本申請(qǐng)屬于溫度控制，具體涉及一種應(yīng)用于光電半導(dǎo)體硅片的退火溫度控制方法。

背景技術(shù)：

1、光電半導(dǎo)體硅片的退火溫度控制是半導(dǎo)體制造過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。退火是指將半導(dǎo)體材料加熱到一定溫度并保持一段時(shí)間，然后再緩慢冷卻的工藝過(guò)程，主要通過(guò)加熱和保持一定溫度，促進(jìn)晶體缺陷的修復(fù)、雜質(zhì)的擴(kuò)散和晶體的再結(jié)晶。退火過(guò)程可以消除晶體缺陷、調(diào)整載流子濃度和遷移率，不同的退火溫度和時(shí)間會(huì)影響材料的微觀結(jié)構(gòu)及其光電性能，這個(gè)過(guò)程對(duì)于改善半導(dǎo)體材料的電學(xué)性能和機(jī)械性能至關(guān)重要。因此需要對(duì)退火過(guò)程中的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)精確控制，從而提高半導(dǎo)體器件的性能和可靠性。

2、在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于退火過(guò)程中的溫度通常采用pid控制算法進(jìn)行控制，根據(jù)溫度數(shù)據(jù)的變化，通過(guò)比例、積分和微分三種控制作用相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制。但是在對(duì)光電半導(dǎo)體硅片的退火溫度控制中，因?yàn)闇囟鹊淖兓▌?dòng)不是單純的線性變化，傳統(tǒng)的退火溫度控制方法在面對(duì)非線性系統(tǒng)時(shí)，精確度和實(shí)時(shí)性欠佳，導(dǎo)致光電半導(dǎo)體硅片的性能和可靠性無(wú)法保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N應(yīng)用于光電半導(dǎo)體硅片的退火溫度控制方法，所述方法包括：

2、對(duì)所述光電半導(dǎo)體硅片在退火過(guò)程中的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，獲取溫度預(yù)處理數(shù)據(jù)集；

3、根據(jù)所述溫度預(yù)處理數(shù)據(jù)集，獲取溫度隸屬度函數(shù)；

4、根據(jù)所述溫度隸屬度函數(shù)，對(duì)所述光電半導(dǎo)體硅片的退火溫度進(jìn)行模糊控制。

5、可選地，所述獲取溫度隸屬度函數(shù)，包括：

6、根據(jù)所述溫度預(yù)處理數(shù)據(jù)集，獲取模糊集；

7、對(duì)所述模糊集進(jìn)行聚類，獲取多個(gè)聚類簇；

8、根據(jù)多個(gè)所述聚類簇，獲取所述聚類簇中數(shù)據(jù)點(diǎn)的特征值；

9、根據(jù)所述特征值，獲取所述聚類簇中數(shù)據(jù)點(diǎn)的異常度；

10、根據(jù)所述異常度，獲取所述聚類簇的數(shù)據(jù)穩(wěn)定度；

11、根據(jù)所述數(shù)據(jù)穩(wěn)定度，獲取模糊控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出；

12、根據(jù)所述穩(wěn)態(tài)輸出，獲取所述溫度隸屬度函數(shù)。

13、可選地，所述獲取模糊集，包括：

14、獲取溫度預(yù)處理數(shù)據(jù)集中任意兩個(gè)相鄰溫度數(shù)據(jù)點(diǎn)的差值；

15、根據(jù)所述任意兩個(gè)相鄰溫度數(shù)據(jù)點(diǎn)的差值，獲取所述模糊集，所述模糊集表征溫度變化量。

16、可選地，所述獲取多個(gè)聚類簇，包括：

17、以每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的溫度幅值為橫坐標(biāo)，以所述數(shù)據(jù)點(diǎn)的溫度變化量為縱坐標(biāo)，構(gòu)建平面直角坐標(biāo)系，其中，當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)與前一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的溫度差值為當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)的溫度變化量；

18、采用dbscan密度聚類算法對(duì)所述坐標(biāo)系中的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行聚類，設(shè)置聚類半徑為a，最小聚類數(shù)為b，獲得所述坐標(biāo)系中所有數(shù)據(jù)點(diǎn)的多個(gè)聚類簇。

