JP7317045B2 - 高効率発電機ソースインピーダンスの制御のためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本特許協力条約（ＰＣＴ）出願は、その全内容が、あらゆる目的のために、参照することによって本明細書に組み込まれる、２０１８年４月２０日に出願され、「ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ ＨＩＧＨ ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＳＯＵＲＣＥ ＩＮＰＥＤＡＮＣＥ」と題された、米国特許出願第６２／６６０，８９３号に関連し、その優先権を主張する。

本開示の側面は、電源の制御に関し、特に、プラズマ処理システム内の電源とプラズマ負荷との間の相互作用の制御に関する。

半導体製造の分野および他の分野では、プラズマシステムは、種々の可能性として考えられる用途を有する。例えば、プラズマ強化化学気相蒸着は、プラズマシステムを使用して薄フィルムを基板上に堆積させるために使用される、プロセスである。典型的プラズマ処理システムは、大まかに言えば、処理チャンバと、チャンバの内側でプラズマを点火し、維持する、電力送達システムとを伴う。プラズマは、発電機によって駆動されるインピーダンスを伴う、負荷として特徴付けられ得る。プラズマの負荷インピーダンスは、典型的には、約５０オームであるが、プロセス条件および他の変数に応じて変動するであろう。例えば、プラズマ負荷インピーダンスは、発電機周波数、電力、チャンバ圧力、ガス組成物、およびプラズマ点火に応じて、変動し得る。プラズマインピーダンスのこれらの変動は、発電機からの電力送達に悪影響を及ぼし得、また、異なる電力レベルにおけるプラズマの物理的性質の変化に起因して、エッチングまたは堆積率等のプロセス変数に望ましくないドリフトまたは摂動をもたらし得る。電力送達システムのソースインピーダンスをプラズマ負荷インピーダンスに整合させる、インピーダンス整合機構または回路構成を装備する、プラズマ処理システムは、プラズマプロセスに及ぼされるそのような悪影響を低減させ得る。

とりわけ、これらの観察を念頭において、本開示の側面が、想起された。

一側面によると、電力をプラズマ負荷に提供するための電力供給システムは、第１の増幅器入力および第１の増幅器出力を含む、第１の電力増幅器であって、第１の制御可能出力電力および第１の非対称電力プロファイルを有し、負荷のインピーダンスを基準として第１のピーク電力オフセットを伴う、第１の電力増幅器と、第２の増幅器入力および第２の増幅器出力を含む、第２の電力増幅器であって、第２の制御可能出力電力および第２の非対称電力プロファイルを有し、負荷のインピーダンスを基準として第２のピーク電力オフセットを伴う、第２の電力増幅器とを含む。電力供給システムはまた、第１の電力増幅器および第２の電力増幅器のうちの少なくとも１つと通信する、コントローラであって、第１の制御可能出力電力は、第２の制御可能出力電力と組み合わせられ、組み合わせられた出力電力を画定し、コントローラは、第１の制御可能出力電力または第２の制御可能出力電力のうちの少なくとも１つを調節し、組み合わせられた出力電力のソースインピーダンスを制御する、コントローラを含んでもよい。

別の側面によると、プラズマ処理システムを動作させるための方法が、提供される。本方法は、第１の電力プロファイルを伴う第１の電力信号を提供する第１の増幅器と、第２の電力プロファイルを伴う第２の電力信号を提供する第２の増幅器とを含む、電力供給源において、負荷のインピーダンス測定に応答して、負荷のインピーダンス測定に基づいて、第１の電力信号および第２の電力信号のうちの少なくとも１つを制御し、組み合わせられた出力電力信号を画定するステップを含んでもよい。

さらに別の側面によると、電力供給源コントローラは、プロセッサと、プロセッサによって実行されると、電力供給源の出力信号のソースインピーダンスを調節するように動作可能である、命令を備える、非一過性メモリとを含む。命令は、第１の電力増幅器に、電力供給源に結合される負荷の決定された負荷インピーダンスに基づいて、発電機からの入力電力信号を改変し、第１の電力プロファイルを伴う第１の可変出力電力信号を提供するように命令し、第２の電力増幅器に、負荷の決定された負荷インピーダンスに基づいて、発電機からの入力電力信号を改変し、第１の電力プロファイルと異なる第２の電力プロファイルを伴う第２の可変出力電力信号を提供するように命令するように動作可能である。第１の可変出力電力信号および第２の可変出力電力信号は、組み合わせられ、負荷に伝送される、組み合わせられた出力電力信号を生成し、組み合わせられた出力電力信号は、負荷の負荷インピーダンスに基づいて、組み合わせられた電力プロファイルおよびソースインピーダンスを含む。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
（項目１）
電力供給システムであって、
第１の増幅器入力および第１の増幅器出力を含む第１の電力増幅器であって、前記第１の電力増幅器は、第１の制御可能出力電力および第１の非対称電力プロファイルを有し、負荷のインピーダンスを基準として第１のピーク電力オフセットを伴う、第１の電力増幅器と、
第２の増幅器入力および第２の増幅器出力を含む第２の電力増幅器であって、前記第２の電力増幅器は、第２の制御可能出力電力および第２の非対称電力プロファイルを有し、前記負荷のインピーダンスを基準として第２のピーク電力オフセットを伴う、第２の電力増幅器と、
前記第１の電力増幅器および前記第２の電力増幅器のうちの少なくとも１つと通信するコントローラであって、前記第１の制御可能出力電力は、前記第２の制御可能出力電力と組み合わせられ、組み合わせられた出力電力を画定し、前記コントローラは、前記第１の制御可能出力電力または前記第２の制御可能出力電力のうちの少なくとも１つを調節し、前記組み合わせられた出力電力のソースインピーダンスを制御する、コントローラと
を備える、電力供給システム。
（項目２）
前記第２の非対称電力プロファイルは、前記第１の非対称電力プロファイルと直径方向に反対である、項目１に記載の電力供給システム。
（項目３）
第３の増幅器入力および第３の増幅器出力を含む第３の電力増幅器であって、前記第３の電力増幅器は、第３の制御可能出力電力および第３の非対称電力プロファイルを有し、前記負荷のインピーダンスを基準として第３のピーク電力オフセットを伴う、第３の電力増幅器と、
第４の増幅器入力および第４の増幅器出力を含む第４の電力増幅器であって、前記第４の電力増幅器は、第４の制御可能出力電力および第４の非対称電力プロファイルを有し、前記負荷のインピーダンスを基準として第４のピーク電力オフセットを伴う、第４の電力増幅器と
をさらに備え、
前記コントローラはさらに、前記第３の電力増幅器および前記第４の電力増幅器のうちの少なくとも１つと通信し、前記コントローラは、前記第３の制御可能出力電力および前記第４の制御可能出力電力のうちの少なくとも１つを調節し、前記組み合わせられた出力電力のソースインピーダンスを制御する、項目２に記載の電力供給システム。
（項目４）
前記第４の非対称電力プロファイルは、前記第３の非対称電力プロファイルと直径方向に反対である、項目３に記載の電力供給システム。
（項目５）
前記第１の非対称電力プロファイルおよび前記第２の非対称電力プロファイルは、それぞれ、前記第３の非対称電力プロファイルおよび前記第４の非対称電力プロファイルに対してオフセットされる、項目４に記載の電力供給システム。
（項目６）
前記組み合わせられた出力電力のソースインピーダンスの調節は、それに対して前記組み合わせられた出力電力が印加される前記負荷のインピーダンスに基づく、項目１に記載の電力供給システム。
（項目７）
前記組み合わせられた出力電力は、ピーク電力を含む組み合わせられた出力電力プロファイルを有し、前記コントローラは、前記組み合わせられた出力電力プロファイルのピーク電力が前記負荷のインピーダンスと対応するように、前記第１の制御可能出力電力または前記第２の制御可能出力電力のうちの少なくとも１つを調節する、項目６に記載の電力供給システム。
（項目８）
前記第１の制御可能出力電力の大きさは、前記組み合わせられた出力電力が、前記負荷のインピーダンスを基準として非対称電力出力プロファイルを有するように、前記第２の制御可能出力電力の第２の大きさと異なる第１の大きさを含む、項目６に記載の電力供給システム。
（項目９）
前記組み合わせられた出力電力の特性を決定し、前記組み合わせられた出力電力の特性を前記コントローラに提供するように適合されるフィードバック回路をさらに備え、前記コントローラはさらに、前記組み合わせられた出力電力の特性に基づいて、前記第１の制御可能出力電力または前記第２の制御可能出力電力のうちの少なくとも１つを調節する、項目１に記載の電力供給システム。
（項目１０）
前記組み合わせられた出力電力の特性は、前記組み合わせられた出力電力の位相を含む、項目９に記載の電力供給システム。
（項目１１）
電力供給源を動作させる方法であって、
第１の電力プロファイルを伴う第１の電力信号を提供する第１の増幅器と、第２の電力プロファイルを伴う第２の電力信号を提供する第２の増幅器とを含む電力供給源において、負荷のインピーダンス測定に応答して、前記負荷のインピーダンス測定に基づいて、前記第１の電力信号または前記第２の電力信号のうちの少なくとも１つを制御し、組み合わせられた出力電力信号を画定すること
を含む、方法。
（項目１２）
前記組み合わせられた出力電力信号は、ピーク電力を伴う組み合わせられた電力プロファイルを含み、前記方法はさらに、
前記組み合わせられた電力プロファイルのピーク電力が、少なくとも、前記負荷のインピーダンス測定に基づくように、前記第１の電力信号または前記第２の電力信号のうちの少なくとも１つを調節すること
を含む、項目１１に記載の方法。
（項目１３）
前記組み合わせられた電力プロファイルのピーク電力が、前記組み合わせられた出力電力信号のソースインピーダンスを前記負荷のインピーダンス測定に整合させるように基づくように、前記第１の電力信号または前記第２の電力信号のうちの少なくとも１つを調節することをさらに含む、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
前記第１の電力信号または前記第２の電力信号のうちの少なくとも１つを制御することは、
コントローラによって、第１の電力増幅器または第２の電力増幅器に、前記第１の電力増幅器または前記第２の電力増幅器に入力電力信号を改変させるための少なくとも１つの命令を伝送すること
を含む、項目１１に記載の方法。
（項目１５）
前記組み合わせられた出力電力信号は、公称インピーダンス値を基準として対称である、組み合わせられた出力電力プロファイルを含む、項目１１に記載の方法。
（項目１６）
前記組み合わせられた出力電力は、公称インピーダンス値を基準として非対称である組み合わせられた出力電力プロファイルを含む、項目１１に記載の方法。
（項目１７）
前記第１の電力信号または前記第２の電力信号のうちの少なくとも１つを制御することは、少なくとも、前記負荷のインピーダンス測定を示すフィードバック情報に基づく、項目１１に記載の方法。
（項目１８）
電力供給源コントローラであって、
プロセッサと、
非一過性メモリであって、前記非一過性メモリは、命令を備えており、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、
第１の電力増幅器に、電力供給源に結合される負荷の決定された負荷インピーダンスに基づいて、発電機からの入力電力信号を改変し、第１の電力プロファイルを伴う第１の可変出力電力信号を提供するように命令することと、
第２の電力増幅器に、前記負荷の決定された負荷インピーダンスに基づいて、前記発電機からの入力電力信号を改変し、前記第１の電力プロファイルと異なる第２の電力プロファイルを伴う第２の可変出力電力信号を提供するように命令することと
によって、電力供給源の出力信号のソースインピーダンスを調節するように動作可能である、非一過性メモリと
を備え、
前記第１の可変出力電力信号および前記第２の可変出力電力信号は、組み合わせられ、前記負荷に伝送される組み合わせられた出力電力信号を生成し、前記組み合わせられた出力電力信号は、前記負荷の決定された負荷インピーダンスに基づいて、組み合わせられた電力プロファイルおよびソースインピーダンスを含む、電力供給源コントローラ。
（項目１９）
フィードバック回路に結合されるフィードバック入力をさらに備え、前記フィードバック入力は、前記決定された負荷インピーダンスを前記フィードバック回路から受信する、項目１８に記載の電力供給源コントローラ。
（項目２０）
前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、
前記第１の電力増幅器に、前記フィードバック回路からの前記決定された負荷インピーダンスに基づいて、前記発電機からの前記入力電力信号の大きさをさらに改変するように命令することによって、前記電力供給源の出力信号のソースインピーダンスを調節するようにさらに動作可能である、項目１８に記載の電力供給源コントローラ。

