表面工艺
主要用于以下两方面。
①等离子体表面处理:为了提高刀具、模具等的性能，可以用等离子体对金属表面进行氮、碳、硼
或碳氮的渗透。这种方法的特点是,不是在表面加一覆盖层,而是改变基体表面的材料结构及其性能
。处理过程中，工件温度比较低，不使工件变形，这对精密的部件很重要。这一方法可以应用于各
种金属基体，主要有辉光放电渗氮，氮碳共渗，渗硼。
②等离子体在电子工业中的应用:大规模集成电路片心的生产工艺，过去采用化学方式，采用等离
子体方法代替之后，不仅降低了工艺过程中的温度，还因将涂胶、显影、刻蚀、除胶等化学湿法改
为等离子体干法，使工艺更简单，便于实现自动化，提高成品率。等离子体方法加工的片心分辨率
及保真度都高，对提高集成度及可靠性均有利。
等离子体沉积薄膜
用等离子体聚合介质膜可保护电子元件，用等离子体沉积导电膜可保护电子电路及设备免遭静电荷
积累而引起损坏，用等离子体沉积薄膜还可以制造电容器元件。在电子工业、化学工业、光学等方
面有许多应用。
①等离子体沉积硅化合物。用SiH4+N2O〔或Si(OC2H4)+O2〕,制成SiOxHy。气压1~5托(1托≈133帕)
，电源13.5兆赫。氮化硅沉积用SiH4+SiH3+N2。温度300℃，沉积率约180埃/分。非晶碳化硅膜由
硅烷加含碳的共反应剂得SixC1+x:H，x是Si/Si+C比例。硬度大于2500千克/毫米2。在多孔基片上,
用等离子体沉积一层薄聚合膜，制成选择性的渗透膜及反渗透膜，可用于分离混合气中的气体，分
离离子与水。也可以组合超薄膜层，以适应不同的选择性，如分子大小，可溶性，离子亲合性，扩
散性等。在碳酸盐-硅共聚物基片上,用一般方法沉积0.5毫米薄膜,氢/甲烷的渗透性比为0.85，甲
烷的渗透性比氢的高。若用等离子体在基片上沉积苯甲氰单体,这一比值增为33,分离作用大为提高
。反渗透膜可用于海水脱盐。在水流量低于一定阈值时，排盐效果才好。烯烃族、杂芳香族及芳香
胺等的聚合膜具有满意的反渗透性。
②等离子体沉积膜可用于光学元件，如消反射膜，抗潮、抗磨损等薄膜。在集成光学中，用等离子
体可以按照所需的折射率沉积上稳定的膜，用于联接光路中各元件。这种膜的光损失为0.04分贝/
厘米。
等离子体用于材料表面改性主要有以下几个方面:
①改变润湿性(又称浸润性)。一些有机化合物表面的润湿性对颜料、墨、粘结剂等的粘结性，对于
材料表面的闪络电压及表面漏泄电流等电性能，都有很大的影响。衡量润湿性的量称为接触角。表
1中列出一些材料的不同处理对接触角的影响。
②增强粘附性。用等离子体活化气体处理一些聚合物及金属之后，可使材料与粘附剂的结合强度得
到加强。原因可以是聚合物表面的交联加强了边界层的粘附力;或是等离子体处理过程中引入了偶
极子而提高了聚合物表面粘附强度;也可能是等离子体处理消除了聚合物表面的污层，改善了粘附
条件。电晕处理也有同样效果。表2列出一些聚合物与金属粘附的结果，等离子体处理的效果明显
。
③强化聚合物与聚合物的粘附。例如玻璃丝加强的环氧树脂用氦等离子体处理后，与硫化橡胶的粘
附增强233%。聚酯轮胎线经过等离子体处理(如NH3)后，与橡胶的粘附强度提高8.4倍。
