Un módulo de fuente de RF de 2,4 GHz, 20 W y 8 canales con amplificadores de potencia de estado sólido para generadores de plasma
Autores: Nam, Hyosung; Sim, Taejoo; Kim, Junghyun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Un módulo de fuente de RF de 2,4 GHz, 20 W y 8 canales con amplificadores de potencia de estado sólido para generadores de plasma
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Generadores de plasma
Módulo de fuente de RF
Amplificadores de potencia
Procesos semiconductores
Arseniuro de galio
Nitruro de galio
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Este documento presenta un módulo de fuente de RF de tipo multi-canal novedoso con amplificadores de potencia de estado sólido para generadores de plasma. El módulo propuesto está compuesto por una parte de control de CC, una parte de generación de fuente de RF y una parte de amplificación de potencia. Un amplificador de potencia (PA) de 2 etapas se combina con un transistor bipolar hetero de arseniuro de galio (GaAs HBT) como PA de impulsión y un transistor de alta movilidad electrónica de nitruro de galio (GaN HEMT) como PA principal, respectivamente. Al emplear 8 canales, el módulo propuesto asegura una mejor cobertura de área en la oblea durante procesos semiconductores como la deposición química de vapor (CVD), el grabado, entre otros. Además, cada canal puede mantenerse a una potencia de salida constante porque tienen un factor de ganancia ajustable mediante un amplificador de ganancia variable (VGA). Por esa razón, es posible tener una densidad de plasma uniforme en la oblea. La secuencia de operación es controlable mediante un puerto de control de CC externo. Además, se aplicaron disipadores de calor de cobre-tungsteno (CuW) para evitar la degradación del rendimiento de RF por el calor generado por el amplificador de potencia alto (HPA), y se implementó un chaleco de agua en la parte inferior de la amplificación de potencia para refrigeración líquida. Basándose en los resultados de medición, la potencia de salida en cada canal fue superior a 43 dBm (20 W) y la eficiencia de drenaje fue superior al 50% a 2.4 GHz.
Descripción
Este documento presenta un módulo de fuente de RF de tipo multi-canal novedoso con amplificadores de potencia de estado sólido para generadores de plasma. El módulo propuesto está compuesto por una parte de control de CC, una parte de generación de fuente de RF y una parte de amplificación de potencia. Un amplificador de potencia (PA) de 2 etapas se combina con un transistor bipolar hetero de arseniuro de galio (GaAs HBT) como PA de impulsión y un transistor de alta movilidad electrónica de nitruro de galio (GaN HEMT) como PA principal, respectivamente. Al emplear 8 canales, el módulo propuesto asegura una mejor cobertura de área en la oblea durante procesos semiconductores como la deposición química de vapor (CVD), el grabado, entre otros. Además, cada canal puede mantenerse a una potencia de salida constante porque tienen un factor de ganancia ajustable mediante un amplificador de ganancia variable (VGA). Por esa razón, es posible tener una densidad de plasma uniforme en la oblea. La secuencia de operación es controlable mediante un puerto de control de CC externo. Además, se aplicaron disipadores de calor de cobre-tungsteno (CuW) para evitar la degradación del rendimiento de RF por el calor generado por el amplificador de potencia alto (HPA), y se implementó un chaleco de agua en la parte inferior de la amplificación de potencia para refrigeración líquida. Basándose en los resultados de medición, la potencia de salida en cada canal fue superior a 43 dBm (20 W) y la eficiencia de drenaje fue superior al 50% a 2.4 GHz.