张向宇
,
关小军
,
潘忠奔
,
张怀金
,
曾庆凯
,
王进
人工晶体学报
为了研究热屏位置对φ200 mm直拉硅单晶V/G、原生点缺陷浓度场以及热应力场的影响,使用CGSim有限元模拟软件进行了系统模拟.结果表明:热屏位置对硅单晶的V/G和原生点缺陷浓度的径向分布规律没有影响;较热屏至晶体侧表面距离相比,其底端至熔体表面距离的影响更大,即随着它的增加,V/G值沿径向普遍增大且由内向外变化程度增强,晶体心部高浓度空位区扩大,最大热应力减小.合理控制热屏底端至熔体表面的距离可有效改善晶体质量.
关键词:
直拉硅单晶
,
有限元
,
热屏位置
,
原生点缺陷
,
热应力
马强
,
杨德仁
,
马向阳
,
崔灿
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2006.05.015
本文研究了快速热处理工艺(RTP)在模拟的CMOS热处理工艺中对直拉硅单晶中氧沉淀和洁净区(DZ)的影响.研究表明:在模拟的CMOS热处理工艺之前,应用快速热处理(1250℃,50s)代替常规炉处理(1200℃,2h)消除直拉硅单晶热历史,可以更有效地消融原生氧沉淀.经过CMOS热处理工艺后,硅片的表面存在宽度约为20μm的洁净区(DZ),同时其体内有较高密度的体缺陷(BMD).
关键词:
直拉硅单晶
,
氧沉淀
,
快速热处理工艺
,
CMOS工艺
张晶
,
刘丁
,
赵跃
,
惠一龙
,
姜雷
材料热处理学报
在大尺寸直拉硅单晶生长过程中,针对水平磁场单方向磁力线分布引起的熔体温度分布非轴对称特征,提出了一种双磁力线结构的磁场——四极磁场.为准确描述非轴对称磁场作用下晶体生长过程,采用三维数值模拟方法,建立了四极磁场下二维/三维混合热场模型的边界条件,并将三维数值模拟结果与水平磁场作以对比.结果表明,四极磁场降低了熔体内部温度的非轴对称性;增加磁感应强度有利于增加熔体自由表面附近温度分布的均匀性,但对固液界面形状调节作用不明显;强磁场环境下,提高晶体旋转速度有利于改变固液界面凹凸程度,改善固液界面形态的非轴对称性.
关键词:
直拉硅单晶
,
非轴对称性
,
四极磁场
,
数值模拟
赵跃
,
刘丁
,
陈德伟
,
王蕾
人工晶体学报
采用理论分析和有限元数值模拟相结合的方法研究了晶体收尾过程中的温度分布与热量传递.解释了"倒草帽"形收尾(收尾前段晶体直径猛然收缩)的成因,指出了改进收尾形状的方法,研究结果对于合理设定直拉硅单晶收尾工艺参数具有一定的参考意义.通过对比试验,仿真计算结果与单晶炉实验测试结果相吻合.
关键词:
直拉硅单晶
,
收尾
,
热场
,
有限元数值模拟
李宗峰
,
周旗钢
,
何自强
,
冯泉林
,
杜娟
,
刘斌
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2012.01.021
研究了高温氩退火对大直径直拉硅单晶中晶体原生粒子缺陷(COP)的消除作用.分别在不同温度和保温时间下进行退火,然后利用表面扫描检测系统SPI测量退火前后硅片表面COP的密度变化,来表征退火对COP的消除作用.研究发现,在1200℃退火2h能够显著降低硅单晶表面区域的COP密度,并且随着退火时间的延长COP的密度降低得越多.然后,把所有的退火硅片抛去不同的厚度,检测COP在厚度上的分布,进而得出退火对COP消除的有效距离为0～10 μm.因此,可以得到高温氩退火只能够消除硅片表面的COP缺陷,而对于硅片内部的这些缺陷影响较小.
关键词:
直拉硅单晶
,
大直径
,
空洞型微缺陷
,
晶体原生粒子缺陷
,
高温退火
姜雷
,
刘丁
,
赵跃
,
刘志尚
人工晶体学报
固液界面形态是各种晶体生长研究的关键,固液界面形态问题是—个移动边界问题.然而在Cz-Si系统中,移动边界问题又与对流耦合,尤其是与晶体旋转所引起的强迫对流直接耦合,构成了含有第三方耦合因素的移动边界问题.本文提出一种基于FVM的迭代法解决此问题,对多流耦合环境下的固液界面形态进行了仿真和研究,分析了晶体旋转对界面形态的影响.最终将仿真结果与采用快速提离法在实践中获得的界面形态进行对比,取得了一致性.
关键词:
直拉硅单晶
,
固液界面形态
,
迭代法
,
移动边界
任丙彦
,
刘彩池
,
张志成
,
郝秋艳
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2000.04.017
为了降低大直径硅单晶生长过程中氧的引入,对常规的406mm(16英寸)热场进行了改造.设计了以矮加热器为核心的复合式加热器系统,使晶体生长过程中熔体热对流减小.通过对热场的数值模拟计算,分析了热场的温度分布,发现熔体的纵向温度梯度下降,熔体热对流减小,硅单晶中氧含量降低.
关键词:
直拉硅单晶
,
热场
,
加热器
,
热对流
,
氧含量
,
数值模拟
王学锋
,
高宇
,
戴小林
,
吴志强
,
张国虎
,
周旗钢
人工晶体学报
数值模拟技术已经成为分析和优化工业化晶体生长工艺必不可少的工具.本文利用有限元分析软件计算了φ300 mm直拉硅单晶生长过程中,不同液面位置时的晶体固液界面形状,模拟计算考虑了热传导、辐射、气流等物理现象,分析了晶体长度和液面位置对晶体生长界面形状的影响,得出了随着晶体长度的增加固液界面的凸度会增大的规律.
关键词:
直拉硅单晶
,
固液界面
,
液面位置
,
数值模拟
姜雷
,
刘丁
,
赵跃
,
焦尚彬
材料热处理学报
设计一种二维轴对称和三维混合的数值计算模型,对水平磁场作用下的直拉硅单晶生长进行了研究.结果表明,由于水平磁场的非轴对称性,只有在三维模型中才能获得确切的温度、速度分布.温度场、熔体中的流函数和固液界面形状在水平磁场的作用下也具有非轴对称性,这种非轴对称性随磁场强度的变化而改变.提高晶体旋转速度有利于减小固液界面形状的非轴对称性,并会改变界面形状的凹凸程度；提高坩埚旋转速度则有利于提高熔体中温度分布的均匀性,但会扩大熔体中的径向温度梯度.
关键词:
直拉硅单晶
,
水平磁场
,
数值模拟
,
非轴对称性
张晶
,
刘丁
,
赵跃
,
焦尚彬
人工晶体学报
放肩是直拉法生长硅单晶保持无位错生长的过程,是晶体能够顺利进入等径生长的关键.生产实践中发现,在放肩前段经常出现液流线切人晶体随之变晶的现象.本文提出了放肩前期的变晶转拉晶工艺,采用有限元数值模拟的方法计算出熔体热对流及温度分布,给出了固液界面附近熔体中的流速变化规律,解释了液流线的成因,通过仿真结果和拉晶实验结果表明该方法的有效性.
关键词:
直拉硅单晶
,
放肩
,
晶转
,
有限元数值模拟
