适用于钻石晶体生长的自适应方法、装置、系统

本发明属于晶体生长、化学气相沉积，尤其涉及一种适用于钻石晶体生长的自适应方法、装置、系统，更具体地涉及一种适用于钻石晶体生长的自适应方法、装置、系统、计算机可读存储介质、计算机程序产品。

背景技术：

1、钻石被称作终极半导体，而通过微波等离子体化学气相沉积（mpcvd）设备进行钻石生长是目前为止获取更高纯度、更高质量钻石晶体的有效途径之一。但是，由于mpcvd设备腔体内的等离子体浓度随时间、钻石材料表面状态、温度等参数变化会出现显著变化，致使在钻石生长的过程中，其工艺参数需要实时调整，调整过程主要依赖经验丰富的工程师手动完成。然而，在面向更大尺寸且更高纯度的钻石生长过程中，其生长过程往往需要持续几十到几百小时，这期间工程师必须实时盯着mpcvd设备腔体环境的变化来手动调整，这是一项体力和精神消耗较大的过程。尤其是在钻石生长过程中会出现很多不确定情况，致使钻石生长目标（即生长质量）发生变化，此时需要工程师快速判断并进行工艺参数调整，但短时间内却难以快速给出有效地调整措施，制约了更高品质钻石晶体的生长。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提供了一种适用于钻石晶体生长的自适应方法、装置、系统、计算机可读存储介质、计算机程序产品，以期解决上述技术问题中人工调整过程中存在的困难、体力和精神消耗较大以及无法有效给出调整方向的问题。对此，本发明提供的技术方案如下。

2、作为本发明的第一个方面，本发明提供了一种适用于钻石晶体生长的自适应方法，包括：根据钻石晶体的预设生长目标，从钻石工艺数据库中确定适用于实现预设生长目标的工艺参数，并将工艺参数输出至钻石生长设备，以使钻石样品在钻石生长设备内按照工艺参数进行生长；从钻石生长设备提取生长中的钻石样品在生长过程中的钻石生长参数；根据钻石生长参数，利用已经建立的钻石生长数据分析模型预测得到生长中的钻石样品在工艺参数下的预测生长目标；在预测生长目标与预设生长目标不一致的情况下，基于预测生长目标、预设生长目标、钻石生长参数和工艺参数，对工艺参数进行调整，得到适用于实现预设生长目标的调整后的工艺参数，并将调整后的工艺参数输出至钻石生长设备，以使钻石样品按照调整后的工艺参数进行生长；重复提取、预测和调整的操作，直至钻石样品的预测生长目标与预设生长目标相一致。

3、作为本发明的第二个方面，提供了一种适用于钻石晶体生长的自适应装置，包括：工艺参数确定模块、钻石生长参数提取模块、生长结果预测模块、工艺参数调整模块、工艺参数反馈模块以及重复模块。

4、工艺参数确定模块，适用于根据钻石晶体的预设生长目标，从钻石工艺数据库中确定适用于实现预设生长目标的工艺参数，并将工艺参数输出至钻石生长设备，以使钻石样品在钻石生长设备内按照工艺参数进行生长。

5、钻石生长参数提取模块，适用于从钻石生长设备提取生长中的钻石样品在生长过程中的钻石生长参数。

6、生长结果预测模块，适用于根据钻石生长参数，利用已经建立的钻石生长数据分析模型预测得到生长中的钻石样品在工艺参数下的预测生长目标。

7、工艺参数调整模块，适用于在预测生长目标与预设生长目标不一致的情况下，基于预测生长目标、预设生长目标、钻石生长参数和工艺参数，对工艺参数进行调整，得到适用于实现预设生长目标的调整后的工艺参数。

8、工艺参数反馈模块，适用于将调整后的工艺参数输出至钻石生长设备，以使钻石样品按照调整后的工艺参数进行生长。

9、重复模块，适用于重复提取、预测和调整的操作，直至钻石样品的预测生长目标与预设生长目标相一致。

10、作为本发明的第三个方面，提供了一种适用于钻石晶体生长的自适应系统，包括：计算设备、钻石生长设备、钻石检测设备。

11、计算设备包括一个或多个处理器，以及存储器，用于存储一个或多个程序，其中，在一个或多个程序被一个或多个处理器执行的情况下，使得一个或多个处理器实现如上述实施例中的适用于钻石晶体生长的自适应方法。

