本發(fā)明屬于晶體生長(zhǎng)、化學(xué)氣相沉積，尤其涉及一種適用于鉆石晶體生長(zhǎng)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(zhǎng)的自適應(yīng)方法、裝置、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)、計(jì)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(guò)微波等離子體化學(xué)氣相沉積（mpcvd）設(shè)備進(jìn)行鉆石生長(zhǎng)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(shí)間、鉆石材料表面狀態(tài)、溫度等參數(shù)變化會(huì)出現(xiàn)顯著變化，致使在鉆石生長(zhǎng)的過(guò)程中，其工藝參數(shù)需要實(shí)時(shí)調(diào)整，調(diào)整過(guò)程主要依賴經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師手動(dòng)完成。然而，在面向更大尺寸且更高純度的鉆石生長(zhǎng)過(guò)程中，其生長(zhǎng)過(guò)程往往需要持續(xù)幾十到幾百小時(shí)，這期間工程師必須實(shí)時(shí)盯著mpcvd設(shè)備腔體環(huán)境的變化來(lái)手動(dòng)調(diào)整，這是一項(xiàng)體力和精神消耗較大的過(guò)程。尤其是在鉆石生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多不確定情況，致使鉆石生長(zhǎng)目標(biāo)（即生長(zhǎng)質(zhì)量）發(fā)生變化，此時(shí)需要工程師快速判斷并進(jìn)行工藝參數(shù)調(diào)整，但短時(shí)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(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種適用于鉆石晶體生長(zhǎng)的自適應(yīng)方法、裝置、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，以期解決上述技術(shù)問(wèn)題中人工調(diào)整過(guò)程中存在的困難、體力和精神消耗較大以及無(wú)法有效給出調(diào)整方向的問(wèn)題。對(duì)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(gè)方面，本發(fā)明提供了一種適用于鉆石晶體生長(zhǎng)的自適應(yīng)方法，包括：根據(jù)鉆石晶體的預(yù)設(shè)生長(zhǎng)目標(biāo)，從鉆石工藝數(shù)據(jù)庫(kù)中確定適用于實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)生長(zhǎng)目標(biāo)的工藝參數(shù)，并將工藝參數(shù)輸出至鉆石生長(zhǎng)設(shè)備，以使鉆石樣品在鉆石生長(zhǎng)設(shè)備內(nèi)按照工藝參數(shù)進(jìn)行生長(zhǎng)；從鉆石生長(zhǎng)設(shè)備提取生長(zhǎng)中的鉆石樣品在生長(zhǎng)過(guò)程中的鉆石生長(zhǎng)參數(shù)；根據(jù)鉆石生長(zhǎng)參數(shù)，利用已經(jīng)建立的鉆石生長(zhǎng)數(shù)據(jù)分析模型預(yù)測(cè)得到生長(zhǎng)中的鉆石樣品在工藝參數(shù)下的預(yù)測(cè)生長(zhǎng)目標(biāo)；在預(yù)測(cè)生長(zhǎng)目標(biāo)與預(yù)設(shè)生長(zhǎng)目標(biāo)不一致的情況下，基于預(yù)測(cè)生長(zhǎng)目標(biāo)、預(yù)設(shè)生長(zhǎng)目標(biāo)、鉆石生長(zhǎng)參數(shù)和工藝參數(shù)，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，得到適用于實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)生長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)；重復(fù)提取、預(yù)測(cè)和調(diào)整的操作，直至鉆石樣品的預(yù)測(cè)生長(zhǎng)目標(biāo)與預(yù)設(shè)生長(zhǎng)目標(biāo)相一致。

