femag软件在单晶硅提拉生长工艺模拟中的应用

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1、FEMAG软件在单晶硅提拉生长工艺模拟中的应用综述沈鑫1,梁琳“匚屮仿科技公司，漕河泾开发区松江高科技园，上海，201612*通讯作者，邮箱：info@cntech.com；电话：+86-21-37696588摘要：单晶硅一肓是半导体行业中非常重要的晶体材料，具有非常可观的市场应用前景。论文分析了在半导体行业中单品硅牛•长的应用和研究现状，并综述了FEMAG数值模拟软件在单品硅生长仿真中的应用，总结得出结论，利用专业化的品体生长数值模拟软件FEMAG,可以全面地分析晶体生K工艺，在实际应用中能显著提高研发

2、效率、降低产品开发周期，同时也可为提高晶体质量、控制晶体生长缺陷提供切实可行的解决方案。关键词：半导体；单晶硅；晶体生长；提拉法；FEMAG；数值模拟Applicationonsimulationtechnologyofmono-crystalsilicongrowthusingtheFEMAGXinShen1,LinLiang1*1CnTcchCo.,Ltd,SongjiangHigh-TechPark,CaohejingDevelopmentZone,Shanghai,China,201612*Cor

3、respondingauthor,E-mail:info@cntech.com;Tel:+86-21-37696588Abstracts:Themono-crystalsiliconisanimportantcrystalmaterialusedforthesemiconductorindustry,anditsmarketingapplicationprospectisveryboardaswell.Theapplicationstatusofthemono-crystalsiliconandnumer

4、icalsimulationsofmono-crystalsilicongrowthwiththeFEMAGareanalyzed・Itisshowedthatthecrystalgrowthprocessandcrystalqualitycanbeimprovedsignificantly,andtheresearchanddevelopmentcostsofthemono-crystalsiliconproductswillbesavedefficientlywiththeFEMAG,aneffici

5、entpackageforthenumericalsimulationofcrystalgrowth・Keywords:Semiconductor;Mono-crystalsilicon;Crystalgrowth;Czochralskimethod;FEMAG;NumericalSimulation.1概述高度创新的半导体芯片产业需要借助新材料和技术实现更高的处理能力和更大的内存容量。然而，所有这一切只有凭借功能日益强大的半导体元件才能实现。因此，对晶体半导体材料以及晶片尺寸的要求日益提Wo1958年9

6、月，集成电路(IntegratedCircuit,IC)发明成功。1965年，英特尔创始人GordonMorre便敏锐地意识到这点。IC的复杂性平均每18个月增加一倍(这一发展趋势称为Moire定律)。由于半导体行业的迅猛发展，品体生长工艺相关要求也亟需同步提升。而单晶硅是最常用的半导体芯片晶体材料。随着我国单晶硅片行业的发展，单晶硅牛产核心技术应用与研发成为业内企业与研究者关注的重点。技术的优劣直接决定单晶硅产品的市场竞争力。研究单晶硅的生长工艺，有效地提高单晶硅的质量具冇I•分重要的实际意义。单晶硅片

7、的技术门槛相对较高，多是由拥有雄厚技术和牛产规模的人型企业参与，竞争企业相对较少。从市场集屮度看，在屮小企业退出行业的同时，人型龙头企业通过产业布局和技术更新不断提升品质、降低成本，市场占有率逐步提高，行业集中度不断提升。从产能的角度看，国内单晶硅生产企业主要分布在江苏、浙江等省市。江苏省生产单晶硅的企业共冇32家，占总市场分布的40%o国内各省市单晶硅生产企业分布如图1所示。■江55皆■址辽省■广东省■上灣市■北京市■江西省■板連省■河商省■辻宁省■谆渇省山西省■山床肯图1单-品硅生产企业分布2单晶硅的

8、提拉生长工艺研究现状单晶硅的晶体生长工艺和方法冇很多种，冃前发展授为成熟的，应川也授广泛的是提拉生长法。随着半导体芯片的发展，半导体芯片对单晶硅的品体质量要求越来越嬴。合格的半导体单品体硅产品，要满足多项严格的参数指标，具体可包括品体品向、氧碳含量、参杂型号、径向电阻率、位错缺陷密度、金属含量，直径偏差等山2】。根据晶体的牛长理论，晶体牛长过程屮的碳氧量，位错缺陷等受到诸多因索的影响，例如温度，压力，流动等。因此在实际生产中，