晶體生長模擬

晶體生長模擬第1頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

FEMAG軟件概況

FEMAG軟件是世界上第一款商業(yè)的材料晶體生長數值模擬軟件，由比利時新魯汶大學教授Dr.

Fran?ois

Dupret于20世紀80年代中期領導開發(fā)。Dr.

Fran?ois

Dupret是第二屆晶體生長模型國際研討會主席、EUROTHERM相變熱力學研討會聯合主席、機械工程學位委員會主席，曾擔任國際晶體生長（Journal

of

Crystal

Growth）期刊主編。FEMAG軟件擁有國際上最先進、最高效、最全面的晶體生長工藝模擬技術和多物理場耦合仿真功能，可模擬的晶體生長工藝包括提拉法（柴氏法，Cz法）、泡生法（Ky法）、區(qū)熔法（FZ法）、坩堝下降法（垂直布里茲曼法，VB法）、物理氣相傳輸法（PVT法）等，廣泛應用于集成電路、太陽能光伏、半導體、藍寶石等領域。ON

Semiconductor（安森美半導體）、美國Kayex、Siltronic（世創(chuàng)電子材料）、AXT（美國晶體技術集團）、韓國Nexolon、LG、韓國漢陽大學、Norut（挪威北方研究所）、日本SUMCO集團、Gritek（有研新材料）、天津環(huán)歐半導體材料、中環(huán)股份、北京有色金屬研究總院、清華大學等企業(yè)和科研機構，均是FEMAG軟件的用戶。第2頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一FEMAG軟件產品目前，FEMAG軟件包括以下六款產品：FEMAG/CZ——FEMAG提拉法晶體生長模擬軟件FEMAGCZ/OX——FEMAG提拉/泡生法晶體生長模擬軟件FEMAG/FZ——FEMAG區(qū)熔法晶體生長模擬軟件FEMAG/DS——FEMAG三維定向凝固模擬軟件FEMAG/VB——FEMAGVB/VGF法晶體生長模擬軟件FEMAG/PVT——FEMAG物理氣相傳輸法晶體生長模擬軟件第3頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一應用領域FEMAG軟件已在以下行業(yè)中得到了廣泛的應用：半導體用單晶硅生產與研發(fā)太陽能光伏用單晶硅、多晶硅錠生產與研發(fā)集成電路級單晶硅生產與研發(fā)航空發(fā)動機渦輪葉片單晶高溫合金生產與研發(fā)LED光電技術用氧化物晶體和藍寶石晶體生產與研發(fā)晶體生長熔爐設計與生產第4頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

FEMAG-CZ軟件

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計，并研發(fā)新的方法以滿足新的商業(yè)需求點，比如：大直徑晶錠生長無缺陷硅晶錠生長提高成品率氧含量控制降低碳含量晶錠半徑和沿軸向的電阻率差異減小CCZ工藝仿真磁場設計藍寶石生長工藝設計第5頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一FEMAG-CZ直拉法模擬軟件第6頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一FEMAG3D熔體流動模擬結果第7頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

FEMAG動態(tài)模擬

第8頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一直拉法晶體生長中的填隙原子和空位的動態(tài)預測第9頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

直拉法晶體硅生長中的OSF

（氧化誘生層錯）預測

第10頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

直拉法晶體生長的三維應力分布

第11頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

硅晶體直拉法生長氧含量預測

第12頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

直拉法硅晶體生長硼濃度

分布預測

第13頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

連續(xù)提拉法（CCZ）溫度預測

第14頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

連續(xù)提拉法（CCZ）熔體自由表面上部的氬氣流場分布

第15頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

在橫向磁場作用下的三維熔體流動

第16頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

在橫向磁場作用下的三維等溫線分布

第17頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一FEMAG-FZ軟件FEMAG區(qū)熔法軟件（FEMAG-FZ）用于模擬區(qū)熔法生長工藝（FZ,PFZ）FEMAG區(qū)熔法軟件專注于設計新的熱場，并研發(fā)新的方法以滿足新的商業(yè)需求點，比如：無缺陷晶錠生長提高成品率節(jié)省R&D成本第18頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

FEMAG-FZ區(qū)熔法模擬軟件

區(qū)熔法工藝的等溫線預測第19頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

FEMAG預測區(qū)熔法生長晶體缺陷

第20頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

模擬晶體轉速對熔體流動的影響

第21頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一FEMAG-DS軟件FEMAG定向凝固模擬軟件（FEMAG-DS）適用于鑄錠定向凝固過程工藝（DS,HEM,VB,VGF）FEMAG定向凝固模擬軟件用于設計新的熱場，并研發(fā)新的方法以滿足新的商業(yè)需求點，比如：晶體微結構優(yōu)化擴大生產規(guī)模第22頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

定向凝固工藝中的三維熔體流動，速度剖面和界面預測

第23頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

定向凝固鑄錠爐

第24頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

定向凝固工藝等溫線和界面形狀的二維仿真圖

第25頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

為晶粒生長研究所進行的定向凝固速度分布預測

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