ALD中射频阻抗匹配器的设计与研究
3 等离子体产生前后负载阻抗变化分析
ALD中负载阻抗为一电感线圈,在频率为13.56 MHz的高频电磁场作用下,氩气电离,产生环形球状的低温等离子体。在等离子体产生后,负载线圈内的电流产生感应磁场,使得负载线圈与等离子体产生互感现象,形成并联互感电路模型,如图5所示。本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/154774.htm
在互感模型图中,L11和RL为负载线圈的感性分量和电阻分量;L28和R为等离子体的感性分量和电阻分量,M为互感系数。互感系数M及负载阻抗ZL的计算如下:
式中:ki为耦合系数;L12为互感。
经计算得耦合电感L=1 644 nH,负载阻抗Z=16.4+140j。此时,匹配网络参数如表1中等离子体产生后的参数所示。
通过对ALD中负载在两种状态下的阻抗匹配分析,可以确定等离子体产生前后负载阻抗及阻抗匹配网络中串、并联电容的变化趋势,即负载电感变小,串联可变电容容值变大,并联可变电容容值变小。
4 结语
本文详细阐述原子层沉积系统(ALD)中射频阻抗匹配器的设计方案,利用ADS软件对等离子体产生前的负载电路模型进行了仿真,并对等离子体产生前后负载阻抗的变化进行了深入分析,得出负载阻抗及匹配网络参数的变化趋势。经过多次试验,能顺利使腔室启辉,快速地使系统的反射功率为0,使系统处于阻抗匹配状态。
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