本開示の技術の種々の特徴および利点は、添付図面に図示されるように、それらの技術の特定の実施形態の以下の説明から明白となるであろう。しかしながら、図面は、必ずしも縮尺通りではなく、代わりに、技術上の概念の原理を図示することに強調が置かれていることに留意されたい。図面は、本開示の典型的実施形態のみを描写し、したがって、範囲を限定するものと見なされるべきではない。

図１Ａは、第１の例示的プラズマ処理システムを図示する。

図１Ｂは、プラズマ処理システムの高効率高周波（ＲＦ）発電機の公称負荷インピーダンスに照らした出力電力プロファイルの３次元図である。

図２は、制御可能二重増幅器高効率発電機を伴う、第２の例示的プラズマ処理システムを図示する。

図３は、等出力電力設定を伴う、２つの電力増幅器の組み合わせから生成された出力電力プロファイルの３次元図である。

図４は、不等出力電力設定を伴う、２つの電力増幅器の組み合わせから生成された出力電力プロファイルの３次元図である。

図５は、位相およびインピーダンスフィードバック制御を用いた制御可能二重増幅器高効率発電機を伴う、第３の例示的プラズマ処理システムを図示する。

図６は、制御可能四重増幅器高効率発電機を伴う、第４の例示的プラズマ処理システムを図示する。

図７は、四重増幅器高効率発電機からの出力電力信号の電力プロファイルの簡略化されたスミスチャートの図である。

図８は、高効率高周波（ＲＦ）発電機からプラズマ処理システムの負荷に印加される、パルス状電力の例示的波形である。

図９は、発電システムの複数の増幅器を制御し、出力電力信号のソースインピーダンスを制御するための方法のフローチャートである。

図１０は、本開示の一実施形態による、例示的コンピュータシステムを図示する。

典型的プラズマ処理システムは、発電機によって駆動される。プラズマプロセスの制御は、発電機の２つの基本パラメータ、すなわち、出力電力および動作周波数の変動によって、リアルタイムで提供される。しかし、現代のプラズマプロセスに関して、そのような２次元電力送達システムは、多くのプラズマ処理条件において要求される広範囲における最適かつ安定した条件を提供することができない。その結果、発電機の付加的基本パラメータ、すなわち、そのソースインピーダンスをリアルタイムで制御する必要性が、不可欠である。

本開示の実施形態は、発電機のソースインピーダンスの制御をリアルタイムで可能にし、それによって、プラズマプロセスのための動作条件の範囲を拡張する、電力供給システムを提供する。発電機システムの一実施形態では、公称負荷インピーダンスを基準として非対称電力プロファイルを有する、２つの高周波（ＲＦ）増幅器が、利用され得る。第２の電力増幅器は、概して、公称負荷インピーダンスを基準として第１の電力プロファイルのものと直径方向に反対である、電力プロファイルを有する。そのような電力プロファイルの変動は、種々の方法において達成されることができる。例えば、電力プロファイルの変動は、とりわけ、増幅器毎に異なるトポロジを使用する、または位相遅延ネットワークを実装することによって、達成され得る。第１および第２の増幅器からの出力電力は、コンバイナ回路または他のデバイスを使用して組み合わせられ得、組み合わせられた出力電力は、プラズマ負荷に伝送される。ある実装では、各増幅器の出力電力は、個々の増幅器によって提供される出力電力信号の１つ以上の特性を改変するように独立して制御され得る。第１の増幅器の出力電力対第２の増幅器の出力電力の比を変化させることによって、発電機のソースインピーダンスは、負荷への電力信号のソースインピーダンスを負荷インピーダンスに整合させるように、リアルタイムで、かつ負荷インピーダンスに応答して変動され得る。

プラズマ生成用途のための典型的高効率ＲＦ発電機は、広範囲の負荷インピーダンスのためにＲＦ電力を送達する。例えば、図１Ａは、電力をプラズマチャンバ１０６に提供するように構成される、発電システム１０２（高効率ＲＦ発電機等）を含む、第１の例示的プラズマ処理システム１００を図示する。提供される電力は、気相蒸着およびエッチング用途等の任意の数およびタイプのプラズマ処理手順のために、プラズマチャンバ１０６内でプラズマを点火し、持続させる。発電システム１０２は、出力電力を制御するための電圧値を伴う制御信号を発電システムから受信し得る。

