晶體生長計(jì)算軟件FEMAG_CZ之_Czochralski (CZ) Process (FEMAG-CZ直拉法晶體生長)

1、晶體生長計(jì)算軟件FEMAG-CZ之Czochralski (CZ) Process（FEMAG-CZ） FEMAG直拉法模擬軟件（FEMAG-CZ）用于模擬直拉法工藝（包括Cz, MCz, VCz,泡生法）。 FEMAG-CZ直拉法模擬軟件用于新的熱場設(shè)計(jì)，并研發(fā)新的方法以滿足新的商業(yè)需求點(diǎn)，比如：ü 大直徑晶錠生長ü 無缺陷硅晶錠生長 ü 提高成品率ü 氧含量控制ü 降低碳含量ü 晶錠半徑和沿軸向的電阻率差異減小ü CCZ工藝仿真ü 磁場設(shè)計(jì)ü 藍(lán)寶石生長工藝設(shè)計(jì)FEMAG-CZ模擬軟件通過降

2、低試驗(yàn)成本而節(jié)省了R&D消耗。大直徑晶錠生長以期不進(jìn)行大量昂貴的可行性試驗(yàn)生長大尺寸晶體看起來是不太現(xiàn)實(shí)的。FEMAG-CZ軟件提供這種可能性。為了生產(chǎn)450 mm及以上的大尺寸無缺陷硅晶體，晶體生長工程師通過使用FEMAG-CZ來定義關(guān)鍵的工藝參數(shù)，而無需任何材料和能源的消耗。FEMAG-CZ能夠設(shè)計(jì)新的熱場并研發(fā)新的工藝技術(shù)，在FEMAG直拉法模擬軟件的幫助下，晶體生長工程師能夠在一個(gè)有效的虛擬環(huán)境中優(yōu)化每一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，比如旋轉(zhuǎn)速率，提拉速度，氣體流速，壓強(qiáng)和功率消耗等。FEMAG直拉法模擬還能進(jìn)一步為晶體生長工程師給出在某一工藝配置下產(chǎn)出的最終成品的質(zhì)量和成本信息，比如晶體中的溫

3、度梯度，氧/碳/摻雜物/微缺陷分布等。通過軟件能夠獲得硅/鍺/藍(lán)寶石晶體質(zhì)量和產(chǎn)品成本信息，這一模擬過程無需任何材料和能量的消耗。   FEMAG 3D 熔體流動(dòng)模擬結(jié)果                    FEMAG動(dòng)態(tài)模擬   無缺陷硅晶錠生長無缺陷晶體硅生長是世界上最大的難點(diǎn)之一。FEMAG模擬軟件能夠幫助工程師運(yùn)用自己創(chuàng)新的技術(shù)生長出無缺陷晶體。運(yùn)用FEMAG軟件缺陷工程模塊可以預(yù)測晶體爐或者其他

4、指定直拉法工藝環(huán)境中生長的晶體成品質(zhì)量。缺陷工程模塊能夠洞悉硅、鍺生長過程中填隙原子，空位和微孔演變過程。FEMAG-CZ能夠成為你的測試平臺(tái)，試驗(yàn)在不同的操作條件下對晶體生長質(zhì)量的影響，如ü 熱場設(shè)計(jì)ü 加熱器功率ü 晶體和坩堝的旋轉(zhuǎn)速率ü 晶體提拉速度，坩堝的位置ü 氣體流率和壓強(qiáng)一旦掌握了晶體生長工藝中的動(dòng)態(tài)規(guī)律，就可以找到最優(yōu)的配置以增加成品率和投資回報(bào)。直拉法晶體生長中的填隙原子和空位的動(dòng)態(tài)預(yù)測直拉法晶體硅生長中的OSF（氧化誘生層錯(cuò)）預(yù)測提高成品率 在沒有任何結(jié)構(gòu)損失的情況下直拉法晶體爐所能達(dá)到的最大提拉速度是什么？你是否也在尋找這

5、一難題的解決方案呢？你知道影響產(chǎn)出的限制因素是什么嗎？FEMAG直拉法模擬軟件可以幫助工程師在晶體生長過程的每一個(gè)時(shí)刻追蹤關(guān)鍵參數(shù)的變化。直拉法模擬軟件為工程師們提供了在晶體生長過程中凝固前沿形狀，熱彈性應(yīng)力，溶體流動(dòng)形態(tài)，氣體流動(dòng)形態(tài)，石墨系統(tǒng)的溫度變化等信息。用戶可以通過上述的參數(shù)信息優(yōu)化其工藝條件，從而增加凝固生產(chǎn)效率和產(chǎn)出。因此，借助FEMAG直拉法模擬軟件工程師不僅可以增加其產(chǎn)出，還能獲取下一代晶體生長工藝技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵信息。直拉法晶體生長的三維應(yīng)力分布 氧含量控制 氧氣是晶體生長過程中至關(guān)重要的影響因素。從縮頸階段到最后的收尾階段，沿徑向和軸向氧含量的控制都是工業(yè)上的一大

