WO2010091696A1 - Modul für eine plasmaversorgungseinrichtung und plasmaversorgungseinrichtung - Google Patents

Modul für eine plasmaversorgungseinrichtung und plasmaversorgungseinrichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2010091696A1
WO2010091696A1 PCT/EP2009/001005 EP2009001005W WO2010091696A1 WO 2010091696 A1 WO2010091696 A1 WO 2010091696A1 EP 2009001005 W EP2009001005 W EP 2009001005W WO 2010091696 A1 WO2010091696 A1 WO 2010091696A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
module
plasma
semiconductor switching
supply device
plasma supply
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/001005
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Krausse
Original Assignee
Hüttinger Elektronik Gmbh + Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hüttinger Elektronik Gmbh + Co. Kg filed Critical Hüttinger Elektronik Gmbh + Co. Kg
Priority to DE212009000146U priority Critical patent/DE212009000146U1/de
Priority to PCT/EP2009/001005 priority patent/WO2010091696A1/de
Priority to CN200990100702XU priority patent/CN202721890U/zh
Publication of WO2010091696A1 publication Critical patent/WO2010091696A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/538—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a push-pull configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/04—Modifications for accelerating switching
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/0036—Means reducing energy consumption
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/0045—Full bridges, determining the direction of the current through the load
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Definitions

