等离子体技术【十五】

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等离子体技术【十五】

2023-05-04 11:48| 来源: 网络整理| 查看: 265

1、阻抗匹配的作用  

  高能量射频源被用于等离子体沉积和光刻过程中。在不同的生产过程中,等离子体室阻抗的变化十分复杂。为了提高集成电路品质,需要在工作期间保证等离子体均匀稳定。而有关实验证明,系统的输入功率直接影响等离子体的浓度和压力。因此,从功率角度来看,需要稳定系统的输入功率。换句话说,要保证等离子体发生室能够完全吸收来自射频源的功率。在等离子体反应的负载特性动态变化的情况下,实现高精度的自动阻抗匹配是保证等离子体均匀稳定的主要手段。

  实际的匹配网络除了减少功率损耗功能外,还有其他功能:比如减小噪声干扰、提高功率容量、提高频率响应的线性度、抑制高次谐波等。

  而自动阻抗匹配器,能够及时跟踪等离子体负载复杂的阻抗变化,保证负载和源之间阻抗匹配,从而保证从射频源输出的功能都能被等离子体负载全部吸收。

 

2、阻抗匹配的分类

  A、共轭匹配

  当负载和射频源内阻共轭相等时,可获得最大的传输功率。这一最大功率传输条件称为共轭匹配。如下,当Zin=ZG*时,即为共轭匹配,获得最大功率。

 

 

  B、传输线匹配

  当负载和传输线的特征阻抗以及射频源内阻三者相等时,射频源发出的电压波全部达到等离子体负载,而不会在三者之间产生反射。通常将这一无失真电压传输条件称为传输线匹配。

  

 

  从反射的角度而言,反射系数Γ=(ZL-Z0)/ (ZL+Z0),当ZL=Z0时,反射系数Γ=0,即不产生反射,入射电压完全被负载端吸收。

  只有在传输线的长度和波长可相比拟时,才考虑传输线和负载的阻抗匹配。对于工业上使用的射频源,其频率绝大多数是13.56MHz,对应波长是20m多,传输线相比于波长而言是“短线”(一般不足1m),信号在传输线上反射对电路影响极小,可以忽略不考虑。

 

=======>因此自动阻抗匹配主要研究射频电源与等离子体负载之间的共轭匹配问题



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