【正文】 通過 Cu 綴飾實驗和流體圖案缺陷 ( flow pattern defect， FPD) 密度測量，將所得微缺陷類型、濃度的實驗結(jié)果與晶體生長速度對硅晶體微缺陷影響的數(shù)值模擬結(jié)果進行了對比，實驗結(jié)果驗證了數(shù)值模擬的結(jié)果。 在晶體生長過程中 ， 晶體直徑的控制是通過控制晶升速度和加熱器溫度而實現(xiàn) 的 。可見晶體旋轉(zhuǎn)與坩堝旋轉(zhuǎn)的比值與界面的形變大小密切相關，同時降低提拉速率也可顯著減小界面的形變量。因此，加快晶轉(zhuǎn)會增加界面的形變量，且 界面下方局部區(qū)域內(nèi)熔體流速和湍流程度增加；而堝轉(zhuǎn)的增加會使界面更加平坦，但會增加功率的消耗?；诖?，本論文開展了在晶體生 長過程中固 /液界面形狀控制的相關研究，著重研究了晶體生長過程中熔體的對流情況，以期提高大直徑 單晶硅 的質(zhì)量。石墨單元的降解速度也大幅的降低。本文中分別研究了烘烤過程、初步熔融過程、保護層沉浸涂鍍過程和成型過程。 本文進行了晶體生長的瞬態(tài)模擬，并在生長過程中加入了提拉速度的突變。 關鍵詞 ： 法； ； Influence of boron concentration on the oxidationinduced stacking fault ring in Czochralski silicon crystals 直拉 法硅 單晶 生長過程中硼濃度對氧化誘生層錯環(huán)的影響研究 E. Dornberger a, D. Graf a, M. Suhren a, U. Lambert a, P. Wagner a, F. Dupret b, W. von Ammon a a Wacker Siltronic AG, . Box 1140, D84479 Burghausen, Germany b CESAME, Universitb Catholique de Louvain, 4 av. G. Lemaitre, B1348 LouvainlaNeuve, Belgium 摘要 ： 本文通過試驗和數(shù)值模擬，研究了硼摻雜值位于 11015 2 1019 cm 3范圍內(nèi)時，該值對于硅晶體中氧化誘生層錯環(huán)（ ROSF）位置的影響。本文中，我們詳述了用于 150mm晶體生長的 18英寸熱區(qū)構(gòu)造的設計和試驗結(jié)果。 輻射熱交換的計算，需要基于散射表面假定、顯式隱式算法的使用和 Galerkin離散?？偠灾?，對于某些問題，因共有邊界條件，故可通過模塊化設計將既有代碼連到一起來解決它們，當面臨這種問題時，這種策略因簡單易用而極具吸引力。為得到各種形狀的交界面，試驗通過將坩堝放置在某固定加熱器和另外多個加熱器的不同相對位置上，獲得各種不同的熱工況以改變?nèi)廴趯α?。其中尤為重要的是能夠描述三維瞬態(tài)連續(xù)場傳輸（流場、熱場、傳質(zhì)場），相變現(xiàn)象（熱力學和動力學），以及系統(tǒng)設計（比如熔體生長過程中熔爐的熱傳導）。 這 要求我們對某些物理機制要有更深入的理解，比如晶體硅微結(jié)構(gòu)的演變機制以及相應的電子特性。通過實驗，將 CUSP 磁場對單晶中氧濃度分布影響的數(shù)值模擬結(jié)果與實際晶體生長進行了對比，實驗結(jié)果驗證了數(shù)值模擬的結(jié)果。模型描述了晶體 熔體、熔體 氣體、晶體 氣體界面的瞬態(tài)行為，同時描述了通過改變晶體拉伸速度和加熱器功率實現(xiàn)晶體直徑的 PID控制。這一發(fā)展已影響到人們的日常生活，你只需看看各種手機和信用卡上的芯片就能意識到這點。 隨著晶體生長速度的增大 ， 晶體熔體固液界面形狀發(fā)生明顯變化 ， 固液界面彎曲幅度不斷增大 ， 界面更加凸向晶體 ， 晶體生長過程中容易受熱場中溫度波動和熔體對流的影響 ， 不利于晶體拉制的成功率 。 保持通電電流強度不變 ， 隨著通電線圈距離的增大 ， 單晶硅 中的氧濃度先降低后升高 ， 同時氧濃度的均勻性也表現(xiàn)出了相同的變化規(guī)律 。 隨著集成電路中特征線寬的不斷縮小 ，控制和消除直拉 單晶硅 中的微缺陷是目前硅材料開發(fā)面臨的最關鍵問題 。