そのような従来の発電機１０２は、公称負荷１１４を基準として非対称出力電力プロファイルを生産し得る。図１Ｂは、プラズマ処理システム１００のＲＦ発電機１０２の非対称出力電力プロファイル１１０の一実施例の３次元スミスチャート（または反射係数チャート）である。グラフ１１０の水平平面は、活性および非活性負荷インピーダンス成分を表し、垂直軸は、出力ＲＦ電力を表す。５０オームにおける公称基準インピーダンスが、線１１４においてグラフ内に表される。公称負荷１１４は、典型的には、約５０オームである、プラズマチャンバ１０６の負荷インピーダンスであり得る。しかしながら、下記でさらに詳細に解説されるように、プラズマチャンバ１０６の負荷インピーダンスは、負荷への電力信号の印加の間、プロセス条件または他の変数に応じて変動し得る。図１Ｂから分かるように、発電システム１０２の出力電力プロファイル１１０は、プロファイル１１０が、チャートの反対側上に対応するピーク電力を伴わずに、チャートの縁に向かってピーク電力１１２を含むため、公称基準負荷１１４を基準として非対称である。

多くのプラズマ処理システムでは、負荷インピーダンスの小変動でも、プラズマ発電機１０２によって送達される電力の容認不可能な変動を生じさせ得、プラズマプロセス１００の不安定性をもたらし得る。例えば、本システムの負荷インピーダンスにおける変動は、提供される電力の非対称電力プロファイル１１０に起因して、ソースインピーダンスと負荷インピーダンスの不整合を生じさせ、プラズマに提供される電力を上昇または降下させる結果をもたらし得る。負荷インピーダンスの変動の影響は、発電機１０２と負荷１０６との間の規定長遅延線（それを通して発電システムからの電力がプラズマチャンバに提供される、整合ケーブル１０４として図１Ａに図示される）を使用することによって、少なくとも部分的に吸収され得るが、負荷インピーダンスの可変性質に応答した本タイプの調節は、狭いダイナミックレンジを有し、概して、プラズマプロセスの変化に応答して、リアルタイムで制御されることができない。ソースインピーダンスを負荷インピーダンスに整合させる別の方法は、ソース電力プロファイルを調節し、ピーク電力送達（すなわち、電力プロファイル１１２のピーク）を変化するインピーダンスに整合させることである。したがって、電力信号のソースインピーダンスのリアルタイム制御は、プラズマ処理システムを安定化させ得る。

負荷に提供される電力信号のソースインピーダンスのリアルタイム制御を提供し、プラズマチャンバの負荷インピーダンスの変動を考慮するために、代替高効率ＲＦ発電システムが、本明細書に説明される。上記に述べられるように、発電システムの出力インピーダンス（「ソースインピーダンス」とも称される）を負荷のインピーダンス（「負荷インピーダンス」とも称される）に整合させることは、プラズマ処理システムの動作および効率を改良し得る。例えば、負荷インピーダンスの大変動は、プラズマ処理システムを不安定にし、いくつかの事例では、システムのシャットダウンをもたらし得る。したがって、負荷インピーダンスに応答して、電力生成システムのソースインピーダンスを広範囲の値にわたって迅速に調節するためのシステムおよび方法が、本明細書に提供される。そのようなシステムは、組み合わせられ、負荷に伝送される、全体的出力電力プロファイルを形成し得る、非対称出力電力プロファイルを伴う、複数のＲＦ増幅器または発電機を利用し得る。電力増幅器および／または各電力増幅器からの出力電力信号の側面または特性は、電力制御システムによって制御され、プラズマ等の負荷の負荷インピーダンスの測定または決定された変動に応答して、出力電力信号の標的ソースインピーダンスを調節または生成し得る。複数の電力増幅器の電力プロファイルの変動の制御は、とりわけ、増幅器毎に異なるトポロジを使用する、または位相遅延ネットワークを実装することによって、達成され得る。複数の増幅器からの出力電力は、コンバイナ構成要素を使用して組み合わせられ得、コンバイナからの出力電力は、プラズマ負荷に送達され得る。ある実装では、各増幅器の出力電力信号は、電力制御システムによって独立して制御され得る。第１の増幅器の出力電力信号対第２の増幅器の出力電力信号の比を変化させることによって、負荷に提供される電力信号のソースインピーダンスは、リアルタイムで変動され、負荷インピーダンスの変動に整合させ得る。

図２は、標的ソースインピーダンスを伴う電力信号を負荷２０６に提供するための制御可能二重増幅器高効率発電機システム２０２を伴う、例示的プラズマ処理システム２００を示す。図２のプラズマ処理システム２００の構成要素の多くは、図１Ａを参照して上記に説明されるものに類似する。例えば、システム２００は、整合ケーブル２０４を介して、高効率ＲＦ電力信号を発電システム２０２から受信する、プラズマ負荷２０６を含む。プラズマ負荷２０６および整合ケーブル２０４は、プラズマ負荷が、システム２００の特性または条件に起因して変動し得る、約５０オームの負荷インピーダンスを有し得るように、上記に説明されるものと同様に動作し得る。プラズマ処理システム２００の発電システム２０２は、１つ以上の制御可能電力増幅器２１０、２１２を含み、発電システム２０２の出力電力プロファイルをリアルタイムで調節し、出力電力信号２１６のソースインピーダンスを負荷インピーダンスに整合させる。

回路２００の発電システム２０２は、議論を簡略化するために図示されない他の構成要素の中でもとりわけ、ＲＦ電力供給源２０８と、第１の増幅器２１０と、第２の増幅器２１２とを含み得る。各増幅器２１０、２１２は、出力電力信号を電力供給源２０８から受信し、受信された電力信号を改変し得る。電力信号の改変は、電力信号の周波数、振幅、または位相の調節等、電力信号の任意の特性の調節を含み得る。各増幅器２１０、２１２からの出力は、２つの出力を単一出力信号２１６に組み合わせるように構成される、コンバイナ回路またはデバイス２１４に提供され得る。組み合わせられた出力信号２１６は、プラズマ処理を行うためのプラズマチャンバまたはプラズマ負荷であり得る、負荷２０６に提供され得る。いくつかの実装では、発電システム２０２の各増幅器２１０、２１２は、ともにまたは独立してのいずれかにおいて、電力制御システム２０１によって制御され得る。例えば、電力制御システム２０１は、１つ以上の制御信号２１８を増幅器Ａ２１０および／または増幅器Ｂ２１２に伝送し得る。制御信号２１８は、電力供給源２０８からの電力信号を改変し、制御された出力電力信号を増幅器から生成するように個別の増幅器を構成するための、増幅器２１０、２１２への１つ以上の命令を含み得る。例えば、制御信号２１８は、電力供給源２０８からの入力電力信号の振幅を改変し、改変された電力信号をコンバイナ２１４に提供するように、増幅器Ａ２１０を構成し得る。別の実施例では、制御信号２１８は、電力供給源２０８からの入力電力信号の位相を改変し、改変された電力信号をコンバイナ２１４に提供するように、増幅器Ｂ２１２を構成する、またはそれに命令し得る。下記でさらに詳細に解説されるように、第１の増幅器２１０の出力電力信号対第２の増幅器２１２の出力電力信号の比を変化させることは、負荷２０６に提供されるような発電システム２０２の組み合わせられた出力電力信号２１６のソースインピーダンスを改変し得る。

