プラズマ・リアクターの温度は、プラズマを発生させる方法や特定の用途によって大きく変化する。
その温度は数百℃から数百万℃に及ぶ。
この変動は、プラズマが成膜プロセス、化学反応、核融合のいずれに使用されるかによって異なる。
主なポイントを説明する：
1.プラズマ・リアクターの加熱方法：
電離プラズマ： 最も一般的な方法で、レーザーやマイクロ波を使って500～1000℃まで温度を上げる。
熱加熱： チャンバー内でフィラメントを使用し、摂氏2000～2500度まで温度を上げる。
その他の方法： 高周波、化学反応、プラズマジェット、オキシアセチレン火炎、アーク放電、直流電流を使用して熱を伝えることもできる。
2.具体的な用途と対応温度
マイクロ波プラズマ気相成長法(MW-CVD)： このプロセスでは、基板は誘導加熱によって1000℃まで加熱できる。
化学反応用プラズマ： プラズマは放電（100～300eV）により点火され、基板の周囲に光り輝くシースを形成し、化学反応を促進する熱エネルギーに寄与する。
プラズマ炉： 用途に応じて、低温（プラズマ窒化では750℃）または高温（プラズマ浸炭では最高1100℃）で作動する。
核融合（ITER真空容器）： 核融合反応を促進するため、プラズマは1億5,000万℃の極限温度に達する。
3.プラズマ生成技術：
容量結合プラズマ： わずかな距離を隔てた2つの平行な金属電極をRF電源とグランドに接続し、回路のコンデンサに似たプラズマを形成する。
誘導結合プラズマ： 参考文献には詳述されていないが、この方法ではプラズマチャンバーの周囲に誘導コイルを配置し、磁場を発生させてガスをイオン化する。
4.プラズマリアクターにおける制御と調整：
ガスフローと温度制御： MW-CVDでは、ガスはステンレス鋼配管を通ってリアクターに入り、流量は制御可能なマスフローメーターで調節される。動作圧力は数torrから数百torrで、真空計コントローラーで制御される。
基板の加熱： MW-CVDでは、プラズマの発生とは別に、誘導加熱やバイアス加熱によって基板を加熱することができる。
プラズマリアクターの温度を理解することは、プロセスパラメーターを望ましい結果に確実に合わせるために極めて重要である。
温度の可変性により、プラズマリアクターは様々な科学的・工業的応用において汎用性の高いツールとなる。
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