  • the invention relates to a module for a plasma supply device and a plasma supply device for supplying a plasma for plasma processing or a gas laser with a power> 500 W at a frequency in the range 1 to 1000 MHz.
  • a plasma is a special state of matter that is generated from a gas.
  • Each gas basically consists of atoms and / or molecules. In a plasma, this gas is largely ionized. This means that by supplying energy, the atoms or molecules are split into positive and negative charge carriers, ie ions and electrons.
  • One Plasma is suitable for machining workpieces, since the electrically charged particles are chemically highly reactive and can also be influenced by electric fields. The charged particles can be accelerated by means of an electric field to an object, where they can dissolve single atoms out of them on impact. The liberated atoms can be removed by gas flow (etching) or deposited on other objects as a coating (production of thin films).
  • Application is such a processing by means of a plasma, especially when extremely thin layers, especially in the range of less atomic layers to be processed.
  • Typical applications are semiconductor technology (coating, etching, etc.), flat screens (similar to semiconductor technology), solar cells (similar to semiconductor technology), architectural glass coating (heat protection, glare control, etc.), storage media (CD, DVD, hard disks), decorative layers (colored glass, etc.) and tool hardening. These applications have high demands on accuracy and process stability.
  • a plasma can also be used to excite lasers, in particular gas lasers.
  • a plasma for machining workpieces is typically ignited and maintained in a plasma chamber. This is usually a noble gas, eg. As argon, passed at low pressure in the plasma chamber. Via electrodes and / or antennas, the gas is exposed to an electric field. A plasma is created or ignited when several conditions are met. First of all, a small number of free charge carriers must be present, with the free electrons, which are always available to a very limited extent, usually being used.
  • a noble gas eg. As argon
  • the free charge carriers are accelerated so much by the electric field that they release further electrons upon impact with atoms or molecules of the noble gas, whereby positively charged ions and other negatively charged electrons are formed.
  • the other free charge carriers are in turn accelerated and generate more ions and electrons upon impact. It uses an avalanche effect.
  • the constant generation of ions and electrons counteract the discharges in the collision of these particles with the wall of the plasma chamber or other objects as well as the natural recombination, ie Electrons are attracted by ions and recombine to electrically neutral atoms or molecules. Therefore, an ignited plasma must constantly be supplied with energy in order to maintain it.
  • the power supply may be via a DC power supply or an AC power supply.
  • the following statements relate to high frequency (HF) AC power supplies with an output frequency of> 1 MHz.
  • a circuit variant of radio frequency amplifiers (power amplifiers) in plasma power supplies for generating high RF powers may be a Class D amplifier with a switching bridge.
  • the midpoint of the bridge branch is alternately switched to the positive or negative pole of a DC power supply by the two switching elements (hereinafter also referred to as switching elements or switches).
  • An excusesignalgenerator which may include an oscillator which determines the frequency of the output signal, and further components such as inverter, phase shifter and signal conditioner. To free the output signal from a DC component, a capacitor may be provided.
  • a switching bridge with two switching elements is also called half bridge.
  • a full bridge circuit consists of two bridge branches (half bridges) whose centers are switched in opposite directions to the positive and negative poles of the DC voltage supply at the desired frequency. The AC load is placed between these two centers. An additional capacitor to free the output signal from a DC component is not necessary.
  • a full bridge (circuit) is therefore a switching bridge with four switching elements.
  • Another circuit variant of a high frequency amplifier or power amplifier may be a class E amplifier. In this case, a transistor is driven with a rectangular input signal.
  • the resonant output network in conjunction with the output-side capacitance, offers the possibility of using Zero Voltage Switching (ZVS) to reduce switching losses to a minimum, thereby increasing efficiency to a maximum.
  • ZVS Zero Voltage Switching
  • a modification of the class E topology can be done by arranging two stages in push-pull operation.
  • MOSFETs based on silicon or GaAs have the disadvantage that they have a relatively high on-resistance between drain and source (R DSO ⁇ ) at a sufficient breakdown voltage for the application, resulting in high power loss and thus increased energy costs and risk overheating leads.
  • the object of the present invention is to propose a module and a plasma supply device with which high powers in a high frequency range with low power loss can be realized.
  • a module for a plasma supply device for supplying a plasma for plasma processing or a gas laser with a power> 500 W at a frequency in the range 1 to 1000 MHz with a module substrate on which one or more tracks are arranged and with at least one arranged on the module, connected to at least one conductor track gallium nitride (GaN) - semiconductor switching element.
  • the module substrate may be made of ceramic, z. As beryllium oxide (BeO), be formed.
  • GaN semiconductor switching elements Due to their high band gap, GaN semiconductor switching elements are excellently suited for use as high-performance components, since the high band gap enables high operating voltages.
  • a material with a high thermal conductivity is preferably used for the carrier substrate in order to realize a higher power loss of the GaN semiconductor switching elements and thus high operating currents.
  • so-called GaN HEMTs can advantageously be used as GaN semiconductor switching elements.
  • the GaN HEMTs High Electron Mobility Transistors
  • MESFETs metal-semiconductor FET, with Schottky barrier for the gate
  • the result is high carrier mobility with low on-resistance.
  • MISFET metal-insulator-semiconductor FET
  • the control contact is an MIS contact. Both depletion (charge carrier depletion with negative gate voltage) and enhancement types (which become conductive only when the gate voltage is positive) can be used.
  • the conductor tracks on the module substrate can be produced in the thin or thick-film method.
  • Thin-film process means that the complete module substrate is sputtered, photoresisted, exposed and subsequently etched with Ti-Cu, for example.
  • the printed conductors are applied with Au or Ag paste by screen printing and fired at about 850 0 C. They can also be etched as in a thin-film process.
  • the GaN semiconductor switching elements can be glued or soldered directly to their carrier substrate on the module substrate or on a module track, so that a good thermal contact is formed.
  • a matching network or a resonant circuit arranged downstream of the GaN semiconductor switching element can be arranged in or on the module.
  • the modules according to the invention should be transformed and adapted by means of additional components.
  • linear amplifier concepts class A, B, C
  • switching concepts class D, E
  • a part of the necessary resonant circuit in the module and thus also a simpler installation option in the power amplifier can be realized.
  • the resonant circuit or the resonant circuit can be part of an output network, which can thus also be arranged at least partially in the module.
  • a resonant circuit upstream of the GaN semiconductor switching element can be arranged, wherein the gate capacitance of the GaN semiconductor switching element is part of the resonant circuit.
  • a sinusoidal gate voltage profile can be realized at the controlled semiconductor switching element.
  • a sinusoidal gate voltage has a favorable effect on the electromagnetic compatibility and saves, depending on the quality of the resonant circuit, driving power.
  • an inductance, a capacitance or a transformer for the gate voltage can be provided.
  • At least one driver assigned to a GaN semiconductor switching element can be arranged.
  • one or more drivers may also be provided outside the module.
  • a plurality of GaN semiconductor switching elements in particular GaN HEMTs, can be provided, which are connected in parallel.
  • the parallel connection By the parallel connection, the internal resistance of the transistor arrangement or switching element arrangement can be reduced.
  • the subsequent transformation circuit or a part thereof may also be implemented on the module.
  • an output resonant circuit or parts thereof may be arranged on the module.
  • a half bridge or full bridge constructed from GaN semiconductor switching elements is arranged on the module. This allows, for example, class D or class E amplifiers to be implemented on the module. It is also possible to provide one half bridge each on a module, and the half bridges (on different modules) can be interconnected to form a full bridge. Drivers associated with the GaN semiconductor switching elements may also be arranged on the module.
  • the GaN semiconductor switching elements are individually controlled.
  • the switching times of the semiconductor switching elements can be set exactly and independently.
  • the power loss can be reduced.
  • the amplifier characteristics can be set more accurately. This is advantageous in particular if a half or full bridge is constructed from the GaN semiconductor switching elements.
  • the module may be coolant cooled.
  • the resulting heat can be dissipated quickly by means of active water cooling of the module.
  • a suitable temperature shutdown can be realized in the module, which protects the active components from excessive heat.
  • means for temperature monitoring can be provided. This is especially true GaN advantageous because of the low melting point of Ga and thereby caused a low maximum allowable operating temperature.
  • the scope of the invention also includes a plasma supply device for supplying a plasma with a power> 500 W at a frequency in the range 1 to 1000 MHz with at least one module according to the invention.
  • a higher output power can be achieved if two modules are coupled by means of a 3 dB coupler.
  • the 3 dB coupler can be designed as a hybrid coupler with a phase shift of 90 °.
  • the use of 3 dB couplers also offers the advantage of being able to realize both half and full-bridge topologies.
  • a switching amplifier in particular class D or class E amplifier, is provided which has at least one module.
  • a half bridge or full bridge can be provided, which is constructed from modules.
  • a higher output power can be achieved if two modules are coupled by means of a 3 dB coupler.
  • the 3 dB coupler can be designed as a hybrid coupler with a phase shift of 90 °. It is therefore a coupler, are coupled by the 90 ° out of phase input signals to a maximum output signal (if the input signals are not phase-shifted by 90 °, there is also a coupling, however, no maximum output signal can be achieved).
  • the use of 3 dB couplers also offers the advantage of being able to realize both half and full-bridge topologies.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a plasma supply device with two modules.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of a plasma supply device with two modules, the modules each having a resonant circuit
  • Fig. 3 is a schematic representation for illustrating the coupling by means of 3-dB coupler and the cascading by means of 3-dB coupler.
  • FIG. 1 shows a plasma supply device 10 which has two modules 11, 12.
  • Each module 11, 12 has two GaN semiconductor switching elements 13-16, each with associated driver 17-20.
  • the GaN semiconductor switching elements 13-16 are each arranged on a module substrate 21, 22, which in turn has printed conductors 23, 24.
  • the modules 11, 12 are so-called DCB modules (Direct Copper Bond).
  • the substrate material is ceramic in the exemplary embodiment.
  • the conductor tracks 23, 24 are made of copper by thin-layer method or thick-film method applied.
  • the semiconductor switching elements 13-16 and the drivers 17-20 are mounted directly on and then their terminals are connected to the tracks 23, 24 by bonding wires. Other components can be soldered directly to the tracks 23, 24.
  • Modules 11, 12 in the sense of the invention are such DCBs of at least one GaN semiconductor switching element 13-16, optionally with at least one driver 17. 20, in higher integration with half bridge, in even higher integration with a full bridge and / or even with parts of an output circuit.
  • housing and water cooling possibility can be provided.
  • a coolant channel 25 is indicated for the module 11.
  • the semiconductor switching elements 13, 14 form a half-bridge, just like the semiconductor switching elements 15, 16.
  • the midpoints M1, M2 of the half-bridges are connected via an output transformer 26 with a plasmalast 27 indicated only schematically. Between output transformer 26 and 27 Plasmalast a not shown matching network can be provided.
  • the modules 11, 12, in particular the half bridges arranged thereon, consisting of the semiconductor switching elements 13, 14 and 15, 16, are each connected to the positive terminal 28 and negative terminal 29 of a DC power supply. The two half bridges together form a full bridge.
  • the embodiment of a plasma supply device 40 according to FIG. 2 differs slightly from that according to FIG. For matching elements, therefore, like reference numerals are used.
  • the modules 11, 12 of the plasma supply device 40 have oscillating circuits 41, 42, which are likewise arranged in or on the modules 11, 12 or on the substrates 21, 22.
  • the oscillating circuits 41, 42 serve to provide a sinusoidal output current and Zero Current Switching (ZVS) or zero voltage switching (ZVS) of the semiconductor switching elements of the half bridges to enable.
  • the oscillating circuits 41, 42 can be considered as components of an output circuit whose further component is the output transformer 26.
  • a gate transformer 43 which is connected to the driver 17, is shown for driving the semiconductor switching element 13.
  • the secondary winding 44 of the gate transformer 43 together with the input capacitance of the semiconductor switching element 13 forms a resonant circuit.
  • the resonant circuit thus formed is likewise arranged on the module 11 in the same way as the gate transformer 43. Drawing not shown, However, it is conceivable to use corresponding gate transformers 43 for the other semiconductor switching elements 14-16.
  • FIG. 3 shows part of a plasma supply device 60.
  • the plasma supply device 60 has a central control and / or regulating device 59.
  • To the control and / or regulating device 59 four full bridges 61 - 64 are connected.
  • the full bridge 61 is shown in more detail. It follows that each full bridge has two modules 65-72, each having a half-bridge with two GaN semiconductor switching elements 13-16.
  • two full bridges 61-64 are connected to a hybrid coupler, in particular 3 dB coupler, 73, 74.
  • two 3 dB couplers 73, 74 are each connected to a 3 dB coupler 75.
  • At the output 76 of the 3 dB coupler 75 is the RF power that can be supplied to the plasma load 77 at. This power is detected by a measuring device and passed to the control and / or control device 59.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

