चिप निर्माण में एक आवश्यक तत्व-प्लाज्मा

प्लाज्मा की खोज सबसे पहले 1879 में विलियम क्रूक्स ने की थी और 1929 में इरविंग लैंगमुइर ने इसे "प्लाज्मा" नाम दिया था। चिप निर्माण में प्लाज्मा का अनुप्रयोग बहुत आम और महत्वपूर्ण है, यह कहा जा सकता है कि प्लाज्मा के बिना चिप उत्पादन संभव नहीं होगा। प्लाज़्मा लगभग हमेशा शुष्क नक़्क़ाशी, पीवीडी, सीवीडी, वेफर सतह संशोधन और लिथोग्राफी में शामिल होता है।

प्लाज्मा क्या है?

प्लाज्मा किसी पदार्थ की चौथी अवस्था है। जबकि अधिकांश लोगों की धारणा है कि पदार्थ की केवल तीन अवस्थाएँ (ठोस, तरल और गैस) होती हैं, ब्रह्मांड में 99% से अधिक अवलोकन योग्य पदार्थ चौथी अवस्था में है, जैसे कि तारे, निहारिका और अंतरतारकीय माध्यम में। , और प्लाज्मा पृथ्वी पर भी मौजूद है, जैसे पृथ्वी के ऊपर आयनमंडल और मैग्नेटोस्फीयर में। प्लाज्मा में आयनीकृत गैसें होती हैं जिनमें लगभग समान मात्रा में इलेक्ट्रॉन और आयन होते हैं, जो गैसों को उच्च तापमान पर गर्म करने, उन पर विद्युत निर्वहन के साथ बमबारी करने या उन्हें आयनीकृत विकिरण के संपर्क में लाने से उत्पन्न होते हैं। क्योंकि प्लाज़्मा बाहरी विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों या प्लाज़्मा के अंदर धाराओं और आवेशों द्वारा उत्पन्न क्षेत्रों से बलों के अधीन होते हैं, उनकी गतिशीलता सामान्य गैसों से काफी भिन्न होती है।

आयनीकरण क्या है?

गैस आयनीकरण किसी गैस में परमाणुओं या अणुओं से इलेक्ट्रॉनों को हटाने की प्रक्रिया है। गैस आयनीकरण में, बाहरी ऊर्जा (जैसे विद्युत क्षेत्र, प्रकाश विकिरण, या उच्च तापमान) गैस अणुओं या परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों को उनके परमाणु या आणविक कक्षाओं से अलग होकर आवेशित आयन और मुक्त इलेक्ट्रॉन बनाने के लिए पर्याप्त ऊर्जा प्रदान करती है। गैस आयनीकरण प्लाज्मा निर्माण का आधार है। एक बार जब गैस का आयनीकरण होता है, तो इससे परमाणुओं या अणुओं का आयनीकरण होता है और बड़ी संख्या में मुक्त इलेक्ट्रॉनों और आयनों का निर्माण होता है, और जब गैस के विद्युत गुणों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करने के लिए पर्याप्त परमाणुओं को आयनित किया जाता है, तो यह प्लाज्मा बन जाता है। प्लाज्मा प्रतिक्रिया करता है और विद्युत चुम्बकीय बल उत्पन्न करता है।

प्लाज्मा की संरचना

प्लाज्मा आयनों, इलेक्ट्रॉनों, मुक्त कणों, तटस्थ परमाणुओं और अणुओं का एक गैसीय मिश्रण है। प्लाज्मा में आयन सकारात्मक या नकारात्मक चार्ज वाले परमाणु या अणु होते हैं। इनका निर्माण किसी परमाणु या अणु में एक या अधिक इलेक्ट्रॉनों के खोने या बढ़ने से होता है। आयनों का प्रकार और संख्या प्लाज्मा की संरचना और इसके उत्पादन के तरीके पर निर्भर करती है। मुक्त इलेक्ट्रॉन परमाणुओं या अणुओं से अलग हो जाते हैं और नकारात्मक आवेशित कण बन जाते हैं। मुक्त इलेक्ट्रॉनों में उच्च ऊर्जा होती है और वे विद्युत क्षेत्र की प्रतिक्रिया में विद्युत को स्थानांतरित और संचालित कर सकते हैं। मुक्त इलेक्ट्रॉनों और आयनों के अलावा, प्लाज्मा में कुछ तटस्थ कण भी होते हैं, यानी ऐसे परमाणु या अणु जो आयनित नहीं हुए हैं। ये तटस्थ कण प्लाज्मा में आयनों और इलेक्ट्रॉनों को संतुलित करने, प्लाज्मा की समग्र विद्युत तटस्थता को बनाए रखने में भूमिका निभाते हैं। मुक्त कण अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों वाले रसायनों का एक वर्ग है जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं और जीवित जीवों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। मुक्त कण आमतौर पर बहुत प्रतिक्रियाशील होते हैं क्योंकि वे इलेक्ट्रॉनों को फंसाकर या उन्हें दूर देकर युग्म बनाते हैं।

प्लाज्मा के गुण

प्लाज्मा के गुण उच्च चालकता, अद्वितीय ऑप्टिकल गुणों और प्लाज्मा दोलनों के साथ पदार्थ की अन्य अवस्थाओं जैसे गैस, ठोस या तरल से भिन्न होते हैं। सबसे पहले, यह एक विद्युत चालक है और धारा का संचालन कर सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि प्लाज्मा में बड़ी संख्या में मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत आगे बढ़ सकते हैं और विद्युत प्रवाह बना सकते हैं। दूसरे, प्लाज्मा का विद्युत चुम्बकीय विकिरण के साथ मजबूत संपर्क होता है और यह प्रकाश उत्सर्जित, अवशोषित और बिखेर सकता है। इसके अलावा, प्लाज्मा में अद्वितीय थर्मोडायनामिक गुण भी होते हैं, जैसे उच्च तापमान, कम दबाव और उच्च ऊर्जा घनत्व।

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