Czochralski 300毫米电子硅生长技术

CGSim软件可用于通过Czochralski法对硅生长进行建模和优化，包括改进热区设计、配方（与时间相关的加热器功率值、晶体旋转率、坩埚旋转率、晶体拉动率）、磁场影响、冷却阶段温度下降时间表的优化。最常见的模拟目标是测试硬件修改、最大限度地降低晶体结构损失的概率、减少能耗、缩短生长周期、提高工艺稳定性、在残余应力和掺杂均匀性方面获得更高的晶体质量。

就300毫米硅而言，熔体对流对结晶前沿形状的影响尤为明显。在这种情况下，与较小直径硅锭的Czochralski生长不同，传热和传质主要受湍流结构的控制。湍流熔体波动的基本三维特征，尤其是晶体下的湍流熔体波动，会导致结晶前沿的热量供应不均匀，从而导致结晶速率分布严重不均匀和不稳定。这些现象可直接在三维非稳态分析中模拟。在CGSim中实施的三维非稳态方法已成功应用于模拟直径为300 毫米的硅晶体的工业 Czochralski 生长，详见 [1, 2]。

Crystallization rate distribution and melt convection 

Temperature distribution in the melt during Czochralski Si growth

 Distribution of the Oxygen concentration in the melt

Computed crystallization front geometries compared to the experimental data