Bei einem Modul (11, 12, 61 - 76) für eine Plasmaversorgungseinrichtung (10, 40, 60) zur Versorgung eines Plasmas für eine Plasmabearbeitung oder einen Gaslaser mit einer Leistung > 500 W bei einer Frequenz im Bereich 1 - 1000 MHz, mit einem Substrat (21, 22), auf dem eine oder mehrere Leiterbahnen (23, 24) angeordnet sind, ist zumindest ein mit zumindest einer Leiterbahn (23, 24) verbundenes GaN- Halbleiterschaltelement (13 - 16) sowie ein zugeordneter Treiber (17 - 20) angeordnet.

Description

Modul für eine Plasmaversorgungseinrichtung und Plasmaversorgungseinrichtung
Die Erfindung betrifft ein Modul für eine Plasmaversorgungseinrichtung und eine Plasmaversorgungseinrichtung zur Versorgung eines Plasmas für eine Plasmabearbeitung oder einen Gaslaser mit einer Leistung > 500 W bei einer Frequenz im Bereich 1 bis 1000 MHz.
Bei einem Plasma handelt es sich um einen besonderen Aggregatzustand, der aus einem Gas erzeugt wird. Jedes Gas besteht grundsätzlich aus Atomen und/oder Molekülen. Bei einem Plasma ist dieses Gas zu einem Großteil ionisiert. Dies bedeutet, dass durch Zufuhr von Energie die Atome bzw. Moleküle in positive und negative Ladungsträger, also in Ionen und Elektronen, aufgespaltet werden. Ein Plasma eignet sich zur Bearbeitung von Werkstücken, da die elektrisch geladenen Teilchen chemisch hochgradig reaktiv und zudem durch elektrische Felder beeinflussbar sind. Die geladenen Teilchen können mittels eines elektrischen Feldes auf ein Objekt beschleunigt werden, wo sie beim Aufprall einzelne Atome daraus herauslösen können. Die herausgelösten Atome können über Gasfluss abtransportiert werden (Ätzen) oder auf anderen Objekten als Beschichtung abgelagert werden (Herstellung von Dünnfilmen). Anwendung findet eine solche Bearbeitung mittels eines Plasmas vor allem dann, wenn extrem dünne Schichten, insbesondere im Bereich weniger Atomlagen, bearbeitet werden sollen. Typische Anwendungen sind Halbleitertechnik (Beschichten, Ätzen, etc.), Flachbildschirme (ähnlich Halbleitertechnik), Solarzellen (ähnlich Halbleitertechnik), Architekturglasbeschichtung (Wärmeschutz, Blendschutz, etc.), Speichermedien (CD, DVD, Festplatten), dekorative Schichten (farbige Gläser, etc.) und Werkzeughärtung. Diese Anwendungen haben hohe Anforderungen an Genauigkeit und Prozessstabilität. Weiterhin kann ein Plasma auch zur Anregung von Lasern, insbesondere Gaslasern, dienen.
Um aus einem Gas ein Plasma zu generieren, muss ihm Energie zugeführt werden. Das kann auf unterschiedliche Weise, beispielsweise über Licht, Wärme, elektrische Energie, erfolgen. Ein Plasma zur Bearbeitung von Werkstücken wird typischerweise in einer Plasmakammer gezündet und aufrecht erhalten. Dazu wird in der Regel ein Edelgas, z. B. Argon, mit niedrigem Druck in die Plasmakammer geleitet. Über Elektroden und/oder Antennen wird das Gas einem elektrischen Feld ausgesetzt. Ein Plasma entsteht bzw. wird gezündet, wenn mehrere Bedingungen erfüllt sind. Zunächst muss eine geringe Anzahl von freien Ladungsträgern vorhanden sein, wobei zumeist die stets in sehr geringem Maß vorhandenen freien Elektronen genutzt werden. Die freien Ladungsträger werden durch das elektrische Feld so stark beschleunigt, dass sie beim Aufprall auf Atome oder Moleküle des Edelgases weitere Elektronen herauslösen, wodurch positiv geladene Ionen und weitere negativ geladene Elektronen entstehen. Die weiteren freien Ladungsträger werden wiederum beschleunigt und erzeugen beim Aufprall weitere Ionen und Elektronen. Es setzt ein Lawineneffekt ein. Der ständigen Erzeugung von Ionen und Elektronen wirken die Entladungen bei der Kollision dieser Teilchen mit der Wand der Plasmakammer oder anderen Gegenständen sowie die natürliche Rekombination entgegen, d. h., Elektronen werden von Ionen angezogen und rekombinieren zu elektrisch neutralen Atomen bzw. Molekülen. Deshalb muss einem gezündeten Plasma beständig Energie zugeführt werden, um dieses aufrecht zu erhalten.
Die Energiezufuhr kann über eine Gleichstrom-Versorgungseinrichtung oder eine Wechselstrom-Versorgungseinrichtung erfolgen. Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf Wechselstrom-Versorgungseinrichtungen für Hochfrequenz (HF) mit einer Ausgangsfrequenz von > 1 MHz.
Eine Schaltungsvariante von Hochfrequenzverstärkern (Leistungsverstärkern) in Plasmaversorgungseinrichtungen zum Erzeugen hoher HF-Leistungen kann ein Klasse-D-Verstärker mit einer Schaltbrücke sein. Eine Schaltbrücke weist zumindest zwei schaltende Elemente (= Schaltelement), wie z. B. MOSFETs, auf, die in Serie geschaltet sind, die im Gegentakt und vorzugsweise jeweils mit <50 % Duty Cycle betrieben werden; der Verbindungspunkt der schaltenden Elemente stellt den Mittelpunkt der Schaltbrücke dar. Der Mittelpunkt des Brückenzweiges wird durch die zwei Schaltelemente (im Folgenden auch als schaltende Elemente oder Schalter bezeichnet) abwechselnd an den positiven oder negativen Pol einer Leistungsgleichstromversorgung geschaltet. Die abwechselnde Steuerung der beiden Schaltelemente sowie der Schaltelemente eines eventuell vorhandenen zweiten Brückenzweigs erfolgt durch einen Ansteuersignalgenerator, der einen Oszillator, der die Frequenz des Ausgangssignals bestimmt, und weitere Bauelemente wie Inverter, Phasenschieber und Signalformer enthalten kann. Zur Befreiung des Ausgangssignals von einem Gleichspannungsanteil kann ein Kondensator vorgesehen sein. Eine Schaltbrücke mit zwei schaltenden Elementen wird auch Halbbrücke genannt.