導入されたように、高効率的ＲＦ発電機は、典型的には、公称または基準負荷を基準として非対称電力プロファイルを有する。増幅器Ａ２１０の出力電力プロファイルおよび増幅器Ｂ２１２の出力電力プロファイルも同様に、公称負荷を基準として非対称であり得る。発電システム２０２の１つの実装では、制御システム２０１は、増幅器Ａ２１０および増幅器Ｂ２１２の出力電力信号を送達し、等振幅を伴うが、増幅器Ｂ等の１つの増幅器の出力電力プロファイルが、増幅器Ａ等の他の増幅器の出力電力プロファイルと直径方向に反対である、出力電力信号を提供し得る。図３は、等しいが、直径方向に反対である、出力電力信号を伴う、２つの電力増幅器の出力信号の組み合わせから生成された、出力電力プロファイル３１４の３次元図である。図３の出力電力プロファイル３１４を生成するために、電力制御システム２０１は、１つ以上の命令を増幅器Ａ２１０および増幅器Ｂ２１２に提供し、コンバイナ２１４によって組み合わせられると、組み合わせられた出力電力プロファイル３１４を形成する、増幅器のための個別の出力電力プロファイルを生成し得る。１つの実装では、増幅器Ｂ２１２のための電力プロファイル３０４は、増幅器Ａ２１０の電力プロファイル３０２に関連してスミスチャート上で直径方向に反対であり得る。例えば、増幅器Ａ２１０の図３に図示される電力プロファイル３０２は、５０オーム等の公称負荷３０６を基準とし得る。同様に、増幅器Ｂ２１２の電力プロファイル３０４は、同様に５０オームであり得る、公称負荷３１０を基準とし得る。直径方向に反対であるために、電力プロファイルＡ３０２は、公称負荷基準３０６の左に示される、ピーク電力３０８を含み得、電力プロファイルＢ３０４は、電力プロファイルの公称負荷基準３１０の右に示される、ピーク電力３１２を含み得る。ピーク３０８、３１２は、高さまたは大きさが等しいが、公称負荷３０６、３１０を基準としてスミスチャート内で直径方向に反対であり得る。等しいが、反対である、電力プロファイル３０２、３０４を生成することは、増幅器２１０、２１２のための異なるトポロジ、位相遅延ネットワーク、制御システム２０１による電力プロファイルの操作等、複数の技法を使用することによって行われ得る。

図３は、電力プロファイル３１４への電力増幅器２１０、２１２の電力プロファイル３０２、３０４の組み合わせを図示する。組み合わせられた出力電力３１４は、コンバイナ回路２１４によって、プラズマ負荷２０６に提供され得る。図示されるように、増幅器Ａ３０２および増幅器Ｂ３０４の組み合わせられた出力電力プロファイル３１４は、公称負荷基準に比較的に平坦ピーク３１６を伴って、対称である。制御システム２０１は、増幅器２１０、２１２を制御し、組み合わせられたピーク電力３１６を公称負荷インピーダンス（通常、５０オーム）に提供し得る。しかしながら、負荷インピーダンスの変動は、負荷と源との間のインピーダンス不整合に起因して、負荷２０６に送達されているＲＦ電力のピーク電力レベル３１６未満をもたらし得る。

電力プロファイル３１４に図示されるように、公称負荷基準３１６から負荷インピーダンスが遠くなるほど、増幅器２１０、２１２の組み合わせられた出力３１４から負荷に提供され得る電力は、より少なくなる（公称最大電力送達から、負荷インピーダンスが任意の方向にピークから離れるように移動するにつれて、プロファイルに沿って下向きに電力プロファイルと交差する）。負荷インピーダンスがプロファイルに沿って下向きに公称負荷インピーダンスから大きく変動する事例では、プラズマ処理システム２００は、プラズマ２０６に提供される電力が低減されるにつれて、不安定となり得、これは、システムへの損傷を防止するために、またはプラズマ崩壊に応答して、システムシャットダウンをもたらし得る。変化する負荷条件の存在下、最適電力送達を維持するために、制御システム２０１は、増幅器２１０、２１２の電力プロファイルの特性のうちの１つ以上のものを調節し、負荷への電力の組み合わせられたプロファイルを改変し得る。１つの実装では、制御システム２０１は、負荷への電力の組み合わせられたプロファイルが決定された負荷インピーダンスまたはその近傍にピーク電力を有するように、増幅器２１０、２１２の電力プロファイルの特性のうちの１つ以上のものを調節し得る。例えば、負荷インピーダンスは、プラズマシステムの動作の間、図３の公称負荷インピーダンス３１６から離れるように変動し得る。それに応答して、増幅器Ａの電力プロファイル３０２および／または増幅器Ｂの電力プロファイル３０４は、コントローラによって、決定された負荷インピーダンスに位置するように組み合わせられた電力信号の電力プロファイルのピーク電力を位置させるように調節され得る。このように、組み合わせられた出力電力プロファイル３１４のピーク電力（およびソースインピーダンス）は、負荷インピーダンスに応答し得る。

図４は、組み合わせ不等出力電力プロファイル４０２、４０４から生成された、組み合わせられた出力電力プロファイル４１４の実施例の３次元図である。特に、コントローラは、第１の増幅器Ａに、出力電力プロファイル４０２を伴う電力を生成するように命令し得る。プロファイル４０２は、公称負荷インピーダンス４０６を基準として非対称電力プロファイルである。コントローラは、第２の増幅器Ｂに、出力電力プロファイル４０４を伴う電力を生成するように命令し得る。プロファイル４０４もまた、公称負荷インピーダンス４１０を基準として非対称である。着目すべきこととして、増幅器Ａの電力プロファイルＡ４０２のピークは、スミスチャート上において、増幅器Ｂの電力プロファイルＢ４０４と異なる負荷インピーダンスに生じる。さらに、電力プロファイル４０２、４０４は、異なるピーク電力の大きさを有する。増幅器Ａおよび増幅器Ｂの電力プロファイルの出力電力プロファイル４０４は、出力電力プロファイル４０２のピーク４０８場所と直径方向に反対のピーク４１２を含む。ピーク４０８の大きさは、ピーク４１２の大きさを上回る。したがって、公称負荷インピーダンス３１６を中心として比較的に対称プロファイルを提供する、組み合わせられたプロファイル３１４と異なり、組み合わせられた出力電力プロファイル４１４は、動作負荷インピーダンス４１６を基準として非対称である。示されるように、組み合わせられたプロファイルのピーク電力４１８は、より大きい大きさのピーク電力を伴う増幅器Ａの側にある。換言すると、組み合わせられた出力電力プロファイル４１４の非対称形状は、増幅器Ｂ２１２の電力プロファイル４０４の振幅または大きさに関連して、増幅器Ａ２１０の電力プロファイル４０２の振幅または大きさを増加させることによって達成される。これは、増幅器Ａ２１０の電力プロファイル４０２のピーク４０８が、増幅器Ｂ２１２の電力プロファイル４０４のピーク４１２より高い（ｈｉｇｈｅｒまたはｔａｌｌｅｒ）ことによって、図４に図示される。組み合わせられると、出力電力プロファイル４１４は、ピークまたは最大電力４１８が、増幅器２１０、２１２によって、公称または基準負荷インピーダンスから離れた負荷インピーダンスに提供されるように、公称負荷インピーダンス４１６を基準として非対称である。例えば、組み合わせられた電力信号の出力電力プロファイル４１４のピーク電力４１８は、公称負荷４１６に生じない場合がある。変化する公称負荷インピーダンスの存在下、コントローラは、組み合わせられたシステム内の増幅器の一方または両方のプロファイルの大きさまたは他の属性を改変することによって、組み合わせられた信号のピーク電力の位置を調節し得る。したがって、例えば、負荷インピーダンスが、４１６から４１８に移動した場合、コントローラは、電力プロファイル４０２および４０４を調節し、ピーク電力場所４１８を調節し、インピーダンスの変化に整合させることができる。

さらに詳細に、増幅器２１０、２１２の出力信号４０２、４０４間の振幅不整合の結果として、結果として生じる出力電力プロファイル４１４は、ソースインピーダンスのためのピーク電力送達点が、各増幅器が等出力電力大きさを有する、（図３に示される）前の例に対して移動されるように、組み合わせられると、公称インピーダンス４１６を基準として非対称である。故に、２つの増幅器２１０、２１２の出力電力の大きさの比を変化させることによって、ピーク電力送達の結果として生じる位置と、事実上、ソースインピーダンスとが、調節され、異なる負荷インピーダンスに適応し、変化する負荷インピーダンスに整合させることができる。言い換えると、発電機出力またはソースインピーダンスの値（または提供されるグラフィカル表現内の電力プロファイルの傾きの大きさ）は、２つの増幅器２１０、２１２からの信号の値における差異によって制御される。増幅器からの出力電力信号にわたるそのような変化または制御は、リアルタイムで行われ、負荷インピーダンス変動の動的変動を考慮し、それによって、ソースインピーダンスを整合させ、電力送達を制御し、プラズマプロセスの制御能力および安定性を改良し得る。増幅器２１０、２１２の出力の制御（制御信号２１８を増幅器に提供し、電源２０８からの電力信号を改変する、電力制御システム２０１等を通して）は、したがって、負荷２０６に提供される組み合わせられた出力信号２１６の特性を制御し得る。

