【正文】 sylvania, Philadelphia, PA 191046393, USA 摘要 ：本征點(diǎn)缺陷控制著 硅晶體中原生缺陷的形成。 本文進(jìn)行了晶體生長(zhǎng)的瞬態(tài)模擬，并在生長(zhǎng)過(guò)程中加入了提拉速度的突變。 在高提拉速度下進(jìn)一步生長(zhǎng)時(shí)， 這些間隙富集 區(qū)轉(zhuǎn)變成為大型橢圓狀缺陷。 關(guān)鍵詞 ： ； ； ； ； 法； Numerical investigation of silicon melt flow in large diameter CZcrystal growth under the influence of steady and dynamic magic fields 大尺寸 直拉 法晶體生長(zhǎng)過(guò)程中穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)磁場(chǎng)影響下硅熔融流的數(shù)值分析 J. Virbulis a , Th. Wetzel b, A. Muiznieks b, B. Hanna a, E. Dornberger a, E. Tomzig a, A. b, . Ammon a aWacker Siltronic AG, . Box 1140, Burghausen, D84479, Germany b Institute for Electroheat, University of Hannover, WilhelmBusch , D30167, Hannover, Germany 摘要 ：本文研究了大尺寸 直拉 坩堝中交變、穩(wěn)定以及組合磁場(chǎng)作用下，硅熔融流的湍流特性。文中對(duì)全局的熱傳遞和熔融流進(jìn)行耦合計(jì)算，并研究了熔融對(duì)流對(duì)界面形狀的影響，并同試驗(yàn)結(jié)果做了對(duì)比。本文中分別研究了烘烤過(guò)程、初步熔融過(guò)程、保護(hù)層沉浸涂鍍過(guò)程和成型過(guò)程。 關(guān)鍵詞 ： 直拉法單晶 硅；數(shù)值分析； FEMAG； STREAM；大尺寸 Numerical simulation of effects of cusp magic field on oxygen concentration of 300 mm CZSi 300mm直拉單晶 硅中 CUSP磁場(chǎng)對(duì)氧濃度影響的數(shù)值模擬分析 WANG Yongtao a, b, XU Wentinga, b, DAI Xiaolin a, XIAO Qinghua a, DENG Shujun a, YAN Zhirui a, and ZHOU Qigang a, b a Semiconductor Materials Co., Ltd, General Reseach Institute of Nonferrous Metals, Beijing 100088, China b General Research Institute for Non Ferrous Metals, Beijing 100088, China 摘要 ：在磁 場(chǎng) 直拉 法（ MCZ）硅晶體生長(zhǎng)過(guò)程中，電感線圈的尺寸和距離會(huì)影響磁場(chǎng)強(qiáng)度和熔體流動(dòng)。通過(guò)對(duì)熔體 晶體界面氧濃度分布，熔體的軸向和徑向速度分布，以及熔體中磁場(chǎng)強(qiáng)度的分析， 我們發(fā)現(xiàn)小尺寸的線圈可降低所用電流強(qiáng)度并節(jié)省生產(chǎn)成本。 關(guān)鍵詞 ： 磁場(chǎng)直拉法單晶 硅； CUSP磁場(chǎng)；氧濃度；數(shù)值分析 On the hotzone design of Czochralski silicon growth for photovoltaic applications 關(guān)于光電池應(yīng)用的 直拉 法硅晶體生長(zhǎng)的熱區(qū)設(shè)計(jì) . Huang a, . Lee a, . Hsieh b, . Hsu b, . Lan a,* a Department of Chemical Engineering, National Taiwan University, Taipei 10617, Taiwan, ROC b SinoAmerican Silicon (SAS) Products Inc., ScienceBased Industrial Park, Hsinchu, Taiwan, ROC 摘要 ：文中展示了多種 直拉 法光電池硅晶體生長(zhǎng)的熱區(qū)設(shè)計(jì)，并在不犧牲晶體質(zhì)量的情況下，實(shí)現(xiàn)了耗能和氬氣消耗的大幅下降，同時(shí)提拉速度大幅上升。石墨單元的降解速度也大幅的降低。 對(duì)于耗能量和加熱器附近的參考溫度，計(jì)算機(jī)模擬和試驗(yàn)結(jié)果吻合情況良好。 關(guān)鍵詞 ： ； ； ； ； ； A2.直拉 法； Numerical analysis of melt/crystal interface shape in large diameter single silicon crystal growth 大直徑 單晶硅 生長(zhǎng)過(guò)程中固 /液界面形狀的數(shù)值分析 滕冉 北京有色金屬研究總院 摘要 ：隨著集成電路 (IC)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，器件制造商對(duì) IC 級(jí) 單晶硅 材料提出了更加嚴(yán)格的要求，具體表現(xiàn)在硅材料的高純度、高均勻性、高完整性和大直徑四個(gè)方面的要求。