Particle Defects on Epitaxial Surface with 300 mm Si Substrates 300 mm 硅 外延片表面顆粒缺陷的研究 劉大力 * ，馮泉林，周旗鋼，何自強，常麟，閆志瑞 ( 北京有色金屬研究總院有研半導體材料股份有限公司，北京 100088) 摘要 ： 本文 研究了不同拉晶速率對 300 mm 硅外延片表面缺陷的影響， SP1( 表面激光顆粒掃描儀 ) 測試結(jié)果表明 ： 較低的拉晶速率下，外延片表面出現(xiàn)環(huán)狀顆粒缺陷分布帶 ； 較高的拉晶速率下，外延片表面的環(huán)形缺陷帶消失。 本文采用有限元法軟件 FEMAG/CZ對 φ300mm直拉 法 單晶硅 生長過程中的微缺陷濃度和分布進行了模擬 ， 分析了 CUSP磁場 ， 晶體生長速度和熱屏位置對單晶硅 中微缺陷的影響 ， 并通過熱場改進來降低其對 單晶硅 質(zhì)量的影響 。 單晶硅 中微缺陷的分布 ， 在晶體中心區(qū)域易出現(xiàn)空位型缺陷 ， 在靠近晶體邊緣處易出現(xiàn)間隙型缺陷 。 適當?shù)脑黾訜崞恋锥司喙枞垠w自由表面的距離 ， 石墨加熱器從熱屏底端輻射到硅熔體自由表面的熱量增多 ， 晶體熔體固液界面處的軸向溫度梯度和徑向溫度梯度減小 ， 固液界面形狀變得平緩 。微電子工業(yè)的原料，是高純度的、具有幾乎完美晶體結(jié)構(gòu)的 單晶 硅 。為模擬晶形的明顯變化，模型采用非結(jié)構(gòu)化有限單元網(wǎng)格剖分晶體部分和熔體部分，并采用自動單元尺寸控制技術。 關鍵詞 ： 直拉 單晶硅 ； CUSP 磁場 ； 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磁場中 直拉單晶 硅氧濃度分布的數(shù)值模擬 王永濤 1， 2，庫黎明 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磁場對稱面（定義為 0高斯面）與熔體自由表面距離對直拉硅固液界面氧濃度分布的影響。 本文 基于晶體生長過程中硅既有點缺陷 的動態(tài)變化進行建模分析，旨在開發(fā)綜合性的、魯棒性能好的工具，用以預測微缺陷的分布與操作工況之間的函數(shù)關系。為描述這些多尺度效應，文中綜述了相應的數(shù)學模型和數(shù)值算法。隨著自然對流的增 強，以及 對無缺陷晶體的 提拉 臨界速度的增長，晶體 熔體界面變的更加凹陷（相對晶體更加凸起）。然而，這種方法常常因全局模型的收斂性困難受限制。 模型因?qū)τ诎胪该鞑牧系目紤]而變得復雜。該構(gòu)造還可以擴大至用于 300mm晶體生長的 36英寸熱區(qū)或者用于 400mm晶體生長的 36英寸熱區(qū)。對于低硼摻雜晶體， ROSF的 位置通過一個臨界值 Ccrit來描述，該臨界值定義為提拉速度和晶體內(nèi)固液界面的溫度梯度之比。 在快速生長、富含空位的晶體中，突然降低提拉速度 30分鐘后， 界面附近出現(xiàn)大量間隙的富集現(xiàn)象。 從這些結(jié)果來看，對于 直拉 熔爐的改進，熱區(qū)結(jié)構(gòu)的設計以及試驗結(jié)果的預測等，數(shù)值分析是一種非常有效的方法。 文中所提設計包含輻射護罩（帶不同外包層的鉬和石墨），附加側(cè)面和底部絕緣（石墨和石墨氈），以 及頂部絕緣。 由于單晶爐內(nèi)的高溫環(huán)境導致對固 /液界面的直接觀察極為困難，且實驗拉晶也將耗費較高的成本，因此我們采用數(shù)值模擬的實驗方法，研究爐體結(jié)構(gòu)與晶轉(zhuǎn)、堝轉(zhuǎn)、拉速、磁場等工藝參數(shù)對固 /液界面形狀以及對熔體流動的影響。此外，還研究了施加磁場后固 /液界面的形狀變化及熔體的流動情況。此外，我們還探索了相同熱場和控制參數(shù)條件下，生長不同尺寸的 單晶硅 時的固 /液界面形狀及熔體流動情況。 控制系統(tǒng)有在兩個輸入量為加熱溫度和提拉速度 ， 兩個輸出量為晶體直徑和生長速度 ， 輸入輸出之間存在相互藕合關系 。 關鍵詞 ：直拉 單晶硅 ，晶體生長速度，微缺陷，有限元分析，數(shù)值模擬 熱屏底端位置對生長 300 mm單晶硅 熱場影響的數(shù)值模擬 滕冉 1 2，戴小林 2，徐文婷 1 2，肖清華 2，周旗鋼 1 2 （ ，北京 100088： ，北京 100088） 摘要 ：數(shù)值模擬技術是分析和優(yōu)化 大 直徑 單晶硅 生長的有效工具．采用有限元分析軟件 FEMAG/CZ計算 了 在 700 mm熱場中生長 300mm直拉單晶硅的過程中，當熱屏底端處于不同 位置 時熱場中的溫度分布 。晶體生長速度的不斷增大， 單晶硅 體中間隙型微缺陷的濃度與 空位型