第１の増幅器２１０および／または第２の増幅器２１２からの電力プロファイルの大きさを調節することと関連して上記に議論されるが、増幅器は、電源２０８からの電力信号の他の特性を改変し、組み合わせられた出力電力信号２１６をさらに生成するために、電力制御システム２０１によって制御されてもよい。例えば、電力制御システム２０１は、制御信号を増幅器２１０、２１２に伝送し、出力のいずれかの位相を改変し、組み合わせられた出力電力プロファイル２１６を調節および制御してもよい。図３および４の電力プロファイルグラフに関連して、増幅器Ａ２１０または増幅器Ｂ２１２の出力電力プロファイルの位相の調節は、公称基準負荷インピーダンスを中心として電力プロファイルグラフの回転をもたらす。本電力プロファイルの回転は、検出された可変負荷インピーダンスに基づいて、組み合わせられた出力電力プロファイル４１４の形状の付加的制御を提供し、負荷２０６に提供される組み合わせられた出力電力信号２１６をさらに調節する。一般に、出力電力信号２１６の電力プロファイルの任意の側面は、電力制御システム２０１によって制御可能であり得る。例えば、組み合わせられた電力信号の電力プロファイル４１４の標的大きさおよび／または傾きは、電力制御システム２０１から増幅器２１０、２１２に提供される命令を介して、決定および生成され得る。

発電システム２０２は、負荷インピーダンス変動の動的変動に基づいて、組み合わせられた出力電力信号２１６を制御し、出力ソースインピーダンスを変化する負荷インピーダンスに整合させることを試み得る。いくつかの事例では、出力電力信号２１８および／または負荷インピーダンスからのフィードバック情報および／または測定が、電力制御システム２０１への入力として提供され、増幅器２１０、２１２を制御し得る。例えば、図５は、位相およびインピーダンスフィードバックシステム５１６を用いた制御可能二重増幅器高効率発電機５０２を伴う、例示的プラズマ処理システム５００である。プラズマ処理システム５００の構成要素は、上記に説明されるものに類似し、発電システム５０２は、随意の整合ケーブル５０４を介して、電力信号をプラズマ負荷５０６に提供する。発電システム５０２は、両方とも１つ以上の電力制御信号５１８を通して電力制御システム５０１によって制御可能である、第１の増幅器５１０および第２の電力増幅器５１２に、入力電力信号を提供する、電源５０８を含み得る。上記に説明される構成要素に加え、発電システム５０２はまた、フィードバックシステム５１６を含み得る。フィードバックシステム５１６は、組み合わせられた出力電力信号５２０をコンバイナ回路５１４から受信し、組み合わせられた出力電力信号５２０についての情報（または組み合わせられた出力電力信号自体）を電力制御システム５０１に提供し得る。例えば、フィードバックシステム５１６は、システムへの入力として位相を電力制御システム５０１に提供し得る、コンバイナ５１４から、組み合わせられた出力電力信号５２０を受信し、組み合わせられた出力電力信号の位相を決定し得る。電力制御システム５０１は、フィードバックシステムによって提供されるフィードバック情報に応答して、組み合わせられた出力電力信号５２０の位相等の入力情報を使用して、増幅器５１０、５１２を制御し、出力電力信号を構成し得る。

加えて、負荷５０６の特性もまた、フィードバックシステム５１６によって取得される、またはそれに提供され得る。例えば、負荷に存在する負荷インピーダンスは、ＩＶプローブ等を用いて検出され、フィードバックシステム５１６に提供され得る。フィードバックシステム５１６は、出力電力信号５２０のソースインピーダンスを負荷インピーダンスに整合させる試みにおいて、受信された負荷インピーダンスに応答して増幅器Ａ５１０および／または増幅器Ｂ５１２の出力を調節し得る、電力制御システム５０１に、負荷インピーダンスを提供し得る。いくつかの事例では、負荷インピーダンス（または負荷の他の特性）は、負荷５０６への出力電力信号５２０から導出され得る。例えば、負荷インピーダンスは、負荷への電力信号５２０のプロファイルに基づいて変動し得る。フィードバックシステム５１６は、次いで、出力電力信号５２０を受信し、信号を分析し、負荷インピーダンスを決定し、出力電力信号の特性の情報を電力制御システム５０１に提供し得る。電力制御システム５０１は、本情報を利用して、増幅器Ａ５１０および増幅器Ｂ５１２の出力電力信号を調節する方法を決定し、推定された負荷インピーダンスに整合させ得る。いくつかの事例では、電力制御システム５０１は、負荷インピーダンスを組み合わせられた出力電力信号５２０から推定し得る。同様に、電力信号５２０の位相および電力信号を負荷５０６に印加する影響の決定も、電力制御システム５０１がそれに応答して出力電力信号を調節することを補助し得る。電力制御システム５０１によって制御され、組み合わせられた出力電力信号５２０の電力プロファイルを成形し得る、任意の特性は、フィードバックシステム５１６および／または電力制御システム５０１によって受信され得る。

さらに別の実施例では、２つを上回る増幅器が、組み合わせられた出力電力信号の電力プロファイルの形状のさらなる制御を提供するために、発電システム２０２内に含まれてもよい。例えば、図６は、制御可能四重増幅器高効率発電機６０２を伴う、例示的プラズマ処理システム６００を図示する。上記のシステムと同様に、図６のシステム６００は、出力電力信号をプラズマ負荷６０６に提供する、発電システム６０２を含み得る。発電システム６０２は、１つ以上の電力制御信号６２２を通して電力制御システム６０１によって制御される、任意の数の増幅器に、入力電力信号を提供する、電源６０８を含み得る。示される実施例では、発電システム６０２は、４つの増幅器、すなわち、増幅器Ａ－Ｄ６１０－６１６を含む。４つの増幅器６１０－６１６が、システム６００に図示されるが、任意の数の増幅器が、発電システム６０２によって提供される電力プロファイル信号の形状の付加的制御を提供するために、発電システム６０２内に含まれてもよい。

いくつかの実装では、発電システム６０２の４つ以上の増幅器６１０－６１６は、電力制御システム６０１からの対のうちの１つの増幅器の制御が、対の第２の増幅器の制御に影響を及ぼし得るように対合され得る。例えば、増幅器Ａ６１０および増幅器Ｂ６１２は、増幅器からの出力信号が、図２に関連して上記に議論されるように、直径方向に反対の電力プロファイルであるように、電力制御システム６０１によって制御され得る。第２の対の増幅器、すなわち、増幅器Ｃ６１４および増幅器Ｄ６１６もまた、その出力電力プロファイルが直径方向に対向であるように制御され得る（図６では、増幅器Ａの出力信号に対して９０度および２７０度回転されて図示される）。したがって、第２の対の増幅器６１４、６１６の電力プロファイルは、スミスチャートインピーダンス平面上において、第１の対の電力増幅器６１０、６１２を基準として９０度回転され得る。全４つの増幅器６１０－６１６からの出力信号は、上記に議論されるように、コンバイナ６１８と組み合わせられ、プラズマ負荷６０６に提供され得る。４つの電力増幅器６１０－６１６の出力電力信号を組み合わせるそのような構成は、出力電力信号のソースインピーダンスの４象限制御を提供する、言い換えると、出力電力プロファイルの傾きの値および方向の独立制御を可能にし得る。例えば、図７は、図６の回路の４つの増幅器６１０－６１６からの出力電力信号の電力プロファイルのスミスチャート７００の単純図である。各出力プロファイル７０２－７０８は、スミスチャートの異なる象限内にピーク出力電力を含み得る。例えば、増幅器Ａ６１０は、電力プロファイルのピークがチャート７００に図示される円形７０２内に生じる、出力電力プロファイルを有し得る。増幅器Ａ６１０の電力プロファイルのピーク電力は、したがって、スミスチャート７００の第１の象限内に生じ得る。同様に、増幅器Ｂ６１２は、電力プロファイルのピークがチャートの異なる象限におけるチャート７００の円形７０４内に生じる、出力電力プロファイルを有し得る。増幅器Ａ６１０および増幅器Ｂ６１２の出力電力プロファイル７０２、７０４は、図３および４を参照して上記に議論される組み合わせられた出力電力プロファイルと同様に、スミスチャート内で公称インピーダンス７１０を基準として直径方向に反対であり得る。増幅器Ｃ６１４の出力電力プロファイル７０６は、スミスチャート７００の第３の象限内にピークを含み得るが、増幅器Ｄ６１６と直径方向に反対の電力プロファイル７０８を伴う。対の増幅器Ｃ６１４および増幅器Ｄ６１６の出力電力プロファイルはスミスチャート上において、対の増幅器Ａ６１０および増幅器Ｂ６１２の出力電力プロファイルに関連して、９０度回転され、電力制御システム６０１に、組み合わせられた出力電力信号の出力電力プロファイルを成形する際、４象限制御を提供し得る。発電システム６０２内に含まれる付加的増幅器は、組み合わせられた出力電力信号のさらなる制御を提供し得る。例証目的のために、電力プロファイルはそれぞれ、上面図では、均一円形として示される。しかしながら、他の形状も、可能性として考えられる。さらに、各電力増幅器のプロファイルは、同一形状として示される。しかしながら、プロファイルが比較的に異なる形状を画定することも可能性として考えられる。

