Simdroid-FEMAG
結晶成長マルチフィジックスシミュレーションツール
結晶成長マルチフィジックスのシミュレーションツールSimdroid-FEMAGは、連続体理論に基づいた温度場、速度場、濃度場、応力場及び各種欠陥を計算し、結晶育成方法を網羅した解析モジュールを有し、半導体、エレクトロニクス、太陽光発電、光通信など先端産業にわたって、結晶育成に関わる研究者とエンジニアに愛用されています。
アドバンテージ
最新なモデル、計算方法と高い解析精度
多様な連成効果を考慮した伝熱、乱流などの斬新な全体有限要素モデル(準定常モード、インバース非定常モード、直接非定常モード)に非構造メッシュを結合したNavier-StokesソルバーとNewton-Raphson法を組み込み、結晶成長におけるマルチスケール問題に対しても高精度、高効率なシミュレーションを可能にします。
熟な炉内設計技術、高効率な結晶育成のプロセス最適化技術
軸対称・非軸対称の全体温度場の解析結果に基づいて、結晶育成システムにおける複雑な物理量をより正確的に予測し、結晶中の欠陥及び結晶の形状を制御し、全体温度場の分布及び結晶育成の特種のプロセスパラメーターを最適化することにより、低コストで結晶育成プロセスのロバスト性と高品質結晶の安定性を保証します。
FZ法による結晶成長の解析モジュールも提供
世間に最も早くFZ法による結晶育成シミュレーションツールを提供してきて、本分野の解析技術をリードしています。全体モデルにおける2D・3Dのマルチフィジックスのシミュレーションが可能です。
グローバルな技術開発及び技術サポートの体制再構築
ベルギー、日本及び中国の結晶育成技術と解析技術の専門家を集結し、全世界の結晶育成の学術研究及び技術開発にシミュレーションで支援し、貢献します。
製品紹介
FEMAGモジュール
  • FEMAG/CZ CZ法単結晶成長シミュレータ
  • FEMAG/CZ/OX CZ法/KY法化合物単結晶成長シミュレータ
  • FEMAG/FZ FZ法単結晶成長シミュレータ
  • FEMAG/DS 方向性凝固法結晶成長シミュレータ
  • FEMAG/VB VB法/VGF法結晶成長シミュレータ
  • FEMAG/HEM 熱交換法結晶成長シミュレータ
  • FEMAG/PVT 昇華法結晶成長シミュレータ
  • FEMAG/TMF 外部磁場機能モジュール
機能特徴
  • 炉内温度分布の計算
  • 複数ヒーター配置におけるヒーターパワーの予測
  • 温度制御点の設定
  • 固液界面形状の予測及び温度勾配の計算
  • 炉内全域の熱流束算出
  • 融液・ガスに対する流体力学モデルの選択
  • ドーパント濃度の計算
  • 熱応力の計算
  • 点欠陥及びマイクロ欠陥濃度の予測
  • TMFモジュールとカップリングする多種類の磁場印加
  • 多種類のシミュレーションモードの選択
応用領域
  • 光学グレードのゲルマニウム(Ge)単結晶の成長
  • 結晶成長のリアクター形状設計
  • YAG結晶の成長
  • GaAs、CdTe結晶の成長
  • 半導体・集積回路グレード単結晶シリコンの成長
  • 次世代半導体素材SiC結晶の成長
  • ソーラーパネルの単結晶シリコン・多結晶シリコンインの成長
  • 航空エンジンタービン翼用の単結晶高温合金の成長
  • 酸化物(サファイア)・ハロゲン化物LED光電結晶の成長
FEMAG製品モジュールの紹介
FEMAG/CZ
CZ法単結晶成長シミュレータ
FEMAG/CZ/OX
CZ法/KY法化合物単結晶成長シミュレータ
FEMAG/FZ
FZ法単結晶成長シミュレータ
FEMAG/DS
方向性凝固法結晶成長シミュレータ
FEMAG/VB
VB法/VGF法結晶成長シミュレータ
FEMAG/HEM
熱交換法結晶成長シミュレータ
FEMAG/PVT
昇華法結晶成長シミュレータ
FEMAG/TMF
外部磁場機能モジュール
FEMAG/CZ CZ法単結晶成長シミュレータ

CZ法(CZochralski method)による単結晶育成プロセスの解析モジュールです。本モジュールは引上げ成長のシードネッキング、ネッキング、コーン成長、直筒部育成、テール育成の全結晶成長プロセスに関わる全ての物理量を解析することができます。CZ法は半導体用及びソーラーパネル用の単結晶シリコン、単結晶ゲルマニウム及び小口径サファイアなどの結晶育成に広く使用されています。

機能特徴
  • 炉内全体温度場の解析
  • 固液界面形状と位置の計算
  • 結晶界面における温度勾配の計算
  • 経時変化を考慮した非定常解析機能
  • 融液・気体の対流計算
  • 熱輻射の計算
  • ヒーターパワーの予測
  • 酸素・炭素濃度の予測
  • 異方性を考慮した熱応力の計算
  • 点欠陥及びマイクロ欠陥濃度の解析
  • 引上げ成長プロセスの連続解析機能
  • 3D磁場印加におけるマルチフィジックス解析
  • 融液と結晶内のドーパント濃度の予測
FEMAG/CZ/OX CZ法/KY法化合物単結晶成長シミュレータ