Eine Vollbrückenschaltung besteht aus zwei Brückenzweigen (Halbbrücken), deren Mittelpunkte mit der gewünschten Frequenz jeweils gegensinnig an den positiven und negativen Pol der Gleichspannungsversorgung geschaltet werden. Die Wechselstromlast wird zwischen diesen beiden Mittelpunkten angeordnet. Ein zusätzlicher Kondensator zur Befreiung des Ausgangssignals von einem Gleichspannungsanteil ist nicht notwendig. Eine Vollbrücke(nschaltung) ist demnach eine Schaltbrücke mit vier schaltenden Elementen. Eine weitere Schaltungsvariante eines Hochfrequenzverstärkers bzw. Leistungsverstärkers kann ein Klasse-E-Verstärker sein. In diesem Fall wird ein Transistor mit einem rechteckförmigen Eingangssignal angesteuert. Das resonante Ausgangsnetzwerk bietet in Verbindung mit der ausgangsseitigen Kapazität die Möglichkeit, durch Null-Volt-Schalten (Zero Voltage Switching, ZVS) die Schaltverluste auf ein Minimum zu reduzieren und damit die Effizienz auf ein Maximum zu erhöhen. Eine Modifikation der Klasse-E-Topologie kann durch Anordnung zweier Stufen im Gegentaktbetrieb erfolgen.
Für gewisse Plasmaprozesse ist es erstrebenswert, ein Leistungssignal bei einer sehr hohen Frequenz zu erzeugen. Beispielsweise haben hohe Frequenzen Vorteile in der Halbleiterfertigung. Herkömmliche MOSFETs die, auf Silizium oder GaAs basieren, haben den Nachteil, dass Sie bei einer für die Anwendung ausreichenden Durchbruchspannung einen verhältnismäßig hohen On-Widerstand zwischen Drain und Source (RDSOΠ) haben, der zu hoher Verlustleistung und damit zu erhöhten Energiekosten und Gefahr der Überhitzung führt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Modul und eine Plasmaversorgungseinrichtung vorzuschlagen, mit denen hohe Leistungen in einem hohen Frequenzbereich bei geringer Verlustleistung realisiert werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Modul für eine Plasmaversorgungseinrichtung zur Versorgung eines Plasmas für eine Plasmabearbeitung oder einen Gaslaser mit einer Leistung > 500 W bei einer Frequenz im Bereich 1 bis 1000 MHz mit einem Modulsubstrat, auf dem eine oder mehrere Leiterbahnen angeordnet sind und mit mindestens einem auf dem Modul angeordneten, mit zumindest einer Leiterbahn verbundenen Galliumnitrid (GaN)- Halbleiterschaltelement. Das Modulsubstrat kann aus Keramik, z. B. Berylliumoxid (BeO), ausgebildet sein.
GaN-Halbleiterschaltelemente eignen sich aufgrund ihres hohen Bandabstands hervorragend für die Verwendung als Hochleistungsbauelemente, da der hohe Bandabstand hohe Betriebsspannungen ermöglicht. Eine übliche Herstellungsmethode ist das Aufbringen einer GaN-Schicht auf ein monokristallines Trägersubstrat (= Schaltelementsubstrat im Unterschied zum Modulsubstrat, auf dem die Halbleiterschaltelemente angeordnet werden), das ein Nichtleiter, beispielsweise Saphir, oder ein Halbleiter, beispielsweise n-SiC, sein kann. Vorzugsweise verwendet man für das Trägersubstrat ein Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, um eine höhere Verlustleistung der GaN- Halbleiterschaltelemente und damit hohe Betriebsströme zu realisieren. Insbesondere können vorteilhafterweise als GaN-Halbleiterschaltelemente sogenannte GaN-HEMTs zum Einsatz kommen. Diese haben eine wesentlich höhere Verstärkung als silizium-basierte MOSFETs (ca. Faktor 2). Weiterhin haben sie eine geringere Eingangs-, Ausgangs- und Rückwirkungskapazität. Diese Kapazitäten sind im Vergleich zu Silizium-basierten Bauelementen etwa um den Faktor 5 bis 10 geringer. Auch der Widerstand RDSOΠ ist um einen Faktor 5 bis 10 geringer als bei vergleichbaren Siliziumbauelementen. Die bisherigen Zuverlässigkeitsprobleme bei GaN, insbesondere Degradationseffekte, werden immer besser verstanden. Technologische Gegenmaßnahmen führen zu zuverlässigeren und betriebssicheren Bauelementen, so dass deren Einsatz jetzt auch in Plasmaversorgungseinrichtungen in Betracht gezogen werden kann.
Die GaN-HEMTs (High Electron Mobility Transistors), sind n-Kanal-MESFETs (Metall-Semiconductor FET, mit Schottky-Sperrschicht für das Gate) mit zwei Materialien unterschiedlicher Bandbreiten (Heterokontakt im Grenzbereich) für die Trennung von Donatoren und Kanal. Das Resultat ist eine hohe Ladungsträgerbeweglichkeit bei geringem On-Widerstand. Auch eine Ausführung als sogenannter MISFET (Metall-Isolator-Semiconductor FET) ist denkbar. In diesem Fall ist der Steuerkontakt ein MIS-Kontakt. Es können sowohl Depletion- (Ladungsträgerverarmung bei negativer Gate-Spannung) wie auch Enhancement- Typen (werden erst bei positiver Gate-Spannung leitend) zum Einsatz kommen.
Die Leiterbahnen auf dem Modulsubstrat, vorzugsweise einem Keramiksubstrat, können im Dünn- oder Dickschichtverfahren hergestellt sein. Dünnschichtverfahren bedeutet, dass das komplette Modulsubstrat beispielsweise mit Ti-Cu besputtert, photolackiert, belichtet und anschließend geätzt wird. Im Dickschichtverfahren werden die Leiterbahnen mit Au- oder Ag-Paste im Siebdruckverfahren aufgebracht und bei etwa 8500C gebrannt. Sie können zusätzlich wie im Dünnschichtverfahren geätzt werden.
Die GaN-Halbleiterschaltelemente können direkt mit ihrem Trägersubstrat auf das Modulsubstrat oder auf eine Modulleiterbahn aufgeklebt oder aufgelötet werden, so dass ein guter thermischer Kontakt entsteht.
