射頻等離子體（RF等離子體）是在氣流中通過外部施加的射頻場形成的。當(dāng)氣體中的原子被電離時（即電子在高能條件下與原子核分離時），就會產(chǎn)生等離子體。這種電離過程可以通過各種方法實現(xiàn)，包括熱、電和電磁。

等離子的基本屬性

從物理學(xué)角度來看，“等離子體”的定義是：

一種由離子、電子和中性粒子組成的電中性、高度電離的氣體。它是物質(zhì)的一種狀態(tài)，被認(rèn)為不同于固體、液體和普通氣體。

一種物質(zhì)狀態(tài)，其中部分或全部電子已從其母原子中分離出來。帶負(fù)電的電子和帶正電的離子獨立移動。等離子體通常與極高的溫度有關(guān)。

例如，太陽的大部分是由等離子體構(gòu)成的。

等離子體是一種低密度氣體，由電子，正離子和中性粒子組成，整體表現(xiàn)為電中性，被認(rèn)為是物質(zhì)的第四種狀態(tài)。嚴(yán)格地說，太空中的幾乎所有氣體都可以稱為“等離子體”，盡管當(dāng)溫度低于約726.85℃時，只有一小部分原子被電離。太空中非常低的密度使電子可以不受太大阻礙地傳播，因此太空幾乎是一個完美的電導(dǎo)體。雖然電荷可以自由移動，但平均而言，即使是在很小的體積內(nèi)（比如一百萬公里），宇宙等離子體也總是中性的。太空中的等離子體被磁場滲透。

等離子體如何發(fā)生

激發(fā)頻率為40kHz的等離子體為超聲等離子體：物理反應(yīng)；

激發(fā)頻率為13.56MHz的等離子體為射頻等離子體：物理反應(yīng)+化學(xué)反應(yīng)；

激發(fā)頻率為2.45GHz的等離子體為微波等離子體：化學(xué)反應(yīng)。

RF（射頻）功率廣泛用于等離子體生成，特別是在半導(dǎo)體制造、表面處理和等離子體蝕刻等應(yīng)用中。以下是 RF 功率如何產(chǎn)生等離子體的簡單說明：

RF 發(fā)生器：該過程從 RF 發(fā)生器開始，它產(chǎn)生高頻交流 (AC) 功率。

電極：該 RF 功率提供給真空室內(nèi)的電極。這些電極的配置可能有所不同，但通常一個電極通電（連接到 RF 發(fā)生器），另一個接地。

電場：RF 功率的應(yīng)用會在電極之間產(chǎn)生振蕩電場。隨著電壓的增加，電場的強度也會增加。

電離：在室內(nèi)存在氣體（如氬氣、氧氣或氮氣）的情況下，強電場會使氣體分子電離。氣體原子中的電子獲得足夠的能量以逃離其原子軌道，從而產(chǎn)生離子和自由電子。

碰撞和激發(fā)：自由電子從電場獲得動能并快速穿過氣體。這些電子與其他氣體原子發(fā)生碰撞，進(jìn)一步電離它們，并在鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中產(chǎn)生更多的自由電子和離子。這個過程被稱為碰撞電離。

等離子體形成：隨著這個過程的繼續(xù)，離子和電子的密度增加，導(dǎo)致等離子體的形成——一組帶電粒子，它們總體上是電中性的，但反應(yīng)性很強。

維持等離子體：必須持續(xù)供應(yīng)射頻功率以維持電場、維持電離過程并保持等離子體狀態(tài)穩(wěn)定。可以調(diào)整射頻信號的頻率和功率水平來控制等離子體的特性。