CZ引上げ法/Kyropoulos法による化合物単結晶成長の解析モジュールです。CZ引上げ法/Kyropoulos法はハロゲン化物と酸化物のシンチレータ結晶、大口径サファイア結晶成長に利用され、LED、放射線、医療画像などの先端産業に基礎の機能材料を製造しています。

機能特徴
  • 化合物結晶のCZ引上げ成長の解析
  • Kyropoulos法によるサファイア成長の解析
  • 固液界面形状の計算
  • 炉内全体の温度場の計算
  • 融液とガスの対流の計算
  • 半透明体の内部輻射の計算
  • 異方性熱応力の計算
  • 抵抗加熱とインダクター電磁加熱の条件設定
  • 融液と結晶内のドーパント濃度の予測
FEMAG/FZ FZ法単結晶成長シミュレータ

浮遊帯域溶融法(Floating Zone process、FZ)による単結晶成長プロセスのシミュレーションモジュールです。FZ法による超高純単結晶シリコンはパワーデバイス、電気自動車、高速鉄道などの電力設備に広く用いられています。

機能特徴
  • FZ法プロセス条件の設定
  • 電磁力の解析
  • 全域の熱解析
  • 準定常状態及びインバース非定常シミュレーション
  • 高周波誘導コイルによる加熱の計算
  • 異方性熱応力の計算
  • 点欠陥及びマイクロ欠陥の濃度計算
  • ドーパント成分の輸送計算
  • 融液と結晶内のドーパント濃度の予測
FEMAG/DS 方向性凝固法結晶成長シミュレータ

方向性凝固法(Directional Solidification、DS)による結晶成長プロセスのシミュレーションモジュールです。DS法によるポリシリコンインゴットや単結晶高温合金などは、ソーラーパネル、LED及び航空機エンジン用高温合金のタービンブレードなどの分野に広く応用されています。

機能特徴
  • 一方向凝固プロセス条件の設定
  • 炉内の温度計算
  • 固液界面形状の計算
  • 輻射伝熱の計算
  • 定常と非定常融液対流の計算
  • マランゴニ効果の解析
  • 融液内酸素と炭素の濃度計算
  • 冷却機構の選択
  • ヒーター、断熱カバーなどの炉内部材による結晶成長への影響の解析
  • ヒーターパワーなどの時間変化条件の使用
  • 融液と結晶内のドーパント濃度の予測
FEMAG/VB VB法/VGF法結晶成長シミュレータ

垂直ブリッジマン法(Vertical Bridgman process、VB)と垂直勾配凝固法(Vertical Gradient Freeze process、VGF)による結晶成長プロセスのシミュレーションモジュールです。CdTe、GaAsなどの結晶成長にはVB/VGF法が利用されます。

機能特徴
  • 炉内全域の熱解析
  • 準定常と非定常のシミュレーション
  • 融液流れの計算
  • 輻射伝熱の計算
  • 固液界面形状の計算
  • 冷却機構の選択
  • 融液と結晶内の成分拡散と伝質の計算
  • ヒーター、断熱カバーなどの炉内部材による結晶成長への影響の解析
FEMAG/HEM 熱交換法結晶成長シミュレータ

熱交換法(Heat Exchange Method: HEM)による結晶成長プロセスのシミュレーションモジュールです。HEM法はサファイアなどの結晶成長に利用されています。

機能特徴
  • 炉内全域の熱解析
  • 輻射伝熱の計算
  • 融液流れの計算
  • ガス対流の計算
  • 固液界面形状の計算
  • ヒーターパワーの計算
FEMAG/PVT 昇華法結晶成長シミュレータ

昇華法(Physical Vapor Transport process: PVT) による結晶成長プロセスのシミュレーションモジュールです。FEMAG/PVTはSiC、AlN、ZnOなどの結晶成長に対して、温度場の設計、炉内部材の最適化、プロセスのロバスト性をシミュレーションできます。

機能特徴
  • 半透明体の熱輻射計算
  • 高周波誘導加熱の解析
  • 高精度の気体流れの解析
  • 気体の出入口の選択
  • 熱伝達界面の熱伝達係数処理方法
FEMAG/TMF 外部磁場機能モジュール

高度な非線形磁気流体(MHD)問題を取り扱うシミュレーションモジュールで、独特なFLET技術(Fourier Limited Expansion Technique)により、2Dメッシュに基づいた3D問題を、解析精度を維持しながら高効率で計算することができます。

機能特徴
  • 磁場印加による融液流れ、温度場及び成分への影響の解析
  • 磁場印加による固液界面形状への影響の解析
  • 磁場印加による結晶成長中の温度勾配及び酸化物分布への影響の解析
  • 強磁場(実用上500mT)問題の解析
速度境界層
  • 300mm Si単結晶成長解析
    - 磁場印加:0.5T TMF
    - 融液と坩堝の界面のHartmann境界層
    - 厚さ:50-80μm