いくつかのプラズマ処理システムは、一定電力信号ではなく、パルス状電力信号をプラズマチャンバに印加し、プラズマを点火および制御する。例えば、図８は、高効率高周波（ＲＦ）発電機２０２からプラズマ処理システム２００の負荷２０６に印加されるパルス状電力信号８００の例示的波形を図示する。パルス状電力信号８００は、第１の持続時間にわたる高電力信号８０２に続いて、第２の持続時間にわたる低電力信号８０４を提供するステップを含み得る。いくつかの事例では、高電力信号８０２は、正の電圧信号を含み得、低電力信号８０４は、負の電圧信号を含み得るが、パルス状信号８００において高電力信号が低電力信号を上回ることを前提として、電力信号の任意の特性が、システム２００によって使用されてもよい。加えて、高電力信号８０２および低電力信号８０４の持続時間は、システム２００の条件およびプラズマ負荷２０６への意図される影響に基づいて、任意の長さの時間であってもよい。さらに他の事例では、付加的電力レベル８０６、８０８が、同様に１つ以上の持続時間にわたって活性であり得る、パルス状電力信号８００において、発電システム２０２から負荷２０６に提供されてもよい。

上記に説明される回路の発電システムは、パルス状電力信号８００の種々の電力レベルにおける負荷のインピーダンスに応答して、プラズマ処理システム内の負荷に提供される電力信号のソースインピーダンスを制御し得る。例えば、図２の発電システム２０２は、図８に図示されるものに類似するパルス状電力信号８００を提供してもよい。上記に述べられるように、負荷インピーダンスは、負荷への入力電力の変動が、図８の波形８００に図示されるように、負荷のインピーダンスを変動させ得るように、発電システム２０２によって提供される電力信号と相関され得る。負荷インピーダンスが、パルス状電力波形に関連して変動するにつれて、発電システム２０２は、提供される電力信号のソースインピーダンスを負荷インピーダンスに整合させることを試み得る。１つの実装では、電力制御システム２０１は、標的ソースインピーダンスを提供し、負荷インピーダンスをパルス状電力信号の特定の電力レベルに整合させる、ルックアップテーブル、データベース、または他の参照データを含んでもよい。例えば、電力制御システム２０１のルックアップテーブルは、パルス状電力信号の初期電力レベル８０２と関連付けられたエントリを含んでもよい。発電システム２０２は、初期電力レベル８０２を提供するとき、電力制御システム２０１は、初期電力レベルに関するルックアップテーブル内の情報に基づいて、増幅器２１０、２１２を制御し、組み合わせられた出力電力信号のソースインピーダンスを提供し得る。同様に、発電システム２０２が、パルス状電力信号の第２の電力レベル８０４を提供するにつれて、電力制御システム２０１は、第２の電力レベルに関するルックアップテーブル内の情報に基づいて、増幅器２１０、２１２に応答し、それを制御し、組み合わせられた出力電力信号のソースインピーダンスを提供し得る。電力制御システム２０１は、パルス状電力信号の電力レベル８０６および電力レベル８０８が発電システム２０２から負荷２０６に提供されるとき、ルックアップテーブルの参照を継続し、それらの信号に関する標的ソースインピーダンスを取得し得る。このように、ルックアップテーブルは、提供される電力信号の任意の電力レベルに関する組み合わせられた電力出力信号のための標的ソースインピーダンスを提供し得る。電力制御システム２０１は、次いで、適宜、対応する制御信号を発電システム２０２の増幅器２１０、２１２に伝送し、標的ソースインピーダンスを伴う、組み合わせられた出力電力信号を生成し得る。

別の実装では、電力制御システム５０１は、システムへの入力として受信されるフィードバック情報に基づいて、発電システム５０２の増幅器５１０、５１２に応答し、それを制御し得る。したがって、発電システム５０２からのパルス状電力信号８００は、フィードバックシステム５１６に提供され得、電力信号の電流電力レベルのための標的ソースインピーダンスが、決定され、電力制御システム５０１に提供され得る。電力制御システム５０１は、上記に説明されるように、フィードバックシステム５１６から受信される情報に基づいて、増幅器５１０、５１２を制御し、標的ソースインピーダンスを伴う組み合わせられた出力電力信号を生成し得る。

図９は、発電システムの複数の増幅器を制御し、出力電力信号のソースインピーダンスを制御するための方法のフローチャートである。図９の方法９００の動作は、上記に説明される発電システムによって実施されてもよい。例えば、電力制御システム２０１、増幅器Ａ２０１、増幅器Ｂ２１２、および／またはコンバイナ２１４は、説明される動作のうちの１つ以上のものを実施してもよい。動作はまた、議論されない発電システムの他の構成要素によって実施されてもよい。動作は、ソフトウェア関連プログラム、動作の側面を実施するように構成されるハードウェア、またはソフトウェアおよびハードウェア構成要素の両方の組み合わせを使用して実施されてもよい。

動作９０２から始まり、発電システム２０２は、負荷インピーダンスに整合する、電力信号の標的ソースインピーダンスを決定し、負荷に提供し得る。負荷インピーダンスに整合させるための標的ソースインピーダンスは、標的ソースインピーダンスをルックアップテーブルから取得すること、負荷に提供される電力信号に関するフィードバック情報を受信すること、信号情報を負荷システムから受信すること、同等物を含む、本明細書に説明される任意の様式で生成されてもよい。さらに、標的ソースインピーダンスは、負荷インピーダンスが動作条件に起因して変動する、または変化が負荷に提供される電力信号内に生じるとき等、システム２００の動作の間、変動し得る。

動作９０４では、電力制御システム２０１は、第１の増幅器２１０を制御し、第１の出力電力信号を生成し得る。電力制御システム２０１は、命令に従って入力電力信号を改変するように、第１の増幅器２１０を構成する、またはそのように命令するための１つ以上の命令を提供し得る。同様に、動作９０６では、電力制御システム２０１は、第２の増幅器２１２を制御し、第２の出力電力信号を生成し得る。電力制御システム２０１は、第２の増幅器２１２に、命令に従って入力電力信号を改変するように、第２の増幅器を構成する、またはそのように命令するための１つ以上の命令を提供し得る。第１の出力電力信号および第２の出力電力信号は、標的ソースインピーダンスに基づいて生成され得る。例えば、上記に議論されるように、第２の増幅器２１２の出力電力信号は、２つの電力出力信号の組み合わせが、公称負荷インピーダンス値を基準として対称または非対称出力電力信号を作成し得るように、第１の増幅器２１０の出力電力信号と直径方向に反対であるように生成され得る。加えて、組み合わせられた出力電力信号の電力プロファイルの形状は、増幅器Ａ２１０および／または増幅器Ｂ２１２の出力電力信号の大きさ（または他の特性）によって制御され得る。増幅器Ａ２１０および／または増幅器Ｂ２１２からの出力電力信号の制御は、上記で決定された標的ソースインピーダンスに対応するソースインピーダンスの決定された振幅および傾きを伴う、組み合わせられた電力プロファイル信号を生成し得る。

