本發明涉及單晶制備，尤其是涉及一種引晶階段的監控方法、系統、存儲介質、單晶產品制造方法及單晶產品。
背景技術：
1、當下的單晶產品的生產過程主要采用直拉法(czochralski法，簡稱cz法)或區熔法(fz法)，最終形成單晶產品或者晶體產品，其中直拉法是最常見的工藝，直拉法制備過程中的核心步驟包括引晶、放肩、等徑和收尾階段，其中引晶過程對拉晶生產及晶體質量具有很大影響。
2、引晶過程中，晶體結構易于發生變化或者雜質混入，例如液體中有雜質飄出、或者晶體結構發生變化；當前，穩溫工藝中引晶前期，溫度偏高容易造成引晶引斷，且無法統一引晶過程的一致性。
3、另外，因引晶過程中晶體結構發生變化而結束工藝過程，會引發大量的資源浪費及巡檢工時浪費。
技術實現思路
1、為了解決現有技術的中至少一項技術問題，本發明提供一種引晶階段的監控方法、系統、存儲介質、單晶產品制造方法及單晶產品。
2、因為當前穩溫工藝中缺乏對熔接熔點的準確實時監控，且引晶前期難以確定準確的熔接熔點溫度，而“籽晶充分熔接”需避免過熱所引發的引晶斷裂，造成引晶階段難以避免對異常及異常情況判斷的誤差，影響判斷的準確性，進而影響引晶及單晶生產；操作人員更是難以直接觀測引晶工序前期是否滿足引晶條件，難以直接發出引晶信號指導生產操作；現有的監測、控制系統也無法準確識別引晶條件，不能直接輸出晶體結構的變化信號，并判斷生長過程是否異常，難以對晶體生長和拉晶生產進行有效的干預和控制；現有的依賴圖像識別技術也容易產生誤判，無故拖慢拉晶進程；而過多誤差的影響，會導致工作效率低下，無法實現引晶過程的一致性。
3、本發明首先提供一種引晶階段的監控方法，包括：
4、s10：根據預設采集頻率，獲取引晶階段的固液交界面圖像；
5、s20：分析周期內所述固液交界面圖像中的結晶特征，判斷引晶階段的晶體生長狀態；
6、s30：根據所述晶體生長狀態，執行晶體生長程序或者異常處理程序。
7、優選地，還包括：
8、s40：異常處理程序包括異常統計和/或警告程序；將固液交界面圖像的判斷結果加入到異常統計數據中，當異常統計數值大于預設閾值，則執行警告程序；
9、其中，異常統計數據可以被視為一種數據集、數據容器、數據庫或者文件夾，異常統計數值是一種與異常圖像數量相關的值，是一種異常統計數據；例如，當一個觀測周期內出現異常圖像，則將異常圖像的數量占比輸出形成異常統計數值，并將其加入到異常統計數據中或者作為一種異常統計數據；
10、優選地，還包括：
11、s50：啟動警告程序，提示對晶體生長程序進行調整。
12、優選地，步驟s40中，設定觀測周期時長，將一個觀測周期內異常圖像數量占比輸出到異常統計數據中；
13、當一個觀測周期內異常圖像數量占比不超過一級預設閾值，執行程序y，正常執行晶體生長；當一個觀測周期內異常圖像數量占比超過一級預設閾值，不超過二級預設閾值，執行程序f，對異常情況進行分析；當一個觀測周期內異常圖像數量占比超過二級預設閾值，執行程序n，進入步驟s50；
14、優選地，一級預設閾值的取值范圍為30-40％，二級預設閾值的取值范圍為60-80％。
15、優選地，程序f中，對連續的觀測周期進行統計，當任一連續b個周期內，大于一級預設閾值的周期數量超過不大于一級預設閾值的周期數量時，則執行程序n，進入步驟50；當任一連續b個周期內，大于一級預設閾值的周期數量不超過不大于一級預設閾值的周期數量時，則繼續執行程序y；優選地，b為3-7的奇數。
16、優選地，結晶特征包括光圈形態、晶線熔點和棱線中的一種或多種。
17、優選地，通過觀測晶線熔點或棱線的數量判斷引晶過程是否正常；
18、優選地，在一個固液交界面圖像中，晶線熔點數量或棱線數量符合第一標準，則判斷該固液交界面圖像為正常圖像，否則即為異常圖像；
19、優選的，第一標準為晶線熔點數量或棱線數量的取值范圍為2-3個。
20、優選地，晶線熔點呈現亮點形態，當光圈形態中疑似晶線熔點的亮點面積超過普通區域面積，且差值大于第二標準時，則判斷該疑似晶線熔點為晶線熔點；
21、優選地，第二標準亮點面積超過普通區域面積的差值(或比值)的取值范圍為50-60％。
22、優選地，光圈形態作為判斷圖像是否正常的因素時，包括：光圈形狀指標、光圈動態行為指標和光圈亮度相關指標；光圈形狀指標包括：圓潤度和飽滿度；光圈動態行為指標包括：晃動頻率與振幅和亮點位移量；光圈亮度相關指標包括：亮度均勻性和亮度穩定性；例如，通過檢測光圈的圓度誤差、內徑外徑比值等信息，其中圓度誤差應不大于8％，外徑/內徑比不大于1.2，則判斷該圖像為正常圖像；對連續圖像中的光圈形態進行觀測和判斷，檢測光圈晃動頻率、光圈范圍中晶線熔點或棱線的位移速度和亮度波動中的一種或多種；晃動頻率應不大于3hz；晶線熔點或棱線位移速度可結合晶體轉速設定，一般晶體制備工藝中，該位移速度應不大于0.3mm/s；亮度波動不大于20％；當連續圖片提供的信息中，上述條件能夠得以滿足，則判斷該階段圖像未出現異常。
