In der Kristallzüchtung sind die während der Kristallherstellung ablaufenden Wärme- und Stofftransportvorgänge entscheidend für die Eigenschaften der gezüchteten Kristalle. So bestimmen – im Allgemeinen – die Temperaturverteilungen und die daraus resultierenden Spannungen die Konvektionsverhältnisse in der Schmelze und im Gasraum und damit die strukturelle, elektrische und optische Qualität der gezüchteten Kristalle.

Eine quantitative Kenntnis der Temperatur-, Spannungs- und Konzentrationsfelder ist daher zwingend für eine rasche und erfolgreiche Anlagen- und Prozessentwicklung. Experimentell sind diese Informationen nur schwer zugänglich, deshalb ist die Simulation der bei der Kristallzüchtung ablaufendenden Vorgänge ein unverzichtbares Werkzeug.

Unsere Software CrysMAS, die von vielen Unternehmen und Forschungseinrichtungen zur Optimierung von Kristallzüchtungsanlagen und -prozessen genutzt wird, entwickeln wir bezüglich einfacherer Nutzung und Verfügbarkeit spezieller physikalischer Modelle kontinuierlich weiter.

Darüber hinaus modifizieren wir die freie, leistungsfähige Software OpenFOAM, um schnellere, robustere und genauere Berechnungen der Schmelzkonvektion in großen Schmelzen auf dem institutseigenen Hochleistungsrechencluster durchführen zu können.

Wir setzen sowohl CrysMAS und OpenFOAM als auch das kommerzielle Programm Fluent ein, um die Entwicklung neuer Anlagengenerationen für die Kristallzüchtung, aber auch für die Prozessierung von Silizium- oder Siliziumkarbid-Wafern, voranzutreiben.