晶体直径调整方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本申请属于晶体生产领域，具体涉及一种晶体直径调整方法、一种晶体直径调整装置、一种电子设备、一种可读存储介质。

背景技术：

1、直拉法单晶硅生长过程中，晶棒直径的闭环控制是决定晶体品质与良品率的核心环节。其基本原理为：通过调控提拉速率、加热功率及坩埚升降等工艺参数，维持固液界面形貌与熔体温场分布的稳定，进而实现目标直径的等径生长。

2、目前行业内普遍采用非接触式视觉检测方案实时采集晶棒外径数据，构建以直径偏差为反馈输入的单闭环控制系统，通过 pid 控制算法输出控制量调节晶体提拉速率，实现直径的闭环调控。其中提拉速率调节对直径变化的响应速度快，是最主要的控径执行手段；加热功率与坩埚升降则通过调整炉内热场分布、维持固液界面相对位置，为稳态生长提供基础条件。

3、在实际生产过程中，单晶炉内部存在多变量强耦合的特性，单一的固定参数控制方案难以适配复杂多变的炉内工况。一方面，拉晶全过程中热场状态持续动态变化，直径偏差呈现出不同的波动特征，固定的控制参数无法在不同波动状态下均保持最优控制效果，易出现控制超调、响应滞后或稳态震荡的问题，导致直径均匀性不足。另一方面，加热功率波动、液口距变化等因素会通过扰动温度场与固液界面形态间接引发直径偏移，单一反馈回路的抗干扰能力有限，难以有效抵消多源耦合扰动带来的影响。

4、进一步地，当前行业常规的直径控制精度普遍处于 ±1mm 的水平，若依靠优化热场硬件结构、改进炉体设计等方式进一步提升精度，需要投入大量的研发、改造与调试成本，量产落地的投入产出比极低，难以满足大尺寸、高规格硅棒生产对更高控径精度的需求。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的是提供一种晶体直径调整方法、一种晶体直径调整装置、一种电子设备及一种可读存储介质，能够解决现有晶体直径控制方案工况适配性弱、抗扰动能力不足，直径控制精度与均匀性提升受限，且依靠硬件升级优化精度成本过高的问题。

2、为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

3、第一方面，本申请实施例提供了一种晶体直径调整方法，所述方法包括：

4、获取晶体生长过程中的直径偏差量与直径偏差变化率；

5、基于所述直径偏差量与所述直径偏差变化率，在预设的参数映射关系中确定与所述直径偏差量与所述直径偏差变化率的组合相匹配的目标控制参数；

6、根据所述目标控制参数和所述直径偏差量，生成用于调整晶体直径的控制修正量。

7、第二方面，本申请实施例提供了一种晶体直径调整装置，所述装置包括：

8、数据获取模块，用于获取晶体生长过程中的直径偏差量与直径偏差变化率；

9、参数确定模块，用于基于所述直径偏差量与所述直径偏差变化率，在预设的参数映射关系中确定与所述直径偏差量与所述直径偏差变化率的组合相匹配的目标控制参数；

10、修正量生成模块，用于根据所述目标控制参数和所述直径偏差量，生成用于调整晶体直径的控制修正量。

11、第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

12、第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

13、依据本申请实施例，通过获取晶体生长过程中的直径偏差量与直径偏差变化率；基于所述直径偏差量与所述直径偏差变化率，在预设的参数映射关系中确定与所述直径偏差量与所述直径偏差变化率的组合相匹配的目标控制参数；根据所述目标控制参数和所述直径偏差量，生成用于调整晶体直径的控制修正量。本方案针对不同的直径工况能够匹配适配的控制参数，替代传统固定参数的控制模式，提升了直径控制对不同波动工况的适配性，减少控制超调、滞后与震荡问题，增强了对炉内多源耦合扰动的抵消能力，在无需改动硬件架构的前提下提升了晶体直径的控制精度与均匀性，降低了控径精度升级的投入成本。

1.一种晶体直径调整方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述直径偏差量与所述直径偏差变化率，在预设的参数映射关系中确定与所述直径偏差量与所述直径偏差变化率的组合相匹配的目标控制参数，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标控制参数包括以下至少一种：对应于比例调节维度的比例调节增益、对应于积分调节维度的积分调节增益和对应于微分调节维度的微分调节增益。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述参数映射关系包括对应于所述比例调节增益的第一映射子关系、对应于所述积分调节增益的第二映射子关系和对应于所述微分调节增益的第三映射子关系；每个所述映射子关系为所述直径偏差量、所述直径偏差变化率与对应增益之间的二元映射对应关系。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制修正量包括拉速控制修正量，所述根据所述目标控制参数和所述直径偏差量，生成用于调整晶体直径的控制修正量，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法，还包括：

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述方法，还包括：

8.一种晶体直径调整装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的晶体直径调整方法的步骤。

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的晶体直径调整方法的步骤。