本發(fā)明屬于晶體生長、化學(xué)氣相沉積，尤其涉及一種適用于鉆石晶體生長的自適應(yīng)方法、裝置、系統(tǒng)，更具體地涉及一種適用于鉆石晶體生長的自適應(yīng)方法、裝置、系統(tǒng)、計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)、計算機(jī)程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、鉆石被稱作終極半導(dǎo)體，而通過微波等離子體化學(xué)氣相沉積（mpcvd）設(shè)備進(jìn)行鉆石生長是目前為止獲取更高純度、更高質(zhì)量鉆石晶體的有效途徑之一。但是，由于mpcvd設(shè)備腔體內(nèi)的等離子體濃度隨時間、鉆石材料表面狀態(tài)、溫度等參數(shù)變化會出現(xiàn)顯著變化，致使在鉆石生長的過程中，其工藝參數(shù)需要實時調(diào)整，調(diào)整過程主要依賴經(jīng)驗豐富的工程師手動完成。然而，在面向更大尺寸且更高純度的鉆石生長過程中，其生長過程往往需要持續(xù)幾十到幾百小時，這期間工程師必須實時盯著mpcvd設(shè)備腔體環(huán)境的變化來手動調(diào)整，這是一項體力和精神消耗較大的過程。尤其是在鉆石生長過程中會出現(xiàn)很多不確定情況，致使鉆石生長目標(biāo)（即生長質(zhì)量）發(fā)生變化，此時需要工程師快速判斷并進(jìn)行工藝參數(shù)調(diào)整，但短時間內(nèi)卻難以快速給出有效地調(diào)整措施，制約了更高品質(zhì)鉆石晶體的生長。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種適用于鉆石晶體生長的自適應(yīng)方法、裝置、系統(tǒng)、計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)、計算機(jī)程序產(chǎn)品，以期解決上述技術(shù)問題中人工調(diào)整過程中存在的困難、體力和精神消耗較大以及無法有效給出調(diào)整方向的問題。對此，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下。

2、作為本發(fā)明的第一個方面，本發(fā)明提供了一種適用于鉆石晶體生長的自適應(yīng)方法，包括：根據(jù)鉆石晶體的預(yù)設(shè)生長目標(biāo)，從鉆石工藝數(shù)據(jù)庫中確定適用于實現(xiàn)預(yù)設(shè)生長目標(biāo)的工藝參數(shù)，并將工藝參數(shù)輸出至鉆石生長設(shè)備，以使鉆石樣品在鉆石生長設(shè)備內(nèi)按照工藝參數(shù)進(jìn)行生長；從鉆石生長設(shè)備提取生長中的鉆石樣品在生長過程中的鉆石生長參數(shù)；根據(jù)鉆石生長參數(shù)，利用已經(jīng)建立的鉆石生長數(shù)據(jù)分析模型預(yù)測得到生長中的鉆石樣品在工藝參數(shù)下的預(yù)測生長目標(biāo)；在預(yù)測生長目標(biāo)與預(yù)設(shè)生長目標(biāo)不一致的情況下，基于預(yù)測生長目標(biāo)、預(yù)設(shè)生長目標(biāo)、鉆石生長參數(shù)和工藝參數(shù)，對工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，得到適用于實現(xiàn)預(yù)設(shè)生長目標(biāo)的調(diào)整后的工藝參數(shù)，并將調(diào)整后的工藝參數(shù)輸出至鉆石生長設(shè)備，以使鉆石樣品按照調(diào)整后的工藝參數(shù)進(jìn)行生長；重復(fù)提取、預(yù)測和調(diào)整的操作，直至鉆石樣品的預(yù)測生長目標(biāo)與預(yù)設(shè)生長目標(biāo)相一致。

3、作為本發(fā)明的第二個方面，提供了一種適用于鉆石晶體生長的自適應(yīng)裝置，包括：工藝參數(shù)確定模塊、鉆石生長參數(shù)提取模塊、生長結(jié)果預(yù)測模塊、工藝參數(shù)調(diào)整模塊、工藝參數(shù)反饋模塊以及重復(fù)模塊。

4、工藝參數(shù)確定模塊，適用于根據(jù)鉆石晶體的預(yù)設(shè)生長目標(biāo)，從鉆石工藝數(shù)據(jù)庫中確定適用于實現(xiàn)預(yù)設(shè)生長目標(biāo)的工藝參數(shù)，并將工藝參數(shù)輸出至鉆石生長設(shè)備，以使鉆石樣品在鉆石生長設(shè)備內(nèi)按照工藝參數(shù)進(jìn)行生長。

