【技术实现步骤摘要】
本申请涉及砷化镓单晶制备领域，特别是涉及一种砷化镓单晶生长状态检测方法及装置。
技术介绍
1、砷化镓单晶在半导体器件中扮演着重要的角色，其质量和晶体结构的完整性直接影响着器件的性能和可靠性，然而，在砷化镓单晶中，位错作为一种晶格缺陷可能会对材料的电学、光学性能以及器件性能产生重要影响。
2、在砷化镓单晶中，位借主要通过以下几种机制形成：1、应力引起的位错：外部应力是导致砷化镓单晶位错形成的重要因素之一，当晶体受到外部应力作用时，晶格中的原子位置会发生位移，导致位错线的形成。特别是在晶体生长或器件加工过程中，由于工艺条件的不完善或者材料的局部缺陷，可能会引入应力，进而促使位错的形成；2、晶格不匹配引起的位错：砷化镓单晶生长过程中，如果晶体的生长方向与衬底或其他材料的晶格不匹配，就会产生晶格应力，导致位错的形成，这种晶格不匹配可能由于材料之间的热胀系数不同或晶格常数不匹配等因素引起；3、温度变化引起的位错：温度的变化也会对砷化镓单晶中位错的形成产生影响，在晶体生长或加工过程中，如果材料经历了温度梯度或者温度变化较大的环境，就会导致晶体中的原子排列发生变化，从而促进位错的形成。
3、现有技术在对砷化镓的位错进行检测时通常要先获取砷化镓样品，对砷化镓样品进行腐蚀然后在金相显微镜下观察的方法对砷化镓的位错进行检测，无法在砷化镓生长过程中发生位错的第一时间就知晓，而要想尽快知晓砷化镓单晶在生长过程中是否发生位错，只能中断砷化镓的生成来取样分析，影响砷化镓单晶的质量。
4、综上所述，亟需一种可以在砷化镓单晶
技术实现思路
1、本申请实施例提供了一种砷化镓单晶生长状态检测方法及装置，通过在反应坩埚内合适的位置安装光纤探头，来收集散射光进行分析，从而第一时间判断砷化镓单晶的生长状态，判断是否存在位错。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种砷化镓单晶生长状态检测方法，所述方法包括：
3、在制备砷化镓单晶的反应坩埚内构建三维坐标空间，设置第一数量的光纤探头布设在反应坩埚内，所述光纤探头用于将激光发射到砷化镓表面并收集散射光传输到拉曼光谱仪中得到拉曼光谱图像，其中，以每一光纤探头在所述三维坐标空间内的可安装位置的三维坐标作为变量，并以所有光纤探头获取散射光的光谱峰值强度以及散射光收集效率为目标函数对每一光纤探头的可安装位置进行优化；
4、将所述拉曼光谱图像输入到训练好的判断-分析模型中，所述判断-分析模型包括判断网络以及分析网络，所述判断网络基于拉曼光谱图像判断反应坩埚内的砷化镓是否存在位错，若是则再将拉曼光谱图像输入到分析网络中得到位错原因。
5、第二方面，本申请实施例提供了一种砷化镓单晶生长状态检测装置，包括：
6、光谱获取模块，用于在制备砷化镓单晶的反应坩埚内构建三维坐标空间，设置第一数量的光纤探头布设在反应坩埚内，所述光纤探头用于将激光发射到砷化镓表面并收集散射光传输到拉曼光谱仪中得到拉曼光谱图像，其中，以每一光纤探头在所述三维坐标空间内的可安装位置的三维坐标作为变量，并以所有光纤探头获取散射光的光谱峰值强度的加权和以及散射光收集效率为目标函数对每一光纤探头的可安装位置进行优化；
7、判断分析模块，用于将所述拉曼光谱图像输入到训练好的判断-分析模型中，所述判断-分析模型包括判断网络以及分析网络，所述判断网络基于拉曼光谱图像判断反应坩埚内的砷化镓是否存在位错，若是则再将拉曼光谱图像输入到分析网络中得到位错原因。
8、第三方面，本申请实施例提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行一种砷化镓单晶生长状态检测方法。
9、第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，所述过程包括一种砷化镓单晶生长状态检测方法。
10、本专利技术的主要贡献和创新点如下：
11、本方案通过在在制备砷化镓单晶的反应坩埚内安装光纤探头来获取散射光，并回传到拉曼光谱议中来得到拉曼光谱图像来得知砷化镓单晶的生长状态；本方案使用优化算法以光纤探头获取散射光的光谱峰值强度以及散射光收集效率来对光纤探头的位置进行优化，使可以最高效、准确的来获取拉曼光谱图像；本方案中的判断网络与分析网络采用同一特征提取模块进行特征提取，减少了模型的计算量；本方案中的分析网络输出的所有可能的位错原因的发生概率，从而对所有可能的原因进行排查，避免重复操作。
12、本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
