一种直拉式晶体生长炉自动控制方法、系统、设备及介质与流程

本技术涉及晶体生长，具体涉及一种直拉式晶体生长炉自动控制方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、在晶体生产领域，收尾工序是决定晶体最终质量的关键环节之一，收尾工序下往往通过提高提拉速度、提高加热温度的方式加速晶体快速收尾，然而，相较于当前提拉速度或加热温度，在收尾工序下提拉速度和加热温度到底升高多少量，怎么升高，往往依赖于人员经验设置。

2、传统方法中，对于温度敏感的晶体材料，如果加热温度升高超出一定值，晶体材料就会发生改性，严重影响其性能和质量。例如，在某些半导体晶体的生产中，可能导致晶体的电学性能发生显著变化，从而使其无法满足高端电子设备的要求。

3、同样，对于速度敏感的晶体材料，如果提拉速度升高超出一定值，会对晶体尾端质量产生不利影响。比如，在制造光学晶体时，提拉速度过快可能导致晶体内部出现应力分布不均，进而影响其光学性能，降低光的透过率和折射率等关键指标。

4、综上所述，现有的晶体收尾工序中，基于人员经验调整工艺参数的方式存在较大的不确定性和不稳定性，严重制约了晶体产品的质量和性能的提升。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本技术旨在提供一种气动涡轮马达装置，以提高晶体生长过程中收尾阶段的确定性和稳定性。

2、第一方面，本技术提供一种直拉式晶体生长炉自动控制方法，包括以下步骤：

3、获取晶体的目标尾端特征以及材料类型，根据所述材料类型，得到温度敏感度和速度敏感度；

4、其中，所述目标尾端特征至少包括尾端的目标长度和目标直径；所述温度敏感度为所述材料类型对温度变化的敏感度，所述速度敏感度为所述材料类型对提拉速度变化的敏感度；

5、实时采集晶体的实时生长长度和实时生长直径，当所述实时生长长度大于或等于第一预设长度且所述实时生长直径大于或等于第一预设直径时，根据所述目标尾端特征，得到对应的收尾工艺集合，所述收尾工艺集合包括若干组不同的收尾工艺参数、以及每组所述收尾工艺参数对应的使用条件；

6、其中，所述收尾工艺参数至少包括加热温度升高幅度和/或提拉速度升高幅度；所述使用条件为温度敏感度区间和速度敏感度区间；

7、若所述温度敏感度和所述速度敏感度在所述收尾工艺集合中具有可匹配到的所述使用条件时，将所述使用条件作为目标使用条件，以在所述目标使用条件对应的所述收尾工艺参数下对所述晶体进行收尾。

8、根据本技术提供的技术方案，所述收尾工艺参数包括一组仅包含所述加热温度升高幅度的第一收尾工艺参数、一组仅包含所述提拉速度升高幅度的第二收尾工艺参数、和若干组包含所述加热温度升高幅度和所述提拉速度升高幅度的第三收尾工艺参数；

9、其中，所述第一收尾工艺参数对应的第一温度敏感度区间为所述收尾工艺集合中最小的温度敏感度区间且所述第一收尾工艺参数对应的第一速度敏感度区间为所述收尾工艺集合中最大的速度敏感度区间；

10、所述第二收尾工艺参数对应的第二温度敏感度区间为所述收尾工艺集合中最大的温度敏感度区间且所述第二收尾工艺参数对应的第二速度敏感度区间为所述收尾工艺集合中最小的速度敏感度区间。

11、根据本技术提供的技术方案，该方法还包括构建所述收尾工艺集合，所述构建所述收尾工艺集合至少包括以下步骤：

12、划分若干个预设温度敏感度区间，每个所述预设温度敏感度区间对应有若干个预设速度敏感度区间，得到若干个试验条件，每个所述试验条件下包括一个预设温度敏感度区间和一个预设速度敏感度区间；

