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高頻放電(Radio-FrequencyDischarge)


高頻放電的頻率一般為10M～100MHz，這一頻率屬于無線電頻譜范圍，因此又稱為射頻(RF)放電，根據(jù)國際通用的規(guī)則射頻放電的頻率為13.56MHz。射頻放電能產(chǎn)生和維持高密度、連續(xù)、均勻的等離子體，高頻放電時(shí)，由于頻率很高，帶電粒子在電場周期內(nèi)還未運(yùn)動到極板，電場就發(fā)生了改變，帶電粒子在電場作用下向反方向移動，如此往復(fù)形成振蕩，因?yàn)榱Ｗ拥倪\(yùn)動行程很長，增加了與氣體分子碰撞的機(jī)率，電離度比直流輝光放電高出幾個(gè)數(shù)量級，而且可以在較低的電壓下維持。射頻放電在較高和較低的氣壓下都能放電，在工業(yè)中有不同應(yīng)用。與直流放電相比，射頻放電有以下優(yōu)勢：

1. 較低的氣壓條件下仍能放電，放電維持能量低，由于帶電粒子在極間做往復(fù)運(yùn)動，大大增加了電離機(jī)率，因此在較低的氣壓條件下仍能夠維持放電，形成穩(wěn)定的等離子體，最低壓強(qiáng)可達(dá)10-1Pa。
2. 射頻放電的粒子運(yùn)動機(jī)制決定了具有較高的電離度。
3.等離子體分布均勻。

射頻放電裝置有很多種結(jié)構(gòu)型式，根據(jù)電極在放電室的位置區(qū)分，可分為外電極和內(nèi)電極；根據(jù)射頻電源的耦合方式區(qū)分，可分為電容耦合和電感耦合，如圖1-1所示。
射頻放電裝置示意圖
圖1-1 射頻放電裝置示意圖 
(a) 電容耦合 ; (b) 電感耦合
 
電容耦合式多采用平板式電極，電極位于放電室內(nèi)，在兩極板之間加射頻功率，電場激發(fā)放電，并形成穩(wěn)定的等離子。電容耦合式結(jié)構(gòu)簡單，等離子密度較直流放電高很多，尤其是大規(guī)模生產(chǎn)的化學(xué)反應(yīng)裝置，平板式電極放電區(qū)域大、穩(wěn)定性好、效率高，很容易獲得大面積的加工處理能力。

外電極放電通常采用電感耦合式，用纏繞在放電管外部的感應(yīng)線圈代替電極，利用高頻磁場在放電管內(nèi)感應(yīng)的二次電場來產(chǎn)生等離子體，這種方式感應(yīng)耦合線圈安裝在真空室外，內(nèi)部無電極，不存在濺射污染問題，同時(shí)感應(yīng)耦合式產(chǎn)生的等離子體比較均勻，能滿足高純材料的制備和高精度的清洗要求。
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