■■ 熱流体解析ソフトPHOENICS CVD ■■

『CVD』は、「chemical vapor deposition」の略。　直訳は化学蒸着反応。　化学気相成長法といいます。
化学気相成長法とは、半導体集積回路（IC）を製造する工程のうち、化学反応を利用して基板をシリコンの薄膜で
コーティングする手法のことです。
また、「CVD装置」は薄膜形成装置の一つで半導体の表面に10nm～1000nm程度の薄い膜を堆積する装置です。
その「CVD製造装置」内の広範囲な振る舞いをシミュレーションできるのが、『PHOENICS CVD Package』です。

◎熱流体解析ソフト PHOENICS CVD Package

　『PHOENICS CVD Package』は、当時のヨーロッパ共同体（EC)の
　「ESPRITプロジェクト」において弊社の３次元汎用熱流体解析コード
　「PHOENICS」をベースに、
　　・Siemens（シーメンス：オランダ）
　　・Technical University of Delft（デルフト工科大学：オランダ）
　　・ASM International （ASMインターナショナル：オランダ）
　　・Fraunhofer Institute（フラウンホーファー研究機構：ドイツ）
　等の協力の元で開発されましました。

◎熱流体解析ソフト PHOENICS CVD Package の主な特徴

　・CVD装置内の流れ、熱移動と化学反応計算
　・プラズマCVDに対応（Drift-diffusion model）
　・多成分の混合ガスに対応（物性値は自動的に平均化）
　・熱幅射解析（形態係数）
　・わかりやすいメニュー機能
　・豊富な物性値データベース
　・化学反応データベース（CHEMKIN）

◎熱流体解析ソフト PHOENICS CVD Package の主な機能 / 解析

■基本機能　

　・メニュー形式による簡単なデータセットアップ
　・輸送、熱力学、物性、化学反応等のパラメータデータファイルの追加機能
　　　⇒『CHEMKIN』形式のため簡単追加
　・Surface to Surface 熱輻射（表面間輻射）
　　　⇒輻射モデルには、ビュー・ファクター（形態係数）に基づく表面間輻射が含まれます。
　　　⇒輻射の効果は、既存のエネルギー式の熱連成解法内に組み込まれます。
　・固体表面の蒸着化学反応
　・多成分混合ガスの拡散、熱拡散
　・ドリフト拡散モデルによるプラズマシミュレーション

■熱移動解析モデル

　・熱移動解析モデルには、対流熱伝達、輻射熱伝達、固体内の熱伝導が含まれます。
　・「PHOENICS CVD」では、透明な気体を模擬するための半透過固体を扱うことができます。
　　　⇒固体表面の光学的物性は、データベースファイルから読み込まれ、これらは温度や
　　　　波長に依存するようにできます。　

◎対流熱伝達　：　壁面の境界条件
◎輻射熱伝達　：　幅射率データベース
◎固体内の熱伝導　：　物性値データベース

■化学反応モデル

　・表面反応には、"Langmuir-Hishelwood"の式、もしくは"reactive sticking coefficient"による
　　表現のどちらかを選択することができます
　　 ⇒「表面化学」は、ユーザー自身の反応速度の定義をコード化できる　ようにしてあります。
　・『PHOENICS CVD』は、『化学蒸着反応』において、下記の事例が含まれています。
　　 ⇒タングステン蒸着例　：　『Klejinモデル』
　　 ⇒シリコン蒸着例　：　『Roenigk Jensenモデル』
　・吸着成分を含む複雑な表面反応は、ユーザー・コーディングを用いて行うことができます。
　・『PHOENICS CVD』には、ガス反応速度を計算するためのオプションがあります。

　＜気相反応＞
　　『修正Arrhenius』式
　　『Lindemann』式
　　『Tore』式
　　　　　　　　　　　
　＜表面反応＞　
　　『Langmuir-Hinshelwooｄ（ラングミュア- ヒンシェルウッド）』式
　　『Sticking Coefficient（付着係数）』式　

■プラズマCVD

　・『PHOENICS CVD』において、プラズマのモデル化はドリフト拡散モデルを用いて行います。
　・『PHOENICS CVD』において、プラズマは反応が４つの計算変数の分布に依存することから
　　流れに対して影響しますが、流れはプラズマに影響を及ぼさないこととしています。
　・『PHOENICS CVD』は、電子密度、電子温度、複素ポテンシャルの実部と虚部の
　　拡散方程式を解くことにより、プラズマのシミュレーションを行っています。

　 ◎電位
　　∇ (- μ n ∇Φ )=0
　　- μ n ∇Φ =-i ω Cs( Φ ext - Φ ) （境界条件）　
　◎電子温度
　　∇ (- κ n ∇ T 0 )=nR 2 ｜ ∇Φ ｜ 2 -nR 3 (T 0 -R 4 )
　　∇ T 0 =0 （境界条件）
　◎電子密度
　　∇ (-D a ∇ n)=nR 1 exp(-E a /RT 0 )
　　-Da ∇ n= α n （境界条件）

◎熱流体解析ソフト PHOENICS CVD Package の主な解析事例


プラズマCVD解析	電極の衝突噴流における電解質の質量移動解析	アセチレンガスの流れとプラズマ解析（電子温度分布）

”ブレーカー”による高圧プラズマ解析	蒸気発生器内熱流動解析	熱CVD解析