CN116184029B - 一种阻抗检测电路、方法、阻抗匹配器及匹配调节方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及半导体制造领域，具体而言，涉及一种阻抗检测电路、方法、阻抗匹配器及匹配调节方法，其中，阻抗检测电路用于检测阻抗匹配器中负载端的相位信息和幅值信息，阻抗检测电路包括二极管相位检测电路和二极管幅值检测电路，二极管相位检测电路用于获取相位信息，二极管幅值检测电路用于获取幅值信息，在阻抗匹配过程中，实时测量相位信息输出电阻的电压以及幅值信息输出电阻的电压，当测得的相位信息和幅值信息均为0时，则表示匹配完成，该检测方式无需对阻抗进行实时测量，仅需测量相位信息输出电阻的电压以及幅值信息输出电阻的电压即可，从而降低检测难度，提高检测效率。

Description

一种阻抗检测电路、方法、阻抗匹配器及匹配调节方法

技术领域

本申请涉及半导体制造领域，具体而言，涉及一种阻抗检测电路、方法、阻抗匹配器及匹配调节方法。

背景技术

随着科技及现代工业的发展，射频电源的应用也越来越广泛，现已深入到真空镀膜，等离子设备清洗，半导体刻蚀等多个领域，包括射频放电、射频加热等方面的应用，射频电源的作用是为后端的反应腔室提供高频能量，将输入的气体等离子体化后获得活性分子。由于反应腔室的气体，在等离子体化前后，其阻抗特性变化剧烈，如果阻抗失配，将会有较大的射频功率从腔体反射回射频电源，造成射频电源的损坏。因为须在射频电源及反应腔室间设置阻抗匹配箱，用以进行二者的阻抗匹配，从而将功率高效率馈入反应腔室。

现有的自动阻抗匹配方法一般为通过阻抗匹配器定向耦合等方式进行阻抗匹配，具体为通过采集信息的入射电压和反射电压的幅值，将反射系数的幅值作为阻抗匹配网络调节的参考值进行阻抗匹配，但该调节方式由于没有检测负载的实时相位信息，需要不断测量阻抗的变化以实时检测阻抗是否匹配，检测难度大，且在匹配时需要获取可调电容的调节方向以及调节量的大小以实现精准的阻抗匹配，而该匹配方式的匹配时间较长，计算量较大，效率较低。

针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。

发明内容

本申请的目的在于提供一种用于检测阻抗是否匹配的电路、方法、阻抗匹配器及匹配调节方法，旨在解决自动匹配阻抗计算量大、效率较低的问题。

第一方面，本申请提供了一种用于检测阻抗是否匹配的电路，用于检测阻抗匹配 器中负载端的相位信息和幅值信息，阻抗检测电路包括二极管相位检测电 路和二极管幅值检测电路，二极管相位检测电路用于获取相位信息，二极管幅值检 测电路用于获取幅值信息，

二极管相位检测电路包括第一电流互感器、第一检波器、第二检波器、第一分压电容、第一分压电阻和相位信息输出电阻，第一检波器与第二检波器的其中一端接地，第二端分别连接第一电流互感器的两端，第一分压电容的一端与阻抗匹配器的母线的功率输出端口串连，另一端分别与第一分压电阻的一端和第一电流互感器的第三端串连，第一分压电阻的另一端接地，第一检波器和第二检波器的第三端分别连接相位信息输出电阻的两端，相位信息为相位信息输出电阻的电压；

二极管幅值检测电路包括第二电流互感器、第三检波器、第四检波器、第二分压电阻、第二分压电容和幅值信息输出电阻，第三检波器和第四检波器的其中一端接地，第二端分别连接幅值信息输出电阻的两端，第二分压电容的一端与阻抗匹配器的母线的功率输入端口串联，另一端分别与第二分压电阻的一端和第三检波器的第三端串联，第二分压电阻的另一端接地，第三检波器和第四检波器的第二端分别连接幅值信息输出电阻的两端，第四检波器的第三端与第二电流互感器的一端连接，第二电流互感器的另一端接地，幅值信息为幅值信息输出电阻的电压。

本申请提供的一种用于检测阻抗是否匹配的电路，通过二极管相位检测电路用于获取相位信息，通过二极管幅值检测电路用于获取幅值信息/>，在阻抗匹配过程中通过实时测量相位信息输出电阻的电压以及幅值信息输出电阻的电压即可检测阻抗是否匹配，该检测方式无需对阻抗进行实时测量，从而降低检测难度，提高检测效率。

