阻抗匹配RF系统PPT

1、Impedance Match of RF System 阻抗匹配RF系统(matching box),RF系统中为什么要用匹配器？,如果source没有内阻，所有的功率都消耗在负载上这样输出功率始终是最大。,但是实际过程汇总任何系统他都是有内阻的，所以为了使得负载的功率最大，所以要使用匹配器使得负载阻抗和功率阻抗要一致。,Impedance Match阻抗匹配,什么叫阻抗匹配impedance matching ？,什么叫阻抗匹配impedance matching ？ 包括纯电阻阻抗匹配、电抗匹配,负载阻抗等于信源内阻抗的共轭值，即它们的模相等而辐角之和为零。如果信源内阻抗和负载阻抗均为纯

2、阻性，则两种匹配条件是等同的。,负载阻抗等于信源内阻抗，即它们的模与辐角分别相等，这时在负载阻抗上可以得到无失真的电压传输,在中学物理电学中曾讲述这样一个问题：把一个电阻为R 的用电器，接在一个电动势为E、内阻为r 的电池组上（见图1），在什么条件下电源输出的功率最大呢？当外电阻等于内电阻时，电源对外电路输出的功率最大，这就是纯电阻电路的功率匹配。,R,r,U,当R=r时 ,P最大,即功率输出最大。,电抗电路要比纯电阻电路复杂，电路中除了电阻外还有电容和电感。,在交流电路中，电阻、电容和电感对交流电的阻碍作用叫阻抗，用字母Z 表示。其中，电容和电感对交流电的阻碍作用，分别称为容抗及和感抗。因而

3、电抗电路要做到匹配比纯电阻电路要复杂一些，除了输人和输出电路中的电阻成分要求相等外，还要求电抗成分大小相等符号相反（驻波效应） 满足上述条件即称为阻抗匹配。负载即能得到最大的功率,阻抗匹配也就是纯电阻电路匹配和电抗电路匹配的总和,阻抗匹配的关键是前级的输出阻抗与后级的输人阻抗相等,输人阻抗是指电路对着信号源讲的阻抗，输出阻抗的值表示其承担负载的阻抗,什么是驻波效应？,频率和振幅均相同、振动方向一致、传播方向相反的两列波叠加后形成的波。波在介质中传播时其波形不断向前推进，故称行波；上述两列波叠加后波形并不向前推进，故称驻波比。,影响阻抗匹配(有反射波的原因)的有以下几点： 高压传导绝缘体被击穿或

4、打破。 由于热传导反射波增大 噪音影响问题 射频发生器受损。 射频干扰,RF入射功率P(正向波)最大的条件： ZL=Z0,RF反射功率P(正向波)出现的条件： ZLZ0或者ZL0，如果监控到电流快于电压值说明相位误差0 .当电流电压同相时，值相位差=0 通过这种相位变换来控制电机正转或者反转。,中央处理单元&电机控制器：,把反射系数检查器发出的信号处理并把处理结果反馈给电机控制器，控制电机正反转。,匹配网络：,旋转叶片式： 2个电容，中间一块绝缘片，通过电机控制中间的绝缘片来改变电容件的相对面积来改变电容的。,有多种方式，有可变电感接触式，有旋转叶片式等等,电容旋转电机的结构示意图：,负载单元：,对于PECVD，ETCH等离子设备我们使用的负载都是真空chamber. 我们使用的上下电极都是隔开的，上电极或者下电极我们在表面有做recoat处理，有绝缘作用，正常来说他不会漏电或者发生电容响应。 但是实际过程中，plasma是一种高速电子，以及电子的窜动，都会或多或少影响负载的大小及相位。所以我们chamber的环境也很重要。,Load：使用电容来匹配，作用：匹配电阻,tune：使用电容来匹配，匹配，作用：匹配相位,RF在机台上的应用与监控,Cmatch=匹配电容,Ctune=匹配电容,Vpp=正向电压