應用于光電半導體硅片的退火溫度控制方法與流程

本申請屬于溫度控制，具體涉及一種應用于光電半導體硅片的退火溫度控制方法。

背景技術：

1、光電半導體硅片的退火溫度控制是半導體制造過程中的一個關鍵環節。退火是指將半導體材料加熱到一定溫度并保持一段時間，然后再緩慢冷卻的工藝過程，主要通過加熱和保持一定溫度，促進晶體缺陷的修復、雜質的擴散和晶體的再結晶。退火過程可以消除晶體缺陷、調整載流子濃度和遷移率，不同的退火溫度和時間會影響材料的微觀結構及其光電性能，這個過程對于改善半導體材料的電學性能和機械性能至關重要。因此需要對退火過程中的溫度進行實時精確控制，從而提高半導體器件的性能和可靠性。

2、在現有技術中，對于退火過程中的溫度通常采用pid控制算法進行控制，根據溫度數據的變化，通過比例、積分和微分三種控制作用相結合來實現對系統的精準控制。但是在對光電半導體硅片的退火溫度控制中，因為溫度的變化波動不是單純的線性變化，傳統的退火溫度控制方法在面對非線性系統時，精確度和實時性欠佳，導致光電半導體硅片的性能和可靠性無法保證。

技術實現思路

1、為了解決上述問題，本申請提供一種應用于光電半導體硅片的退火溫度控制方法，所述方法包括：

2、對所述光電半導體硅片在退火過程中的溫度數據進行預處理，獲取溫度預處理數據集；

3、根據所述溫度預處理數據集，獲取溫度隸屬度函數；

4、根據所述溫度隸屬度函數，對所述光電半導體硅片的退火溫度進行模糊控制。

5、可選地，所述獲取溫度隸屬度函數，包括：

6、根據所述溫度預處理數據集，獲取模糊集；

7、對所述模糊集進行聚類，獲取多個聚類簇；

8、根據多個所述聚類簇，獲取所述聚類簇中數據點的特征值；

9、根據所述特征值，獲取所述聚類簇中數據點的異常度；

10、根據所述異常度，獲取所述聚類簇的數據穩定度；

11、根據所述數據穩定度，獲取模糊控制系統的穩態輸出；

12、根據所述穩態輸出，獲取所述溫度隸屬度函數。

13、可選地，所述獲取模糊集，包括：

14、獲取溫度預處理數據集中任意兩個相鄰溫度數據點的差值；

15、根據所述任意兩個相鄰溫度數據點的差值，獲取所述模糊集，所述模糊集表征溫度變化量。

16、可選地，所述獲取多個聚類簇，包括：

17、以每個數據點的溫度幅值為橫坐標，以所述數據點的溫度變化量為縱坐標，構建平面直角坐標系，其中，當前數據點與前一個數據點的溫度差值為當前數據點的溫度變化量；

18、采用dbscan密度聚類算法對所述坐標系中的數據點進行聚類，設置聚類半徑為a，最小聚類數為b，獲得所述坐標系中所有數據點的多個聚類簇。

19、可選地，所述獲取所述聚類簇中數據點的特征值，包括：

20、獲取所述聚類簇中所述數據點的溫度幅值；

21、獲取所述聚類簇中所述數據點的溫度變化量；

22、根據所述溫度幅值和所述溫度變化量，獲取所述聚類簇中數據點的特征值。

23、可選地，所述獲取所述聚類簇中數據點的異常度，包括：

24、獲取所述聚類簇中所有數據點的特征值的均值；

25、根據所述特征值和所述特征值的均值，獲取所述聚類簇中數據點的異常度。

26、可選地，所述獲取所述聚類簇的數據穩定度，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據點的異常度的均值；

30、根據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據穩定度。

31、可選地，所述獲取模糊控制系統的穩態輸出，包括：

32、獲取所述數據穩定度的最大值；

33、獲取所述數據穩定度的最小值；

34、獲取所述數據穩定度的方差；

35、根據所述數據穩定度的最大值、所述數據穩定度的最小值和所述數據穩定度的方差，獲取模糊控制系統的穩態輸出。

36、可選地，所述獲取所述溫度隸屬度函數，包括：

37、獲取溫度誤差，所述溫度誤差為模糊控制目標溫度與實際溫度的差值；

38、獲取所述溫度預處理數據集中溫度的方差；

39、根據所述穩態輸出、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。

40、可選地，所述根據所述溫度隸屬度函數，對所述光電半導體硅片的退火溫度進行模糊控制，包括：

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

42、根據所述模糊值，利用模糊規則庫進行推理，獲得模糊控制量，其中所述模糊規則庫包括預設的模糊推理規則；

43、對所述模糊控制量進行去模糊化處理，得到目標pid控制量；

44、根據所述目標pid控制量，調整加熱器輸出功率，實現對所述光電半導體硅片的退火溫度的模糊控制。

45、本申請具有以下有益效果：

46、本申請提供一種應用于光電半導體硅片的退火溫度控制方法，所述方法包括：對所述光電半導體硅片在退火過程中的溫度數據進行預處理，獲取溫度預處理數據集；根據所述溫度預處理數據集，獲取溫度隸屬度函數；根據所述溫度隸屬度函數，對所述光電半導體硅片的退火溫度進行模糊控制。本申請利用模糊pid控制算法能夠克服調節信號非線性波動的問題，提高光電半導體硅片退火溫度控制的精確度和實時性，從而提高半導體器件的性能和可靠性。

技術特征：

1.一種應用于光電半導體硅片的退火溫度控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據權利要求1所述的應用于光電半導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.根據權利要求1所述的應用于光電半導體硅片的退火溫度控制方法，其特征在于，所述獲取多個聚類簇，包括：

4.根據權利要求1所述的應用于光電半導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據點的異常度，包括：

5.根據權利要求1所述的應用于光電半導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據穩定度，包括：

6.根據權利要求1所述的應用于光電半導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的穩態輸出，包括：

7.根據權利要求1所述的應用于光電半導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，包括：

技術總結
本申請涉及溫度控制技術領域，具體涉及一種應用于光電半導體硅片的退火溫度控制方法。所述方法包括：對所述光電半導體硅片在退火過程中的溫度數據進行預處理，獲取溫度預處理數據集；根據所述溫度預處理數據集，獲取溫度隸屬度函數；根據所述溫度隸屬度函數，對所述光電半導體硅片的退火溫度進行模糊控制。本申請利用模糊PID控制算法能夠克服調節信號非線性波動的問題，提高光電半導體硅片退火溫度控制的精確度和實時性，從而提高半導體器件的性能和可靠性。

技術研發人員：馮文麗,張國峰,郭黨,杜珂,金剛
受保護的技術使用者：遼寧博芯科半導體材料有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/12/26