一种直驱式的射频等离子电源制造技术

本发明专利技术公开了一种直驱式的射频等离子电源，包括：宽负载范围运行的逆变器、等离子体发生器、驱动单元和控制单元；所述控制单元与驱动单元连接的一端连接，所述驱动单元的另一端与宽负载运行的逆变器连接，所述宽负载运行的逆变器与等离子体发生器连接；所述宽负载运行的逆变器为Class

【技术实现步骤摘要】
一种直驱式的射频等离子电源


[0001]本专利技术涉及射频等离子电源
，具体地涉及一种直驱式的射频等离子电源。

技术介绍

[0002]容性耦合等离子体(Capacitively Coupled Plasma,CCP)是低温等离子体的一种，具有化学活性高、均匀性好、成本低廉等优点，广泛应用于介质刻蚀和薄膜沉积。此外，由于CCP对尘埃颗粒的刻蚀作用较小，因此还应用于微重力下尘埃等离子体实验中，对传统物质研究十分重要。
[0003]射频等离子体电源是产生CCP的重要设备，需要满足以下要求：
[0004]1)输出电压频率位于工业、科学、医疗(Industrial Scientific Medical，ISM)频段，通常选用射频13.56MHz。输出电压大小按照需要进行调节，以控制CCP的离子能量和离子通量。
[0005]2)CCP的特性会随着电压和气压等工况的改变而明显变化，是一种宽范围变化的容性负载，所以等离子体电源需要在宽负载范围内工作。
[0006]3)等离子体电源有高功率密度。这对于体积和重量要求严格的应用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直驱式的射频等离子电源，其特征在于，包括：宽负载范围运行的逆变器、等离子体发生器、驱动单元和控制单元；所述控制单元与驱动单元连接的一端连接，所述驱动单元的另一端与宽负载运行的逆变器连接，所述宽负载运行的逆变器与等离子体发生器连接；所述宽负载运行的逆变器为Class
‑
ECS逆变器，所述等离子体发生器为容性耦合等离子体发生器。2.根据权利要求1所述直驱式的射频等离子电源，其特征在于，所述Class
‑
ECS逆变器包括：直流电压源V
dc
、第一电容C1、第二电容C
p
、阻抗Z
Ld
、开关管S、第一电感L1、第二电感L2；所述直流电压源V
dc
的正极分别与开关管S的一端、第二电容C
p
的一端连接，所述开关管S的另一端分别与第二电容C
p
的另一端、第一电感L1的一端、第二电感L2的一端连接，所述第一电感L1的另一端分别与第一电容C1的一端、阻抗Z
Ld
的一端连接，所述直流电压源V
dc
的负极分别与第二电感L2的另一端、第一电容C1的另一端、阻抗Z
Ld
的另一端连接。3.根据权利要求1所述直驱式的射频等离子电源，其特征在于，所述Class
‑
ECS逆变器包括：直流电压源V
dc
、第一电容C1、第二电容C
p
、阻抗Z
Ld
、开关管S、第一电感L1、第二电感L2；所述直流电压源V
dc
的正极与开关管S的一端连接，所述开关管S的另一端与第二电容C
p
的一端、第一电感L1的一端、第二电感L2的一端连接，所述第一电感L1的另一端分别与第一电容C1的一端、阻抗Z
Ld
的一端连接，所述直流电压源V
dc
的负极分别与第二电感L2的另一端、第二电容C
p
的另一端、第一电感L1的另一端、阻抗Z
Ld
的另一端连接。4.根据权利要求2或3所述直驱式的射频等离子电源，其特征在于，所述第一电感L1通过以下方法获得：所述第一电容C1通过以下方法获得：所述第二电容C
p
通过以下方法获得：所述阻抗Z
Ld
由等离子体发生器等效的电容C
Ld
和等效的电阻R
Ld
组成，C
Ld
和R
Ld
的变化范围通过以下方法获得：θ1≤θ
1m
其中，K
im
是第二电感电流平均值和第一电感电流幅值之比的最大值，V
dcm
是逆变器最大输出功率对应的直流电压，V
LL2m
是逆变器最大功率时的第二电感两端电压的二次谐波分量，P
m
是逆变器最大输出功率，X
fs
是第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思，阮新波，李颖，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：