Induktivt kopplad plasma ( ICP ), eng. induktivt kopplad plasma, ICP - plasma som bildas inuti en urladdningskammare, brännare eller annan plasmareaktor när ett högfrekvent alternerande magnetfält appliceras.
Induktivt kopplad plasma (ICP) är en typ av gasurladdning som exciteras av ett alternerande magnetfält med hjälp av en induktionsspole (induktor). ICP har också andra namn: induktionsplasma , induktionsurladdning . ICP antänds och underhålls av cykliskt inducerade elektriska strömvirvlar av fria elektroner (och joner ) i plasman. För att excitera ICP:n används vanligtvis ett växlande elektromagnetiskt fält med en frekvens på 1–100 MHz. ICP observerades första gången av Hittorf 1884, som upptäckte glödet från den kvarvarande gasen i urladdningskammaren när en högfrekvent ström passerade genom en solenoid som omsluter urladdningsvolymen.
Den största skillnaden mellan ICP och kapacitiv urladdning är att ICP exciteras (induceras) av ett magnetfält , medan kapacitiv urladdning exciteras och upprätthålls av ett elektriskt fält (DC eller AC). Ceteris paribus, ICP kännetecknas av en betydligt högre elektrondensitet jämfört med en kapacitiv urladdning.
ICP vid atmosfärstryck (vanligtvis i argon ) i form av en öppen brännare används i spektroskopiska metoder för analytisk kemi för att bestämma sammansättningen av ämnen och material. ICP vid lågt tryck (ofta i aggressiva gaser) i slutna reaktorer används för plasmaetsning (etsning, från etsning - etsning) vid produktion av halvledarmikroelektronik.
I en analytisk ICP matas brännaren vanligtvis med en löst analyt, sprayas som en aerosol och införs i plasmabrännaren genom ett argonflöde. När aerosoldroppar kommer in i plasman i en argonbrännare förångas de omedelbart och sönderfaller till atomer och joner . En annan metod för att införa ett material av intresse i en plasma är att kemiskt omvandla analyten till gasmolekyler , såsom mycket flyktiga hydrider. Det tredje sättet är att skapa en "torr" aerosol med hjälp av en kraftfull laserstråle , som bränner ut en krater i ett stycke material som placerats under den och överför en liten del av den till ett fint spritt aerosoltillstånd - detta är den s.k. laserablation ). Atomer och joner som exciteras i plasma detekteras med atomemissionsspektrometri (ICP-AES) eller masspektrometri ( ICP-MS ).
Plasmaetsning i ICP-reaktorer för tillverkning av halvledarprodukter utförs vanligtvis vid tryck på 0,1–10 Pa. Samtidigt kräver isotropisk borttagning av skikt eller rengöring av reaktorns inre ytor ofta en tryckökning upp till ~1000 Pa, vilket trots det är mycket lägre än atmosfärstrycket (100 kPa = 1000 hektopascal). Förutom plasmaetsning används en mängd olika tekniska plasmaprocesser inom mikroelektronikindustrin, till exempel jonimplantation , plasmakemisk tillväxt av skikt, avlägsnande av skikt genom sputtering, plasmarengöring av ytor och andra. I detta fall används olika gasblandningar och olika typer av reaktorer.