可选地，本申请提供的一种用于检测阻抗是否匹配的电路，第一电流互感器包括第一绕组线圈、第一采样电阻和第二采样电阻，第一绕组线圈与阻抗匹配器的母线组成第一互感电路，第一绕组线圈的两端分别与第一采样电阻和第二采样电阻的一端连接，第一采样电阻的另一端和第二采样电阻的另一端连接，且连接端与第一分压电容和第一分压电阻的连接端连接；

第一检波器包括第一检波二极管、第一电容和第一电阻，第一电容与第一电阻并联且其中一端接地，另一端与第一检波二极管的阳极连接，第一检波二极管的阴极与第一绕组线圈和第一采样电阻的连接端相连；

第二检波器包括第二检波二极管、第二电容和第二电阻，第二电容与第二电阻并联且其中一端接地，另一端与第二检波二极管的阴极连接，第二检波二极管的阳极与第一绕组线圈和第二采样电阻的连接端相连；

第一电容和第一电阻并联后的非接地端以及第二电容和第二电阻并联后的非接地端分别连接相位信息输出电阻的两端。

本申请通过设置具体的二极管相位检测电路的结构，实现在当阻抗匹配时，电流不会流经相位信息输出电阻，即测得的相位信息输出电阻的电压值为0，即相位信息为0。

可选地，本申请提供的一种用于检测阻抗是否匹配的电路，第一采样电阻和第二采样电阻的阻值相同。

可选地，本申请提供的一种用于检测阻抗是否匹配的电路，第二电流互感器包括第二绕组线圈和第三采样电阻，第二绕组线圈和阻抗匹配器的母线组成第二互感电路，第二绕组线圈的两端与第三采样电阻的两端连接，第三采样电阻的一端接地；

第三检波器包括第三检波二极管、第三电容和第三电阻，第三电容与第三电阻并联且其中一端接地，另一端与第三检波二极管的阴极连接，第三检波二极管的阳极与第二分压电阻和第二分压电容的连接处连接；

第四检波器包括第四检波二极管、第四电容和第四电阻，第四电容与第四电阻并联且其中一端接地，另一端与第四检波二极管的阳极连接，第四检波二极管的阴极与第三采样电阻的非接地端串联；

第三电容和第三电阻并联后的非接地端以及第四电容和第四电阻并联后的非接地端分别连接幅值信息输出电阻的两端。

本申请通过设置具体的二极管幅值检测电路的结构，实现在当阻抗匹配时，电流不会流经幅值信息输出电阻，即测得的幅值信息输出电阻的电压值为0，即幅值信息为0。

可选地，本申请提供的一种用于检测阻抗是否匹配的电路，第一采样电阻、第二采样电阻和第三采样电阻的阻值相等。

可选地，本申请提供的一种用于检测阻抗是否匹配的电路，第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻的阻值相等。

第二方面，本申请还提供了一种用于检测阻抗是否匹配的方法，基于第一方面提出的阻抗检测电路进行阻抗检测，阻抗检测方法包括以下步骤：

S1、获取二极管相位检测电路中相位信息输出电阻的电压，作为相位信息；

S2、获取二极管幅值检测电路中幅值信息输出电阻的电压，作为幅值信息。

本申请提供的一种用于检测阻抗是否匹配的方法，通过二极管相位检测电路用于获取相位信息，通过二极管幅值检测电路用于获取幅值信息/>，在阻抗匹配过程中通过实时测量相位信息输出电阻的电压以及幅值信息输出电阻的电压即可检测阻抗是否匹配，该检测方式无需对阻抗进行实时测量，从而降低检测难度，提高检测效率。

第三方面，本申请还提供了一种阻抗匹配器，用于对阻抗匹配箱中的阻抗进行匹配，阻抗匹配器包括：

反应腔室，用于为等离子体活化提供反应空间；

射频电源，用于为等离子体活化提供能量；

阻抗匹配器还包括：

阻抗匹配箱，用于进行阻抗匹配，包括阻抗匹配电路和如第一方面提出的一种用于检测阻抗是否匹配的电路，该电路包括由并联电容组和第三可调电容C3组成的匹配调节单元，并联电容组由第一可调电容C1和第二可调电容C2并联组成，第一电流互感器和第二电流互感器的一次绕组设置在阻抗匹配电路的功率输入端口和功率输出端口之间。

本申请提供的阻抗匹配器，在阻抗匹配过程中通过实时测量相位信息输出电阻的电压以及幅值信息输出电阻的电压即可检测阻抗是否匹配，且由于当相位信息和幅值信息均为0时，完成阻抗匹配，因此，在调节过程中仅需观察测得的相位信息和幅值信息的值即可，而无需获得调节方向和调节量的大小，从而实现快速匹配，提高匹配效率。