因此，在晶體生長(zhǎng)過(guò)程中針對(duì)固/液界面的控制顯得尤為重要?；诖?，本論文開展了在晶體生 長(zhǎng)過(guò)程中固 /液界面形狀控制的相關(guān)研究，著重研究了晶體生長(zhǎng)過(guò)程中熔體的對(duì)流情況，以期提高大直徑 單晶硅 的質(zhì)量。 論文的第三章，我們優(yōu)化了熱屏的結(jié)構(gòu)、位置以及材料，并設(shè)計(jì)了一種新型環(huán)繞式加熱器。一來(lái)可降低晶體內(nèi)的熱應(yīng)力，減少晶體中發(fā)生宏觀位錯(cuò)的可能性；二來(lái)促使熔體自由表面的溫度升高，有效避免熔體內(nèi)發(fā)生過(guò)冷。 論文的第四章，我們研究了各個(gè)驅(qū)動(dòng)力獨(dú)立作用于熔體時(shí)，固 /液界面的形狀變化和熔體的流動(dòng)情況。因此，加快晶轉(zhuǎn)會(huì)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(huì)使界面更加平坦，但會(huì)增加功率的消耗。模擬過(guò)程中我們主要考慮了磁感應(yīng)強(qiáng)度、線圈間距離、線圈半徑、零高斯面與熔體自由液面的相對(duì)位置的影響。施加 CUSP 磁場(chǎng)時(shí)，隨磁感應(yīng)度增加，固 /液界面也愈趨平緩，尤其當(dāng) B=，界面近乎于直線且熔體中的氧 含量明顯減少。研究結(jié)果表明：隨著晶體長(zhǎng)度的增加，固 /液界面的形變量不斷增加，晶體內(nèi)部的熱應(yīng)力顯著增大?？梢娋w旋轉(zhuǎn)與坩堝旋轉(zhuǎn)的比值與界面的形變大小密切相關(guān)，同時(shí)降低提拉速率也可顯著減小界面的形變量。結(jié)果表明：隨著晶體直徑的增加，界面的形變量和晶體內(nèi)的 熱應(yīng)力也隨之增大。 為此 ， 本課題以 TDR120 型單晶爐的開發(fā)背景 ， 解決了晶體生長(zhǎng)過(guò)程中直徑準(zhǔn)確測(cè)量問題 ， 同時(shí)在分析出工藝曲線的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了單晶生長(zhǎng)過(guò)程全自動(dòng)控制的目標(biāo) 。 并通過(guò)軟件模擬 ， 得到了長(zhǎng)晶各個(gè)階段爐內(nèi)熱場(chǎng)分布 ， 并對(duì)熱場(chǎng)的合理性進(jìn)行了分析和討論 。 在晶體生長(zhǎng)過(guò)程中 ， 晶體直徑的控制是通過(guò)控制晶升速度和加熱器溫度而實(shí)現(xiàn) 的 。 在本設(shè)計(jì)中采用前饋補(bǔ)償解偶的方法 ， 成功地解決了單晶爐生長(zhǎng)控制中雙入雙出 耦合 系統(tǒng)的解偶問題 。 關(guān)鍵詞 ： 單晶爐 ， 直徑測(cè)量 ，熱場(chǎng)仿真， 拉晶工藝 ， 前饋補(bǔ)償解偶 Single Crystal Furnace Thermal Field Analysis on FEMAG/CZ Thermal Field Simulation Software 基于 FEMAG/CZ熱場(chǎng)仿真軟件的單晶爐熱場(chǎng)分析 王 慶 1， 2，張婷曼 3 （ ，西安 710077； ，西安 710048； ，西安 710100） 摘要 ：基于 FEMAGSoft 公司的 EMAG/CZ 熱場(chǎng)仿真軟件具有模擬提拉法生長(zhǎng)單晶體的熱場(chǎng)仿真功能，提出使用溫度梯度分析熱場(chǎng)，通過(guò)仿真證明熱場(chǎng)設(shè)計(jì)合理，滿足生長(zhǎng)單晶棒的要求。隨著晶體生長(zhǎng)速度的不斷增大， 單晶硅 體中以空位為主的微缺陷區(qū)域逐漸增大，如水晶起源粒子 ( crystal originated particles， COP) ，以間隙原子為主的微缺陷區(qū)域逐漸減小，同時(shí)，間隙型微缺陷的濃度呈現(xiàn)不斷減小的趨勢(shì)，空位型微缺陷的濃度呈現(xiàn)不斷增大的趨勢(shì)。通過(guò) Cu 綴飾實(shí)驗(yàn)和流體圖案缺陷 ( flow pattern defect， FPD) 密度測(cè)量，將所得微缺陷類型、濃度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與晶體生長(zhǎng)速度對(duì)硅晶體微缺陷影響的數(shù)值模擬結(jié)果進(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。 模擬中 考慮了熔體 和氣流流動(dòng)對(duì)晶體生長(zhǎng)過(guò)程的影響，通過(guò) 對(duì) 生長(zhǎng)界面上 V/G 比值，熱應(yīng)力的分析，得出：在誼熱場(chǎng)中盡量低的 坩堝位置 和距晶體適 當(dāng) 近的熱屏 底端位置有利于生長(zhǎng)高質(zhì)量晶體。 關(guān)鍵詞 ：直拉 單晶硅 ， 數(shù)值模擬 ， 熱屏低端位置 ， 固液界面