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1.一种砷化镓单晶生长状态检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种砷化镓单晶生长状态检测方法，其特征在于，在“对每一光纤探头的可安装位置进行优化”步骤中，获取初始种群，初始种群中的每一个个体为第一数量的光纤探头在所述三维坐标空间内的可安装位置的随机坐标，计算每一个体收集到散射光的光谱峰值强度，计算每一个体的散射光收集效率，以每一个体收集到散射光的光谱峰值强度以及每一个体的散射光收集效率为目标函数对种群中每一个体的位置进行随机迭代，并计算每一代种群中每一个体的个体适应度，当满足迭代条件时选取个体适应度最高的个体作为最终的光纤探头安装位置。
3.根据权利要求2所述的一种砷化镓单晶生长状态检测方法，其特征在于，以个体中每一光纤探头收集到散射光的光谱峰值强度以及个体中每一光纤探头散射光的收集效率的加权和作为个体的适应度。
4.根据权利要求2所述的一种砷化镓单晶生长状态检测方法，其特征在于，在对每一光纤探头的可安装位置进行优化时，以光纤探头之间的最小距离为约束，此时使用个体中每一光纤探头收集到散射光的光谱峰值强度以及个体中每一光纤探头散
5.根据权利要求1所述的一种砷化镓单晶生长状态检测方法，其特征在于，所述判断网络包括特征提取单元以及判断单元，所述特征提取单元包括数据处理模块、波峰检测模块以及特征提取模块，所述数据处理模块对拉曼光谱图像进行平滑去噪处理以及基线校正处理得到优化光谱图像并将所述所述优化光谱图像输入到波峰检测模块中，所述波峰检测模块使用傅里叶变换对所述优化光谱图像进行局部最大值的分析得到每一波峰的波峰位置，并根据每一波峰的位置获取每一波峰的顶点强度、波峰宽度以及波峰的积分面积，所述特征提取模块对每一波峰的波峰位置、每一波峰的顶点强度、波峰宽度以及积分面积进行特征提取得到波峰特征，所述判断单元对所述波峰特征进行分类判断反应坩埚内的砷化镓是否存在位错。
6.根据权利要求5所述的一种砷化镓单晶生长状态检测方法，其特征在于，所述特征提取模块由第一卷积层、第二卷积层、第三卷积层、全连接层、丢弃层组成，且第一卷积层、第二卷积层、第三卷积层为卷积-池化结构，且第一卷积层、第二卷积层、第三卷积层权重共享。
7.根据权利要求1所述的一种砷化镓单晶生长状态检测方法，其特征在于，所述分析网络为一个分析分类头，所述分析网络以判断网络提取的波峰特征作为输入，并输出所有可能的位错原因的发生概率。
8.一种砷化镓单晶生长状态检测装置，其特征在于，包括：
9.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行权利要求1-7任一所述的一种砷化镓单晶生长状态检测方法。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，所述过程包括根据权利要求1-7任一所述的一种砷化镓单晶生长状态检测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种砷化镓单晶生长状态检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种砷化镓单晶生长状态检测方法，其特征在于，在“对每一光纤探头的可安装位置进行优化”步骤中，获取初始种群，初始种群中的每一个个体为第一数量的光纤探头在所述三维坐标空间内的可安装位置的随机坐标，计算每一个体收集到散射光的光谱峰值强度，计算每一个体的散射光收集效率，以每一个体收集到散射光的光谱峰值强度以及每一个体的散射光收集效率为目标函数对种群中每一个体的位置进行随机迭代，并计算每一代种群中每一个体的个体适应度，当满足迭代条件时选取个体适应度最高的个体作为最终的光纤探头安装位置。
3.根据权利要求2所述的一种砷化镓单晶生长状态检测方法，其特征在于，以个体中每一光纤探头收集到散射光的光谱峰值强度以及个体中每一光纤探头散射光的收集效率的加权和作为个体的适应度。
4.根据权利要求2所述的一种砷化镓单晶生长状态检测方法，其特征在于，在对每一光纤探头的可安装位置进行优化时，以光纤探头之间的最小距离为约束，此时使用个体中每一光纤探头收集到散射光的光谱峰值强度以及个体中每一光纤探头散射光的收集效率的加权和再减去约束作为个体的适应度。
5.根据权利要求1所述的一种砷化镓单晶生长状态检测方法，其特征在于，所述判断网络包括特征提取单元以及判断单元，所述特征提取单元包括数据处理模块、波峰检测模块以及特征提取模块，所述数据处理模块对拉曼光谱图像进行平滑去噪处理以及基线校正处理得到优化光谱图...
【专利技术属性】
技术研发人员：卜俊鹏，邵广育，鞠少功，吴岳龙，卜英瀚，
申请(专利权)人：浙江康鹏半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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