第四方面，本申请还提供了一种匹配调节方法，基于第三方面提出的一种阻抗匹配器进行阻抗匹配，匹配调节方法包括以下步骤：

S10、获取二极管相位检测电路中相位信息输出电阻的电压，作为相位信息；

S20、获取二极管幅值检测电路中幅值信息输出电阻的电压，作为幅值信息；

S30、调节第一可调电容C1和第二可调电容C2，或调节第一可调电容C1和第三可调电容C3，直到测得的相位信息和幅值信息/>均为0。

本申请提供的匹配调节方法，在阻抗匹配过程中通过实时测量相位信息输出电阻的电压以及幅值信息输出电阻的电压即可检测阻抗是否匹配，且由于当相位信息和幅值信息/>均为0时，完成阻抗匹配，因此，在调节过程中仅需观察测得的相位信息和幅值信息/>的值即可，而无需获得调节方向和调节量的大小，从而实现快速匹配，提高匹配效率。

可选地，本申请提供的一种匹配调节方法，在步骤S30中，当匹配网络为Gama型，则调节第一可调电容C1和第三可调电容C3，直到测得的相位信息和幅值信息/>均为0；当匹配网络为Pi型，则调节第一可调电容C1和第二可调电容C2，直到测得的相位信息/>和幅值信息/>均为0。

本申请通过设置第一可调电容C1、第二可调电容C2和第三可调电容C3的连接方式，使阻抗匹配箱满足对Gama型匹配网络和Pi型匹配网络的阻抗匹配。

由上可知，本申请提供的阻抗检测电路、方法、阻抗匹配器及匹配调节方法，在阻抗匹配过程中通过实时测量相位信息输出电阻的电压以及幅值信息输出电阻的电压即可检测阻抗是否匹配，且由于当相位信息和幅值信息/>均为0时，完成阻抗匹配，因此，在调节过程中仅需观察测得的相位信息/>和幅值信息/>的值即可，而无需获得调节方向和调节量的大小，从而实现快速匹配，提高匹配效率。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种用于检测阻抗是否匹配的电路的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的二极管相位检测电路的具体结构示意图。

图3为本申请实施例提供的二极管幅值检测电路的具体结构示意图。

图4为本申请实施例提供的一种阻抗检测方法的步骤流程图。

图5为本申请实施例提供的一种阻抗匹配器的结构示意图。

图6为本申请实施例提供的一种匹配调节方法的步骤流程图。

标号说明：1、射频电源；11、第一电流互感器；111、第一绕组线圈；112、第一采样电阻；113、第二采样电阻；12、第一检波器；121、第一检波二极管；122、第一电容；123、第一电阻；13、第二检波器；131、第二检波二极管；132、第二电容；133、第二电阻；14、第一分压电容；15、第一分压电阻；16、相位信息输出电阻；21、第二电流互感器；211、第二绕组线圈；212、第三采样电阻；22、第三检波器；221、第三检波二极管；222、第三电阻；223、第三电容；23、第四检波器；231、第四检波二极管；232、第四电容；233、第四电阻；24、第二分压电容；25、第二分压电阻；26、幅值信息输出电阻。

实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在现有的阻抗匹配方法中，通常为通过阻抗匹配器定向耦合等方式进行阻抗匹配，具体为通过采集信息的入射电压和反射电压的幅值，将反射系数的幅值作为阻抗匹配网络调节的参考值进行阻抗匹配，但该调节方式由于没有检测负载的实时相位信息，需要不断测量阻抗的变化以实时检测阻抗是否匹配，检测难度大，且在匹配时需要获取可调电容的调节方向以及调节量的大小以实现精准的阻抗匹配，而该匹配方式的匹配时间较长，计算量大，效率较低。

第一方面，参照图1，图1为本申请实施例提供的一种用于检测阻抗是否匹配的电路的结构示意图，图1提供的一种用于检测阻抗是否匹配的电路，用于检测阻抗匹配器中负载端的相位信息和幅值信息/>，阻抗检测电路包括二极管相位检测电路和二极管幅值检测电路，二极管相位检测电路用于获取相位信息/>，二极管幅值检测电路用于获取幅值信息/>，