In oder auf dem Modul kann zumindest teilweise ein dem GaN-Halbleiter- schaltelement nachgeordnetes Anpassnetzwerk bzw. ein Schwingkreis angeordnet sein. Für den Einsatz in Leistungsverstärkern sollten die erfindungsgemäßen Module mittels zusätzlicher Komponenten transformiert und angepasst werden. Für lineare Verstärkerkonzepte (Klasse A, B, C) ist es von Vorteil, einen Teil dieser Anpassung bereits im Modul selbst vorzunehmen und so eine einfachere Integration in eine Hochfrequenzstufe zu ermöglichen. Für Schaltkonzepte (Klasse D, E) kann erfindungsgemäß ein Teil des notwendigen Resonanzkreises im Modul integriert werden und kann so ebenfalls eine einfachere Einbaumöglichkeit in den Leistungsverstärker realisiert werden. Der Schwingkreis bzw. der Resonanzkreis kann Bestandteil eines Ausgangsnetzwerkes sein, der somit ebenfalls zumindest teilweise in dem Modul angeordnet sein kann.
In oder auf den Modulen kann zumindest teilweise ein dem GaN- Halbleiterschaltelement vorgelagerter Schwingkreis angeordnet sein, wobei die Gate- Kapazität des GaN-Halbleiterschaltelements Bestandteil des Schwingkreises ist. Dadurch kann ein sinusähnlicher Gate-Spannungsverlauf am angesteuerten Halbleiterschaltelement realisiert werden. Eine sinusähnliche Gate-Spannung wirkt sich günstig auf die elektromagnetische Verträglichkeit aus und spart, je nach Güte des Schwingkreises, Ansteuerleistung ein. Als weiterer Bestandteil des Schwingkreises kann eine Induktivität, eine Kapazität oder ein Übertrager für die Gate-Spannung vorgesehen sein.
In oder auf den Modulen, insbesondere auf dem Modulsubstrat, kann zumindest ein einem GaN-Halbleiterschaltelement zugeordneter Treiber angeordnet sein. Ein oder mehrere Treiber können jedoch auch außerhalb des Moduls vorgesehen sein. In einer Ausgestaltung der Erfindung können mehrere GaN-Halbleiterschaltelemente, insbesondere GaN-HEMTs, vorgesehen sein, die parallel geschaltet sind. Durch die Parallelschaltung kann der Innenwiderstand der Transistoranordnung bzw. Schaltelementanordnung reduziert werden. Die nachfolgende Transformationsschaltung oder ein Teil davon kann ebenfalls auf dem Modul implementiert sein. Auch ein Ausgangsresonanzkreis oder Teile davon können auf dem Modul angeordnet sein. Durch die Parallelschaltung einzelner GaN- Halbleiterschaltelemente können sehr hohe Ausgangsleistungen erzielt werden. Die Parallelschaltung führt dazu, dass das Modul eine sehr niedrige Eingangs- bzw. Ausgangsimpedanz aufweist.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass eine aus GaN-Halbleiterschaltelementen aufgebaute Halbbrücke oder Vollbrücke auf dem Modul angeordnet ist. Dadurch können zum Beispiel Klasse-D oder Klasse-E-Verstärker auf dem Modul realisiert werden. Es kann auch jeweils eine Halbbrücke auf einem Modul vorgesehen sein und die Halbbrücken (auf unterschiedlichen Modulen) können zu einer Vollbrücke zusammengeschaltet werden. Den GaN-Halbleiterschaltelementen zugeordnete Treiber können ebenfalls auf dem Modul angeordnet sein.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die GaN-Halbleiterschaltelemente individuell angesteuert sind. Somit lassen sich die Schaltzeitpunkte der Halbleiterschaltelemente exakt und unabhängig voneinander einstellen. Durch geeignete Ansteuerung der Halbleiterschaltelemente kann dadurch die Verlustleistung reduziert werden. Außerdem können die Verstärkereigenschaften genauer eingestellt werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn aus den GaN-Halbleiterschaltelementen eine Halb- oder Vollbrücke aufgebaut ist.
Das Modul kann kühlmittelgekühlt sein. Insbesondere kann die entstehende Wärme mit Hilfe einer aktiven Wasserkühlung des Moduls schnell abgeführt werden.
In dem Modul kann zudem eine geeignete Temperaturabschaltung realisiert werden, die die aktiven Bauteile vor zu hoher Wärmeeinwirkung schützt. Insbesondere können Mittel zur Temperaturüberwachung vorgesehen sein. Dies ist besonders bei GaN wegen des niedrigen Schmelzpunktes von Ga und einer dadurch verursachten niedrigen maximal zulässigen Betriebstemperatur vorteilhaft.
In den Rahmen der Erfindung fällt außerdem eine Plasmaversorgungseinrichtung zur Versorgung eines Plasmas mit einer Leistung > 500 W bei einer Frequenz im Bereich 1 bis 1000 MHz mit zumindest einem erfindungsgemäßen Modul.
Eine höhere Ausgangsleistung kann erreicht werden, wenn zwei Module mittels eines 3-dB-Kopplers gekoppelt sind. Insbesondere kann der 3-dB-Koppler als Hybridkoppler mit einer Phasenverschiebung von 90° ausgebildet sein. Die Verwendung von 3-dB-Kopplern bietet außerdem den Vorteil, sowohl Halb- als auch Vollbrückentopologien realisieren zu können.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Schaltverstärker, insbesondere Klasse D oder Klasse E Verstärker, vorgesehen ist, der zumindest ein Modul aufweist.
Weiterhin kann eine Halbbrücke oder Vollbrücke vorgesehen sein, die aus Modulen aufgebaut ist.
Eine höhere Ausgangsleistung kann erreicht werden, wenn zwei Module mittels eines 3-dB-Kopplers gekoppelt sind. Insbesondere kann der 3-dB-Koppler als Hybridkoppler mit einer Phasenverschiebung von 90° ausgebildet sein. Es handelt sich also um einen Koppler, durch den um 90° phasenverschobene Eingangssignale zu einem maximalen Ausgangssignal gekoppelt werden (sind die Eingangssignale nicht um 90° phasenverschoben, erfolgt ebenfalls eine Kopplung, allerdings kann kein maximales Ausgangssignal erreicht werden). Die Verwendung von 3-dB- Kopplern bietet außerdem den Vorteil, sowohl Halb- als auch Vollbrückentopologien realisieren zu können.