13、获取每个所述试验条件下的若干个晶体样本，每个所述晶体样本的所述温度敏感度满足对应的预设温度敏感度区间且所述速度敏感度满足对应的预设速度敏感度区间；

14、对每个所述晶体样本设计预设工艺参数，并在对应的所述预设工艺参数下对所述晶体样本进行收尾，得到每个所述晶体样本的特征偏差率和位错密度；

15、将每个所述试验条件下对应的所有所述晶体样本中所述特征偏差率最小且所述位错密度最小的晶体样本作为该所述试验条件下的目标晶体样本；

16、将所述目标晶体样本的所述预设工艺参数作为对应的收尾工艺参数，将所述收尾工艺参数对应的试验条件作为使用条件。

17、根据本技术提供的技术方案，由所述第一温度敏感度区间和所述第二速度敏感度区间组成的使用条件为低敏使用条件，所述低敏使用条件对应有多组所述第三收尾工艺参数；

18、若所述温度敏感度和所述速度敏感度在所述收尾工艺集合中具有可匹配到的所述使用条件之后，该方法还包括以下步骤：

19、判断匹配到的所述使用条件是否为所述低敏使用条件；

20、所述将所述使用条件作为目标使用条件，具体包括以下步骤：

21、若匹配到的所述使用条件不为所述低敏使用条件时，将所述使用条件作为目标使用条件。

22、根据本技术提供的技术方案，所述目标尾端特征还包括尾端的目标杂质含量；在判断匹配到的所述使用条件是否为所述低敏使用条件之后，该方法还包括以下步骤：

23、若匹配到的所述使用条件为所述低敏使用条件且所述目标杂质含量小于第一预设阈值时，获取第一目标收尾工艺参数；

24、其中，所述第一目标工艺收尾参数为所述低敏使用条件对应的多组所述第三收尾工艺参数中加热温度升高幅度最小的第三收尾工艺参数；

25、控制直拉式晶体生长炉在所述第一目标收尾工艺参数下对所述晶体进行收尾。

26、根据本技术提供的技术方案，所述目标尾端特征还包括尾端的形状标准度；在判断匹配到的所述使用条件是否为所述低敏使用条件之后，该方法还包括以下步骤：

27、若匹配到的所述使用条件为所述低敏使用条件且所述目标杂质含量大于或等于所述第一预设阈值且所述形状标准度大于或等于第二预设阈值时，获取第二目标收尾工艺参数；

28、其中，所述第二目标工艺收尾参数为所述低敏使用条件对应的多组所述第三收尾工艺参数中提拉速度升高幅度最小的第三收尾工艺参数；

29、控制直拉式晶体生长炉在所述第二目标收尾工艺参数下对所述晶体进行收尾。

30、根据本技术提供的技术方案，由所述第二温度敏感度区间和所述第一速度敏感度区间组成的使用条件为高敏使用条件，所述高敏使用条件对应的所述第三收尾工艺参数为高敏收尾工艺参数，所述高敏收尾工艺参数还包括温度升高次数和速度升高次数；

31、所述在所述目标使用条件对应的所述收尾工艺参数下对所述晶体进行收尾，具体包括以下步骤：

32、根据所述高敏收尾工艺参数对应的所述温度升高次数和加热温度升高幅度，得到每次升温的温度变化量；根据所述高敏收尾工艺参数对应的所述速度升高次数和提拉速度升高幅度，得到每次加速的速度变化量；

33、控制直拉式晶体生长炉以所述温度变化量和所述速度变化量多次升温及加速对所述晶体进行收尾，直至累计升温到达加热温度升高幅度且累计加速到达提拉速度升高幅度。

34、第二方面，本技术提供一种直拉式晶体生长炉自动控制系统，用于实现如上述所述的直拉式晶体生长炉自动控制方法，包括：

35、计算模块，所述计算模块配置用于获取晶体的目标尾端特征以及材料类型，根据所述材料类型，得到温度敏感度和速度敏感度；

36、其中，所述目标尾端特征至少包括尾端的目标长度和目标直径；所述温度敏感度为所述材料类型对温度变化的敏感度，所述速度敏感度为所述材料类型对提拉速度变化的敏感度；

37、调取模块，所述调取模块配置用于实时采集晶体的生长长度，当所述生长长度大于或等于第一预设长度时，根据所述目标尾端特征，得到对应的收尾工艺集合，所述收尾工艺集合包括若干组不同的收尾工艺参数、以及每组所述收尾工艺参数对应的使用条件；

38、其中，所述收尾工艺参数至少包括加热温度升高幅度和/或提拉速度升高幅度；所述使用条件为温度敏感度区间和速度敏感度区间；

39、控制模块，所述控制模块配置用于若所述温度敏感度和所述速度敏感度在所述收尾工艺集合中具有可匹配到的所述使用条件时，将所述使用条件作为目标使用条件，以在所述目标使用条件对应的所述收尾工艺参数下对所述晶体进行收尾。

40、第三方面，本技术提供一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的直拉式晶体生长炉自动控制方法的步骤。

41、第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的直拉式晶体生长炉自动控制方法的步骤。

42、与现有技术相比，本技术的有益效果在于：本技术在晶体即将进入收尾工序(根据实时生长长度和实时生长直径判断)时，根据晶体的目标尾端特征得到对应的收尾工艺集合，收尾工艺集合包括若干组不同的收尾工艺参数、以及每组收尾工艺参数对应的温度敏感度区间和速度敏感度区间，根据晶体材料对应的温度敏感度和速度敏感度，在收尾工艺集合中匹配到符合该晶体材料适应的一组收尾工艺参数(温度敏感度落入对应的温度敏感度区间且速度敏感度落入对应的速度敏感度区间)。

43、通过该方法得到的收尾工艺参数既符合温度敏感度，又符合速度敏感度，在该收尾工艺参数下进行收尾可规避温度过高造成的晶体材料改性或者提拉速度过高造成的尾端质量欠佳问题，提升收尾工序的确定性和准确性，优化晶体产品的质量和性能。