硅單晶等徑階段直徑模型辨識(shí)與控制研究.pdf

1、硅單晶作為半導(dǎo)體行業(yè)基礎(chǔ)材料之一，對集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展起著重要作用。隨著極大規(guī)模集成電路發(fā)展，對硅單晶提出了大尺寸、高品質(zhì)等要求。目前制備硅單晶最為重要的方法是基于傳統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)的直拉法。在傳統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)中，目標(biāo)溫度跟蹤曲線依賴人工經(jīng)驗(yàn)且控制器參數(shù)常通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)獲得。除此之外，熱場溫度控制晶體直徑環(huán)節(jié)存在非線性、大時(shí)滯、緩時(shí)變特性。為避免目標(biāo)溫度跟蹤曲線和控制器參數(shù)設(shè)置不合理，最有效策略是辨識(shí)熱場溫度-晶體直徑非線性動(dòng)態(tài)模型，并采用基于模型的

2、控制策略實(shí)現(xiàn)晶體直徑控制，從而達(dá)到提高晶體品質(zhì)的目的。
　　本文在硅單晶生長原理及傳統(tǒng)硅單晶控制結(jié)構(gòu)研究基礎(chǔ)上，提出一種恒拉速熱場溫度-晶體直徑辨識(shí)和控制方案。利用等徑階段的熱場溫度和晶體直徑數(shù)據(jù)及輸出相關(guān)性時(shí)滯確定算法獲得熱場溫度-晶體直徑非線性動(dòng)態(tài)模型時(shí)滯；采用利普希茨商確定模型輸入輸出階次；在模型參數(shù)辨識(shí)后采用增強(qiáng)型相關(guān)檢驗(yàn)算法優(yōu)化模型階次并對辨識(shí)模型進(jìn)行檢驗(yàn)；參數(shù)辨識(shí)分別基于動(dòng)態(tài)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和棧式稀疏自動(dòng)編碼器實(shí)現(xiàn)。獲得有