二极管相位检测电路包括第一电流互感器11、第一检波器12、第二检波器13、第一分压电容14、第一分压电阻15和相位信息输出电阻16，第一检波器12与第二检波器13的其中一端接地，第二端分别连接第一电流互感器11的两端，第一分压电容14的一端与阻抗匹配器的母线的功率输出端口串连，另一端分别与第一分压电阻15的一端和第一电流互感器11的第三端串连，第一分压电阻15的另一端接地，第一检波器12和第二检波器13的第三端分别连接相位信息输出电阻16的两端，相位信息为相位信息输出电阻16的电压；

二极管幅值检测电路包括第二电流互感器21、第三检波器22、第四检波器23、第二分压电阻25、第二分压电容24和幅值信息输出电阻26，第三检波器22和第四检波器23的其中一端接地，第二端分别连接幅值信息输出电阻26的两端，第二分压电容24的一端与阻抗匹配器的母线的功率输入端口串联，另一端分别与第二分压电阻25的一端和第三检波器22的第三端串联，第二分压电阻25的另一端接地，第三检波器22和第四检波器23的第二端分别连接幅值信息输出电阻26的两端，第四检波器23的第三端与第二电流互感器21的一端连接，第二电流互感器21的另一端接地，幅值信息为幅值信息输出电阻26的电压。

具体地，通过测量二级管相位检测电路中的相位信息输出电阻16的电压即可得到相位信息，在二级管相位检测电路中，当电路中的阻抗匹配时，电流将流经第一检波器12、第一电流互感器11和第二检波器13最后全部流到地面，而不会经过连接第一检波器12和第二检波器13的相位信息输出电阻16，即当阻抗匹配时，相位信息输出电阻16的电压为零；通过测量二极管幅值检测电路中的幅值信息输出电阻26的电压即可得到幅值信息，在二极管幅值检测电路中，当阻抗匹配时，电流会直接经过第二分压电阻25和第二分压电容24流到地面，同时电流将在第二电流互感器21中循环流动，而不会经过连接第三检波器22和第四检波器23的幅值信息输出电阻26，即当阻抗匹配时，幅值信息输出电阻26的电压为零，由此可知，当测得的相位信息输出电阻16的电压和幅值信息输出电阻26的电压均为0时，阻抗匹配完成。

本申请提供的一种用于检测阻抗是否匹配的电路，通过二极管相位检测电路用于获取相位信息，通过二极管幅值检测电路用于获取幅值信息/>，在阻抗匹配过程中通过实时测量相位信息输出电阻16的电压以及幅值信息输出电阻26的电压即可检测阻抗是否匹配，该检测方式无需对阻抗进行实时测量，从而降低检测难度，提高检测效率。

在一些优选的实施方式中，参照图2，图2为本申请实施例提供的二极管相位检测电路的具体结构示意图，图2所示的二极管相位检测电路中，第一电流互感器11包括第一绕组线圈111、第一采样电阻112和第二采样电阻113，第一绕组线圈111与阻抗匹配器的母线组成第一互感电路，第一绕组线圈111的两端分别与第一采样电阻112和第二采样电阻113的一端连接，第一采样电阻112的另一端和第二采样电阻113的另一端连接，且连接端与第一分压电容14和第一分压电阻15的连接端连接；

第一检波器12包括第一检波二极管121、第一电容122和第一电阻123，第一电容122与第一电阻123并联且其中一端接地，另一端与第一检波二极管121的阳极连接，第一检波二极管121的阴极与第一绕组线圈111和第一采样电阻112的连接端相连；

第二检波器13包括第二检波二极管131、第二电容132和第二电阻133，第二电容132与第二电阻133并联且其中一端接地，另一端与第二检波二极管131的阴极连接，第二检波二极管131的阳极与第一绕组线圈111和第二采样电阻113的连接端相连；

第一电容122和第一电阻123并联后的非接地端以及第二电容132和第二电阻133并联后的非接地端分别连接相位信息输出电阻16的两端。

具体地，在二极管相位检测电路中，相位信息输出电阻16的电压通过以下公式即可计算得到：

（1）

其中，为相位信息，表示相位信息输出电阻16与第一电阻123连接端的 电压值，表示相位信息输出电阻16与第二电阻133连接端的电压值，c为表示第一检波二 极管121和第二检波二极管131的电流特性的系数（两者的该系数相同），为第一分压电 容14的分压系数，为第一电阻123的阻值，为第一采样电阻112的阻值，为阻抗匹 配器的母线电压，为第一绕组线圈111的匝数比，表示负载阻抗的模值，表示负 载阻抗的相位角，负载阻抗，j为常数。

