[發(fā)明專利]一種預(yù)測(cè)晶體熱場(chǎng)分布的方法、裝置以及設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010086848.6
• 申請(qǐng)日: 2020-02-11
• 公開（公告）號(hào): CN111400862A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王雅儒;舒天宇;周敏;劉圓圓;姜興剛;張紅巖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東天岳先進(jìn)材料科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06N3/08;G06N3/04
• 代理公司: 北京君慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11716
• 代理人: 董延麗

本申請(qǐng)公開了一種預(yù)測(cè)晶體熱場(chǎng)分布的方法，包括：確定晶體溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)變化的參數(shù)值，其中，溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)為腔體結(jié)構(gòu)，中間內(nèi)置晶體；將晶體的溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)變化數(shù)據(jù)的參數(shù)值，輸入預(yù)先訓(xùn)練的溫度分布預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)出溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的溫度分布；其中，溫度分布預(yù)測(cè)模型包括溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)輸入層、全連接層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱含層、溫度分布的預(yù)測(cè)輸出層，溫度分布為溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)腔體內(nèi)的溫度分布。在溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，本申請(qǐng)實(shí)施例可以通過溫度分布預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的溫度分布，并使得溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的溫度分布處于監(jiān)測(cè)的狀態(tài)，一旦溫度分布預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)出溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的溫度分布處于非正常范圍時(shí)，可以發(fā)出警示信息，提醒管理人員及時(shí)進(jìn)行處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種預(yù)測(cè)晶體熱場(chǎng)分布的方法、裝置以及設(shè)備。

背景技術(shù)

目前能夠批量制備碳化硅單晶的方法為物理氣相傳輸法，這是一種通過高溫將低壓環(huán)境，將原料氣化后在溫度梯度的作用下促使其向上升華并在籽晶表面結(jié)晶的方法。由于碳化硅的堆垛層錯(cuò)能很低，很多晶型需要幾十層的結(jié)構(gòu)才能穩(wěn)定下來，因此碳化硅的同質(zhì)異構(gòu)體超過240種，在晶體生長(zhǎng)過程中維持晶格統(tǒng)一不變，需要穩(wěn)定且合理的溫場(chǎng)分布，這也成為制約碳化硅量產(chǎn)的主要技術(shù)瓶頸之一。碳化硅單晶的生長(zhǎng)需要在2200℃，10^-4Pa真空環(huán)境下進(jìn)行，目前還沒有可靠的技術(shù)手段可以對(duì)晶體生長(zhǎng)過程中的溫度分布進(jìn)行測(cè)量與監(jiān)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種預(yù)測(cè)晶體熱場(chǎng)分布的方法、裝置以及設(shè)備，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中缺乏可靠的技術(shù)手段可以對(duì)晶體生長(zhǎng)過程中的溫度分布進(jìn)行測(cè)量與監(jiān)測(cè)的問題。

本申請(qǐng)實(shí)施例采用下述技術(shù)方案：

本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種預(yù)測(cè)晶體熱場(chǎng)分布的方法，所述方法包括：

確定晶體溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)變化的參數(shù)值，其中，所述溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)為腔體結(jié)構(gòu)，中間內(nèi)置晶體；

將所述晶體的溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)變化數(shù)據(jù)的參數(shù)值，輸入預(yù)先訓(xùn)練的溫度分布預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)出所述溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的溫度分布；其中，所述溫度分布預(yù)測(cè)模型包括溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)輸入層、全連接層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱含層、溫度分布的預(yù)測(cè)輸出層，所述溫度分布為所述溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)腔體內(nèi)的溫度分布。

進(jìn)一步的，所述輸入預(yù)先訓(xùn)練的溫度分布預(yù)測(cè)模型前，所述方法還包括：

通過向溫場(chǎng)仿生模擬系統(tǒng)輸入多組溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)的參數(shù)值，獲得多組與溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)的參數(shù)值對(duì)應(yīng)的溫度分布；

建立初始的溫度分布預(yù)測(cè)模型；

根據(jù)所述多組溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)的參數(shù)值以及每種溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)的參數(shù)值對(duì)應(yīng)的溫度分布，訓(xùn)練初始的溫度分布預(yù)測(cè)模型，得出符合預(yù)設(shè)條件的溫度分布預(yù)測(cè)模型。

進(jìn)一步的，獲得多組與溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)的參數(shù)值對(duì)應(yīng)的溫度分布后，所述方法還包括：

根據(jù)預(yù)設(shè)方法對(duì)溫度分布的結(jié)果進(jìn)行處理，以便于得到均勻數(shù)值的溫度分布。

進(jìn)一步的，所述預(yù)設(shè)方法為差值法。

進(jìn)一步的，所述根據(jù)所述多組溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)的參數(shù)值以及每種溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)的參數(shù)值對(duì)應(yīng)的溫度分布，訓(xùn)練初始的溫度分布預(yù)測(cè)模型，得出符合預(yù)設(shè)條件的溫度分布預(yù)測(cè)模型，具體包括：

將多組溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)的參數(shù)值以及每種溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)的參數(shù)值對(duì)應(yīng)的溫度分布構(gòu)建數(shù)據(jù)集，并按照預(yù)先設(shè)定的比例將所述數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集與驗(yàn)證集，將訓(xùn)練集中的溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)的參數(shù)值以及每種溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)的參數(shù)值對(duì)應(yīng)的溫度分布輸入至所述初始的溫度分布預(yù)測(cè)模型，通過全連接層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱含層的神經(jīng)元，計(jì)算溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)的參數(shù)值與所述溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)的參數(shù)值對(duì)應(yīng)的溫度分布之間的權(quán)重關(guān)系并不斷迭代調(diào)整，當(dāng)?shù)玫筋A(yù)設(shè)條件的權(quán)重關(guān)系后，將驗(yàn)證集中的溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)的參數(shù)值作為輸入，按照該權(quán)重關(guān)系預(yù)測(cè)出所述溫場(chǎng)結(jié)構(gòu)的參數(shù)值對(duì)應(yīng)的溫度分布，并和驗(yàn)證集中的溫度分布進(jìn)行對(duì)比，若誤差值大于預(yù)設(shè)值則通過反向調(diào)整權(quán)重關(guān)系，直到誤差值小于或等于預(yù)設(shè)值，得出符合條件的溫度分預(yù)測(cè)模型。