FEMAG晶体生长建模软件之Czochralski_(CZ)_Process_(FEMAG-CZ).doc

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1、FEMAG晶体生长建模软件Czochralski (CZ) Process（FEMAG-CZ） FEMAG直拉法模拟软件（FEMAG-CZ）用于模拟直拉法工艺（包括Cz, MCz, VCz,泡生法）。FEMAG-CZ直拉法模拟软件用于新的热场设计，并研发新的方法以满足新的商业需求点，比如： 大直径晶锭生长 无缺陷硅晶锭生长 提高成品率 氧含量控制 降低碳含量 晶锭半径和沿轴向的电阻率差异减小 CCZ工艺仿真 磁场设计 蓝宝石生长工艺设计FEMAG-CZ模拟软件通过降低试验成本而节省了R&D消耗。大直径晶锭生长以期不进行大量昂贵的可行性试验生长大尺寸晶体看起来是不太现实的。FEMAG-CZ软件提

2、供这种可能性。为了生产450 mm及以上的大尺寸无缺陷硅晶体，晶体生长工程师通过使用FEMAG-CZ来定义关键的工艺参数，而无需任何材料和能源的消耗。FEMAG-CZ能够设计新的热场并研发新的工艺技术，在FEMAG直拉法模拟软件的帮助下，晶体生长工程师能够在一个有效的虚拟环境中优化每一个关键参数，比如旋转速率，提拉速度，气体流速，压强和功率消耗等。FEMAG直拉法模拟还能进一步为晶体生长工程师给出在某一工艺配置下产出的最终成品的质量和成本信息，比如晶体中的温度梯度，氧/碳/掺杂物/微缺陷分布等。通过软件能够获得硅/锗/蓝宝石晶体质量和产品成本信息，这一模拟过程无需任何材料和能量的消耗。FEMA

3、G 3D 熔体流动模拟结果 FEMAG动态模拟 无缺陷硅晶锭生长无缺陷晶体硅生长是世界上最大的难点之一。FEMAG模拟软件能够帮助工程师运用自己创新的技术生长出无缺陷晶体。运用FEMAG软件缺陷工程模块可以预测晶体炉或者其他指定直拉法工艺环境中生长的晶体成品质量。缺陷工程模块能够洞悉硅、锗生长过程中填隙原子，空位和微孔演变过程。FEMAG-CZ能够成为你的测试平台，试验在不同的操作条件下对晶体生长质量的影响，如 热场设计 加热器功率 晶体和坩埚的旋转速率 晶体提拉速度，坩埚的位置 气体流率和压强一旦掌握了晶体生长工艺中的动态规律，就可以找到最优的配置以增加成品率和投资回报。直拉法晶体生长中的填

4、隙原子和空位的动态预测直拉法晶体硅生长中的OSF（氧化诱生层错）预测提高成品率 在没有任何结构损失的情况下直拉法晶体炉所能达到的最大提拉速度是什么？你是否也在寻找这一难题的解决方案呢？你知道影响产出的限制因素是什么吗？FEMAG直拉法模拟软件可以帮助工程师在晶体生长过程的每一个时刻追踪关键参数的变化。直拉法模拟软件为工程师们提供了在晶体生长过程中凝固前沿形状，热弹性应力，溶体流动形态，气体流动形态，石墨系统的温度变化等信息。用户可以通过上述的参数信息优化其工艺条件，从而增加凝固生产效率和产出。因此，借助FEMAG直拉法模拟软件工程师不仅可以增加其产出，还能获取下一代晶体生长工艺技术创新的关键信

5、息。直拉法晶体生长的三维应力分布氧含量控制 氧气是晶体生长过程中至关重要的影响因素。从缩颈阶段到最后的收尾阶段，沿径向和轴向氧含量的控制都是工业上的一大挑战。N型硅太阳能电池，要求氧含量必须尽可能少，对于IC晶圆而言也必须对氧含量控制得很好。针对这两类应用，FEMAG直拉法模拟软件能根据其工艺配置（热场配置和操作条件）计算出晶体中的氧气分布。FEMAG的使用者运用了FEMAG直拉法横向磁场模块(FEMAGCZ-TMF)来测试新的技术（比如新的磁场设置）来优化氧气的分布情况。FEMAG直拉法模拟软件为工程师提供了创新的氧气模型以精确地预测晶体中氧气的变化情况。硅晶体直拉法生长的氧含量预测碳含量控