其中，相位信息输出电阻16与第一电阻123连接端的电压值和相位信息输出电 阻16与第二电阻133连接端的电压值的计算公式为：

（2）

（3）

其中，表示流经第一检波二极管121的电流，表示流经第二检波二极管131的 电流，为第二电阻133的阻值。

其中，流经第一检波二极管121的电流和流经第二检波二极管131的电流的 计算公式为：

（4）

（5）

其中，a、b、c为第一检波二极管121和第二检波二极管131的电流特性系数，表 示第一检波二极管121处的电压值，表示第二检波二极管131处的电压值，表示阻 抗匹配器的母线电压经过第一分压电容14分压后的电压值，表示阻抗匹配器的母线电 流信号经过第一电流互感器11转化为电压信号后的电压值。

其中，第一检波二极管121处的电压值和第二检波二极管131处的电压值的计算公式为：

（6）

（7）

其中，为第二采样电阻113的阻值，为阻抗匹配器的母线电压信号和电流信 号的角频率，由输入阻抗匹配器的电压信号和电流信号决定，t为时间，为负载阻抗的相 位角。

具体地，在二极管相位检测电路中，根据公式计算可知，通过确定二极管相位检测 电路中的二极管的电流特性的系数、第一分压电容14的分压系数、第一电阻123的阻值、第 一采样电阻112的阻值、第一绕组线圈111的匝数比、负载阻抗的模值、负载阻抗的相位角以 及阻抗匹配器的母线电压即可计算得到相位信息输出电阻16的电压，而由于二极管的电流 特性的系数、第一分压电容14的分压系数、第一电阻123的阻值、第一采样电阻112的阻值、 第一绕组线圈111的匝数比和阻抗匹配器的母线电压为定值，因此，若把上述定值合并为一 个系数，则，其中，根据该公式可知，当 测得的为零，则负载阻抗的相位角为零，因此，通过测量相位信息输出电阻16的 电压，当测得的电压为零，即可表征此时负载阻抗的相位角为零。

在一些优选的实施方式中，第一采样电阻112和第二采样电阻113的阻值相同。

具体地，在本实施例中，相位信息输出电阻16为滑动变阻器，输出端电压即为滑动变阻器的抽头电压，在将二极管相位检测电路接入电路前，需要先对滑动变阻器的的输出端进行调零处理，即将检测电信号通入二极管相位检测电路中，通过调节滑动变阻器中抽头的位置，使抽头端的电压为零。

进一步地，为了提高调零效率，在本实施例中，设置第一采样电阻112与第二采样电阻113的阻值相同，使整个二极管相位检测电路为对称，此时当抽头位于滑动变阻器中间位置时，抽头处的电压为零，从而实现快速调零。

在一些优选的实施方式中，参照图3，图3为本申请实施例提供的二极管幅值检测电路的具体结构示意图，图3所示的二极管幅值检测电路中，第二电流互感器21包括第二绕组线圈211和第三采样电阻212，第二绕组线圈211和阻抗匹配器的母线组成第二互感电路，第二绕组线圈211的两端与第三采样电阻212的两端连接，第三采样电阻212的一端接地；

第三检波器22包括第三检波二极管221、第三电容223和第三电阻222，第三电容223与第三电阻222并联且其中一端接地，另一端与第三检波二极管221的阴极连接，第三检波二极管221的阳极与第二分压电阻25和第二分压电容的连接处连接；

第四检波器23包括第四检波二极管231、第四电容232和第四电阻233，第四电容232与第四电阻233并联且其中一端接地，另一端与第四检波二极管231的阳极连接，第四检波二极管231的阴极与第三采样电阻212的非接地端串联；

第三电容223和第三电阻222并联后的非接地端以及第四电容232和第四电阻233并联后的非接地端分别连接幅值信息输出电阻26的两端。

具体地，在二极管幅值检测电路中，幅值信息输出电阻26的电压通过以下公式即可计算得到：

（8）

其中，表示幅值信息输出电阻26与第三电阻222连接端的电压值，表示幅 值信息输出电阻26与第四电阻233连接端的电压值，为第二分压电容24的分压系数， 为第三电阻222的阻值，为第三采样电阻212的阻值，为第二绕组线圈的匝数比。

