射頻電源（RF Power Supply）是可以產(chǎn)生固定頻率的正弦波、具有一定頻率的高頻電源，主要由射頻信號源、射頻功率放大器及阻抗匹配器組成，是等離子體配套電源。屬于可以產(chǎn)生固定頻率正弦波、具有一定頻率的高頻交流電源，工作頻率一般處于2MHz至60MHz之間。在低壓或常壓下產(chǎn)生等離子體，并利用等離子體不同的化學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體工藝設(shè)備（PVD、PECVD、刻蝕、離子注入、清洗）、LED、光伏、醫(yī)療等領(lǐng)域。 以ICP刻蝕機(jī)臺為例，ICP放電系統(tǒng)通常使用兩個射頻功率源。第一個是sourceRF，射頻功率源驅(qū)動線圈，一般外置且由介質(zhì)窗口與等離子體隔離開。射頻電流流過線圈時會在線圈附近的等離子體中產(chǎn)生一個衰減距離為幾厘米的擾動波，其擾動可在等離子體中感應(yīng)出射頻電流，將電磁場能量傳遞給電子，即驅(qū)動線圈的射頻功率控制等離子體密度。第二個是bias RF，射頻功率源加在基板上，產(chǎn)生的直流偏壓可將離子吸引至晶圓上，作為偏壓電源可以獨立控制等離子體密度和離子轟擊基板的能量。兩個RF電源搭配可以實現(xiàn)更高的蝕刻速率、更大的工藝窗口，提高良率水平。 核心技術(shù)難點在于參數(shù)穩(wěn)定性、控制精度與阻抗匹配。射頻電源主要技術(shù)難點在于電源波形、頻率和功率等參數(shù)穩(wěn)定性的提升，以及在腔體中激發(fā)出的等離子體濃度、均勻度及相應(yīng)的控制精度，穩(wěn)定性與控制精度對于薄膜沉積厚度、密度、應(yīng)力、速率，以及深孔刻蝕質(zhì)量至關(guān)重要。此外，半導(dǎo)體制程微縮化發(fā)展，3D IC時代芯片制造工藝設(shè)備的電源系統(tǒng)面臨復(fù)雜工藝過程中功率輸送的一致性與準(zhǔn)確性問題，各工藝步驟間的功率水平、氣體流量、壓力變化不一，致使等離子體阻抗急劇變化，因此，射頻電源系統(tǒng)的功率傳輸與阻抗匹配的創(chuàng)新必須與工藝創(chuàng)新保持同步。阻抗匹配器將射頻信號源與負(fù)載阻抗匹配，從而保證從射頻源輸出的功率均可被等離子體負(fù)載全部吸收，即得到最大的輸出功率。 射頻信號源 射頻信號源主要用于射頻與微波系統(tǒng)的測量、校準(zhǔn)、試驗及維護(hù),尤其在無線電測量和通信領(lǐng)域。目前在空間通信、衛(wèi)星導(dǎo)航,雷達(dá)測量等先進(jìn)的電子系統(tǒng)中,對射頻信號源的要求也越來越高目前,射頻信號源的合成技術(shù)主要有4種即:直接頻率合成(DS)技術(shù)、鎖相頻率合成(PLL)技術(shù)和直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術(shù),PLL/DDS混合頻率合成技術(shù)。 射頻功率放大器 射頻放大器生產(chǎn)之初主要采用真空電子管。發(fā)展至今,電子管由于其性能上的限制已逐漸被淘汰,而晶體管由于其優(yōu)異的性能已被廣泛研究及應(yīng)用,目前已成為射頻功率放大器的核心器件。 射頻功率放大器主要實現(xiàn)信號的傳輸,并實現(xiàn)一定程度的信號的放大,其本質(zhì)是將直流功率轉(zhuǎn)化為交流功率射頻功率放大器是制約通信技術(shù)和電子技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素,隨著人們對通信及電子技術(shù)需求的不斷提高。射頻功率放大器必將飛速發(fā)展,尤其是高頻率的功率放大器已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點,主要是功率放大器的頻率越高,輸出功率越高,并且效率和可靠性也越高。 阻抗匹配器 阻抗匹配反映了輸入電路與輸出電路之間的功率傳輸關(guān)系,是無線電技術(shù)中常見的一種工作狀態(tài)。阻抗匹配主要用于信號或能量的傳輸,使所有微波信號皆能傳送到負(fù)載點,不會有信號或能量反射回來,從而提升傳輸效益?？梢哉f,阻抗匹配的目的就是為了保證信號或能量有效地從“信號源”傳送到“負(fù)載。 目前阻抗匹配常用的方式有兩種:一種是傳輸線匹配,即射頻源內(nèi)阻、負(fù)載和傳輸線的特征阻抗三者相等;一種是扼匹配,即負(fù)載阻抗等于信源內(nèi)阻抗的共軛,且它們的模相等而輻角之和為0。 阻抗自動匹配器的主要功能是實時跟蹤負(fù)載阻抗變化,保障射頻功率源和負(fù)載之間一直處于阻抗匹配狀態(tài),使得射頻功率源輸出的功率能被負(fù)載全部吸收,從而提高系統(tǒng)的效率及穩(wěn)定性能。 射頻電源發(fā)展因素分析 中國目前已經(jīng)成為世界上最大的手機(jī)和汽車市場從而帶動半導(dǎo)體和光伏等領(lǐng)域發(fā)展，然而中高端射頻電源缺依賴進(jìn)口，目前我國先進(jìn)的等離子體設(shè)備使用的射頻電源,與國外同類電源相比還存在一定差距,要超趕上國際水平,還需要做很多工作。 政策層面，國家從戰(zhàn)略層次進(jìn)行規(guī)劃，引導(dǎo)半導(dǎo)體行業(yè)向高精尖化方向做大做強(qiáng)。當(dāng)下我國對于高精密設(shè)備的設(shè)計和生產(chǎn)越來越重視。目前，我國已經(jīng)成為射頻電源重要銷售市場，我國電源企業(yè)取得了較快的發(fā)展，出現(xiàn)了包括北廣科技、Plasma Technology在內(nèi)的一批在射頻電源領(lǐng)域上有一定競爭力的企業(yè)。 隨著下游不斷擴(kuò)展應(yīng)用，市場份額逐漸向高速發(fā)展地區(qū)、規(guī)模優(yōu)勢和較高研發(fā)能力的電源適制造企業(yè)進(jìn)行傾斜。因此，行業(yè)內(nèi)優(yōu)勢企業(yè)在激烈的競爭中需要及時抓住市場機(jī)會，通過擴(kuò)大自身經(jīng)營規(guī)模和應(yīng)用領(lǐng)域，從而推動行業(yè)的資源整合。