23、優選地，通過機器學習技術訓練并獲得圖像判斷模型，用于判斷ccd采集的固液交界面圖像是正常圖像還是異常圖像。
24、優選地，s50中的警告程序包括：輸出報警提示、暫停執行晶體生長程序、執行決策處理或者提示人工干預介入中的至少一種。
25、優選地，具體步驟如下：
26、s10：根據預設采集頻率，通過工業相機采集引晶階段的固液交界面圖像；
27、s20：分析周期內固液交界面圖像中的結晶特征，判斷引晶階段的晶體生長狀態；其中，引晶階段前期結晶特征為晶線熔點形狀和數量，判斷方式執行步驟s20-11，步驟s20-12；引晶階段后期結晶特征為棱線數量，判斷方式執行步驟s20-21；
28、s20-11：訓練得到圖像分析模型，通過圖像分析模型識別固液交界面圖像中的晶線熔點；具體的，計算疑似晶線熔點面積，當其面積大于普通區域面積a％，則判定其為晶線熔點，否則判定為非晶線熔點；其中，a的取值范圍為50-60；
29、s20-12：統計固液交界面圖像中晶線熔點數量，當晶線熔點數量為2-3個時，判定該圖像為正常圖像，否則判定為異常圖像；判斷過程通過第一圖像判斷模型來實現，預先通過機器學習技術訓練得到第一圖像判斷模型；
30、s20-21：統計固液交界面圖像中棱線數量，當棱線數量為2-3個時，判定該圖像為正常圖像，否則判定為異常圖像；判斷過程通過第二圖像判斷模型來實現，預先通過機器學習技術訓練得到第二圖像判斷模型；
31、s30：根據晶體生長狀態，執行晶體生長程序或者異常處理程序；當晶體生長狀態正常，則執行晶體生長程序；當出現異常圖像，判斷晶體生長狀態異常，進入異常處理程序s40；
32、s40：異常處理程序包括異常統計和/或警告程序；將固液交界面圖像的判斷結果統計到異常統計數據中，當異常統計數值大于預設閾值，則執行警告程序；具體如下：
33、s401：設定觀測周期時長，將一個觀測周期內異常圖像數量占比輸出到異常統計數據中；
34、s402：當一個觀測周期內異常圖像數量占比不超過一級預設閾值，執行程序y，照常進行晶體生長程序；當一個觀測周期內異常圖像數量占比超過一級預設閾值，不超過二級預設閾值，執行程序f，進入步驟s403；當一個觀測周期內異常圖像數量占比超過二級預設閾值，執行程序n，進入步驟s50；
35、其中，一級預設閾值的取值范圍為30-40％，二級預設閾值的取值范圍為60-80％；
36、s403：對連續的觀測周期進行統計，當任一連續b個周期內，大于一級預設閾值的周期數量超過不大于一級預設閾值的周期數量時，則執行程序n，進入步驟50；當任一連續b個周期內，大于一級預設閾值的周期數量不超過不大于一級預設閾值的周期數量時，則繼續執行程序y，照常進行晶體生長程序；
37、s50：啟動警告程序，暫停晶體生長程序，提示對晶體生長程序進行調整；
38、s60：經調整后，恢復晶體生長程序，執行步驟s70；經調整后無法恢復晶體生長程序，則結束晶體生長程序；
39、s70：返回執行步驟s10，持續引晶程序，直至完成引晶階段，停止監控并進入下一工步。
40、本發明還提供一種引晶階段的監控系統，執行前述引晶階段的監控方法。
41、本發明還提供一種存儲介質，存儲有前述引晶階段的監控方法所對應的計算機程序。
42、本發明還提供一種單晶產品制造方法，采用前述引晶階段的監控方法。
43、本發明還提供一種單晶產品，采用前述引晶階段的監控方法進行生產得到，單晶產品與籽晶的晶向偏差小于0.5°。
44、本發明的引晶階段的監控系統、存儲介質、單晶產品制造方法及單晶產品，通過應用引晶階段的監控方法，利用工業相機采集圖像后，可以通過機器學習技術訓練得到的圖像判斷模型判斷引晶過程中的圖像變化，再通過圖像判斷模型對每一個監控圖像進行判斷，并統計到異常統計數據中，再對累計異常情況進行合理分析，從而輸出值得被注意到的警告，實現自動監控引晶過程；通過圖像判斷模型準確識別并輸出晶體結構變化信號，代替人工自動執行監控過程，能夠有效提高單晶生產過程異常情況識別準確率，減少或消除人員過程巡檢浪費及主觀上的不統一性；異常結果在一定時間內進行本地端和遠程端輸出報警提示或決策，也可以實現對單晶拉制過程的追溯，保證了數據的準確性、時效性；也能夠減少由于單一圖片的誤差，而影響整個拉晶生產制造過程，更為科學、合理，確保生產制造的單晶產品的晶向與籽晶通常選擇的特定晶向偏差極小。
45、本發明具有的優點和積極效果還包括：
46、1.本發明可以自動監控引晶過程，以視覺系統或圖像識別技術判斷引晶過程中的圖像變化，通過圖像判斷模型準確識別并輸出晶體結構變化信號，可自動執行監控過程；
47、2.本發明將異常情況累計，結合異常的固液交界面圖像出現頻次和異常情況連續程度對引晶過程的異常進行判斷，避免偶然情況對異常判斷產生的誤差，顯著提高異常情況判斷的準確性；
48、3.本發明保證了數據的準確性、時效性，提高人員工作效率；能夠消除在引晶過程中晶體結構發生變化而完成工藝過程引發的源浪費，并能夠減少巡檢工時的浪費。