[发明专利]表面介质阻挡放电等离子体单元和产生表面等离子体的方法有效

专利信息
申请号: 201210382439.6 申请日: 2007-12-28
公开(公告)号: CN102892248A 公开(公告)日: 2013-01-23
发明(设计)人: 伊夫·洛德韦克·马里亚·克雷格托恩;马塞尔·希莫尔;蒂莫·胡伊斯尔 申请(专利权)人: 荷兰应用科学研究会(TNO)
主分类号: H05H1/24 分类号: H05H1/24
代理公司: 北京康信知识产权代理有限责任公司 11240 代理人: 张英;荣文英
地址: 荷兰代*** 国省代码: 荷兰;NL
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摘要:
搜索关键词: 表面 介质 阻挡 放电 等离子体 单元 产生 方法
【说明书】:

本申请是2007年12月28日提交的、发明名称为“表面介质阻挡放电等离子体单元和产生表面等离子体的方法”的、申请号为200780051740.6的申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及一种表面介质阻挡放电等离子体单元,包括具有内部空间的固体介电结构,其中该内部空间中布置有内部电极,该单元进一步包括用于与该内部电极合作地产生表面介质阻挡放电等离子体的另一电极,其中该等离子体单元进一步具有沿该结构表面的气体流路。 

背景技术

已知具有布置在介电结构之上或嵌埋在介电结构之中的电极结构的固体介电结构用于实施等离子体过程(plasma process,或等离子体工艺)。第一电极位于该结构的处理表面上,而第二电极置于介电结构的相对侧上。在这样的过程中,等离子体过程所需的气流能够被诱导而沿着该结构的处理表面流动。 

具有一个内部电极的专用等离子体单元也是已知的。其内部电极经由介电材料被部分去除以在介电结构表面中形成沟槽的过程、电极沉积过程以及内部电极被介电材料覆盖以获得平坦介电表面的过程而获得。同样,第二电极置于介电结构的相对侧上。仅具有若干内部电极的专用等离子体单元也是已知的。通过在内部电极对之间形成电场,可以沿着该结构的处理表面诱导等离子体过程。 

然而,等离子体处理看起来是非均匀的,特别是当处理结构为低渗透性或非气体渗透性材料时。气流在待处理结构和固体介电结构的处理表面之间的等离子体区中流动,并与该待处理结构发生化学和/或物理反应。因此,在期望区域中可利用的反应性气体颗粒较少,因而导致非均匀的等离子体处理,该期望区域远离气体进入等离子体区的区域以及在该区域的下游。等离子体活化气体的组成在 其沿着处理结构通过的期间发生改变。因此,添加到等离子体运载气体中的气态前体气体或颗粒的浓度,在气体进入等离子体区的区域处会过高,而在气体离开等离子体区的区域处会过低。过高程度的前体分解会导致产生不希望的前体片段,其通过气相聚合而最终引起层的质量下降或产生不期望的尘埃。作为前体气体组成沿着等离子体区中的流路改变的部分补偿,通常采用较高的气体流速,这会导致离开等离子体区的未反应前体气体的大量损失。 

发明内容

本发明的一个目的是提供前文所述的表面介质阻挡放电等离子体单元,其中减少了以上认识到的缺点。尤其是,本发明目的在于获得一种前文所述的表面介质阻挡放电等离子体单元,其能够实现更均匀和更有效的等离子体处理。另外,根据本发明,气体流路被定向为基本上横向于(traverse)固体介电结构的处理表面。 

通过将气体流路定向为基本上横向于所述结构的处理表面,例如通过或沿着该固体介电结构的侧表面,通过气体流动能够直接到达在该结构的处理表面附近的期望的等离子体处理区域。因此,在该期望区域上游但位于等离子体区中的气体流路部分(区段)减少,并且能够在整个等离子体区中更均匀地提供气体,以便能够实施更均匀的等离子体工艺(或称“等离子体过程”)。而且,更有效地处理气体颗粒。 

注意到,本发明部分基于以下认识,即内部电极和另一电极的组合能够用来抵消(counteract)沿着相对于固体介电表面的处理表面基本上横向的气体流路部分(区段)的表面等离子体,由此使得能够在所述结构的处理表面附近实施有效的等离子体过程,在气体颗粒到达待处理的结构之前由气体颗粒抵消了等离子体过程。 

此外,本发明的设备能够按比例扩大至更大的等离子体区,由此增加产量(production volume)。 

而且,通过将气体流路定向为基本上横向于结构的处理表面,能够通过气体流动而有效地冷却该固体介电结构,例如使气体沿该结构的侧表面或该结构的壁(其限定若干开口,通过该开口,气体能够流向等离子体区)流动。 

优选地,内部电极以电解质来实施(implement实现),该电解质进一步用作温度调节流体,例如,用于有效地冷却或加热固体介电结构。这样就很好地避免了固体介电结构的电隔离与加热导向性 能(heating guiding property)冲突的要求。然而,该电解质也可以仅作为内部电极,例如,当以其他方式调节固体介电结构的温度时。 

在根据本发明的一个有利实施方式中,已通过挤出工艺制造出固体介电结构中的内部空间,由此能够实现等离子体单元的有效制造方法,该等离子体单元可利用标准挤出工艺相对容易地按比例扩大(scale up)。 

本发明还涉及一种产生表面介质阻挡放电等离子体的方法。 

根据本发明的其他有利实施方式将在所附权利要求中描述。 

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