5、鉆石生長參數(shù)提取模塊，適用于從鉆石生長設(shè)備提取生長中的鉆石樣品在生長過程中的鉆石生長參數(shù)。

6、生長結(jié)果預(yù)測模塊，適用于根據(jù)鉆石生長參數(shù)，利用已經(jīng)建立的鉆石生長數(shù)據(jù)分析模型預(yù)測得到生長中的鉆石樣品在工藝參數(shù)下的預(yù)測生長目標(biāo)。

7、工藝參數(shù)調(diào)整模塊，適用于在預(yù)測生長目標(biāo)與預(yù)設(shè)生長目標(biāo)不一致的情況下，基于預(yù)測生長目標(biāo)、預(yù)設(shè)生長目標(biāo)、鉆石生長參數(shù)和工藝參數(shù)，對工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，得到適用于實現(xiàn)預(yù)設(shè)生長目標(biāo)的調(diào)整后的工藝參數(shù)。

8、工藝參數(shù)反饋模塊，適用于將調(diào)整后的工藝參數(shù)輸出至鉆石生長設(shè)備，以使鉆石樣品按照調(diào)整后的工藝參數(shù)進(jìn)行生長。

9、重復(fù)模塊，適用于重復(fù)提取、預(yù)測和調(diào)整的操作，直至鉆石樣品的預(yù)測生長目標(biāo)與預(yù)設(shè)生長目標(biāo)相一致。

10、作為本發(fā)明的第三個方面，提供了一種適用于鉆石晶體生長的自適應(yīng)系統(tǒng)，包括：計算設(shè)備、鉆石生長設(shè)備、鉆石檢測設(shè)備。

11、計算設(shè)備包括一個或多個處理器，以及存儲器，用于存儲一個或多個程序，其中，在一個或多個程序被一個或多個處理器執(zhí)行的情況下，使得一個或多個處理器實現(xiàn)如上述實施例中的適用于鉆石晶體生長的自適應(yīng)方法。

12、鉆石生長設(shè)備，包括鉆石生長單元和鉆石生長參數(shù)提取單元，其中鉆石生長單元適用于鉆石樣品在鉆石生長設(shè)備內(nèi)按照工藝參數(shù)進(jìn)行生長，鉆石生長參數(shù)提取單元適用于提取生長中的鉆石樣品在生長過程中的鉆石生長參數(shù)。

13、鉆石檢測設(shè)備，適用于檢測鉆石樣品生長完成后的真實生長結(jié)果。

14、作為本發(fā)明的第四個方面，提供了一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，存儲有可執(zhí)行指令，該指令被處理器執(zhí)行時使處理器實現(xiàn)如上述實施例中的適用于鉆石晶體生長的自適應(yīng)方法。

15、作為本發(fā)明的第五個方面，提供了一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計算機(jī)程序，計算機(jī)程序在被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述實施例中的適用于鉆石晶體生長的自適應(yīng)方法。

16、在本發(fā)明的實施例中，針對目前更高質(zhì)量的鉆石晶體生長過程中存在過度依賴工程師進(jìn)行手動調(diào)整過程，以及長時間的鉆石生長過程中容易因各種突發(fā)情況出現(xiàn)生長不穩(wěn)定，生長出缺陷或者完全損壞的鉆石。本發(fā)明提出構(gòu)建一種適用于更大尺寸、更高純度和更高生長效率的適用于鉆石晶體生長的自適應(yīng)方法、裝置、系統(tǒng)、計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)和計算機(jī)程序產(chǎn)品，其可以根據(jù)鉆石樣品生長過程中出現(xiàn)的各種情況迅速且有效地調(diào)整鉆石生長設(shè)備的工藝參數(shù)，并通過鉆石生長數(shù)據(jù)分析模型預(yù)測當(dāng)前生長工藝參數(shù)下鉆石樣品的預(yù)測生長目標(biāo)。通過利用數(shù)據(jù)分析并指導(dǎo)調(diào)整鉆石生長設(shè)備生長鉆石晶體的工藝參數(shù)，減少了對工程師的依賴和消耗、降低鉆石的生長成本，有利于實現(xiàn)快速且高效的生長鉆石，減少生長過程中各種突發(fā)情況的發(fā)生。

