本發(fā)明涉及半導(dǎo)體，具體涉及一種功率放大電路、射頻電源和半導(dǎo)體工藝設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、射頻電源是半導(dǎo)體工藝設(shè)備的核心零部件，如圖1所示，圖1為一種半導(dǎo)體工藝設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，射頻電源10通過匹配器11向工藝腔室12提供射頻信號(hào)，用于進(jìn)行刻蝕、沉積或離子注入等工藝過程。其中，匹配器11用于實(shí)現(xiàn)射頻電源10與工藝腔室12的阻抗匹配。

2、作為射頻電源10的核心部分，射頻功率放大器可以由多級(jí)功率放大電路組成。如圖2所示，圖2為一種射頻功率放大器的結(jié)構(gòu)示意圖，射頻功率放大器可以由前級(jí)功率放大電路20和末級(jí)功率放大電路21組成，前級(jí)功率放大電路20和末級(jí)功率放大電路21依次對(duì)輸入的射頻信號(hào)rf_in進(jìn)行放大，并將放大后的射頻信號(hào)rf_out傳輸至匹配器11。但是，目前的前級(jí)功率放大電路20存在輸出功率不穩(wěn)定的問題，導(dǎo)致射頻電源10不能向工藝腔室12提供穩(wěn)定的能量，進(jìn)而導(dǎo)致半導(dǎo)體工藝設(shè)備的工藝效果較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明公開一種功率放大電路、射頻電源和半導(dǎo)體工藝設(shè)備，以提高前級(jí)功率放大電路的輸出功率的穩(wěn)定性。

2、第一方面，本發(fā)明公開了一種功率放大電路，包括：功率放大模塊和偏置控制模塊；所述功率放大模塊的控制端用于接收第一射頻信號(hào)，且在所述控制端的電壓達(dá)到所述功率放大模塊的開啟電壓時(shí)，所述功率放大模塊導(dǎo)通并對(duì)所述第一射頻信號(hào)進(jìn)行放大生成第二射頻信號(hào)，所述功率放大模塊的輸出端用于輸出所述第二射頻信號(hào)；所述偏置控制模塊的第一輸入端與所述功率放大模塊的輸出端相連，所述偏置控制模塊的第二輸入端用于接收所述第一射頻信號(hào)，所述偏置控制模塊的第三輸入端用于接收偏置控制信號(hào)，所述偏置控制模塊的輸出端與所述功率放大模塊的控制端相連，所述偏置控制模塊用于在所述偏置控制信號(hào)和所述第一射頻信號(hào)的控制下，將所述第二射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述偏置電壓信號(hào)，并將所述偏置電壓信號(hào)傳輸至所述功率放大模塊的控制端，以通過調(diào)整所述功率放大模塊的控制端的電壓，調(diào)整進(jìn)入到所述功率放大模塊的第一射頻信號(hào)的占空比，進(jìn)而調(diào)整所述功率放大模塊的輸出功率；其中，所述偏置電壓信號(hào)隨所述第二射頻信號(hào)或所述偏置控制信號(hào)變化而變化。

3、在一些實(shí)施例中，所述偏置控制模塊包括分壓子電路、整流子電路和控制子電路；所述分壓子電路的輸入端與所述偏置控制模塊的第一輸入端相連，所述分壓子電路用于對(duì)所述第二射頻信號(hào)進(jìn)行分壓，生成分壓信號(hào)并輸出；所述整流子電路的輸入端與所述分壓子電路的輸出端相連，所述整流子電路用于對(duì)所述分壓信號(hào)進(jìn)行整流，生成初始電壓信號(hào)并輸出；所述控制子電路的第一輸入端與所述整流子電路的輸出端相連，所述控制子電路的第二輸入端與所述偏置控制模塊的第二輸入端相連，所述控制子電路的第三輸入端與所述偏置控制模塊的第三輸入端相連，所述控制子電路的輸出端與所述偏置控制模塊的輸出端相連，所述控制子電路用于在所述偏置控制信號(hào)的控制下，將所述初始電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)大小的所述偏置電壓信號(hào)，在所述第一射頻信號(hào)的控制下，將所述偏置電壓信號(hào)傳輸至所述功率放大模塊的控制端。

4、在一些實(shí)施例中，所述分壓子電路包括第一電容和第二電容；所述第一電容的第一端與所述分壓子電路的輸入端相連，所述第一電容的第二端與所述第二電容的第一端相連；所述第二電容的第二端接地，所述第二電容的第一端與所述分壓子電路的輸出端相連。

5、在一些實(shí)施例中，所述整流子電路包括第一二極管、第二二極管和第三電容；所述第一二極管的第一端與所述整流子電路的輸入端相連，所述第一二極管的第二端接地；所述第二二極管的第二端與所述第一二極管的第一端相連，所述第二二極管的第一端與所述第三電容的第一端相連；所述第三電容的第二端接地，所述第三電容的第一端與所述整流子電路的輸出端相連。

6、在一些實(shí)施例中，所述控制子電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一開關(guān)管和第二開關(guān)管；所述第一電阻的第一端與所述控制子電路的輸入端相連，所述第一電阻的第二端與所述第二電阻的第一端相連；所述第二電阻的第二端與所述第一開關(guān)管的控制端相連，所述第一開關(guān)管的控制端與所述控制子電路的第三輸入端相連；所述第一開關(guān)管的第一端與所述第二電阻的第一端相連，所述第一開關(guān)管的第二端與所述第二開關(guān)管的第一端相連；所述第二開關(guān)管的第二端與所述控制子電路的輸出端相連，所述第二開關(guān)管的控制端與所述控制子電路的第二輸入端相連；所述第二開關(guān)管的第一端與所述第三電阻的第一端相連，所述第三電阻的第二端用于接收直流電壓信號(hào)。

