Plasmaprosesseilla

Plasmaprosesseilla tarkoitetaan materiaalien käsittelyä plasma-tilassa. Plasma on ionisoitunut kaasu, joka sisältää ioneja, elektroneja ja radikaaleja. Kaasun ionisoimalla muodostuvalla tilalla voidaan ohjata sekä kemiallisia että fysikaalisia reaktioita pinnalla tai kaasussa, mikä mahdollistaa erilaiset muokkaukset ja pinnoitteet.

Perusperiaatteena on energian syöttäminen plasmaan esimerkiksi sähköllä tai säteilyllä, jolloin ionit ja radikaalit törmäävät aineen pintaan. Prosessit voivat toimia alhaisissa lämpötiloissa, mikä sopii herkille materiaaleille, ja niissä voidaan saavuttaa tarkka, suuntautunut vaikutus pinnan rakenteeseen.

Tyypillisiä plasmaprosesseja ovat plasma-etsaaminen, jossa ionibombardmentti poistaa materiaalia ja mahdollistaa anisotropisen kaiverruksen; sekä PECVD, plasman avulla tehostettu kemiallinen pinnoitus, joka kasvattaa kalvoa esimerkiksi erottelu- tai protective-pinnoitteina. Muita yleisiä käsittelyjä ovat plasma-puhdistus ja pintojen sterilointi sekä plasma-nitridointi, jolla parannetaan kovuutta ja kulutuskestävyyttä.

Sovelluksia esiintyy erityisesti elektroniikkateollisuudessa mikroprosessorien ja piin valmistuksessa, nanoteknologiassa sekä metallien ja polymeerien pinnankäsittelyssä. Lääketieteessä plasmaprosesseja käytetään sterilointiin ja pinnan aktivointiin ennen liittämistä.

Plasmaprosessien etuja ovat alhaiset lämpötilat, kyky toteuttaa tarkkoja ja suuntautuneita pintareaktioita sekä mahdollisuus vähentää kemikaalien käyttöä. Haasteita ovat prosessien herkkyys parametreille, korkeat laite- ja käyttökustannukset sekä kontaminaatioriski ja laadun hallinta.