17、具體地，根據(jù)鉆石晶體的預(yù)設(shè)生長目標(biāo)，從鉆石工藝數(shù)據(jù)庫中確定出實現(xiàn)預(yù)設(shè)生長目標(biāo)的工藝參數(shù)，并將工藝參數(shù)輸出到鉆石生長設(shè)備，鉆石生長設(shè)備根據(jù)工藝參數(shù)指導(dǎo)鉆石樣品進(jìn)行生長。在鉆石樣品的生長過程中，可從鉆石生長設(shè)備中提取生長中的鉆石樣品的鉆石生長參數(shù)。根據(jù)鉆石生長參數(shù)，通過鉆石生長數(shù)據(jù)分析模型能夠預(yù)測出生長中的鉆石樣品在此工藝參數(shù)下的預(yù)測生長目標(biāo)，即此工藝參數(shù)下是否能夠生長出符合預(yù)設(shè)生長目標(biāo)的鉆石晶體。在預(yù)測生長目標(biāo)與預(yù)設(shè)生長目標(biāo)不一致的情況下，則需基于預(yù)設(shè)生長目標(biāo)、預(yù)測生長目標(biāo)、工藝參數(shù)和鉆石生長參數(shù)，重新微調(diào)鉆石生長設(shè)備的工藝參數(shù)，并根據(jù)調(diào)整后的工藝參數(shù)進(jìn)行生長，重復(fù)鉆石生長參數(shù)提取、模型預(yù)測生長目標(biāo)的過程，直至能夠生長出符合預(yù)設(shè)生長目標(biāo)的鉆石晶體。

技術(shù)特征：

1.一種適用于鉆石晶體生長的自適應(yīng)方法，其特征在于，所述自適應(yīng)方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)方法，其特征在于，所述自適應(yīng)方法還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)方法，其特征在于，所述鉆石生長數(shù)據(jù)分析模型通過如下方法建立：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自適應(yīng)方法，其特征在于，所述鉆石生長設(shè)備的工藝參數(shù)和所述樣品工藝參數(shù)分別包括微波功率、鉆石生長設(shè)備腔體內(nèi)氣壓、鉆石生長設(shè)備冷卻水的水溫中的至少一項；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)方法，其特征在于，根據(jù)所述鉆石生長參數(shù)，利用所述鉆石生長數(shù)據(jù)分析模型預(yù)測得到生長中的所述鉆石樣品在所述工藝參數(shù)下的預(yù)測生長目標(biāo)之前，所述自適應(yīng)方法還包括：

6.一種適用于鉆石晶體生長的自適應(yīng)裝置，其特征在于，所述自適應(yīng)裝置包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自適應(yīng)裝置，其特征在于，所述自適應(yīng)裝置還包括：

8.一種適用于鉆石晶體生長的自適應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述自適應(yīng)系統(tǒng)包括：

9.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，存儲有可執(zhí)行指令，該指令被處理器執(zhí)行時使處理器實現(xiàn)如權(quán)利要求1-5中任一項所述的自適應(yīng)方法。

10.一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，所述計算機(jī)程序產(chǎn)品包括計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序在被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-5中任一項所述的自適應(yīng)方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種適用于鉆石晶體生長的自適應(yīng)方法、裝置、系統(tǒng)，屬于晶體生長技術(shù)領(lǐng)域。適用于鉆石晶體生長的自適應(yīng)方法包括：根據(jù)鉆石晶體的預(yù)設(shè)生長目標(biāo)從鉆石工藝數(shù)據(jù)庫中確定實現(xiàn)預(yù)設(shè)生長目標(biāo)的工藝參數(shù)，并將工藝參數(shù)輸出至鉆石生長設(shè)備使鉆石樣品按照工藝參數(shù)進(jìn)行生長；從鉆石生長設(shè)備提取生長中的鉆石樣品的鉆石生長參數(shù)，并利用鉆石生長數(shù)據(jù)分析模型預(yù)測在工藝參數(shù)下的預(yù)測生長目標(biāo)；在預(yù)測生長目標(biāo)與預(yù)設(shè)生長目標(biāo)不一致的情況下，基于預(yù)測生長目標(biāo)、預(yù)設(shè)生長目標(biāo)、鉆石生長參數(shù)和工藝參數(shù)對工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并使鉆石樣品按照調(diào)整后的工藝參數(shù)進(jìn)行生長；重復(fù)提取、預(yù)測和調(diào)整的操作，直至預(yù)測生長目標(biāo)與預(yù)設(shè)生長目標(biāo)一致。

技術(shù)研發(fā)人員：楊柏,王亞,杜江峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6