其中幅值信息输出电阻26与第三电阻222连接端的电压值和幅值信息输出电 阻26与第四电阻233连接端的电压值的计算公式为：

（9）

（10）

其中，为流经第三检波二极管221的电流，为流经第四检波二极管的电流，为第四电阻233的阻值。

其中，流经第三检波二极管221的电流和流经第四检波二极管的电流的计算 公式为：

（11）

（12）

其中，表示第三检波二极管221处的电压值，表示第四检波二极管处的 电压值。

第三检波二极管221处的电压值和第四检波二极管处的电压值的计算 公式为：

（13）

（14）

具体地，在二极管幅值检测电路中，根据公式可知，通过确定二极管幅值检测电路 中的二极管的电流特性的系数、第二分压电容24的分压系数、第三电阻222的阻值、第三采 样电阻212的阻值、第二绕组线圈211的匝数比、负载阻抗的模值、负载阻抗的相位角以及阻 抗匹配器的母线电压即可计算得到幅值信息输出电阻26的电压，而由于二极管的 电流特性的系数、第二分压电容24的分压系数、第三电阻222的阻值、第三采样电阻212的阻 值、第二绕组线圈211的匝数比和阻抗匹配器的母线电压为定值，因此，若把上述定值合并 为系数m和，则 ，其中，，，根据 该公式可知，当测得的为零，则此时m与相等，因此可求出此时的负载阻抗的模 值，由于，因此通过二极管相位检测电路和二极管幅值检测电路 即可求出此时的相位角大小。

在一些优选的实施方式中，第一采样电阻112、第二采样电阻113和第三采样电阻212的阻值相等。

具体地，由于二极管相位检测电路与二极管幅值检测电路连通的阻抗匹配器的母线电压相同，且二极管相位检测电路与二极管幅值检测电路均是通过电流互感器将阻抗匹配器的母线电流转化为电压信号，为了使阻抗匹配器的母线电流通过第一电流互感器11与通过第二电流互感器21转化的电压信息相等，因此在本实施例中，第三采样电阻212的阻值与第一采样电阻112和第二采样电阻113的阻值相等。

在一些优选的实施方式中，第一电阻123、第二电阻133、第三电阻222和第四电阻233的阻值相等。

具体地，为了使二极管相位检测电路对称，从而便于在阻抗匹配前对二极管相位检测电路中的相位信息输出电阻16的输出端进行调零，在本实施例中，设置第一电阻123和第二电阻133的阻值相等，同理，在二极管幅值检测电路中，优选地，设置第三电阻222和第四电阻233的阻值相等，此外，本实施例的方案为同时测量相位信息输出电阻16的电压以及幅值信息输出电阻26的电压，当两个电压均为零时，实现阻抗匹配，因此，在优选地，在本实施例中，设置第一电阻123、第二电阻133、第三电阻222和第四电阻233的阻值相等。

本实施例提供的一种用于检测阻抗是否匹配的电路，通过二极管相位检测电路用于获取相位信息，通过二极管幅值检测电路用于获取幅值信息/>，在阻抗匹配过程中，实时测量相位信息输出电阻16的电压以及幅值信息输出电阻26的电压，当测得的相位信息/>和幅值信息/>均为0时，则表示匹配完成，该检测方式无需对阻抗进行实时测量，仅需测量相位信息输出电阻16的电压以及幅值信息输出电阻26的电压即可，从而降低检测难度，提高检测效率。

第二方面，参照图4，图4为本申请实施例提供的一种用于检测阻抗是否匹配的方法的步骤流程图，图4所示的检测方法，基于第一方面提出的一种用于检测阻抗是否匹配的电路进行阻抗检测，检测方法包括以下步骤：

S1、获取二极管相位检测电路中相位信息输出电阻16的电压，作为相位信息；

S2、获取二极管幅值检测电路中幅值信息输出电阻26的电压，作为幅值信息。

本申请实施例提供的阻抗检测方法，通过二极管相位检测电路用于获取相位信息，通过二极管幅值检测电路用于获取幅值信息/>，在阻抗匹配过程中通过实时测量相位信息输出电阻16的电压以及幅值信息输出电阻26的电压即可检测阻抗是否匹配，该检测方式无需对阻抗进行实时测量，从而降低检测难度，提高检测效率。

第三方面，参照图5，图5为本申请实施例提供的一种阻抗匹配器的结构示意图，图5所示的一种阻抗匹配器，用于对阻抗匹配箱中的阻抗进行匹配，阻抗匹配器包括：

反应腔室，用于为等离子体活化提供反应空间；

射频电源1，用于为等离子体活化提供能量；

阻抗匹配器还包括：

阻抗匹配箱，用于进行阻抗匹配，包括阻抗匹配电路和如第一方面提出的一种用于检测阻抗是否匹配的电路，该匹配电路包括由并联电容组和第三可调电容C3组成的匹配调节单元，并联电容组由第一可调电容C1和第二可调电容C2并联组成，并联电容组中还包括第一电感L1，第一电感L1的两端分别与第一可调电容C1和第二可调电容C2连接，第一电流互感器11和第二电流互感器21的一次绕组设置在阻抗匹配电路的功率输入端口和功率输出端口之间。

