【正文】 on in CZSi Crystal Growth CUSP 磁場(chǎng)對(duì)直拉 單晶硅 氧濃度分布影響的數(shù)值模擬 常麟 * ，周旗鋼，戴小林，魯進(jìn)軍，盧立延 ( 北京有色金屬研究總院有研半導(dǎo)體材料股份有限公司，北京 100088) 摘要 ： 利用有限元分析軟件 FEMAG/CZ對(duì) φ300 mm 直拉 單晶硅 生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行模擬，分析了保持 CUSP 磁場(chǎng)對(duì)稱面與熔體坩堝界面交點(diǎn)處的徑向分量不變的情況下， 單晶硅 中氧濃度分別隨 CUSP 磁場(chǎng)通電線圈距離、通電線圈半徑的變化規(guī)律。隨著通電線圈距離和半徑的增大，晶體 熔體固液界面氧濃度均逐漸降低。隨著通電線圈距離和半徑的增大，硅熔體徑向磁場(chǎng)強(qiáng)度逐漸增大，對(duì)坩堝底部熔體向晶體 熔體固液界面處對(duì)流的抑制作用加強(qiáng)，固液界面下方熔體軸向流速減小，使得從坩堝底部運(yùn)輸上來(lái)的富氧熔體減少，繼而固液界面處的氧濃度降低。隨著線圈距離和半徑的增大，為保持所需磁場(chǎng)強(qiáng)度，施加電流也逐漸增大，從而能耗增大，與增大通電線圈距離相比，增大通電線圈半徑所需的電流較大。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，將 CUSP 磁場(chǎng)對(duì)單晶中氧濃度分布影響的數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)際晶體生長(zhǎng)進(jìn)行了對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了數(shù)值模擬的結(jié)果。 關(guān)鍵詞 ： 直拉 單晶硅 ； CUSP 磁場(chǎng) ； 氧濃度 ； 有限元分析 ； 數(shù)值模擬 Numerical Simulation of Oxygen Concentration of CZSi in Cusp Magic Field CUSP磁場(chǎng)中 直拉單晶 硅氧濃度分布的數(shù)值模擬 王永濤 1， 2，庫(kù)黎明 1，徐文婷 1， 2，戴小林 1，肖清華 1，閆志瑞 1，周旗鋼 1， 2 （ ，北京 100088； ，北京 100088） 摘要 ：利用 FEMAG/CZ軟件，模擬研究了 CUSP磁場(chǎng)對(duì)稱面（定義為 0高斯面）與熔體自由表面距離對(duì)直拉硅固液界面氧濃度分布的影響。結(jié)果表明：隨著 0高斯面的下移，熔體中的最小氧濃度降低，而固液界面的氧濃度升高，且徑向均勻性變差。分析表明，這與熔體自由表面處的 Marangoni 流有關(guān)，抑制該流動(dòng)有利于熔體中氧的蒸發(fā)，從而在自由表面下獲得更低氧濃度的熔體，但會(huì)阻礙自由表面下方低氧熔體往固液界面的輸運(yùn)。因此，推斷當(dāng) 0高斯面位于熔體自由表面下某一位置時(shí)，固液界面氧濃度將達(dá)到最低。模擬中，該位置位于 Hm=0~之間。 關(guān)鍵詞 ： CUSP磁場(chǎng)；直拉 單晶 硅；氧濃度；數(shù)值模擬 Defect engineering of Czochralski singlecrystal silicon 直拉 法單晶硅的缺陷預(yù)測(cè) T. Sinnoa*， E. Dornbergerb， W. von Ammonb， . Brownc， F. Dupretd aDepartment of Chemical Engineering， University of Pennsylvania， Philadelphia，PA 191046393， USA bWackerSiltronic AG， D84479 Burghausen， Germany cDepartment of Chemical Engineering， Massachusetts Institute of Technology， Cambridge， MA 02139， USA dCESAME， Universite Catholique de Louvain， 4 . Lemaitre， B1348 LouvainlaNeuve， Belgium 摘要 ： 現(xiàn)代微電子設(shè)備生產(chǎn)要求單晶硅基片要有空前的均勻性和純度。隨著電子設(shè)備的特征長(zhǎng)度進(jìn)入納米級(jí)別， 傳統(tǒng)的 生產(chǎn) 過(guò)程設(shè)計(jì)和優(yōu)化技術(shù)，已經(jīng)難以跟上晶體生長(zhǎng)和晶片處理過(guò)程不斷演化的步伐。 這 要求我們對(duì)某些物理機(jī)制要有更深入的理解，比如晶體硅微結(jié)構(gòu)的演變機(jī)制以及相應(yīng)的電子特性。 本文 基于晶體生長(zhǎng)過(guò)程中硅既有點(diǎn)缺陷 的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行建模分析，旨在開發(fā)綜合性的、魯棒性能好的工具，用以預(yù)測(cè)微缺陷的分布與操作工況之間的函數(shù)關(guān)系。這些工具并非完全獨(dú)立于試驗(yàn) 所得 特性，而是充分利用了幾十年以來(lái)工業(yè) 經(jīng)驗(yàn)沉積而成的硅晶信息庫(kù)。