3、作為本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了一種適用于鉆石晶體生長(zhǎng)的自適應(yīng)裝置，包括：工藝參數(shù)確定模塊、鉆石生長(zhǎng)參數(shù)提取模塊、生長(zhǎng)結(jié)果預(yù)測(cè)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(zhǎng)目標(biāo)，從鉆石工藝數(shù)據(jù)庫(kù)中確定適用于實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)生長(zhǎng)目標(biāo)的工藝參數(shù)，并將工藝參數(shù)輸出至鉆石生長(zhǎng)設(shè)備，以使鉆石樣品在鉆石生長(zhǎng)設(shè)備內(nèi)按照工藝參數(shù)進(jìn)行生長(zhǎng)。

5、鉆石生長(zhǎng)參數(shù)提取模塊，適用于從鉆石生長(zhǎng)設(shè)備提取生長(zhǎng)中的鉆石樣品在生長(zhǎng)過(guò)程中的鉆石生長(zhǎng)參數(shù)。

6、生長(zhǎng)結(jié)果預(yù)測(cè)模塊，適用于根據(jù)鉆石生長(zhǎng)參數(shù)，利用已經(jīng)建立的鉆石生長(zhǎng)數(shù)據(jù)分析模型預(yù)測(cè)得到生長(zhǎng)中的鉆石樣品在工藝參數(shù)下的預(yù)測(cè)生長(zhǎng)目標(biāo)。

7、工藝參數(shù)調(diào)整模塊，適用于在預(yù)測(cè)生長(zhǎng)目標(biāo)與預(yù)設(shè)生長(zhǎng)目標(biāo)不一致的情況下，基于預(yù)測(cè)生長(zhǎng)目標(biāo)、預(yù)設(shè)生長(zhǎng)目標(biāo)、鉆石生長(zhǎng)參數(shù)和工藝參數(shù)，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，得到適用于實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)生長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)。

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

10、作為本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供了一種適用于鉆石晶體生長(zhǎng)的自適應(yīng)系統(tǒng)，包括：計(jì)算設(shè)備、鉆石生長(zhǎng)設(shè)備、鉆石檢測(cè)設(shè)備。

11、計(jì)算設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)處理器，以及存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)程序，其中，在一個(gè)或多個(gè)程序被一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行的情況下，使得一個(gè)或多個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)如上述實(shí)施例中的適用于鉆石晶體生長(zhǎng)的自適應(yīng)方法。

