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iconCFDオープンソースベース汎用CFDソフトウェア

カスタマイズ例1

熱拡散を考慮した熱CVDの計算事例

下記論文を対象に、iconCFD用いて熱CVDの解析を実施、熱拡散効果の有無による生成膜厚の差異を検討しました。
Habuka, H et al., "Modeling Epitaxial Silicon Thin-Film Growth on a Rotating Substrate in a Horizontal Single Wafer Reactor", J. Electrochem. Soc., 142, 4272 (1995)

解析モデル

論文をベースに、以下のようなモデルを作成しました。

解析モデル

境界条件

境界条件

物理モデル

解析タイプ:非定常解析
ソルバータイプ:分離解法
基礎方程式:

  • 連続の式
  • ナビエ・ストークス式
    - 重力:考慮(-Z方向)
  • エネルギーの輸送方程式
  • 化学種の輸送方程式
    - 考慮する化学種:H2、SiCl3H、HCl
    - Diffusion off boundary: inlet
  • 乱流モデル:層流
  • 化学反応
    - substrate表面での各化学種の発生・消失を考慮

生膜反応

反応式:SiCl3H + H2 -> Si↓ + 3HCl
反応速度式:下記論文を参照

  • 総括一次反応速度式
    総括一次反応速度式
  • 生膜速度
    生膜速度

物性値

密度:理想気体の状態方程式
比熱:JANAF
粘度:kinetics Theoryモデル
熱伝導率:kinetics Theoryモデル
拡散係数:kinetics Theoryモデル

  • Ficken Diffusion/li>
  • 熱拡散効果:考慮・非考慮

解析結果

3sec間の計算時間
熱拡散無し:5.5hr
熱拡散有り:6.9hr
Machine spec
Intel Core i5-2520M@2.5GHz
No. of CPU: 1CPU
以下に示す解析結果から、熱拡散効果の有無に関しては、本解析対象では、熱拡散効果が重要であることがわかりました。 これは論文著者の見解と同じです。

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