微波等離子體技術高電離度、放電區域集中及無極放電的特性,在表面刻蝕、材料製備等方面具有顯著的應用優勢。
典型的微波等離子體技術有電子迴旋共振微波等離子體、表面波等離子和諧振腔微波等離子體,如下圖展示:
典型的ECR系統
【電子迴旋共振等離子體為低氣壓條件下利用穩定電磁場激勵電子產生共振作用,進而持續激勵周圍氣體產生等離子體,其特點是等離子體密度及電離度較高,且裝置簡單易控】
表面波等離子體系統
【表面波等離子體工作氣壓條件通常為2-200pa,其典型特點是微波無法進入等離子體區域內部,只能在沿著等離子體表面傳輸過程中激發高密度的等離子體】
諧振腔式微波等離子體系統
【與電子迴旋共振微波等離子體所需的穩定磁場不同,諧振腔內形成的高強變電場直接激勵氣體產生等離子體,其工作電壓範圍常維持在幾千至幾萬Pa範圍。】
目前,關於微波等離子體技術的應用研究較為廣泛的主要有元素檢測、薄膜沉積及廢氣處理,以微波等離子體高效、穩定的技術優勢在這些應用領域取得較高的測量精度和較好的處理效果,此外微波等離子體技術在表面清洗、輔助燃燒等方面也具有一定的應用價值。
下面沃特塞恩微波源就帶大家具體看一下微波等離子體在各方面應用的優勢分析:
1、微波等離子體應用於元素檢測
微波等離子體技術應用於元素檢測的研究範圍較廣,微波等離子體發射光譜法以其靈敏度高、線性範圍寬、多元素分析和高精確度的特點,在微量元素、痕量元素及重金屬元素檢測方面呈現較大的應用優勢。
2、微波等離子體應用於材料沉積(MPCVD)
微波等離子體化學氣相沉積是基於微波在反應區域內激發輝光放電的過程,裝置無極放電特點很好地避免了材料沉積過程中電極汙染的問題,使得設備運行穩定且沉積薄膜質量較高。
3、微波等離子體應用於廢氣處理
微波等離子體應用於有機廢氣處理是基於微波等離子體高電離度、高反應活性的特點,對汙染物分子進行有效的降解,最終達到廢氣淨化的目的。
4、微波等離子體應用於半導體封裝
微波等離子體清洗在半導體封裝領域應用廣泛,根據材料表面氧化、助焊劑殘留,樹脂殘跡、有機物等不同玷汙物的性質,選擇相適應的氣體,清除掉這些汙染物,從而顯著地改善封裝可製造性、可靠性以及提高成品率。
5、微波等離子體應用於輔助燃燒
採用微波等離子體點火和助燃會有諸多好處,微波等離子體不僅能快速加熱氣流,而且非平衡等離子體還會產生大量化學活性物質,如處於激發態的分子和自由基,可以實現大範圍點火、減小點火延遲、改善火焰穩定性、拓寬可燃極限等。
近年來,等離子體點火和助燃成為國際上應用基礎研究領域頗受關注的一個研究方向。
我們可以看出微波等離子體技術在不同應用研究領域都呈現出較大的潛在價值,尤其隨著近幾年固態微波源的技術應用高速發展,也推動著微波等離子體在工業化應用中的前進步伐。
沃特塞恩2450MHz-6kW固態微波源
固態微波源優勢為什麼優於磁控管?
全固態半導體用於激發射頻能量是不同於磁控管的一種新形勢,由沃特塞恩電子生產的固態微波源所激發的射頻能量,具有高度可控、可靠高效等突出優點。
固態微波源可在設備運行過程中對頻率、相位、功率(正向/反向)等提供實時反饋與調整。
固態微波源相較於磁控管延長了數十倍的使用壽命,也不會出現磁控管因老化而引起的功率損耗。