Eine weitere Maßnahme zur Erhöhung der Ausgangsleistung einer Verstärkeranordnung bzw. einer Plasmaversorgungseinrichtung besteht darin, mehrere 3dB-Koppler kaskadiert anzuordnen. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind mit Bezug zu den Figuren der Zeichnung nachfolgend erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Plasmaversorgungseinrichtung mit zwei Modulen;
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer Plasmaversorgungseinrichtung mit zwei Modulen, wobei die Module jeweils einen Schwingkreis aufweisen;
Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Kopplung mittels 3-dB-Koppler und der Kaskadierung mittels 3-dB-Koppler.
In der Figur 1 ist eine Plasmaversorgungseinrichtung 10 gezeigt, die zwei Module 11, 12 aufweist.
Jedes Modul 11 , 12 weist zwei GaN-Halbleiterschaltelemente 13 - 16 mit jeweils zugeordnetem Treiber 17 - 20 auf. Die GaN-Halbleiterschaltelemente 13 - 16 sind jeweils auf einem Modulsubstrat 21 , 22 angeordnet, welches wiederum Leiterbahnen 23, 24 aufweist. Im Ausführungsbeispiel sind die Module 11 , 12 so genannte DCB- Module (Direct Copper Bond). Das Substratmaterial ist im Ausführungsbeispiel Keramik. Die Leiterbahnen 23, 24 sind aus Kupfer im Dünnschichtverfahren oder Dickschichtverfahren aufgebracht. Die Halbleiterschaltelemente 13 - 16 sowie die Treiber 17 - 20 werden direkt aufmontiert und dann werden deren Anschlüsse mit den Leiterbahnen 23, 24 durch Bonddrähte verbunden. Andere Bauteile können direkt auf die Leiterbahnen 23, 24 aufgelötet werden.
Modul 11 , 12 im Sinne der Erfindung sind solche DCBs mindestens einem GaN- Halbleiterschaltelement 13 - 16, gegebenenfalls mit mindestens einem Treiber 17 - 20, in höherer Integration mit Halbbrücke, in noch höherer Integration mit einer Vollbrücke und/oder noch mit Teilen eines Ausgangskreises. Außerdem können Gehäuse und Wasserkühlmöglichkeit vorgesehen sein. Im Ausführungsbeispiel ist für das Modul 11 ein Kühlmittelkanal 25 angedeutet.
Die Halbleiterschaltelemente 13, 14 bilden eine Halbbrücke, genauso wie die Halbleiterschaltelemente 15, 16. Die Mittelpunkte M1, M2 der Halbbrücken sind über einen Ausgangsübertrager 26 mit einer lediglich schematisch angedeuteten Plasmalast 27 verbunden. Zwischen Ausgangsübertrager 26 und Plasmalast 27 kann ein nicht dargestelltes Anpassungsnetzwerk vorgesehen sein. Die Module 11 , 12, insbesondere die darauf angeordneten Halbbrücken, bestehend aus den Halbleiterschaltelementen 13, 14 bzw. 15, 16, sind jeweils an den positiven Anschluss 28 und negativen Anschluss 29 einer DC-Leistungsversorgung angeschlossen. Die beiden Halbbrücken bilden zusammen eine Vollbrücke.
Die Ausführungsform einer Plasmaversorgungseinrichtung 40 gemäß Figur 2 unterscheidet sich von der gemäß Figur 1 geringfügig. Für übereinstimmende Elemente werden deshalb gleiche Bezugsziffern verwendet. Im Unterschied zur Plasmaversorgungseinrichtung 10 der Figur 1 weisen die Module 11 , 12 der Plasmaversorgungseinrichtung 40 Schwingkreise 41, 42 auf, die ebenfalls in oder auf den Modulen 11 , 12 bzw. auf den Substraten 21 , 22 angeordnet sind.
Die Schwingkreise 41 , 42, im Ausführungsbeispiel jeweils einen Kondensator C und eine Spule L umfassend, dienen dazu, einen sinusförmigen Ausgangsstrom zur Verfügung zu stellen sowie ein Nullstromschalten (Zero Current Switchung ZVS) bzw. Nullspannungschalten (Zero Voltage Switching ZVS) der Halbleiterschaltelemente der Halbbrücken zu ermöglichen. Die Schwingkreise 41 , 42 können als Bestandteile eines Ausgangskreises betrachtet werden, dessen weiterer Bestandteil der Ausgangsübertrager 26 ist. Beispielhaft ist für die Ansteuerung des Halbleiterschaltelements 13 ein Gate-Übertrager 43 dargestellt, der an den Treiber 17 angeschlossen ist. Die Sekundärwicklung 44 des Gate-Übertragers 43 bildet zusammen mit der Eingangskapazität des Halbleiterschaltelements 13 einen Schwingkreis. Der somit gebildete Schwingkreis ist ebenfalls wie der Gate- Übertrager 43 auf bzw. in dem Modul 11 angeordnet. Zeichnerisch nicht dargestellt, jedoch denkbar ist es, entsprechende Gate-Übertrager 43 auch für die anderen Halbleiterschaltelemente 14 - 16 einzusetzen.
In der Fig. 3 ist ein Teil einer Plasmaversorgungseinrichtung 60 gezeigt. Die Plasmaversorgungseinrichtung 60 weist eine zentrale Steuer- und/oder Regeleinrichtung 59 auf. An die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 59 sind vier Vollbrücken 61 - 64 angeschlossen. Die Vollbrücke 61 ist detaillierter dargestellt. Daraus ergibt sich, dass jede Vollbrücke zwei Module 65 - 72 aufweist, die jeweils eine Halbbrücke mit zwei GaN-Halbleiterschaltelementen 13 - 16 aufweisen. Jeweils zwei Vollbrücken 61 - 64 sind auf einen Hybridkoppler, insbesondere 3-dB-Koppler, 73, 74 geschaltet. In einer nächsten Stufe sind jeweils zwei 3-dB-Koppler 73, 74 auf einen 3-dB-Koppler 75 geschaltet. Am Ausgang 76 des 3-dB-Kopplers 75 liegt die HF-Leistung, die der Plasmalast 77 zugeführt werden kann, an. Diese Leistung wird durch eine Messeinrichtung erfasst und an die Regel- und/oder Steuereinrichtung 59 übergeben.
Aus der Figur 3 ergibt sich somit, dass die Ausgangsleistungen zweier Vollbrücken 61 - 64 über einen 3-dB-Koppler 73, 74 gekoppelt werden können und dass mehrere 3dB-Koppler 73, 74, 75 kaskadiert eingesetzt werden können, um eine Vergrößerung der maximalen einer Plasmalast 77 zur Verfügung gestellten Leistung zu erreichen. Statt der Vollbrücken hätten auch Halbbrücken und damit Module über 3-dB-Koppler zusammengeschaltet werden können.

