電感耦合式等離子體產(chǎn)生法（ICP)

電感耦合式等離子體(Inductively．couplede．Plasma，ICP)的工作原理，就是在線圈上加上一個高頻電源，當線圈上的電流改變時，就可有安培定律知道，當感應產(chǎn)生一變動磁場，同時可由法拉第定律知道此變動之磁場會感應出一個反應方向的電場，此電場會加速等離子體中的電子而形成一線圈電流相反的二次電流。并且隨著與加于線圈上的電流不斷改變，而感應出的電場也不斷改變，這不斷改變電場與平板式高調(diào)波等離子體一樣能用來加速電子以維持等離子體，所不同的是電場與電極方向不同。在平板式高調(diào)波等離子體中電子因受電場影響而運動方向垂直于電極，所以會有許多電子逃離等離子體跑到電極上，使能量消耗在加熱電極上。而在感應偶合式等離子中，電子受感應電場的影響而使運動方向與電極平行，因此不會有太多的電子損耗在電極上，故可以維持線圈周圍相當高的電子密度。

圖1是電感耦合式射頻等離子體的幾種典型裝置型式。其中(a)是典型的外電極結構，是應用最早的電感耦合式結構，其特點是結構簡單、無電極污染，但由于二次耦合，其耦合效率較低，且等離子均勻性較差；(b)是平面耦合線圈，可產(chǎn)生大面積的等離子體；(c)是內(nèi)電極式結構，由于電感線圈位于等離子中，線圈耦合好，效率高，但電極浸沒于等離子體中，在電場作用下受到粒子轟擊，線圈尺寸會發(fā)生變化，同時容易發(fā)生電極濺射，對清洗或刻蝕的材料發(fā)生污染，因此這種結構使用時需要在電感線圈表面包裹介質(zhì)層。

(a) 線圈環(huán)繞型 ; (b) 平板同心螺旋線圈 ; (c) 內(nèi)電極
電感耦合式等離子體產(chǎn)生裝置類型

ICP的主要優(yōu)點為：
(1)等離子體密度高、解離率高，能夠在相當大的壓力范圍上保持高密度等離子體。
(2)平板式ICP可大面積操作。
(3)ICP等離子體中的電子溫度低、離子動能低、等離子體電位低。
(4)等離子體密度及離子轉擊基板的動能可分開控制。
(5)設備簡單。

電感耦合式等離子體是利用電感線圈的電磁感應效應，在線圈內(nèi)部感應磁場，帶電粒子在磁場作用下做回旋運動，在離子移動過程中與氣體分子發(fā)生碰撞并電離，從而形成穩(wěn)定的等離子體。

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電感耦合式等離子體產(chǎn)生法（ICP)