
- 2011年11月 : CGSim Ver.11.2 新機能等のご紹介
- 2011年10月 : CGSim Ver.11.1 新機能等のご紹介
- 2011年6月 : CGSim Ver.9.4.19 新機能等のご紹介
- 2011年4月 : CGSim Ver.9.4.15 新機能等のご紹介
- 2010年10月 : CGSim Ver.9.04 新機能等のご紹介
- 2010年1月 : CGSim Ver.9.03 新機能等のご紹介
- 2009年2月 : CGSim Ver.9.02 新機能等のご紹介
概要
軸対称2次元および回転体3次元形状の定常解析、及び非定常解析を行います。
温度分布、融液およびガスの対流、結晶界面形状、熱応力、格子欠陥など、様々な物理現象の解析が可能です。
CGSimは様々な結晶および成長法に対応しており、解析対象に応じた計算手法を採用しております。
対応する成長方法と結晶
シリコン、V-X族化合物、半透過素材結晶成長の各種バルク結晶法に対応しています。
- Cz法(Czochralski Method)..(Si,Ge,Sapphire,CaF2,YAG,GGG,BGO等)
- MCz法(Magnetic Field Applied Czochralski Method)..(Si)
- LEC法(Liquid Encapsulant Czochralski Method)..(InP)
- VCz法(Vapor Pressure Controlled Czochralski Method)..(GaAs,Ge,SiGe)
Fz法(Floating Zone Method)..(Si)
Bridgman法
- 垂直ブリッジマン法(Vertical Bridgman Method)..(GaAs)
- VGF法(Vertical Gradient Freeze Method)..(GaAs,Sapphire)
太陽電池用シリコン結晶成長の Casting 法(Direct Solidification System : DSS)..(多結晶Si)
キロポーラス法(Kyropoulos Method)..(Sapphire)
EFG 法(Edge Feed Gradient Method)..(Sapphire)
溶液成長法(Solution growth)..(SiC、GaN)
解析モジュール
解析目的に応じて、Basic , Flow , Defect , Cz Dynamics module を使用します。
Basic module
ヒーター、ペデスタル、坩堝、融液、結晶等を含めた装置全体の温度分布を求めるために、Global Heat Transfer の解析を行います。
ここで求めた温度分布、熱フラックスを Flow Module 及び Defects Module の熱境界条件に用います。結晶引上げの相対位置に応じた各形状に付いて、以下の解析を行います。
- 坩堝など、各装置の位置の決定 標準形状を基準にして、ユーザが指定した結晶寸法(即ち、引上げ寸法)を用いて坩堝やホルダの位置関係を決定し、格子分割に備えます。 融液の位置は、引き上げ寸法(CP : Crystal-Position)に適応して、体積保存の関係式を用いて、内部で計算します。
- メニスカスの決定 (接触角、表面張力を用いて内部で決定します。 LEC 法は封止液 Encapsulant の自由液面及び、融液との界面の両方を決定します。)
- 輻射、熱伝導解析
- 半透過素材などの内部輻射を考慮可能
- 熱源として、抵抗加熱及び誘導加熱を考慮可能
- 対流計算を考慮可能(乱流解析を含む)
- 不純物輸送を考慮可能(例:Cz Si 酸素輸送解析)
- 不純物の偏析を考慮可能 (例:DS Si 不純物偏析解析)
- 界面移動量の決定(熱フラックスの平衡条件から決定します)
- 熱境界の温度、熱フラックスをファイル保存(次段の各モジュールの境界条件として、ファイルで引渡します)
- 格子分割について
Basic module の統合 GUI 中のサブ・ツールを用います。
- 外形は2次元 CAD ソフトウェアの .dxf ファイルからインポート可能
- 非構造格子、構造格子の混在
- 自動格子作成
- 領域接合面で分割数が不一致の構造・非構造格子(mismatched block interface)
- 回転体の3次元格子は、中心軸で扇形の特異性が発生しない様に、自動的にO-Gridを生成
Flow module
Basic module で解析した温度分布、熱フラックスを既知の境界条件として、着目領域の詳細解析を行います。
構造格子による熱流動計算を行い、下記の解析を行います。
- 移流・拡散(融液、封止液、ガス)、熱伝導、乱流(RANS,LESを選択します。空間4次スキームを用いて DNS 解析を行う事も可能です。)
- 界面移動量の決定
- 磁場の考慮(水平磁場、垂直磁場、カスプ磁場)
- 輻射(DOM法)
- 鏡面反射、又は乱反射
- 結晶内部への光の吸収
Defects Module
- 熱応力解析 Basic module による解析結果の温度分布を用いて、軸対称2次元の熱応力の計算を行います。主応力,最大剪断応力、von Misesの応力(歪成分は、現版では出力出来ません)
- 等方性材料
- 点欠陥解析 チョクラルスキー法によるシリコン結晶成長を対象とした解析機能です。格子空孔・格子間(侵入型)原子の数密度(vacancy and interstitial distributions : Cv,Ci)の発展方程式を解き、評価に必要なパラメータを算出します。V/G(成長速度 vs 温度勾配比 : Voronkovパラメータ),Cv,Ci,(Cv-Ci) : 数密度
Cz Dynamics module
- チョクラルスキー法での非定常引上げ解析が可能 :ユーザーは、非定常計算条件としてヒーターパワー、または基準点の温度履歴を設定
- 引き上げ中の成長速度、及び結晶界面形状の予測が可能
- 非定常引き上げ計算の結果(温度、界面形状、成長速度等)を基に非定常点欠陥解析が可能
CGSim View
以下のような解析結果表示を行います。
- コンタ図(ノード表示、セル中心表示)、ベクトル図,X-Y プロット、動画表示
- 温度勾配(座標系成分)、温度勾配(RMS : スカラ値)、熱フラックス・ベクトル
- 電位ポテンシャル(MCz 法)
- 坩堝、ヒーター、結晶、融液などの部材区分したカラー表示
プラットフォーム
GUI(格子分割,結果表示 : View module)はWindowsに限定です。
ソルバー部(Flow module)は Windows,3次元解析用並列版 Flow module は Linux 限定で稼動します。
動作環境
- Intel Pentium III,128 MB RAM,MB Video card,1024x768 resolution Microsoft Windows 2000 Professional,Windows XP Professional 以上
- Linux : Intel および AMD 32/64 processors, SUSE Linux 9.2(32bits), SUSE v.10(64bits) and SUSE v.10(32bits) 対応
推奨環境
- Intel Core-Duo processor,2048 MB RAM,128 MB Video card,1280x1024 resolution
解析事例
CGSim 関連論文リスト
開発元STR、関連機関、ユーザーから発表された論文のリストです。
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開発元
Semiconductor Technology Research(STR)社
本社 : ロシア(STR Group Ltd.,)
事業所 : ドイツ(STR GmbH,),アメリカ(STR, Inc.)
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