人工晶体学报

作者：马武祥, 郭可, 胡晓亮, 梅昊天, 李晓川, 范吉祥, 张倩

单位：1.麦斯克电子材料股份有限公司，洛阳 471000；2.龙门实验室，洛阳 471000

关键词：放肩,生长界面,直拉硅单晶,CGSim软件,数值模拟,

基金：龙门实验室重大科技项目(231100220100);龙门实验室前沿探索项目(LMQYQN202407)

直拉硅单晶放肩形状显著影响晶体质量。本研究利用CGSim软件，针对硅单晶生长过程中平放肩和缓放肩两种不同放肩形状进行模拟分析。结果表明，相比平放肩，缓放肩能形成理想的“M”形凸生长界面，促使熔体对流更均匀，固-液界面处氧含量富集程度提升约46.75%；该凸生长界面结构同时优化了晶体生长速率（V）与轴向温度梯度（G）的比值（V/G）分布，使缓放肩晶体应力最大值降幅约67.72%，且应力均匀性提升约62.73%。以上热力学（V/G调控）-溶质输运（氧输运行为）-结构稳定性（应力抑制）之间的协同优化机制，阐明了界面形状与应力场的动态耦合关系及缺陷演化规律。不同晶体长度的模拟结果进一步证实，该模式下的综合优化机制，为后续通过精确调控放肩形状来优化晶体质量提供了坚实基础。

来源：2026年第2期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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