基于数据驱动的硅单晶生长过程控制研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bloodsteven
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着现代信息产业的高速发展,硅单品生长将向着电子级、低功耗和大直径方向发展。要适应未来硅单品生长的发展趋势,需要对硅单晶生长现有的相关技术进行提升,尤其是硅单晶生长过程控制相关理论和技术的改进。论文以实现国家科技重大专项“300mm硅单品直拉生长装备的开发”所要求的性能指标为驱动,针对现有直拉硅单品生长过程控制相关技术的不足,旨在探索硅单晶生长过程新的参数控制方法。论文的研究工作对我国能够自主生产大规模集成电路用的硅单品材料,打破国外在这方面技术的垄断和封锁具有重要的战略意义。  与小尺寸非电子级硅单晶生长过程控制相比,大尺寸电子级硅单晶生长过程控制遇到新的问题:(1)热场温度和晶体直径的测量信号含有较强的低频周期干扰,严重影响测量精度:(2)单晶炉热系统的时滞时间明显延长且时变,施加控制量的时间较难掌握:(3)要求硅单品在等径阶段需要实现V/G比恒值控制;(4)生长过程的不确定性和非线性增强,使得工作点较难稳定,晶体容易产生位错。论文围绕上述问题.针对生长过程难以建立有效机理模型和难以采用现有机理模型控制方法进行有效控制,运用数据驱动技术,利用自适应滤波理论、模糊理论、智能群体优化理论以及先进控制理论,对大尺寸电子级硅单品生长过程的控制问题进行了深入研究,并取得了一些具有理论价值和实用价值的研究成果:  1).基于分层优化策略和自适应噪声抵消思想,提出了一种能滤除低频周期干扰的自适应噪声抵消滤波方法,该方法能够使低频周期性干扰被由傅立叶级数产生的拟合信号逼近并抵消。利用该方法能够有效提取晶体直径和热场温度信号;  2).提出了一种时变时滞非线性系统的T-S模糊模型自组织辨识方法,该自组织辨识方法由模型输入向量确定算法、参数自整定模糊空问划分算法以及基于支持向量机和递推最小二乘法结合的T-S模糊模型后件参数辨识算法三部分组成,较好解决了时变时滞系统的辨识问题,且能够有效提高模型的辨识精度和泛化能力。利用提出的T-S模糊模型自组织辨识方法,有效建立了晶体直径模型;  3).针对晶体生长过程的时滞非线性间歇特性,提出了一种以相邻迭代域的T-S模糊模型误差作为控制模型的迭代预测控制方法,该方法能够使控制量随着迭代步数的增加逐渐得到修正,在达到一定迭代步数后,控制量接近最优值,输出接近参考值。利用该控制方法较好实现了硅单晶在等径阶段的恒拉速等径控制。  论文提出的方法除了适用于硅单晶生长过程控制外,也适用于其它时滞非线性间歇过程的控制。
其他文献
温室农业是高度城市化的大都市农业发展的一种重要模式,温室农业技术向专家控制发展是必然趋势。本课题的研究对象“温室控制专家系统开发平台”是在我们2000年完成的“温室计
被动双足机器人是机器人研究领域的一个重要的分支,以结构简单、能耗低、类人步态等特点被人们所熟知。由于被动双足机器人的发展时间较短,相关的研究尚未成熟,被动双足机器人尚
风机作为冶金、煤炭、石油、电力、化工、机械等国民经济各个部门中广泛应用的辅助设备,保证其安全可靠的运行对国民经济建设的重要性不言而喻。因此为了防止风机的突发事故、
混沌优化算法作为一种新型的智能算法得到了广泛的注意和研究,已经在一定领域得到了应用,有着良好的应用前景。本文主要研究了混沌优化算法在热工控制系统中的应用,根据热工
物体相对于水平基准面的倾角对于测定物体的运动状态具有十分重要的意义,是刻画物体运动形态特征不可或缺的参数。陀螺作为航姿系统的重要组成部分,适用于测量物体在运动状态下
论文主要研究了中小型工业企业的信息化问题。它以唐钢棒线厂为应用企业,开发了基于Web Service的现场信息集成系统(原型系统)。本文以这个信息系统为基础,对Internet环境下
该文致力于对当前信息技术成果的分析比较,并利用这些现有的成果来设计与实现研讨厅支撑环境,并力图将它发展为信息时代的决策支持平台,目标是实现决策的科学化和民主化.围绕
本论文的工程背景是“富阳市路灯亮化无线监控系统”。该系统是一个典型的SCADA系统,本系统采用GPRS通信方式,实现了路灯站点数据的实时采集、处理,并可以通过控制中心计算机下
本文的主要研究内容如下。1、本文针对时序数据的相似性挖掘,首先介绍了相似性以及欧几里德距离空间的基本概念和目前使用较为广泛的利用离散傅立叶变换进行时序数据相似性数
随着武器装备系统的功能越来越强大,软件的复杂程度也大大增加,使得武器装备软件系统的设计和实现必须采用现代科学的软件工程管理方法。而现代科学的软件工程管理方法离不开