Un plasma acoplado capacitivamente ( CCP ) es uno de los tipos más comunes de fuentes de plasma industriales . Básicamente consta de dos electrodos metálicos separados por una pequeña distancia, colocados en un reactor. La presión del gas en el reactor puede ser inferior a la atmosférica o puede ser atmosférica .
Un sistema CCP típico funciona con una única fuente de alimentación de radiofrecuencia (RF), normalmente a 13,56 MHz . [1] Uno de los dos electrodos está conectado a la fuente de alimentación y el otro está conectado a tierra . Como esta configuración es similar en principio a un condensador en un circuito eléctrico, el plasma formado en esta configuración se denomina plasma acoplado capacitivamente.
Cuando se genera un campo eléctrico entre electrodos, los átomos se ionizan y liberan electrones. Los electrones del gas son acelerados por el campo de RF y pueden ionizar el gas directa o indirectamente mediante colisiones , produciendo electrones secundarios . Cuando el campo eléctrico es lo suficientemente fuerte, puede provocar lo que se conoce como avalancha de electrones . Después de la ruptura de una avalancha , el gas se vuelve conductor de electricidad debido a la abundancia de electrones libres. A menudo acompaña a la emisión de luz de átomos o moléculas excitados en el gas. Cuando se produce luz visible, la generación de plasma se puede observar indirectamente incluso a simple vista.
Una variación del plasma acoplado capacitivamente implica aislar uno de los electrodos, generalmente con un condensador . El condensador actúa como un cortocircuito en el campo de RF de alta frecuencia, pero como un circuito abierto en el campo de corriente continua (CC). Los electrones inciden sobre el electrodo en la vaina y el electrodo adquiere rápidamente una carga negativa (o polarización propia) porque el condensador no permite que se descargue a tierra. Esto establece un campo secundario de CC a través del plasma además del campo de corriente alterna (CA). Los iones masivos no pueden reaccionar al campo de CA que cambia rápidamente, pero el campo de CC fuerte y persistente los acelera hacia el electrodo autopolarizado. Estos iones energéticos se explotan en muchos procesos de microfabricación (ver grabado de iones reactivos (RIE)) colocando un sustrato en el electrodo aislado (autosesgado).
Los PCC tienen amplias aplicaciones en la industria de procesamiento de semiconductores para la deposición de películas delgadas (ver pulverización catódica , deposición química de vapor mejorada con plasma (PECVD)) y grabado .