6、制碳是不需要的额外成分，会从石墨元素中渗入到硅晶体中。晶体中碳含量的增加会对电池转换效率和整个晶圆生产工艺产生阻碍。碳含量预测涉及几个方面的问题-需要探究原料，晶体生长区中杂质浸入以及密闭性对最终结晶质量的影响。无论是半导体晶圆或太阳能晶片，碳的存在都会产生负面效应。FEMAG直拉法模拟软件为工程师们提供了特有的模型去分析指定工艺过程的碳浓度。FEMAG直拉法模拟软件能够根据其工艺配置（热场配置和操作条件）来计算晶体中的碳分布。电阻率差异减小生长轴向和径向电阻率均匀的晶体一直是一大难题，怎样去突破它呢？高电阻率或者超高电阻率硅晶圆的主要特征是在晶圆厚度方向电阻率的良好均匀性，同时沿轴向和径向的

7、电阻率梯度也具有一定均匀性，且在整个器件加工时都具备稳定性。这些特征依赖于晶体生长环境，同时也受到硅晶体生长过程中掺杂数量和掺杂类型的影响。FEMAG-CZ模拟软件通过计算整个晶体生长过程里的掺杂分布来帮助工程师们设计一种理想的晶体生长工艺以达到均匀的电阻率。一些最早使用FEMAG直拉法模拟软件的企业如今业已成为全球半导体行业中的领军者。直拉法硅晶体生长的硼浓度分布预测连续提拉法（CCZ）工艺仿真连续提拉法晶体生长是一项复杂而具有市场潜力的技术。显然这项技术相当费钱甚至还会导致企业破产。但我们仍想知道怎样才能掌握这项工艺？工业使用者梦想通过CCZ晶体生长法得到超高电阻率硅片。高电阻率或者超高电

8、阻率硅晶圆，在晶圆厚度方向电阻率的良好均匀性，同时沿轴向和径向的电阻率梯度也具有一定均匀性，且在整个器件加工时具备稳定性。在晶体生长技术推向工业生产之前都会进行无数次的设计测试和实验，为此需要付出极大的金钱消耗。利用FEMAG直拉法模拟软件，为获得同一个信息点所需要耗费的成本连实验的十分之一都不到。FEMAG直拉法模拟软件会帮助晶体生长工程师了解他们的连续提拉法工艺质量和成本来源。根据指定的工艺条件，掺杂数量和掺杂种类计算掺杂的分布情况，FEMAG直拉法模拟软件能够帮助工程师设计出能够达到最佳电阻率均匀性的工艺过程。FEMAG直拉法模拟软件是成功掌握CCZ生长过程的有效途径。连续提拉法的温度预

9、测连续提拉法熔体自由表面上部的氩气流场分布磁场设计为生长出高质量的晶体，直拉法晶体炉中的磁场设计是很值得去探究的。但是你知道设计何种强度和磁场位置可以更好的发展完善CZ工艺吗？在半导体晶锭的工业生产中，会应用各种各样的磁场设计方案，如轴向，cusp型，旋转和横向磁场。你是否考虑过磁场对熔体流动的影响呢？FEMAG使用者借助FEMAG直拉法模拟软件包括附加的FEMAG-CZ横向磁场软件(FEMAGCZ- TMF)能够直观地仿真磁场对晶体生长过程的影响。FEMAG直拉法横向磁场模拟软件是一项首创的三维有限元分析技术，能够在短短一天之内完成工业化晶体生长的三维仿真分析。学习与掌握成功工艺的关键驱动因素，我们既可以通过实验也可以借助模拟软件来实现，显然实验需要耗费巨大的实验成本去评估每一次的产品研发，而通过FEMAG直拉法横向磁场模拟软件所耗费的各种成本要远低于实验的十分之一，提高了其核心竞争力。在横向磁场作用下的三维熔体流动在横向磁场作用下的三维等温线分布LED晶体生长过程设计FEMAG软件支持LED晶体直拉法和泡生法生长模拟。