FEMAG软件致力于多物理场数值模拟分析晶体材料的生长过程,为用户提供晶体生长输运过程中的重要信息以及影响晶体质量的工艺信息,提高晶体质量与用户的研发效率。目前,FEMAG软件产品有:FEMAG/CZ、FEMAG CZ/OX、FEMAG/FZ、FEMAG/DS、FEMAG/VB以及FEMAG/PVT,可有效分析提拉法生长、泡生法生长、区熔法生长、定向凝固、坩埚下降法生长、物理气相传输法生长等工艺过程。FEMAG软件主要具有以下功能:
(1)在设计工程领域,利用FEMAG软件可以设计生长熔炉系统中保温套和反射体的形状、材质和位置,可确定加热器的位置,设计辅助加热器,选择与设计保温层。
(2)在质量控制工程领域,利用FEMAG软件可以分析热应力、控制氧/碳含量分布、掺杂物分布以及缺陷的预测,优化工艺参数,提高晶体生长质量。
(3)在成本控制工程领域,利用FEMAG软件可以评估能耗、气耗,也可以评估原料辅料的成本与使用寿命。
FEMAG软件产品及其典型的应用如图2.1所示:

图2.1 FEMAG软件产品及其典型应用
FEMAG软件的主要技术优势
➢ 求解技术先进、高效,求解精度高
晶体生长过程是一个高度非线性的、多尺度的复杂问题,涉及导热、对流、辐射与相变,空间尺度与时间尺度跨度范围大。例如,熔体与气相的传热、传质,湍流,热辐射相互耦合作用,会显著影响晶体的缺陷形成;熔体与气相中存在扩散、粘性、辐射、热边界层,甚至伴有复杂的缺陷边界层,空间尺度跨度大;晶体生长的时间尺度一般慢于热传导时间尺度两个数量级,慢于对流传热时间尺度六个数量级,时间尺度跨度很大等等。FEMAG软件通过建立考虑多种耦合效应的传热、湍流等全局有限元模型(包括准稳态模型、与时间相关的逆向动态、直接动态模型),基于非结构化网格而开发的Navier-Stokes求解器,结合Newton-Raphson迭代法,可以准确、快速地求解上述多场、多尺度的复杂问题。
➢ 可预测晶体的缺陷,优化生长工艺
利用FEMAG软件可以对复杂的轴对称/非轴对称热场进行全局模拟,提供用以预测复杂系统中物理变量的信息,从而帮助用户有效地预测、控制晶体中的缺陷以及形状,改善、优化晶体生长炉内全局热场温度分布与晶体生长中特有的工艺参数,优化晶体生长的工艺过程与质量,以满足对生产优质,低成本,高使用寿命的晶体的实际需求。
➢ 独具区熔法生长分析功能
FEMAG软件是国际上唯一的具有区熔法生长(FZ)工艺分析功能的晶体生长数值模拟软件。利用FEMAG/FZ软件,可以有效地预测区熔法制备超纯单晶体的整个工艺过程,包括辅助设计热场、分析温度分布、预测晶锭缺陷、评估良品率以及优化工艺参数等。
➢ 中国本土化技术服务便捷、到位
比利时FEMAG公司与中仿科技(CnTech)联合成立的中仿FEMAG研发中心业已落户中国上海。研发中心本着前瞻性的技术研发和本土化服务的目标,致力于为中国地区的FEMAG用户提供最全面的解决方案以及最优质的技术服务。研发中心将为用户提供:
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