本文主要關(guān)注 直拉 法 單晶 硅中觀測(cè)到的兩種具體的微缺陷結(jié)構(gòu)：氧化誘生層錯(cuò)環(huán)（ OSF環(huán)）和八面體空穴，后者是限制當(dāng)下商業(yè) 直拉單晶 硅 質(zhì)量的重要因素，也是亟待解決 的 問(wèn)題。 關(guān)鍵詞 ： 直拉單晶 硅，點(diǎn)缺陷，微缺陷， OSF環(huán)，空穴，缺陷預(yù)測(cè) Developing Quantitative, Multiscale Models for Microgravity Crystal Growth 微重力環(huán)境晶體生長(zhǎng)的定量化多尺度模型開發(fā) JEFFREY J. DERBY， a YONGIl KWON， a ARUN PANDY， a PAUL SONDA，a ANDREW YECKEL， a THOMAS JUNG， b AND GEORG MULLER b a Department of Chemical Engineering amp。 Materials Science and Minnesota Superputer Institute， University of Minnesota， Minneapolis， Minnesota 554550132， USA b Department of Materials Science (WW6)， University of ErlangenNurnberg， 91058 Erlangen， Germany 摘要 ： 微重力環(huán)境下的晶體生長(zhǎng)，對(duì)于我們深入理解熔融晶體的生長(zhǎng)行為有重要意義。本文中，我們將回顧微重力環(huán)境晶體生長(zhǎng)的簡(jiǎn)要發(fā)展史，并通過(guò) 對(duì)不斷改進(jìn)的 貼切 模型的探討，闡釋并優(yōu)化這些生長(zhǎng)試驗(yàn)。 日益嚴(yán)格 的模型唯實(shí)性和 模型預(yù)測(cè)能力，要求我們探尋 對(duì)于多個(gè) 完全不同長(zhǎng)度尺寸上的重要現(xiàn)象的描述方法。其中尤為重要的是能夠描述三維瞬態(tài)連續(xù)場(chǎng)傳輸（流場(chǎng)、熱場(chǎng)、傳質(zhì)場(chǎng)），相變現(xiàn)象（熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)），以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)（比如熔體生長(zhǎng)過(guò)程中熔爐的熱傳導(dǎo)）。為描述這些多尺度效應(yīng)，文中綜述了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型和數(shù)值算法。 關(guān)鍵詞 ：晶體 生長(zhǎng)，數(shù)學(xué)模型，數(shù)值模型，對(duì)流，熱傳導(dǎo)，傳質(zhì)，熔析，微重力，三維 模型，瞬態(tài)分析，有限元方法，多尺度模型，熔爐熱傳導(dǎo) Dynamic prediction of point defects in Czochralski silicon growth. An attempt to reconcile experimental defect diffusion coefficients with the V/G criterion 直拉 法晶體生長(zhǎng)中點(diǎn)缺陷的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè) —— 一次調(diào)和試驗(yàn)缺陷擴(kuò)散系數(shù)和 V/G 準(zhǔn)則的嘗試 N. Van Goethema， A. de Potterb， N. Van den Bogaerta， b， F. Dupreta， b， a CESAME， Universite180。 catholique de Louvain， LouvainlaNeuve， Belgium b FEMAG Soft . Company， LouvainlaNeuve， Belgium 摘要 ： 本文通過(guò) FEMAG軟件 ， 進(jìn)行完全的瞬態(tài)、整體性模擬分析 ， 以預(yù)測(cè)生長(zhǎng)中的 單晶 硅晶體中點(diǎn)缺陷的分部情況。另外，文中調(diào)整了缺陷控制模型，以 做到在符合 V/G準(zhǔn)則的同時(shí)， 更好的貼合自間隙和空位擴(kuò)散系數(shù) 的既有測(cè)量數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，引入熱流動(dòng)效應(yīng)的影響可以建立更恰當(dāng)?shù)哪Ｐ屯瑫r(shí)滿足這兩個(gè)條件。 Effect of the crystal–melt interface on the grownin defects in silicon CZ growth 硅晶 直拉 法生長(zhǎng)過(guò)程中晶體 熔體界面對(duì)原生缺陷的影響 BokCheol Sim， YoHan Jung， JaiEun Lee， HongWoo Lee Crystal Growth Technology Team， LG Siltron， 283 Imsoodong， Gumi， Gyeongbuk 730724， Republic of Korea 摘要 ：通過(guò)磁場(chǎng) 直拉 法， 在各種不同的生長(zhǎng)條件下生成 直徑 20