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浅析微波等离子体技术的应用优势及应用进展

行业新闻

2020-07-23 10:25:48

来源:部分资料整合与网络,侵删

作者:wattsine

【导读:关于微波等离子体技术的应用研究较为广泛的主要有元素检测、薄膜沉积及废气处理,以微波等离子体高效、稳定的技术优势在这些应用领域取得较高的测量精度和较好的处理效果,此外微波等离子体技术在表面清洗、辅助燃烧等方面也具有一定的应用价值。】



微波等离子体技术高电离度、放电区域集中及无极放电的特性,在表面刻蚀、材料制备等方面具有显著的应用优势。

典型的微波等离子体技术有电子回旋共振微波等离子体、表面波等离子和谐振腔微波等离子体,如下图展示:


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典型的ECR系统


【电子回旋共振等离子体为低气压条件下利用稳定电磁场激励电子产生共振作用,进而持续激励周围气体产生等离子体,其特点是等离子体密度及电离度较高,且装置简单易控】


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表面波等离子体系统


【表面波等离子体工作气压条件通常为2-200pa,其典型特点是微波无法进入等离子体区域内部,只能在沿着等离子体表面传输过程中激发高密度的等离子体】


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谐振腔式微波等离子体系统


【与电子回旋共振微波等离子体所需的稳定磁场不同,谐振腔内行程的高强变电场直接激励气体产生等离子体,其工作电压范围常维持在几千至几万Pa范围。】



目前,关于微波等离子体技术的应用研究较为广泛的主要有元素检测、薄膜沉积及废气处理,以微波等离子体高效、稳定的技术优势在这些应用领域取得较高的测量精度和较好的处理效果,此外微波等离子体技术在表面清洗、辅助燃烧等方面也具有一定的应用价值。
下面沃特塞恩微波源就带大家具体看一下微波等离子体在各方面应用的优势分析:


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微波等离子体应用于元素检测

微波等离子体技术应用于元素检测的研究范围较广,微波等离子体发射光谱法以其灵敏度高、线性范围宽、多元素分析和高精确度的特点,在微量元素、痕量元素及重金属元素检测方面呈现较大的应用优势。


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微波等离子体应用于材料沉积(MP

CVD)

微波等离子体化学气相沉积是基于微波在反应区域内激发辉光放电的过程,装置无极放电特点很好地避免了材料沉积过程中电极污染的问题,使得设备运行稳定且沉积薄膜质量较高。


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微波等离子体应用于废气处理

微波等离子体应用于有机废气处理是基于微波等离子体高电离度、高反应活性的特点,对污染物分子进行有效的降解,最终达到废气净化的目的。


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微波等离子体应用于半导体封装

微波等离子体清洗在半导体封装领域应用广泛,根据材料表面氧化、助焊剂残留,树脂残迹、有机物等不同玷污物的性质,选择相适应的气体,清除掉这些污染物,从而显著地改善封装可制造性、可靠性以及提高成品率。
微波等离子体清洗能改善芯片基板材料表面的亲水性,增加润湿性能。如下图:

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【微波等离子体清洗前后滴水试验比较,清洗后水滴在基板表面迅速扩散,接触面变小,润湿范围明显变大】


5



微波等离子体应用于辅助燃烧

采用微波等离子体点火和助燃会有诸多好处,微波等离子体不仅能快速加热气流,而且非平衡等离子体还会产生大量化学活性物质,如处于激发态的分子和自由基,可以实现大范围点火、减小点火延迟、改善火焰稳定性、拓宽可燃极限等。

近年来,等离子体点火和助燃成为国际上应用基础研究领域颇受关注的一个研究方向。

我们可以看出微波等离子体技术在不同应用研究领域都呈现出较大的潜在价值,尤其随着近几年固态微波源的技术应用高速发展,也推动着微波等离子体在工业化应用中的前进步伐。

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沃特塞恩2450MHz-6kW固态微波源


简述固态微波源优势

全固态半导体用于激发射频能量是不同于磁控管的一种新形势,由固态微波源所激发的射频能量,具有高度可控、可靠高效等突出优点。

固态微波源可在设备运行过程中对频率、相位、功率(正向/反向)等提供实时反馈与调整。

固态微波源相较于磁控管延长了数十倍的使用寿命,也不会出现磁控管因老化而引起的功率损耗。


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