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技术

本发明专利技术涉及一种表面介质阻挡放电等离子体单元。该单元包括具有其中布置有内部电极的内部空间的固体介电结构。而且，该单元包括用于与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。该单元还具有沿所述结构表面的气体流路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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，根据本专利技术，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，本专利技术部分基于以下认识，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，本专利技术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。在根据本专利技术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)。本专利技术还涉及一种产生表面介质阻挡放电等离子体的方法。根据本专利技术的其他有利实施方式将在所附权利要求中描述。附图说明现在将参考附图仅通过举例的方式来描述本专利技术的实施方式，其中图I示出了根据本专利技术的表面介质阻挡放电等离子体单元的第一种实施方式的示意性横截面图；图2示出了根据本专利技术的表面介质阻挡放电等离子体单元的第二种实施方式的示意性横截面图；图3示出了根据本专利技术的表面介质阻挡放电等离子体单元的第三种实施方式的示意性横截面图；图4a示出了第一固体介电结构的示意性横截面图；图4b示出了第二固体介电结构的示意性横截面图；图4c示出了第三固体介电结构的示意性横截面图；图5示出了根据本专利技术的表面介质阻挡放电等离子体单元的第四种实施方式的示意性横截面侧视图；图6a示出了根据本专利技术的表面介质阻挡放电等离子体单元的第五种实施方式的示意性横截面图6b示出了根据本专利技术的表面介质阻挡放电等离子体单元的第六种实施方式的示意性横截面图；图6c示出了根据本专利技术的表面介质阻挡放电等离子体单元的第七种实施方式的示意性横截面图；图6d示出了根据本专利技术的表面介质阻挡放电等离子体单元的第八种实施方式的示意性横截面图；图6e示出了根据本专利技术的表面介质阻挡放电等离子体单元的第九种实施方式的示意性横截面图；图7示出了图I的表面介质阻挡放电等离子体单元的示意性部分分解透视图；图8a示出了图I的表面介质阻挡放电等离子体单元的示意性顶视图； 图Sb示出了图8a的表面介质阻挡放电等离子体单元的示意性横截面侧视图；图Sc示出了图Sb的表面介质阻挡放电等离子体单元的另一示意性横截面侧视图；图9示出了根据本专利技术的表面介质阻挡放电等离子体单元的第十种实施方式的示意性横截面图；图IOa示出了根据本专利技术的表面介质阻挡放电等离子体单元的第十一种实施方式的示意性横截面图；图IOb示出了图IOa的表面介质阻挡放电等离子体单元的示意性顶视图；图11示出了根据本专利技术的表面介质阻挡放电等离子体单元的第十二种实施方式的示意性横截面图；图12示出了根据本专利技术的表面介质阻挡放电等离子体单元的第十三种实施方式的示意性横截面图；图13示出了第一等离子体设备的示意性横截面图；图14示出了图11的等离子体设备的另外的示意性横截面图；以及图15示出了第二等离子体设备的示意性横截面图；图16示出了根据本专利技术的表面介质阻挡放电等离子体单元的第十四种实施方式的示意性横截面图；图17不出了固体介电结构的一种实施方式的不意性横截面侧视图；图18示出了图15的固体介质结构的示意性剖面顶视图；图19示出了另一固体介电结构的示意性剖面顶视图；图20示出了等离子体设备的示意性横截面图；以及图21示出了等离子体产生装置的示意性横截面图。应注意，这些附图仅示出了根据本专利技术的优选实施方式。在这些附图中，相同标号指代相同或相应的部件。具体实施例方式图I示出了根据本专利技术的表面介质阻挡放电等离子体单元I的第一种实施方式的示意性横截面图。单元I包括具有多个细长形的固体介电结构元件2a、2b、2c、2d的组件。兀件2a、2b、2c、2d可以基本平行地布置而形成固体介电结构，以使每一个固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面介质阻挡放电等离子体单元，包括固体介电结构，所述固体介电结构具有其中布置有内部电极的内部空间，所述表面介质阻挡放电等离子体单元进一步包括用于与所述内部电极合作地产生表面介质阻挡放电等离子体的外部电极，其中所述等离子体单元进一步具有沿着所述结构的表面的气体流路并且其中所述气体流路相对于所述固体介电结构的处理平面大致横向地定向，其中所述固体介电结构基本上具有细长的形状，其具有外部处理表面以及从所述外部处理表面延伸的外侧表面，沿着所述外侧表面定位所述气体流路的至少一部分，并且其中固体介电结构基本为板形，所述结构具有狭缝，所述气体流路延伸通过所述狭缝。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：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，
类型：发明
国别省市：