本申請(qǐng)涉及晶體制備領(lǐng)域，特別是涉及一種鑄造法晶體生長控制方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、氧化鎵(β-ga2o3)是一種極具前景的超寬禁帶半導(dǎo)體材料，因其禁帶寬度4.8ev，飽和電子漂移速度快、擊穿場(chǎng)強(qiáng)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)，使得β-ga2o3在電力電子器件、射頻器件等領(lǐng)域，如通信、雷達(dá)、航空航天、高鐵動(dòng)車、新能源汽車等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景。與第三代半導(dǎo)體如碳化硅和氮化鎵相比，氧化鎵可以在常壓下用熔體法生長，具備高質(zhì)量和低成本的優(yōu)勢(shì)，氧化鎵電力損耗僅為碳化硅的十分之一，成本也比碳化硅更低，因此有很大的產(chǎn)業(yè)化前景。

2、鑄造法氧化鎵單晶生長可以實(shí)現(xiàn)晶面的快速放大，完成6寸及更大尺寸、更厚度的晶錠生長，但現(xiàn)有技術(shù)在生長優(yōu)化過程中需要多次建模和參數(shù)優(yōu)化，耗時(shí)且成本較高，而生長過程中熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，保溫材料高溫下的材料系數(shù)、感應(yīng)加熱的電磁場(chǎng)等條件的變化，可能會(huì)產(chǎn)生邊緣雜晶的情況，而操作人員處理相對(duì)滯后，導(dǎo)致生長成本的增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的是提供一種鑄造法晶體生長控制方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)，可快速生成晶體生長控制所需的加熱功率曲線，并能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控晶體質(zhì)量。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝巳缦路桨福?/p>

3、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N鑄造法晶體生長控制方法，所述鑄造法晶體生長控制方法包括：

4、獲取晶體的面積曲線；

5、根據(jù)所述面積曲線采用生長神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型獲得晶體生長過程的加熱功率曲線；

6、根據(jù)所述加熱功率曲線控制鑄造晶體生長模塊進(jìn)行晶體的生長，并實(shí)時(shí)獲取生長過程中晶體的圖像；

7、根據(jù)所述圖像，利用質(zhì)量神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，獲得生長過程中晶體的質(zhì)量預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；所述質(zhì)量預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)表征晶體是否存目標(biāo)區(qū)域，所述目標(biāo)區(qū)域?yàn)殡s晶區(qū)域或晶體晶面搖擺曲線半高寬大于或等于500"的區(qū)域；

8、若晶體中存在目標(biāo)區(qū)域，則控制所述鑄造晶體生長模塊對(duì)晶體進(jìn)行融化，直到融化掉目標(biāo)區(qū)域；

9、根據(jù)融化掉目標(biāo)區(qū)域后的晶體的面積修正所述加熱功率曲線，并返回執(zhí)行“根據(jù)所述加熱功率曲線控制鑄造晶體生長模塊進(jìn)行晶體的生長，并實(shí)時(shí)獲取生長過程中晶體的圖像”的步驟，直到完成晶體的生長。

10、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N鑄造法晶體生長控制裝置，所述鑄造法晶體生長控制裝置包括：鑄造晶體生長模塊、可視化系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)和生長控制系統(tǒng)。

11、所述可視化系統(tǒng)與所述計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)連接，所述可視化系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)獲取生長過程中晶體的圖像。

12、所述計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)與所述生長控制系統(tǒng)連接，所述計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)用于采用上述的鑄造法晶體生長控制方法生成加熱功率曲線。

13、所述生長控制系統(tǒng)與所述鑄造晶體生長模塊連接，所述生長控制系統(tǒng)用于根據(jù)所述加熱功率曲線對(duì)所述鑄造晶體生長模塊進(jìn)行控制。

14、第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)上述的鑄造法晶體生長控制方法。

15、第四方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的鑄造法晶體生長控制方法。

16、根據(jù)本申請(qǐng)?zhí)峁┑木唧w實(shí)施例，本申請(qǐng)公開了以下技術(shù)效果：

17、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N鑄造法晶體生長控制方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。本申請(qǐng)能夠根據(jù)晶體的面積曲線，利用生長神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型直接生成加熱功率曲線，無需進(jìn)行多次建模和參數(shù)優(yōu)化，并且通過實(shí)時(shí)獲取生長過程中晶體的圖像，利用圖像分析和質(zhì)量神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型的方式進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測(cè)，當(dāng)晶體存在雜晶時(shí)，直接控制鑄造晶體生長模塊融化掉雜晶區(qū)域，保證了晶體的質(zhì)量，避免了操作人員處理滯后，導(dǎo)致生長成本的增加的缺陷。

技術(shù)特征：

1.一種鑄造法晶體生長控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造法晶體生長控制方法，其特征在于，所述生長神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型和質(zhì)量神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型均通過對(duì)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練獲得。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造法晶體生長控制方法，其特征在于，用于訓(xùn)練生長神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型的樣本數(shù)據(jù)的構(gòu)建方式為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造法晶體生長控制方法，其特征在于，根據(jù)所述面積曲線采用生長神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型獲得晶體生長過程的加熱功率曲線，具體包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造法晶體生長控制方法，其特征在于，根據(jù)融化掉目標(biāo)區(qū)域后的晶體的面積修正所述加熱功率曲線，具體包括：

6.一種鑄造法晶體生長控制裝置，其特征在于，所述鑄造法晶體生長控制裝置包括：鑄造晶體生長模塊、可視化系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)和生長控制系統(tǒng)；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鑄造法晶體生長控制裝置，其特征在于，所述鑄造晶體生長模塊包括：爐殼、保溫?zé)釄?chǎng)、感應(yīng)線圈、坩堝、冷卻系統(tǒng)和氣氛及氣壓調(diào)控系統(tǒng)；

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鑄造法晶體生長控制裝置，其特征在于，所述可視化系統(tǒng)包括：光學(xué)傳像束、物鏡、鏡頭清潔裝置和ccd相機(jī)；

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的鑄造法晶體生長控制方法。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的鑄造法晶體生長控制方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了一種鑄造法晶體生長控制方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)，涉及晶體制備領(lǐng)域。鑄造法晶體生長控制方法包括：獲取晶體的面積曲線；根據(jù)所述面積曲線采用生長神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型獲得晶體生長過程的加熱功率曲線，控制鑄造晶體生長模塊進(jìn)行晶體的生長，并實(shí)時(shí)獲取生長過程中晶體的圖像；通過對(duì)圖像進(jìn)行分析，獲取生長過程中晶體的參數(shù)數(shù)據(jù)，并利用質(zhì)量神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型，獲得生長過程中晶體的質(zhì)量；若晶體存在雜晶，則控制所述鑄造晶體生長模塊對(duì)晶體進(jìn)行融化，直到融化掉雜晶區(qū)域；根據(jù)融化掉雜晶區(qū)域后的晶體的面積修正所述加熱功率曲線，繼續(xù)進(jìn)行晶體生長的過程。本申請(qǐng)可快速生成晶體生長控制所需的加熱功率曲線，并能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控晶體質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：王嘉斌,夏寧,馬可可
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州鎵仁半導(dǎo)體有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19