CGSim ：用于分析和优化半导体和半透明晶体的 Cz、LEC、VCz 和 Bridgman 生长的软件包

CGSim 是一款专业的晶体生长模拟软件，该软件针对熔体中晶体生长过程仿真模拟，并可以模拟直拉法（Cz）、液体封装直拉法（LEC）、蒸汽压控制直拉法（VCz）、VB 法（垂直布里奇曼法）、TSSG (顶部籽晶溶液法）、钠流法、DS 法、FZ 法、VGF 法、Ky 法等软件包提供晶体生长过程，进而提供优化改进的解决方案。

该软件能够对晶体生长过程的温场、流场、晶体热应力、炉体中的温度分布以及固液界面等进行分析，从而优化晶体生长过程，实现提高晶体的提拉速度、降低能耗、降低晶体的结构缺陷、缩短晶体的退火工艺、延长炉体部件使用寿命等目的。

CGSim 软件可以模拟晶体生长的物理过程来保证生长晶体的质量。该软件包含以下几个基本模块：CGSim 基本模块、缺陷模块、流体模块、动态直拉模块、以及用于观察模拟结果的可视化软件工具 View 2D 和 CGSim Viewer。

应用领域：

1. 1. 通过调整热区和生长参数，可以控制和优化结晶前缘的几何形状和 V/G 分布。
   2. 在保持高质量晶体的前提下提高结晶速率。
   3. 控制生长晶体中的应力和缺陷。通过精确调整隔热罩来进行缺陷工程。
   4. 通过晶体/坩埚旋转速率、不同强度和方向的磁场来控制熔体对流。稳定熔体内的对流，同时保持合理的湍流混合。
   5. 熔体和气体中杂质输运分析。硅 CZ 生长中含氧和碳浓度的预测。调整生长条件和修改热区，以提供所需的杂质浓度。
   6. 充分考虑液体封装生长中的封装剂、湍流气流和对流热传输。
   7. 为新晶体生长装置的设计和优化提供建模支持。 以下应用程序示例说明了 CGSim 软件包的功能：

软件的结果可视化

CGSim Viewer 和 View 2D 是软件的可视化工具，它允许用户观察晶体模拟结果中热和质的通量的 1D 和 2D 分布，V/G 比和结晶面的温度梯度。此外沿边界的 1D 分布可以显示为曲线图并存储在硬盘文件中。内置的动画工具有助于分析三维熔体对流和非稳态的计算区域的瞬时变化。

成果：目前 CGSim 软件己被成功应用于 100mm,300mm 和 400mm 提拉法 Si 单晶生长中的热传输过程，固液界面形状，磁场作下，三维非稳态湍流及 OSF 环缺陷等过程的模拟，VCZ 法晶体生长过程中的传质、传热行为模拟，泡生法蓝宝石晶体生长中的流体对流模拟及提拉法蓝宝石晶体的生长模拟等。