12、钻石生长设备，包括钻石生长单元和钻石生长参数提取单元，其中钻石生长单元适用于钻石样品在钻石生长设备内按照工艺参数进行生长，钻石生长参数提取单元适用于提取生长中的钻石样品在生长过程中的钻石生长参数。

13、钻石检测设备，适用于检测钻石样品生长完成后的真实生长结果。

14、作为本发明的第四个方面，提供了一种计算机可读存储介质，存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器实现如上述实施例中的适用于钻石晶体生长的自适应方法。

15、作为本发明的第五个方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现如上述实施例中的适用于钻石晶体生长的自适应方法。

16、在本发明的实施例中，针对目前更高质量的钻石晶体生长过程中存在过度依赖工程师进行手动调整过程，以及长时间的钻石生长过程中容易因各种突发情况出现生长不稳定，生长出缺陷或者完全损坏的钻石。本发明提出构建一种适用于更大尺寸、更高纯度和更高生长效率的适用于钻石晶体生长的自适应方法、装置、系统、计算机可读存储介质和计算机程序产品，其可以根据钻石样品生长过程中出现的各种情况迅速且有效地调整钻石生长设备的工艺参数，并通过钻石生长数据分析模型预测当前生长工艺参数下钻石样品的预测生长目标。通过利用数据分析并指导调整钻石生长设备生长钻石晶体的工艺参数，减少了对工程师的依赖和消耗、降低钻石的生长成本，有利于实现快速且高效的生长钻石，减少生长过程中各种突发情况的发生。

17、具体地，根据钻石晶体的预设生长目标，从钻石工艺数据库中确定出实现预设生长目标的工艺参数，并将工艺参数输出到钻石生长设备，钻石生长设备根据工艺参数指导钻石样品进行生长。在钻石样品的生长过程中，可从钻石生长设备中提取生长中的钻石样品的钻石生长参数。根据钻石生长参数，通过钻石生长数据分析模型能够预测出生长中的钻石样品在此工艺参数下的预测生长目标，即此工艺参数下是否能够生长出符合预设生长目标的钻石晶体。在预测生长目标与预设生长目标不一致的情况下，则需基于预设生长目标、预测生长目标、工艺参数和钻石生长参数，重新微调钻石生长设备的工艺参数，并根据调整后的工艺参数进行生长，重复钻石生长参数提取、模型预测生长目标的过程，直至能够生长出符合预设生长目标的钻石晶体。

技术特征：

1.一种适用于钻石晶体生长的自适应方法，其特征在于，所述自适应方法包括：

2.根据权利要求1所述的自适应方法，其特征在于，所述自适应方法还包括：

3.根据权利要求1所述的自适应方法，其特征在于，所述钻石生长数据分析模型通过如下方法建立：

4.根据权利要求3所述的自适应方法，其特征在于，所述钻石生长设备的工艺参数和所述样品工艺参数分别包括微波功率、钻石生长设备腔体内气压、钻石生长设备冷却水的水温中的至少一项；

5.根据权利要求1所述的自适应方法，其特征在于，根据所述钻石生长参数，利用所述钻石生长数据分析模型预测得到生长中的所述钻石样品在所述工艺参数下的预测生长目标之前，所述自适应方法还包括：

6.一种适用于钻石晶体生长的自适应装置，其特征在于，所述自适应装置包括：

7.根据权利要求6所述的自适应装置，其特征在于，所述自适应装置还包括：

8.一种适用于钻石晶体生长的自适应系统，其特征在于，所述自适应系统包括：

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器实现如权利要求1-5中任一项所述的自适应方法。

10.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的自适应方法。

技术总结本发明提供了一种适用于钻石晶体生长的自适应方法、装置、系统，属于晶体生长技术领域。适用于钻石晶体生长的自适应方法包括：根据钻石晶体的预设生长目标从钻石工艺数据库中确定实现预设生长目标的工艺参数，并将工艺参数输出至钻石生长设备使钻石样品按照工艺参数进行生长；从钻石生长设备提取生长中的钻石样品的钻石生长参数，并利用钻石生长数据分析模型预测在工艺参数下的预测生长目标；在预测生长目标与预设生长目标不一致的情况下，基于预测生长目标、预设生长目标、钻石生长参数和工艺参数对工艺参数进行调整，并使钻石样品按照调整后的工艺参数进行生长；重复提取、预测和调整的操作，直至预测生长目标与预设生长目标一致。技术研发人员：杨柏,王亚,杜江峰受保护的技术使用者：中国科学技术大学技术研发日：技术公布日：2025/1/6