したがって、動作９０８では、増幅器Ａ２１０からの出力電力信号は、増幅器Ｂ２１２からの出力電力信号と組み合わせられ得る。組み合わせられた出力電力信号は、発電システム２０２によって決定された標的ソースに類似するソースインピーダンスを有し得る。組み合わせられた電力信号のソースインピーダンスは、負荷２０６の負荷インピーダンスシステムに整合し、システム２００の動作を安定化させ得る。一般に、標的ソースインピーダンスに基づいて、出力信号の大きさ、周波数、および位相を含む、組み合わせられた出力電力信号の任意の特性が、電力制御システム２０１によって制御され得る。さらに、増幅器Ａ２１０および増幅器Ｂ２１２からの出力電力信号は、コンバイナ回路またはデバイスを使用して組み合わせられ得る。動作９１０では、上記で決定された負荷インピーダンスに対応する標的ソースインピーダンスを伴う組み合わせられた出力電力信号が、負荷に提供または伝送され得る。図９の方法９００の動作は、システム２００の動作の間、繰り返され、電力信号のソースインピーダンスを調節し、負荷インピーダンスにリアルタイムで整合させる、または整合させることを試み、それによって、システムを動作させるためのより安定しかつ効率的な電力信号を生成し得る。

上記の説明は、本開示の技法を具現化する、例示的システム、方法、技法、命令シーケンス、および／またはコンピュータプログラム製品を含む。しかしながら、説明される開示は、これらの具体的な詳細を用いずに実践され得ることを理解されたい。

本開示では、開示される方法は、デバイスによって読取可能な命令またはソフトウェアのセットとして実装され得る。さらに、開示される方法のステップの具体的な順序または階層は、例示的アプローチの事例であることを理解されたい。設計選好に基づいて、本方法のステップの具体的な順序または階層は、開示される主題の範囲内に留まりながら、再配列され得ることを理解されたい。付随の方法請求項は、種々のステップの要素をサンプル順序で提示し、必ずしも提示される具体的な順序または階層に限定することを意図していない。

説明される開示は、本開示に従ってプロセスを実施するようにコンピュータシステム（または他の電子デバイス）をプログラムするために使用され得る、その上に記憶される命令を有する機械可読媒体を含み得る、コンピュータプログラム製品またはソフトウェアとして提供され得る。機械可読媒体は、機械（例えば、コンピュータ）によって読取可能である形態（例えば、ソフトウェア、処理アプリケーション）で情報を記憶するための、任意の機構を含む。機械可読媒体は、限定ではないが、磁気記憶媒体（例えば、ハードディスクドライブ）、光学記憶媒体（例えば、ＣＤ－ＲＯＭ）、磁気光記憶媒体、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、消去可能プログラマブルメモリ（例えば、ＥＰＲＯＭおよびＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、または電子命令を記憶するために好適な他のタイプの媒体を含んでもよい。

例えば、図１０は、ホストまたはコンピュータシステム１０００の実施例を図示する、ブロック図であって、これは、例えば、図３Ｂに示されるようなコントローラ１１６等の本開示の実施形態を実装する際に使用され得る。コンピュータシステム（システム）は、１つ以上のプロセッサ１００２－１００６を含む。プロセッサ１００２－１００６は、キャッシュ（図示せず）の１つ以上の内部レベルと、プロセッサバス１０１２との相互作用を指示するための、バスコントローラまたはバスインターフェースユニットとを含んでもよい。ホストバスまたはフロントサイドバスとしても公知である、プロセッサバス１０１２が、プロセッサ１００２－１００６をシステムインターフェース１０１４と結合させるために使用されてもよい。システムインターフェース１０１４が、システム１０００の他のコンポーネントにプロセッサバス１０１２とインターフェースをとらせるように、プロセッサバス１０１２に接続されてもよい。例えば、システムインターフェース１０１４は、メインメモリ１０１６にプロセッサバス１０１２とインターフェースをとらせるための、メモリコントローラ１０１３を含んでもよい。メインメモリ６１６は、典型的には、１つ以上のメモリカードと、制御回路（図示せず）とを含む。システムインターフェース１０１４はまた、１つ以上のＩ／ＯブリッジまたはＩ／Ｏデバイスにプロセッサバス１０１２とインターフェースをとらせるための、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース１０２０を含んでもよい。１つ以上のＩ／Ｏコントローラおよび／またはＩ／Ｏデバイスは、図示されるような、Ｉ／Ｏコントローラ１０２８およびＩ／Ｏデバイス１０３０等のＩ／Ｏバス６２６と接続されてもよい。

Ｉ／Ｏデバイス１０３０はまた、プロセッサ１００２－１００６に情報および／またはコマンド選択を通信するための、英数字キーおよび他のキーを含む、英数字入力デバイス等の入力デバイス（図示せず）を含んでもよい。別のタイプのユーザ入力デバイスは、プロセッサ１００２－１００６に方向情報および／またはコマンド選択を通信するための、および表示デバイス上でカーソル移動を制御するための、マウス、トラックボール、またはカーソル方向キー等のカーソル制御を含む。

システム１０００は、メインメモリ１０１６と称される、動的記憶デバイス、またはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、またはプロセッサ１００２－１００６によって実行されるべき情報および命令を記憶するための、プロセッサバス１０１２に結合される、他のコンピュータ可読デバイスを含んでもよい。メインメモリ１０１６はまた、プロセッサ１００２－１００６による命令の実行の間に一時変数または他の中間情報を記憶するために使用されてもよい。システム１０００は、プロセッサ１００２－１００６に関する静的情報および命令を記憶するための、プロセッサバス１０１２に結合される、読取専用メモリ（ＲＯＭ）および／または他の静的記憶デバイスを含んでもよい。図１０に記載のシステムは、本開示の側面に従って採用する、または構成され得る、コンピュータシステムの唯一の可能性として考えられる実施例である。

一実施形態によると、上記の技法は、メインメモリ１０１６内に含有される、１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを実行するプロセッサ１００４に応答して、コンピュータシステム１０００によって実施されてもよい。これらの命令は、記憶デバイス等の別の機械可読媒体からメインメモリ１０１６の中に読み取られてもよい。メインメモリ１０１６内に含有される命令のシーケンスの実行が、プロセッサ１００２－１００６に本明細書に説明されるプロセスステップを実施させてもよい。代替実施形態では、回路が、ソフトウェア命令の代わりに、またはそれと組み合わせられて使用されてもよい。したがって、本開示の実施形態は、ハードウェアコンポーネントとソフトウェアコンポーネントとの両方を含んでもよい。

コンピュータ可読媒体は、機械（例えば、コンピュータ）によって読取可能である形態（例えば、ソフトウェア、処理アプリケーション）で情報を記憶または伝送するための、任意の機構を含む。そのような媒体は、限定ではないが、不揮発性媒体および揮発性媒体の形態をとり得る。不揮発性媒体は、光学または磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メインメモリ１０１６等の動的メモリを含む。機械可読媒体の一般的形態は、限定ではないが、磁気記憶媒体（例えば、ハードディスクドライブ）、光学記憶媒体（例えば、ＣＤ－ＲＯＭ）、光磁気記憶媒体、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、消去可能なプログラマブルメモリ（例えば、ＥＰＲＯＭおよびＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、または電子命令を記憶するために好適な他のタイプの媒体を含んでもよい。

本開示の実施形態は、本明細書に説明される、種々の動作またはステップを含む。ステップは、ハードウェアコンポーネントによって実施されてもよい、または命令を用いてプログラムされた汎用目的または特殊目的プロセッサにステップを実施させるために使用され得る、機械実行可能命令に具現化されてもよい。代替として、ステップは、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアの組み合わせによって実施されて
もよい。

本開示およびその付随する利点の多くのものが、前述の説明によって理解されるはずであると考えられ、種々の変更が、開示される主題から逸脱することなく、またはその実質的な利点の全てを犠牲にすることなく、構成要素の形態、構成、および配列において成され得ることが明白となるはずである。説明される形態は、説明にすぎず、そのような変更を包含することおよび含むことが、以下の請求項の意図である。

本開示は、種々の実施形態を参照して説明されているが、これらの実施形態は、例証的であり、本開示の範囲は、それらに限定されないことを理解されたい。多くの変形例、修正、追加、および改良が、可能性として考えられる。さらに一般的には、本開示による実施形態は、特定の実装の文脈において説明されている。機能性は、本開示の種々の実施形態において異なるように分離される、またはブロックに組み合わせられる、または異なる専門用語を用いて説明され得る。これらおよび他の変形例、修正、追加、および改良は、後に続く、請求項において定義されるような本開示の範囲内にあり得る。

Claims (20)