6、挑戰(zhàn)。N型硅太陽能電池，要求氧含量必須盡可能少，對于IC晶圓而言也必須對氧含量控制得很好。針對這兩類應(yīng)用，F(xiàn)EMAG直拉法模擬軟件能根據(jù)其工藝配置（熱場配置和操作條件）計(jì)算出晶體中的氧氣分布。FEMAG的使用者運(yùn)用了FEMAG直拉法橫向磁場模塊(FEMAGCZ-TMF)來測試新的技術(shù)（比如新的磁場設(shè)置）來優(yōu)化氧氣的分布情況。FEMAG直拉法模擬軟件為工程師提供了創(chuàng)新的氧氣模型以精確地預(yù)測晶體中氧氣的變化情況。硅晶體直拉法生長的氧含量預(yù)測 碳含量控制碳是不需要的額外成分，會(huì)從石墨元素中滲入到硅晶體中。晶體中碳含量的增加會(huì)對電池轉(zhuǎn)換效率和整個(gè)晶圓生產(chǎn)工藝產(chǎn)生阻礙。碳含量預(yù)測涉及幾個(gè)方面的

7、問題-需要探究原料，晶體生長區(qū)中雜質(zhì)浸入以及密閉性對最終結(jié)晶質(zhì)量的影響。無論是半導(dǎo)體晶圓或太陽能晶片，碳的存在都會(huì)產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)。FEMAG直拉法模擬軟件為工程師們提供了特有的模型去分析指定工藝過程的碳濃度。FEMAG直拉法模擬軟件能夠根據(jù)其工藝配置（熱場配置和操作條件）來計(jì)算晶體中的碳分布。 電阻率差異減小生長軸向和徑向電阻率均勻的晶體一直是一大難題，怎樣去突破它呢？高電阻率或者超高電阻率硅晶圓的主要特征是在晶圓厚度方向電阻率的良好均勻性，同時(shí)沿軸向和徑向的電阻率梯度也具有一定均勻性，且在整個(gè)器件加工時(shí)都具備穩(wěn)定性。這些特征依賴于晶體生長環(huán)境，同時(shí)也受到硅晶體生長過程中摻雜數(shù)量和摻雜

8、類型的影響。FEMAG-CZ模擬軟件通過計(jì)算整個(gè)晶體生長過程里的摻雜分布來幫助工程師們設(shè)計(jì)一種理想的晶體生長工藝以達(dá)到均勻的電阻率。一些最早使用FEMAG直拉法模擬軟件的企業(yè)如今業(yè)已成為全球半導(dǎo)體行業(yè)中的領(lǐng)軍者。直拉法硅晶體生長的硼濃度分布預(yù)測連續(xù)提拉法（CCZ）工藝仿真連續(xù)提拉法晶體生長是一項(xiàng)復(fù)雜而具有市場潛力的技術(shù)。顯然這項(xiàng)技術(shù)相當(dāng)費(fèi)錢甚至還會(huì)導(dǎo)致企業(yè)破產(chǎn)。但我們?nèi)韵胫涝鯓硬拍苷莆者@項(xiàng)工藝？工業(yè)使用者夢想通過CCZ晶體生長法得到超高電阻率硅片。高電阻率或者超高電阻率硅晶圓，在晶圓厚度方向電阻率的良好均勻性，同時(shí)沿軸向和徑向的電阻率梯度也具有一定均勻性，且在整個(gè)器件加工時(shí)具備穩(wěn)定性。在晶體

9、生長技術(shù)推向工業(yè)生產(chǎn)之前都會(huì)進(jìn)行無數(shù)次的設(shè)計(jì)測試和實(shí)驗(yàn)，為此需要付出極大的金錢消耗。利用FEMAG直拉法模擬軟件，為獲得同一個(gè)信息點(diǎn)所需要耗費(fèi)的成本連實(shí)驗(yàn)的十分之一都不到。FEMAG直拉法模擬軟件會(huì)幫助晶體生長工程師了解他們的連續(xù)提拉法工藝質(zhì)量和成本來源。根據(jù)指定的工藝條件，摻雜數(shù)量和摻雜種類計(jì)算摻雜的分布情況，F(xiàn)EMAG直拉法模擬軟件能夠幫助工程師設(shè)計(jì)出能夠達(dá)到最佳電阻率均勻性的工藝過程。FEMAG直拉法模擬軟件是成功掌握CCZ生長過程的有效途徑。連續(xù)提拉法的溫度預(yù)測 連續(xù)提拉法熔體自由表面上部的氬氣流場分布磁場設(shè)計(jì)為生長出高質(zhì)量的晶體，直拉法晶體爐中的磁場設(shè)計(jì)是很值得去探究的。但是你知道設(shè)計(jì)何種強(qiáng)度和磁場位置可以更好的發(fā)展完善CZ工藝嗎？在半導(dǎo)體晶錠的工業(yè)生產(chǎn)中，會(huì)應(yīng)用各種各樣的磁場設(shè)計(jì)方案，如軸向，cusp型，旋轉(zhuǎn)和橫向磁場。你是否考慮過磁場對熔體流動(dòng)的影響呢？FEMAG使用者借助FEMAG直拉法模擬軟件包括附加的FEMAG-CZ橫向磁場軟件(FEMAGCZ- TMF)能夠直觀地仿真磁場對晶體生長過程的影響。FEMAG直拉法橫向磁場模擬軟件是一項(xiàng)首創(chuàng)的三維有限元分析技術(shù)，能夠在短短一天之內(nèi)完成工業(yè)化晶體生長的三維仿真分析。學(xué)習(xí)與掌握成功工藝的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素，我們既可以通過實(shí)驗(yàn)也可以借助模擬軟件來實(shí)現(xiàn)，顯然實(shí)驗(yàn)需要