Claims

Patentansprüche
1. Modul (11 , 12, 61 - 76) für eine Plasmaversorgungseinrichtung (10, 40, 60) zur Versorgung eines Plasmas für eine Plasmabearbeitung oder einen Gaslaser mit einer Leistung > 500 W bei einer Frequenz im Bereich
1 - 1000 MHz, mit einem Modulsubstrat (21 , 22), auf dem eine oder mehrere Leiterbahnen (23, 24) angeordnet sind und mit zumindest einem auf dem Modul (11 , 12, 61 - 76) angeordneten, mit zumindest einer Leiterbahn (23, 24) verbundenen Galliumnitrid (GaN)-Halbleiterschaltelement (13 - 16).
2. Modul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in oder auf dem Modul (11 , 12, 61 - 76) zumindest teilweise ein dem GaN- Halbleiterschaltelement (13 - 16) nachgeordnetes Anpassnetzwerk bzw. ein Schwingkreis (41 , 42) angeordnet ist.
3. Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in oder auf dem Modul (11 , 12, 61 - 76) zumindest teilweise ein dem GaN-Halbleiterschaltelement (13 - 16) vorgelagerter Schwingkreis (43) angeordnet ist, wobei die Gate-Kapazität des GaN-Halbleiterschaltelements Bestandteil des Schwingkreises (43) ist.
4. Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in oder auf dem Modul (11 , 12, 61 - 76) zumindest ein einem GaN- Halbleiterschaltelement (13 - 16) zugeordneter Treiber (17 - 20) angeordnet ist.
5. Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere GaN-Halbleiterschaltelemente (13 - 16), insbesondere GaN- HEMTs, vorgesehen sind, die parallel geschaltet sind.
6. Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus GaN-Halbleiterschaltelementen (13 - 16) aufgebaute Halbbrücke oder Vollbrücke auf dem Modul (11 , 12, 61 - 76) angeordnet ist.
7. Modul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die GaN- Halbleiterschaltelemente (13 - 16) individuell angesteuert sind.
8. Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses kühlmittelgekühlt ist.
9. Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Temperaturüberwachung vorgesehen sind.
10. Plasmaversorgungseinrichtung (10, 40, 60) zur Versorgung eines Plasmas mit einer Leistung > 500 W bei einer Frequenz im Bereich 1 - 1000 MHz mit zumindest einem Modul (11 , 12, 61 - 76) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
11. Plasmaversorgungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltverstärker, insbesondere Klasse D oder Klasse E-Verstärker, vorgesehen ist, der zumindest ein Modul (11 , 12, 61 - 76) aufweist.
12. Plasmaversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Halbbrücke oder Vollbrücke vorgesehen ist, die aus Modulen (13 - 16) aufgebaut ist.
13. Plasmaversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Module (11 , 12, 61 - 76) mittels eines 3-dB-Kopplers (77 - 84) gekoppelt sind.
14. Plasmaversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden AnsprüchelO bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere 3-dB-Koppler (77 - 90) kaskadiert angeordnet sind.
PCT/EP2009/001005 2009-02-13 2009-02-13 Modul für eine plasmaversorgungseinrichtung und plasmaversorgungseinrichtung WO2010091696A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE212009000146U DE212009000146U1 (de) 2009-02-13 2009-02-13 Modul für eine Plasmaversorgungseinrichtung und Plasmaversorgungseinrichtung
PCT/EP2009/001005 WO2010091696A1 (de) 2009-02-13 2009-02-13 Modul für eine plasmaversorgungseinrichtung und plasmaversorgungseinrichtung
CN200990100702XU CN202721890U (zh) 2009-02-13 2009-02-13 用于等离子体供给装置的模块和等离子体供给装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2009/001005 WO2010091696A1 (de) 2009-02-13 2009-02-13 Modul für eine plasmaversorgungseinrichtung und plasmaversorgungseinrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010091696A1 true WO2010091696A1 (de) 2010-08-19

