晶体生长模拟

晶体生长模拟第1页，共27页，2023年，2月20日，星期一

FEMAG软件概况

FEMAG软件是世界上第一款商业的材料晶体生长数值模拟软件，由比利时新鲁汶大学教授Dr.

François

Dupret于20世纪80年代中期领导开发。Dr.

François

Dupret是第二届晶体生长模型国际研讨会主席、EUROTHERM相变热力学研讨会联合主席、机械工程学位委员会主席，曾担任国际晶体生长（Journal

of

Crystal

Growth）期刊主编。FEMAG软件拥有国际上最先进、最高效、最全面的晶体生长工艺模拟技术和多物理场耦合仿真功能，可模拟的晶体生长工艺包括提拉法（柴氏法，Cz法）、泡生法（Ky法）、区熔法（FZ法）、坩埚下降法（垂直布里兹曼法，VB法）、物理气相传输法（PVT法）等，广泛应用于集成电路、太阳能光伏、半导体、蓝宝石等领域。ON

Semiconductor（安森美半导体）、美国Kayex、Siltronic（世创电子材料）、AXT（美国晶体技术集团）、韩国Nexolon、LG、韩国汉阳大学、Norut（挪威北方研究所）、日本SUMCO集团、Gritek（有研新材料）、天津环欧半导体材料、中环股份、北京有色金属研究总院、清华大学等企业和科研机构，均是FEMAG软件的用户。第2页，共27页，2023年，2月20日，星期一FEMAG软件产品目前，FEMAG软件包括以下六款产品：FEMAG/CZ——FEMAG提拉法晶体生长模拟软件FEMAGCZ/OX——FEMAG提拉/泡生法晶体生长模拟软件FEMAG/FZ——FEMAG区熔法晶体生长模拟软件FEMAG/DS——FEMAG三维定向凝固模拟软件FEMAG/VB——FEMAGVB/VGF法晶体生长模拟软件FEMAG/PVT——FEMAG物理气相传输法晶体生长模拟软件第3页，共27页，2023年，2月20日，星期一应用领域FEMAG软件已在以下行业中得到了广泛的应用：半导体用单晶硅生产与研发太阳能光伏用单晶硅、多晶硅锭生产与研发集成电路级单晶硅生产与研发航空发动机涡轮叶片单晶高温合金生产与研发LED光电技术用氧化物晶体和蓝宝石晶体生产与研发晶体生长熔炉设计与生产第4页，共27页，2023年，2月20日，星期一

FEMAG-CZ软件

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第5页，共27页，2023年，2月20日，星期一FEMAG-CZ直拉法模拟软件第6页，共27页，2023年，2月20日，星期一FEMAG3D熔体流动模拟结果第7页，共27页，2023年，2月20日，星期一

FEMAG动态模拟

第8页，共27页，2023年，2月20日，星期一直拉法晶体生长中的填隙原子和空位的动态预测第9页，共27页，2023年，2月20日，星期一

直拉法晶体硅生长中的OSF

（氧化诱生层错）预测

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直拉法晶体生长的三维应力分布

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硅晶体直拉法生长氧含量预测

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直拉法硅晶体生长硼浓度

分布预测

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连续提拉法（CCZ）温度预测

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连续提拉法（CCZ）熔体自由表面上部的氩气流场分布

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在横向磁场作用下的三维熔体流动

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在横向磁场作用下的三维等温线分布

第17页，共27页，2023年，2月20日，星期一FEMAG-FZ软件FEMAG区熔法软件（FEMAG-FZ）用于模拟区熔法生长工艺（FZ,PFZ）FEMAG区熔法软件专注于设计新的热场，并研发新的方法以满足新的商业需求点，比如：无缺陷晶锭生长提高成品率节省R&D成本第18页，共27页，2023年，2月20日，星期一

FEMAG-FZ区熔法模拟软件

区熔法工艺的等温线预测第19页，共27页，2023年，2月20日，星期一

FEMAG预测区熔法生长晶体缺陷

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模拟晶体转速对熔体流动的影响

第21页，共27页，2023年，2月20日，星期一FEMAG-DS软件FEMAG定向凝固模拟软件（FEMAG-DS）适用于铸锭定向凝固过程工艺（DS,HEM,VB,VGF）FEMAG定向凝固模拟软件用于设计新的热场，并研发新的方法以满足新的商业需求点，比如：晶体微结构优化扩大生产规模第22页，共27页，2023年，2月20日，星期一

定向凝固工艺中的三维熔体流动，速度剖面和界面预测

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定向凝固铸锭炉

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定向凝固工艺等温线和界面形状的二维仿真图

第25页，共27页，2023年，2月20日，星期一

为晶粒生长研究所进行的定向凝固速度分布预测

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