本实施例提供的阻抗匹配器，在阻抗匹配过程中通过实时测量相位信息输出电阻16的电压以及幅值信息输出电阻26的电压即可检测阻抗是否匹配，且由于当相位信息和幅值信息/>均为0时，完成阻抗匹配，因此，在调节过程中仅需观察测得的相位信息/>和幅值信息/>的值即可，而无需获得调节方向和调节量的大小，从而实现快速匹配，提高匹配效率。

第四方面，参照图6，图6为本申请实施例提供的一种匹配调节方法的步骤流程图，图6所示的匹配调节方法，基于第三方面提出的一种阻抗匹配器进行阻抗匹配，匹配调节方法包括以下步骤：

S10、获取二极管相位检测电路中相位信息输出电阻16的电压，作为相位信息；

S20、获取二极管幅值检测电路中幅值信息输出电阻26的电压，作为幅值信息；

S30、调节第一可调电容C1和第二可调电容C2，或调节第一可调电容C1和第三可调电容C3，直到测得的相位信息和幅值信息/>均为0。

本申请实施例提供的匹配调节方法，在阻抗匹配过程中通过实时测量相位信息输出电阻16的电压以及幅值信息输出电阻26的电压即可检测阻抗是否匹配，由于当相位信息和幅值信息/>均为0时，完成阻抗匹配，因此，在调节过程中仅需观察测得的相位信息/>和幅值信息/>的值即可，而无需获得调节方向和调节量的大小，从而实现快速匹配，提高匹配效率。

在一些优选的实施方式中，在步骤S30中，当匹配网络为Gama型，则调节第一可调电容C1和第二可调电容C3，直到测得的相位信息和幅值信息/>均为0；当匹配网络为Pi型，则调节第一可调电容C1和第二可调电容C2，直到测得的相位信息/>和幅值信息/>均为0。

在一些实施例中，当需要进行阻抗匹配的匹配网络为Gama型（即倒L型网络）时，需要保持第二可调电容C2恒定不变，仅调节第一可调电容C1和第三可调电容C3，直到调节至测得的相位信息和幅值信息/>为0。

在一些实施例中，当需要进行阻抗匹配的匹配网络为Pi型网络时，需要保持第三可调电容C3恒定不变，仅调节第一可调电容C1和第二可调电容C2，直到调节至测得的相位信息和幅值信息/>为0。

由上可知，本申请提供的阻抗检测电路、方法、阻抗匹配器及匹配调节方法，在阻抗匹配过程中通过实时测量相位信息输出电阻16的电压以及幅值信息输出电阻26的电压即可检测阻抗是否匹配，由于当相位信息和幅值信息/>均为0时，完成阻抗匹配，因此，在调节过程中仅需观察测得的相位信息/>和幅值信息/>的值即可，而无需获得调节方向和调节量的大小，从而实现快速匹配，提高匹配效率。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于检测阻抗是否匹配的电路，用于检测阻抗匹配器中负载端的相位信息和幅值信息/>，其特征在于，包括二极管相位检测电路和二极管幅值检测电路，所述二极管相位检测电路用于获取所述相位信息/>，所述二极管幅值检测电路用于获取所述幅值信息/>，

所述二极管相位检测电路包括第一电流互感器、第一检波器、第二检波器、第一分压电容、第一分压电阻和相位信息输出电阻，

所述第一检波器包括第一检波二极管、第一电容和第一电阻，所述第一电容与所述第一电阻并联且其中一端接地，另一端与所述第一检波二极管的阳极连接，所述第一检波二极管的阴极与所述第一电流互感器的第一端相连；

所述第二检波器包括第二检波二极管、第二电容和第二电阻，所述第二电容与所述第二电阻并联且其中一端接地，另一端与所述第二检波二极管的阴极连接，所述第二检波二极管的阳极与所述第一电流互感器的第二端相连；

所述第一分压电容的一端与阻抗匹配器的母线的功率输出端口串连，另一端分别与所述第一分压电阻的一端和所述第一电流互感器的第三端串连，所述第一分压电阻的另一端接地，所述第一电容和所述第一电阻并联后的非接地端以及所述第二电容和所述第二电阻并联后的非接地端分别连接所述相位信息输出电阻的两端，所述相位信息为所述相位信息输出电阻的电压；