1. 電力供給システムであって、
   第１の増幅器入力および第１の増幅器出力を含む第１の電力増幅器であって、前記第１の電力増幅器は、第１の制御可能出力電力および第１の電力プロファイルを有し、前記第１の電力プロファイルは、負荷のインピーダンスを基準として非対称である、第１の電力増幅器と、
   第２の増幅器入力および第２の増幅器出力を含む第２の電力増幅器であって、前記第２の電力増幅器は、第２の制御可能出力電力および第２の電力プロファイルを有し、前記第２の電力プロファイルは、前記負荷のインピーダンスを基準として非対称である、第２の電力増幅器と、
   前記第１の電力増幅器および前記第２の電力増幅器のうちの少なくとも１つと通信するコントローラであって、前記第１の制御可能出力電力は、前記第２の制御可能出力電力と組み合わせられ、組み合わせられた出力電力を画定し、前記コントローラは、前記第１の制御可能出力電力または前記第２の制御可能出力電力のうちの少なくとも１つを調節し、前記第１の制御可能出力電力と前記第２の制御可能出力電力との間の差異を調節することにより、前記組み合わせられた出力電力のソースインピーダンスを制御する、コントローラと
   を備える、電力供給システム。
2. 前記第１の電力プロファイルは、第１のピーク電力を有し、前記第２の電力プロファイルは、第２のピーク電力を有し、底面としてのスミスチャートを基準として、前記第２のピーク電力は、前記第１のピーク電力が位置している前記スミスチャートの直径の側と反対の前記スミスチャートの直径の側に位置している、請求項１に記載の電力供給システム。
3. 第３の増幅器入力および第３の増幅器出力を含む第３の電力増幅器であって、前記第３の電力増幅器は、第３の制御可能出力電力および第３の電力プロファイルを有し、前記第３の電力プロファイルは、前記負荷のインピーダンスを基準として非対称である、第３の電力増幅器と、
   第４の増幅器入力および第４の増幅器出力を含む第４の電力増幅器であって、前記第４の電力増幅器は、第４の制御可能出力電力および第４の電力プロファイルを有し、前記第４の電力プロファイルは、前記負荷のインピーダンスを基準として非対称である、第４の電力増幅器と
   をさらに備え、
   前記コントローラはさらに、前記第３の電力増幅器および前記第４の電力増幅器のうちの少なくとも１つと通信し、前記コントローラは、前記第３の制御可能出力電力および前記第４の制御可能出力電力のうちの少なくとも１つを調節し、前記組み合わせられた出力電力の前記ソースインピーダンスを制御する、請求項２に記載の電力供給システム。
4. 前記第３の電力プロファイルは、第３のピーク電力を有し、前記第４の電力プロファイルは、第４のピーク電力を有し、底面としてのスミスチャートを基準として、前記第４のピーク電力は、前記第３のピーク電力が位置している前記スミスチャートの直径の側と反対の前記スミスチャートの直径の側に位置している、請求項３に記載の電力供給システム。
5. 前記第１の電力プロファイルおよび前記第２の電力プロファイルは、それぞれ、前記第３の電力プロファイルおよび前記第４の電力プロファイルに対してオフセットされる、請求項４に記載の電力供給システム。
6. 前記組み合わせられた出力電力の前記ソースインピーダンスの調節は、それに対して前記組み合わせられた出力電力が印加される前記負荷のインピーダンスに基づく、請求項１に記載の電力供給システム。
7. 前記組み合わせられた出力電力は、ピーク電力を含む組み合わせられた出力電力プロファイルを有し、前記コントローラは、前記組み合わせられた出力電力プロファイルの前記ピーク電力が前記負荷のインピーダンスと対応するように、前記第１の制御可能出力電力または前記第２の制御可能出力電力のうちの少なくとも１つを調節する、請求項６に記載の電力供給システム。
8. 前記第１の制御可能出力電力の大きさは、前記組み合わせられた出力電力が、前記負荷のインピーダンスを基準として非対称である電力出力プロファイルを有するように、前記第２の制御可能出力電力の第２の大きさと異なる第１の大きさを含む、請求項６に記載の電力供給システム。
9. 前記組み合わせられた出力電力の特性を決定し、前記組み合わせられた出力電力の特性を前記コントローラに提供するように適合されるフィードバック回路をさらに備え、前記コントローラはさらに、前記組み合わせられた出力電力の特性に基づいて、前記第１の制御可能出力電力または前記第２の制御可能出力電力のうちの少なくとも１つを調節する、請求項１に記載の電力供給システム。
10. 前記組み合わせられた出力電力の特性は、前記組み合わせられた出力電力の位相を含む、請求項９に記載の電力供給システム。
11. 電力供給源を動作させる方法であって、
    第１の電力プロファイルを伴う第１の電力信号を提供する第１の増幅器と、第２の電力プロファイルを伴う第２の電力信号を提供する第２の増幅器とを含む電力供給源において、負荷のインピーダンス測定に応答して、前記負荷の前記インピーダンス測定に基づいて、前記第１の電力信号または前記第２の電力信号のうちの少なくとも１つを制御し、前記第１の電力信号と前記第２の電力信号との間の差異を調節することにより、組み合わせられた出力電力信号を画定すること
    を含む、方法。
12. 前記組み合わせられた出力電力信号は、ピーク電力を伴う組み合わせられた電力プロファイルを含み、前記方法はさらに、
    前記組み合わせられた電力プロファイルの前記ピーク電力が、少なくとも、前記負荷の前記インピーダンス測定に基づくように、前記第１の電力信号または前記第２の電力信号のうちの少なくとも１つを調節すること
    を含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記組み合わせられた電力プロファイルの前記ピーク電力が、前記組み合わせられた出力電力信号のソースインピーダンスを前記負荷の前記インピーダンス測定に整合させるように基づくように、前記第１の電力信号または前記第２の電力信号のうちの少なくとも１つを調節することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記第１の電力信号または前記第２の電力信号のうちの少なくとも１つを制御することは、
    コントローラによって、第１の電力増幅器または第２の電力増幅器に、前記第１の電力増幅器または前記第２の電力増幅器に入力電力信号を改変させるための少なくとも１つの命令を伝送すること
    を含む、請求項１１に記載の方法。
15. 前記組み合わせられた出力電力信号は、公称インピーダンス値を基準として対称である、組み合わせられた出力電力プロファイルを含む、請求項１１に記載の方法。
16. 前記組み合わせられた出力電力は、公称インピーダンス値を基準として非対称である組み合わせられた出力電力プロファイルを含む、請求項１１に記載の方法。
17. 前記第１の電力信号または前記第２の電力信号のうちの少なくとも１つを制御することは、少なくとも、前記負荷の前記インピーダンス測定を示すフィードバック情報に基づく、請求項１１に記載の方法。
18. 電力供給源コントローラであって、
    プロセッサと、
    非一過性メモリであって、前記非一過性メモリは、命令を備えており、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、
    第１の電力増幅器に、電力供給源に結合される負荷の決定された負荷インピーダンスに基づいて、発電機からの入力電力信号を改変し、第１の電力プロファイルを伴う第１の可変出力電力信号を提供するように命令することと、
    第２の電力増幅器に、前記負荷の前記決定された負荷インピーダンスに基づいて、前記発電機からの前記入力電力信号を改変し、前記第１の電力プロファイルと異なる第２の電力プロファイルを伴う第２の可変出力電力信号を提供することにより、前記負荷の前記決定された負荷インピーダンスに基づいて前記第１の可変出力電力信号と前記第２の可変出力電力信号との間の差異を調節するように命令することと
    によって、前記電力供給源の出力信号のソースインピーダンスを調節するように動作可能である、非一過性メモリと
    を備え、
    前記第１の可変出力電力信号および前記第２の可変出力電力信号は、組み合わせられ、前記負荷に伝送される組み合わせられた出力電力信号を生成し、前記組み合わせられた出力電力信号は、前記負荷の前記決定された負荷インピーダンスに基づいて、組み合わせられた電力プロファイルおよびソースインピーダンスを含む、電力供給源コントローラ。
19. フィードバック回路に結合されるフィードバック入力をさらに備え、前記フィードバック入力は、前記決定された負荷インピーダンスを前記フィードバック回路から受信する、請求項１８に記載の電力供給源コントローラ。
20. 前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、
    前記第１の電力増幅器に、前記フィードバック回路からの前記決定された負荷インピーダンスに基づいて、前記発電機からの前記入力電力信号の大きさをさらに改変するように命令することによって、前記電力供給源の前記出力信号の前記ソースインピーダンスを調節するようにさらに動作可能である、請求項１８に記載の電力供給源コントローラ。
    
    

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