本发明涉及晶体生长过程中实时计算固液界面凹凸度，具体为一种在晶体生长过程中实时计算固液界面凹凸度的方法及装置。
背景技术：
1、大尺寸单晶是半导体、激光、高能物理、辐射探测等领域的关键基础材料。晶体质量会直接影响器件性能，而晶体生长过程中固液界面的形态对晶体质量有着关键影响。固液界面的凹凸度不仅影响晶体的纯度和结构完整性，还会导致晶体内部缺陷的产生。因此，如何在晶体生长过程中实时监测和控制固液界面的形态，已成为提高晶体质量的关键技术问题。
2、现有的方法(cn110685008a)实时测量晶体生长的重量，将测量到的晶体重量与其理论重量作差；根据两者的差值采用pid控制算法来控制晶体生长所需要的加热功率。采用ccd旋转装置对ccd光学放大装置进行旋转，ccd光学放大装置实时测量晶体基准线灰度值对应的位置与测量基准线中线的距离，根据该距离与其初始距离的差值，采用pid控制算法控制晶体的旋转速度。通过晶体旋转控制系统控制晶体的旋转速度来调节生长界面的角度，使生长界面角度始终维持在一个很小的区间波动。
技术实现思路
1、为实现以上目的，本发明提供了一种在晶体生长过程中实时计算固液界面凹凸度的方法及装置，通过以下技术方案予以实现：一种在晶体生长过程中实时计算固液界面凹凸度的装置，包括称重系统、提拉炉和高温热成像系统，所述称重系统设置在提拉炉内部，用于实时记录晶体的重量，所述高温热成像系统设置在提拉炉一侧，用于实时观测晶体的直径。
2、一种在晶体生长过程中实时计算固液界面凹凸度的方法，包括以下步骤：
3、步骤一、首先根据提拉速度v0计算晶体的上升速度v1；
4、步骤二、根据晶体的上升速度v1计算和高温热成像系统实时观测的晶体直径d0计算晶体为平界面生长时的瞬时生长速率γ平；
5、步骤三、根据称重系统实时记录的晶体重量m计算晶体的实际生长速率γ；
6、步骤四、以球冠的表面表示固液界面，根据几何关系可以推导出球冠的表面积
7、步骤五、根据生长速率的关系γ＝s×v1×ρ晶体，求解出h；
8、步骤六、根据高温热成像系统实时观测的晶体直径，利用数值积分计算平界面晶体的体积，从而得出晶体的质量m0；
9、步骤七、根据计算得到的固液界面形状，通过调整生长工艺参数，包括提拉速度、转速、功率，有针对性的改变固液形状。
10、优选的，所述步骤三中对比γ平与γ的大小，如果γ≈γ平，则为平固液界面；如果γ>γ平，则为凹界面或凸界面。
11、优选的，所述步骤六中m＞m0时，为凸界面，高度为h，m≤m0为凹界面。
12、本发明提供了一种在晶体生长过程中实时计算固液界面凹凸度的方法及装置。具备以下有益效果：
13、1.实时性和高精度，计算所用数据全部来源于晶体的实时生长数据，可以准确描述固液界面的实时状况。
14、2.动态调整能力，调整生长工艺参数可以根据实时监测数据及时响应固液界面形态的变化，从而优化生长条件，确保晶体生长过程的稳定性和一致性。
15、3.适用性，适用于多种晶体生长工艺和设备，具有较强的通用性和适应性，能够在不同的生产环境中应用。
16、4.提升晶体质量，通过实时监测和高精度控制固液界面形态，从而减少晶体生长过程中的缺陷，提升晶体的纯度和结构完整性，确保最终产品的高质量。
17、5.指导意义，调整生长工艺参数可以直接得到对固液界面影响的数据，对于揭示生长工艺参数对固液界面的影响具有非常重要的意义。
1.一种在晶体生长过程中实时计算固液界面凹凸度的装置，其特征在于：包括称重系统、提拉炉和高温热成像系统，所述称重系统设置在提拉炉内部，用于实时记录晶体的重量，所述高温热成像系统设置在提拉炉一侧，用于实时观测晶体的直径。
2.一种在晶体生长过程中实时计算固液界面凹凸度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种在晶体生长过程中实时计算固液界面凹凸度的方法，其特征在于：所述步骤三中对比γ平与γ的大小，如果γ≈γ平，则为平固液界面；如果γ>γ平，则为凹界面或凸界面。
4.根据权利要求1所述的一种在晶体生长过程中实时计算固液界面凹凸度的方法，其特征在于：所述步骤六中m＞m0时，为凸界面，高度为h，m≤m0为凹界面。