Family

ID=41202261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/001005 WO2010091696A1 (de) 2009-02-13 2009-02-13 Modul für eine plasmaversorgungseinrichtung und plasmaversorgungseinrichtung

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN202721890U (de)
DE (1) DE212009000146U1 (de)
WO (1) WO2010091696A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106252307A (zh) * 2015-06-10 2016-12-21 富士电机株式会社 半导体装置
US11798786B2 (en) 2018-08-02 2023-10-24 Trumpf Huettinger Sp. Z O. O. Power converter, power supply system and HF plasma system

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104349568A (zh) * 2013-07-30 2015-02-11 沙嫣 等离子体气相沉积用射频电源
DE102020201562A1 (de) 2020-02-07 2021-08-12 Dürr Systems Ag Stromwandlungseinheit und Beschichtungsanlage

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050189561A1 (en) * 2004-02-12 2005-09-01 Kinzer Daniel M. III-Nitride bidirectional switch
WO2005088830A1 (en) * 2004-03-13 2005-09-22 Filtronic Plc A doherty amplifier
WO2006106945A1 (ja) * 2005-04-04 2006-10-12 Tokyo Electron Limited マイクロ波発生装置及びマイクロ波発生方法
EP1962418A1 (de) * 2007-02-23 2008-08-27 NTT DoCoMo, Inc. Kryogenischer Empfangsverstärker und Verstärkungsverfahren
US20080315257A1 (en) * 2007-06-19 2008-12-25 Renesas Technology Corp. Semiconductor device and power conversion device using the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050189561A1 (en) * 2004-02-12 2005-09-01 Kinzer Daniel M. III-Nitride bidirectional switch
WO2005088830A1 (en) * 2004-03-13 2005-09-22 Filtronic Plc A doherty amplifier
WO2006106945A1 (ja) * 2005-04-04 2006-10-12 Tokyo Electron Limited マイクロ波発生装置及びマイクロ波発生方法
EP1962418A1 (de) * 2007-02-23 2008-08-27 NTT DoCoMo, Inc. Kryogenischer Empfangsverstärker und Verstärkungsverfahren
US20080315257A1 (en) * 2007-06-19 2008-12-25 Renesas Technology Corp. Semiconductor device and power conversion device using the same

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NAIQIAN ZHANG ET AL: "Large area GaN HEMT power devices for power electronic applications: switching and temperature characteristics", 2003 IEEE 34TH ANNUAL POWER ELECTRONICS SPECIALISTS CONFERENCE. CONFERENCE PROCEEDINGS (CAT. NO.03CH37427) IEEE PISCATAWAY, NJ, USA, vol. 1, 2003, pages 233 - 237 vol.1, XP002552455, ISBN: 0-7803-7754-0 *
SAITO W ET AL: "High voltage and high switching frequency power-supplies using a GaN-HEMT", 2006 IEEE COMPOUND SEMICONDUCTOR INTEGRATED CIRCUIT SYMPOSIUM (IEEE CAT. NO.06CH37760) IEEE PISCATAWAY, NJ, USA, 2006, pages 4 pp., XP002552454, ISBN: 1-4244-0126-7 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106252307A (zh) * 2015-06-10 2016-12-21 富士电机株式会社 半导体装置
US11798786B2 (en) 2018-08-02 2023-10-24 Trumpf Huettinger Sp. Z O. O. Power converter, power supply system and HF plasma system

Also Published As

Publication number Publication date
DE212009000146U1 (de) 2012-03-22
CN202721890U (zh) 2013-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112008000092B4 (de) Plasmaversorgungseinrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Vollbrücke einer Plasmaversorgungseinrichtung
EP1968188B1 (de) Klasse-D Verstärkeranordnung
EP1701376B1 (de) Vakuumplasmagenerator
DE19937859C2 (de) Elektrische Versorgungseinheit für Plasmaanlagen
DE60011874T2 (de) Stromversorgungen mit schutzschaltungen
DE112018003130T5 (de) Zeitsteuerung für Totzeitsteuerung
EP3503365B1 (de) Verfahren und einrichtung zur ansteuerung von mosfet-schaltmodulen
DE102015204766A1 (de) Funktionsfähige galliumnitrid-bauelemente
DE112018006450T5 (de) Siliciumcarbid-halbleiteranordnung und leistungswandler
WO2018224480A1 (de) Leistungsumrichtermodul und verfahren zu dessen herstellung
DE112021004123T5 (de) Schalter-FET-Körperstrommanagement-Vorrichtungen und -Verfahren
WO2010091696A1 (de) Modul für eine plasmaversorgungseinrichtung und plasmaversorgungseinrichtung
EP1952439A2 (de) Halbleitervorrichtung mit einem eine ansteuereinheit enthaltenden gehäuse
DE212009000140U1 (de) Plasmaversorgungseinrichtung
DE102008010467A1 (de) Schaltungsanordnung und Verfahren zum verlustarmen Schalten einer Schaltungsanordnung
DE102013107239B3 (de) Leistungshalbleiterschaltung
EP3847704A1 (de) Gunndiode und verfahren zum erzeugen einer terahertzstrahlung
DE102020216318A1 (de) Leistungsmodul zum Betreiben eines Elektrofahrzeugantriebs
WO2018184607A1 (de) Schaltungsanordnung für optisch steuerbares, leistungselektronisches bauelement und verwendung
DE19825056C1 (de) Schaltungsanordnung und Verfahren zum Einspeisen von Elektroenergie in ein Plasma
DE112015003069B4 (de) Treiberschaltung für Leistungs-Halbleiterelement
EP0159601A2 (de) Logik-Schaltungsanordnung mit dazu angepasst ausgebildeten Feldeffekt-Transistoren
EP1298802A1 (de) Verfahren zum Ansteuern eines Leistungshalbleiters
DE102005063532B3 (de) Leistungshalbleiterbaugruppe
WO2020229177A1 (de) Halbleiterleistungsmodul

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200990100702.X

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09776372

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 212009000146

Country of ref document: DE

Ref document number: 2120090001465

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09776372

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1