19、可選地，所述獲取所述聚類簇中數(shù)據(jù)點(diǎn)的特征值，包括：

20、獲取所述聚類簇中所述數(shù)據(jù)點(diǎn)的溫度幅值；

21、獲取所述聚類簇中所述數(shù)據(jù)點(diǎn)的溫度變化量；

22、根據(jù)所述溫度幅值和所述溫度變化量，獲取所述聚類簇中數(shù)據(jù)點(diǎn)的特征值。

23、可選地，所述獲取所述聚類簇中數(shù)據(jù)點(diǎn)的異常度，包括：

24、獲取所述聚類簇中所有數(shù)據(jù)點(diǎn)的特征值的均值；

25、根據(jù)所述特征值和所述特征值的均值，獲取所述聚類簇中數(shù)據(jù)點(diǎn)的異常度。

26、可選地，所述獲取所述聚類簇的數(shù)據(jù)穩(wěn)定度，包括：

27、獲取所述聚類簇中溫度幅值的最大值；

28、獲取所述聚類簇中溫度變化量的最大值；

29、獲取所述聚類簇中數(shù)據(jù)點(diǎn)的異常度的均值；

30、根據(jù)所述溫度幅值的最大值、所述溫度變化量的最大值和所述異常度的均值，獲取所述聚類簇的數(shù)據(jù)穩(wěn)定度。

31、可選地，所述獲取模糊控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出，包括：

32、獲取所述數(shù)據(jù)穩(wěn)定度的最大值；

33、獲取所述數(shù)據(jù)穩(wěn)定度的最小值；

34、獲取所述數(shù)據(jù)穩(wěn)定度的方差；

35、根據(jù)所述數(shù)據(jù)穩(wěn)定度的最大值、所述數(shù)據(jù)穩(wěn)定度的最小值和所述數(shù)據(jù)穩(wěn)定度的方差，獲取模糊控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出。

36、可選地，所述獲取所述溫度隸屬度函數(shù)，包括：

37、獲取溫度誤差，所述溫度誤差為模糊控制目標(biāo)溫度與實(shí)際溫度的差值；

38、獲取所述溫度預(yù)處理數(shù)據(jù)集中溫度的方差；

39、根據(jù)所述穩(wěn)態(tài)輸出、所述溫度誤差和所述溫度的方差，獲取所述溫度隸屬度函數(shù)。

40、可選地，所述根據(jù)所述溫度隸屬度函數(shù)，對(duì)所述光電半導(dǎo)體硅片的退火溫度進(jìn)行模糊控制，包括：

41、將溫度誤差輸入所述溫度隸屬度函數(shù)，獲取模糊值，其中，所述溫度誤差為模糊控制目標(biāo)溫度與實(shí)際溫度的差值；

42、根據(jù)所述模糊值，利用模糊規(guī)則庫(kù)進(jìn)行推理，獲得模糊控制量，其中所述模糊規(guī)則庫(kù)包括預(yù)設(shè)的模糊推理規(guī)則；

43、對(duì)所述模糊控制量進(jìn)行去模糊化處理，得到目標(biāo)pid控制量；

44、根據(jù)所述目標(biāo)pid控制量，調(diào)整加熱器輸出功率，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述光電半導(dǎo)體硅片的退火溫度的模糊控制。

45、本申請(qǐng)具有以下有益效果：

46、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N應(yīng)用于光電半導(dǎo)體硅片的退火溫度控制方法，所述方法包括：對(duì)所述光電半導(dǎo)體硅片在退火過(guò)程中的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，獲取溫度預(yù)處理數(shù)據(jù)集；根據(jù)所述溫度預(yù)處理數(shù)據(jù)集，獲取溫度隸屬度函數(shù)；根據(jù)所述溫度隸屬度函數(shù)，對(duì)所述光電半導(dǎo)體硅片的退火溫度進(jìn)行模糊控制。本申請(qǐng)利用模糊pid控制算法能夠克服調(diào)節(jié)信號(hào)非線性波動(dòng)的問(wèn)題，提高光電半導(dǎo)體硅片退火溫度控制的精確度和實(shí)時(shí)性，從而提高半導(dǎo)體器件的性能和可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種應(yīng)用于光電半導(dǎo)體硅片的退火溫度控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于光電半導(dǎo)體硅片的退火溫度控制方法，其特征在于，所述獲取模糊集，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于光電半導(dǎo)體硅片的退火溫度控制方法，其特征在于，所述獲取多個(gè)聚類簇，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于光電半導(dǎo)體硅片的退火溫度控制方法，其特征在于，所述獲取所述聚類簇中數(shù)據(jù)點(diǎn)的異常度，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于光電半導(dǎo)體硅片的退火溫度控制方法，其特征在于，所述獲取所述聚類簇的數(shù)據(jù)穩(wěn)定度，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于光電半導(dǎo)體硅片的退火溫度控制方法，其特征在于，所述獲取模糊控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于光電半導(dǎo)體硅片的退火溫度控制方法，其特征在于，所述獲取所述溫度隸屬度函數(shù)，包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及溫度控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于光電半導(dǎo)體硅片的退火溫度控制方法。所述方法包括：對(duì)所述光電半導(dǎo)體硅片在退火過(guò)程中的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，獲取溫度預(yù)處理數(shù)據(jù)集；根據(jù)所述溫度預(yù)處理數(shù)據(jù)集，獲取溫度隸屬度函數(shù)；根據(jù)所述溫度隸屬度函數(shù)，對(duì)所述光電半導(dǎo)體硅片的退火溫度進(jìn)行模糊控制。本申請(qǐng)利用模糊PID控制算法能夠克服調(diào)節(jié)信號(hào)非線性波動(dòng)的問(wèn)題，提高光電半導(dǎo)體硅片退火溫度控制的精確度和實(shí)時(shí)性，從而提高半導(dǎo)體器件的性能和可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：馮文麗,張國(guó)峰,郭黨,杜珂,金剛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：遼寧博芯科半導(dǎo)體材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26