所述二极管幅值检测电路包括第二电流互感器、第三检波器、第四检波器、第二分压电阻、第二分压电容和幅值信息输出电阻，

所述第三检波器包括第三检波二极管、第三电容和第三电阻，所述第三电容与所述第三电阻并联且其中一端接地，另一端与所述第三检波二极管的阴极连接，所述第三检波二极管的阳极与所述第二分压电容连接；

所述第四检波器包括第四检波二极管、第四电容和第四电阻，所述第四电容与所述第四电阻并联且其中一端接地，另一端与所述第四检波二极管的阳极连接，所述第四检波二极管的阴极与所述第二电流互感器的一端串联，所述第二电流互感器的另一端接地；

所述第二分压电容的一端与阻抗匹配器的母线的功率输入端口串联，另一端与所述第二分压电阻的一端串联，所述第二分压电阻的另一端接地，所述第三电容和所述第三电阻并联后的非接地端以及所述第四电容和所述第四电阻并联后的非接地端分别连接所述幅值信息输出电阻的两端，所述幅值信息为所述幅值信息输出电阻的电压。

2.根据权利要求1所述的一种用于检测阻抗是否匹配的电路，其特征在于，所述第一电流互感器包括第一绕组线圈、第一采样电阻和第二采样电阻，所述第一绕组线圈与所述阻抗匹配器的母线组成第一互感电路，所述第一绕组线圈的两端分别与所述第一采样电阻和所述第二采样电阻的一端连接，所述第一采样电阻的另一端和所述第二采样电阻的另一端连接，且连接端与所述第一分压电容和第一分压电阻的连接端连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于检测阻抗是否匹配的电路，其特征在于，所述第一采样电阻和所述第二采样电阻的阻值相同。

4.根据权利要求2所述的一种用于检测阻抗是否匹配的电路，其特征在于，所述第二电流互感器包括第二绕组线圈和第三采样电阻，所述第二绕组线圈和所述阻抗匹配器的母线组成第二互感电路，所述第二绕组线圈的两端与所述第三采样电阻的两端连接，所述第三采样电阻的一端与所述第四检波二极管的阴极连接，另一端接地。

5.根据权利要求4所述的一种用于检测阻抗是否匹配的电路，其特征在于，所述第一采样电阻、所述第二采样电阻和所述第三采样电阻的阻值相等。

6.根据权利要求4所述的一种用于检测阻抗是否匹配的电路，其特征在于，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻和所述第四电阻的阻值相等。

7.一种用于检测阻抗是否匹配的方法，其特征在于，基于权利要求1-6中任一项所述的一种用于检测阻抗是否匹配的电路进行阻抗是否匹配的检测，所述检测阻抗是否匹配的方法包括以下步骤：

S1、获取所述二极管相位检测电路中所述相位信息输出电阻的电压，作为所述相位信息；

S2、获取所述二极管幅值检测电路中所述幅值信息输出电阻的电压，作为所述幅值信息。

8.一种阻抗匹配器，用于对阻抗匹配箱中的阻抗进行匹配，所述阻抗匹配器包括：

反应腔室，用于为等离子体活化提供反应空间；

射频电源，用于为所述等离子体活化提供能量；

其特征在于，所述阻抗匹配器还包括：

阻抗匹配箱，用于进行阻抗匹配，包括阻抗匹配电路和权利要求1-6任一项所述的一种用于检测阻抗是否匹配的电路，所述用于检测阻抗是否匹配的电路包括由并联电容组和第三可调电容C3组成的匹配调节单元，所述并联电容组由第一可调电容C1和第二可调电容C2并联组成，所述第一电流互感器和所述第二电流互感器的一次绕组设置在所述阻抗匹配电路的功率输入端口和功率输出端口之间。

9.一种匹配调节方法，其特征在于，基于权利要求8所述的一种阻抗匹配器进行阻抗匹配，所述匹配调节方法包括以下步骤：

S10、获取所述二极管相位检测电路中所述相位信息输出电阻的电压，作为所述相位信息；

S20、获取所述二极管幅值检测电路中所述幅值信息输出电阻的电压，作为所述幅值信息；

S30、调节所述第一可调电容C1和所述第二可调电容C2，或调节所述第一可调电容C1和所述第三可调电容C3，直到测得的所述相位信息和所述幅值信息均为0。

10.根据权利要求9所述的一种匹配调节方法，其特征在于，在步骤S30中，当匹配网络为Gama型，则调节所述第一可调电容C1和所述第三可调电容C3，直到测得的所述相位信息和所述幅值信息/>均为0；当匹配网络为Pi型，则调节所述第一可调电容C1和所述第二可调电容C2，直到测得的所述相位信息/>和所述幅值信息/>均为0。