氧等離子體處理是一種有效的表面清潔和改性技術(shù)，可去除有機污染物并增加材料的親水性。氧氣電離產(chǎn)生氧等離子體，氧等離子體是由氧分子、原子、離子以及電離出的電子構(gòu)成的集合體。氧等離子體含有多種類型的高活性物質(zhì)，其主要組分包括O⁺、O^-、O₂⁺、O₂^-、O、O₃、臭氧離子、亞穩(wěn)態(tài)O₂和自由電子等粒子。當材料表面暴露于氧等離子體中時，就會引起表面的一系列反應，引起材料表面的物理形貌和化學結(jié)構(gòu)的變化，或產(chǎn)生刻蝕而粗糙，或形成致密的交聯(lián)層，或引入含氧極性基團，使親水性、粘接性、可染色性、生物相容性及電性能分別得到改善，從而提高材料的表面性能，但材料的基本性能基本上不受影響。

清洗有機物

氧等離子體清洗去除有機污染物

有機物主要是由C元素和H元素組成的化合物，對于有機物的清洗最為重要的是亞穩(wěn)態(tài)的活性氧和有機物分子之間的反應:C_xH_y+O₂^*→CO₂+H₂0

亞穩(wěn)態(tài)氧分子和其他活性氧粒子會與有機物分子相結(jié)合相結(jié)合產(chǎn)生如CO₂、H₂O等易于去除的小分子。

增加親水性

污染物去除后，O2等離子體中的物質(zhì)會與表面產(chǎn)生的自由基發(fā)生反應。該反應會使含氧官能團（例如羰基（C=O）、羧基（-COOH）和羥基（-OH））接枝到材料表面上。這些極性官能團增加了疏水材料表面的親水性，提高其潤濕性和附著力。

使用O2等離子體對硅晶片進行表面活化

就硅片而言，氧等離子體中的活性物質(zhì)與硅表面碰撞，去除有機污染物，并用含氧官能團和懸空鍵（自由基）取代表面原子，使硅片表面的羥基顯著增加，從而大大增加表面極性和親水性。

硅片等離子清洗前后水滴角對比

硅片氧等離子清洗前后水滴角對比，左邊清洗前，右邊清洗后

如圖所示經(jīng)過氧等離子清洗的硅片水滴角明顯下降變得十分親水。