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

13、鉆石檢測(cè)設(shè)備，適用于檢測(cè)鉆石樣品生長(zhǎng)完成后的真實(shí)生長(zhǎng)結(jié)果。

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

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

16、在本發(fā)明的實(shí)施例中，針對(duì)目前更高質(zhì)量的鉆石晶體生長(zhǎng)過(guò)程中存在過(guò)度依賴工程師進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整過(guò)程，以及長(zhǎng)時(shí)間的鉆石生長(zhǎng)過(guò)程中容易因各種突發(fā)情況出現(xiàn)生長(zhǎng)不穩(wěn)定，生長(zhǎng)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(zhǎng)效率的適用于鉆石晶體生長(zhǎng)的自適應(yīng)方法、裝置、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其可以根據(jù)鉆石樣品生長(zhǎng)過(guò)程中出現(xiàn)的各種情況迅速且有效地調(diào)整鉆石生長(zhǎng)設(shè)備的工藝參數(shù)，并通過(guò)鉆石生長(zhǎng)數(shù)據(jù)分析模型預(yù)測(cè)當(dāng)前生長(zhǎng)工藝參數(shù)下鉆石樣品的預(yù)測(cè)生長(zhǎng)目標(biāo)。通過(guò)利用數(shù)據(jù)分析并指導(dǎo)調(diào)整鉆石生長(zhǎng)設(shè)備生長(zhǎng)鉆石晶體的工藝參數(shù)，減少了對(duì)工程師的依賴和消耗、降低鉆石的生長(zhǎng)成本，有利于實(shí)現(xiàn)快速且高效的生長(zhǎng)鉆石，減少生長(zhǎng)過(guò)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(zhǎng)目標(biāo)，從鉆石工藝數(shù)據(jù)庫(kù)中確定出實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)生長(zhǎng)目標(biāo)的工藝參數(shù)，并將工藝參數(shù)輸出到鉆石生長(zhǎng)設(shè)備，鉆石生長(zhǎng)設(shè)備根據(jù)工藝參數(shù)指導(dǎo)鉆石樣品進(jìn)行生長(zhǎng)。在鉆石樣品的生長(zhǎng)過(guò)程中，可從鉆石生長(zhǎng)設(shè)備中提取生長(zhǎng)中的鉆石樣品的鉆石生長(zhǎng)參數(shù)。根據(jù)鉆石生長(zhǎng)參數(shù)，通過(guò)鉆石生長(zhǎng)數(shù)據(jù)分析模型能夠預(yù)測(cè)出生長(zhǎng)中的鉆石樣品在此工藝參數(shù)下的預(yù)測(cè)生長(zhǎng)目標(biāo)，即此工藝參數(shù)下是否能夠生長(zhǎng)出符合預(yù)設(shè)生長(zhǎng)目標(biāo)的鉆石晶體。在預(yù)測(cè)生長(zhǎng)目標(biāo)與預(yù)設(shè)生長(zhǎng)目標(biāo)不一致的情況下，則需基于預(yù)設(shè)生長(zhǎng)目標(biāo)、預(yù)測(cè)生長(zhǎng)目標(biāo)、工藝參數(shù)和鉆石生長(zhǎng)參數(shù)，重新微調(diào)鉆石生長(zhǎng)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(zhǎng)，重復(fù)鉆石生長(zhǎng)參數(shù)提取、模型預(yù)測(cè)生長(zhǎng)目標(biāo)的過(guò)程，直至能夠生長(zhǎng)出符合預(yù)設(shè)生長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)數(shù)據(jù)分析模型通過(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)設(shè)備腔體內(nèi)氣壓、鉆石生長(zhǎng)設(shè)備冷卻水的水溫中的至少一項(xiàng)；

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(zhǎng)參數(shù)，利用所述鉆石生長(zhǎng)數(shù)據(jù)分析模型預(yù)測(cè)得到生長(zhǎng)中的所述鉆石樣品在所述工藝參數(shù)下的預(yù)測(cè)生長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，存儲(chǔ)有可執(zhí)行指令，該指令被處理器執(zhí)行時(shí)使處理器實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的自適應(yīng)方法。

10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序在被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)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(zhǎng)的自適應(yīng)方法、裝置、系統(tǒng)，屬于晶體生長(zhǎng)技術(shù)領(lǐng)域。適用于鉆石晶體生長(zhǎng)的自適應(yīng)方法包括：根據(jù)鉆石晶體的預(yù)設(shè)生長(zhǎng)目標(biāo)從鉆石工藝數(shù)據(jù)庫(kù)中確定實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)生長(zhǎng)目標(biāo)的工藝參數(shù)，并將工藝參數(shù)輸出至鉆石生長(zhǎng)設(shè)備使鉆石樣品按照工藝參數(shù)進(jìn)行生長(zhǎng)；從鉆石生長(zhǎng)設(shè)備提取生長(zhǎng)中的鉆石樣品的鉆石生長(zhǎng)參數(shù)，并利用鉆石生長(zhǎng)數(shù)據(jù)分析模型預(yù)測(cè)在工藝參數(shù)下的預(yù)測(cè)生長(zhǎng)目標(biāo)；在預(yù)測(cè)生長(zhǎng)目標(biāo)與預(yù)設(shè)生長(zhǎng)目標(biāo)不一致的情況下，基于預(yù)測(cè)生長(zhǎng)目標(biāo)、預(yù)設(shè)生長(zhǎng)目標(biāo)、鉆石生長(zhǎng)參數(shù)和工藝參數(shù)對(duì)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(zhǎng)；重復(fù)提取、預(yù)測(cè)和調(diào)整的操作，直至預(yù)測(cè)生長(zhǎng)目標(biāo)與預(yù)設(shè)生長(zhǎng)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(guó)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