčně vázané plazma ( ICP ), eng.  indukčně vázané plazma, ICP - plazma vznikající uvnitř výbojové komory, hořáku nebo jiného plazmového reaktoru při aplikaci vysokofrekvenčního střídavého magnetického pole.

Jak to funguje

Indukčně vázané plazma (ICP) je druh plynového výboje buzeného střídavým magnetickým polem pomocí indukční cívky (induktoru). ICP má také další názvy: indukční plazma , indukční výboj . ICP je zapalován a udržován cyklicky indukovanými elektrickými proudovými víry volných elektronů (a iontů ) v plazmatu. K buzení ICP se obvykle používá střídavé elektromagnetické pole o frekvenci 1–100 MHz. ICP byl poprvé pozorován Hittorfem v roce 1884, který objevil záři zbytkového plynu ve výbojové komoře, když vysokofrekvenční proud procházel solenoidem uzavírajícím výbojový objem.

Hlavní rozdíl mezi ICP a kapacitním výbojem je ten, že ICP je buzen (indukován) magnetickým polem, zatímco kapacitní výboj je buzen a udržován elektrickým polem (DC nebo AC). Ceteris paribus, ICP se vyznačuje výrazně vyšší hustotou elektronů ve srovnání s kapacitním výbojem.

ICP za atmosférického tlaku (obvykle v argonu ) ve formě otevřeného hořáku se používá ve spektroskopických metodách analytické chemie ke stanovení složení látek a materiálů. ICP za nízkého tlaku (často v agresivních plynech) v uzavřených reaktorech se používá k plazmovému leptání (leptání, z leptání - leptání) při výrobě polovodičové mikroelektroniky.

V analytickém ICP je hořák obvykle napájen rozpuštěným analytem, ​​rozprášen jako aerosol a zaveden do plazmového hořáku proudem argonu. Když se kapičky aerosolu dostanou do plazmatu argonového hořáku, okamžitě se vypaří a rozpadnou se na atomy a ionty . Další metodou zavedení zájmového materiálu do plazmy je chemická konverze analytu na molekuly plynu , jako jsou vysoce těkavé hydridy. Třetím způsobem je vytvoření „suchého“ aerosolu pomocí výkonného laserového paprsku, který v kousku materiálu umístěného pod ním vypálí kráter a jeho malou část převede do jemně rozptýleného aerosolového stavu – jedná se o tzv. laserová ablace ). Atomy a ionty excitované v plazmatu jsou detekovány atomovou emisní spektrometrií (ICP-AES) nebo hmotnostní spektrometrií ( ICP-MS ).

Plazmové leptání v ICP reaktorech pro výrobu polovodičových produktů se obvykle provádí při tlacích 0,1–10 Pa. Izotropní odstraňování vrstev nebo čištění vnitřních povrchů reaktoru přitom často vyžaduje zvýšení tlaku až ~1000 Pa, který je však mnohem nižší než tlak atmosférický (100 kPa = 1000 hektopascalů). Kromě plazmového leptání se v mikroelektronickém průmyslu využívá celá řada technologických plazmových procesů, např. iontová implantace , plazmochemický růst vrstev, odstraňování vrstev naprašováním, plazmové čištění povrchů a další. V tomto případě se používají různé směsi plynů a různé typy reaktorů.

Výhody

Aplikace

Viz také

Zdroje

Odkazy