7、在一些實(shí)施例中，所述功率放大電路還包括第四電阻；所述第四電阻的第一端與所述控制子電路的第三輸入端相連，所述第四電阻的第二端接地；所述第四電阻為可調(diào)電阻，以通過調(diào)節(jié)所述第四電阻的阻值，調(diào)節(jié)所述控制子電路的第三輸入端接收到的所述偏置控制信號(hào)的電壓大小。

8、在一些實(shí)施例中，所述功率放大模塊包括扼流子電路、放大子電路和匹配子電路；所述扼流子電路的輸入端用于接收直流電壓信號(hào)，所述扼流子電路的輸出端與所述放大子電路的第一輸入端相連，所述扼流子電路用于將所述直流電壓信號(hào)傳輸至所述放大子電路，并扼制所述放大子電路輸出的交流信號(hào)；所述放大子電路的控制端與所述功率放大模塊的控制端相連，所述放大子電路的輸出端與所述匹配子電路的輸入端相連，在所述放大子電路的控制端的電壓達(dá)到所述放大子電路的開啟電壓時(shí)，所述放大子電路導(dǎo)通，所述放大子電路的輸出端輸出放大后的所述第一射頻信號(hào)；所述匹配子電路的輸出端與所述功率放大模塊的輸出端相連，所述匹配子電路用于濾除放大后的所述第一射頻信號(hào)中與所述第一射頻信號(hào)的頻率不同的信號(hào)，以生成并輸出所述第二射頻信號(hào)；所述功率放大電路還包括變壓器耦合子電路，所述變壓器耦合子電路的輸入端用于接收第一射頻信號(hào)，所述變壓器耦合子電路的輸出端與所述放大子電路的控制端相連，所述變壓器耦合子電路用于將所述第一射頻信號(hào)傳輸至所述放大子電路，并隔離進(jìn)入所述放大子電路的干擾信號(hào)。

9、在一些實(shí)施例中，所述變壓器耦合子電路包括變壓器，所述放大子電路包括功率開關(guān)管和第四電容，所述扼流子電路包括第一電感，所述匹配子電路包括第二電感和第五電容；所述變壓器的第一輸入端用于接收第一射頻信號(hào)，，所述變壓器的第二輸入端接地，所述變壓器的第一輸出端與所述功率開關(guān)管的控制端相連，所述變壓器的第二輸出端與所述第四電容的第一端相連，所述第四電容的第二端與所述功率開關(guān)管的第二端相連，所述功率開關(guān)管的第二端接地；所述功率開關(guān)管的第一端與所述第一電感的第一端相連，所述第一電感的第二端用于接收所述直流電壓信號(hào)；所述功率開關(guān)管的第一端還與所述第五電容的第一端相連，所述第五電容的第二端與所述第二電感的第一端相連，所述第二電感的第二端與所述功率放大模塊的輸出端相連。

10、第二方面，本發(fā)明公開了一種射頻電源，所述射頻電源包括射頻功率放大器，所述射頻功率放大器包括多級(jí)功率放大電路，至少第一級(jí)功率放大電路包括如上任一項(xiàng)所述的功率放大電路。

11、第三方面，本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體工藝設(shè)備，包括如上所述的射頻電源、匹配器和工藝腔室，所述射頻電源用于向所述工藝腔室提供電源，所述匹配器用于使所述射頻電源與所述工藝腔室的阻抗匹配。

12、本發(fā)明公開的功率放大電路、射頻電源和半導(dǎo)體工藝設(shè)備，功率放大電路包括功率放大模塊和偏置控制模塊，功率放大模塊的控制端用于接收第一射頻信號(hào)，在功率放大模塊的控制端的電壓達(dá)到功率放大模塊的開啟電壓時(shí)，功率放大模塊導(dǎo)通并對(duì)第一射頻信號(hào)進(jìn)行放大生成第二射頻信號(hào)，偏置控制模塊在第一射頻信號(hào)和偏置控制信號(hào)的控制下，將第二射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的偏置電壓信號(hào)，并將偏置電壓信號(hào)傳輸至功率放大模塊的控制端，其中，偏置電壓信號(hào)的電壓隨第二射頻信號(hào)或偏置控制信號(hào)的電壓變化而變化，因而，不僅可以通過調(diào)整偏置控制信號(hào)的電壓，調(diào)整偏置電壓信號(hào)的電壓，進(jìn)而調(diào)整功率放大模塊的控制端的電壓，進(jìn)而調(diào)整進(jìn)入到功率放大模塊的第一射頻信號(hào)的占空比，進(jìn)而調(diào)整功率放大模塊輸出的第二射頻信號(hào)的功率即輸出功率，而且可以在功率放大模塊輸出的第二射頻信號(hào)的輸出功率不穩(wěn)定時(shí)，通過隨第二射頻信號(hào)的電壓變化而變化的偏置電壓信號(hào)，調(diào)整功率放大模塊的控制端的電壓，進(jìn)而調(diào)整進(jìn)入到功率放大模塊的第一射頻信號(hào)的占空比，進(jìn)而調(diào)整功率放大模塊輸出的第二射頻信號(hào)的功率即輸出功率，進(jìn)而保證功率放大模塊的輸出功率的穩(wěn)定性，進(jìn)而保證射頻電源能夠向工藝腔室提供穩(wěn)定的能量，進(jìn)而保證半導(dǎo)體工藝設(shè)備的工藝效果。