随着温度逐渐的上升,逐渐来到了1412摄氏度。
硅的熔点约在1400摄氏度,加温温度,也多数是略高一些。
因此,在1412摄氏度的加热下,内部的多晶硅也随着加热,成为了纯度更高的液态多晶硅。
随着固态多硅晶在高温下,变成了硅溶液之后。
孟国华稍微停顿了一下,在感觉时间上差不多之后,便再次出声安排道。
“放入籽晶,开始引晶!”
一根大概8*120mm的100晶向籽晶,通过特定的槽口,缓缓插入了坩埚内部,在深入两三毫米的位置停顿了一下。
“注意控制温度和提拉速度!”孟国华神色凝重,这一步可以说是形成硅棒最关键的一步。
籽晶就是一根细小的单晶硅!
提拉法的原理,就是是将构成晶体的原料,放在坩埚中加热熔化。
然后在熔体表面接籽晶,提拉熔体。
在受控条件下,使籽晶和熔体在交界面上,不断进行原子或分子的重新排列,随着降温逐渐凝固而生长出单晶体。
透过隔热玻璃罩,众人可以看到。
随着籽晶的缓慢旋转提拉,硅溶液在热毛细对流的作用下,开始沿着籽晶的晶向开始生长。
工作人员们,也在稳步控制着温度与提拉速度,保持合适的温度梯度和提拉速度,可以尽量减少晶体直径变形。
随着稳步提拉,原本细小的硅单晶籽晶,此时已经成为了一根乌黑粗壮的柱体状。
就如同伸进去一根笔,但却拉出了一根硅单晶大棒!
随着拉缇完成,一根纯净的硅单晶也由此被生产了出来。
“不要着急,等缓慢降温退火后再取出来!”不过众人依旧没有放松警惕。
并开始逐步降低坩埚内的温度,让硅单晶棒内部不会产生内部应力。
……
很快,按照毛熊的技术手册操作,一根纯净的硅单晶棒便被放在货架上,推到了众人面前。
当然,这个纯度想要用在计算机上肯定还是不够的,但用在其他方面是足够了。
长长的硅单晶棒如同一枚导弹一般,光滑的表面,通体反射着黑色的技术光泽。
“白所长,硅单晶出来了!”孟国华停下说道。
“拿去进行切割打磨,而后测试一下良品率就行了。”白杨凑近仔细观察了一下,点了点头说道。
“好!”孟国华有些疑惑,毕竟这些毛熊那边都已经给了相关的数据了。
不过他们对白所长都很信服,让他们做他们就干脆的去做了。
……
等到晚上,测试结果就已经放在了白杨的办公桌上。
“霍助理,让基片科研小组去会议室一趟。”白杨揉了揉眼睛,将手里方案放下后,拿着刚送来的报告起身说道。
“我这就去通知。”虽然时间已经不晚了,但计算机科研的各个小组都没下班。
白杨在会议室内等了一会,很快基片科研小组便在孟国华的带领下走了进来。
“白所长。”
“都先坐吧!”
……
双方相互打了个招呼之后,随着人员坐定,白杨也将手中的报告朝着他们扬了扬。
“大家今天进行了第一次的硅单晶生产,并且获得了测试结果!”
“我知道有些同志可能会疑惑,毛熊的技术手册上都有了,为什么还要再生产测试一遍?”
“但有些东西,大家不进行实践,是不会理解内部的具体情况的。”
“所以接下来,我来说一下有关于硅单晶炉的改进研究方向。”
听到白杨的话,众人立即拿出了笔记本,求知若渴的眼神紧紧的盯着他。
“首先是温度!”
“温度是影响晶体品质的关键因素,不良的温度场会导致晶体棒产生位错与缺位。”他说着,在黑板上写上了重点——温度。
“在温度的影响下,晶体棒提拉的过程中,会产生温度梯度,产生热弹应力。”
“当热弹应力超过临界值的时候,便会造成缺陷大量增加。”
……
与此同时,中科院力学研究所内,钱先生也在为众人讲解着导弹原理。
龙国的大部分研究所,明里暗里,大部分都亮着灯光。
在灯光下,是一道道闪烁着亮光,充满求知的双眸。
随着钱先生等人的回国,龙国的发展在此刻,似乎也有了明确的方向。
接下来的一段时间里,白杨不断地拿出方案,交给计算机的各个科研小组。
有着正确的技术方向引导,他们的研究也同样未碰到什么太大的瓶颈。
只是在镜片与定向机移动精度方面,白杨还特意找来了国内的天文学家。
毛熊那边的半导体研究设备,也很快运送到了他们研究所。
等设备到了之后,他便带队研制出了第一批MOS管,交给了刘永坦进行研究。
接下来的脉冲多普勒雷达研究之中,集成电路无疑是核心的技术部分。
不过在此之前,雷达研究室方面,可以针对MOS晶体管方面先进行了解,以便于今后的应用研究上。
第172章 单晶硅炉有突破了!
时间不知不觉间已经来到了九月份,白杨回到四九城,也有将近三个月的时间了。
第一个月的大部分时间中,都跟在钱先生身旁,在中科院力学研究所度过。
顺便将硅基半导体集成电路技术方案,写出来提交进行了立项。
第二个月的多数时间都是在设计集成电路研究中,各项化学、光学还有机械等,各项加工研究方案。
加上从毛熊那边购买半导体设备,又花费了一些时间。
最后一个多月,才正式开始了第一项硅单晶的生产改进工序。
而在白杨的引领下,随着对单晶硅炉与工艺控制的不断改进,生产出来的硅单晶的良品率也在不断的增加。
九月初,三轧钢研究所。
白杨还在写集成电路的方案,霍助理的身影就急匆匆的闯进了办公室。
“白所长,你看看,这是硅单晶昨天晚上测试汇总好的数据,良品率达到了百分之八十!”她拿出手中的报告,惊喜的说道。
“成功了?”听到这话,白杨也顾不得手中的方案了,连忙接过报告看了起来。
“没错,孟组长他们现在还在车间里,准备再开炉生产一次进行测试。”霍助理认真的点头确认道。
“好,我们去现场看一看!”白杨拿起这边报告,急忙起身离开办公室,朝着生产现场而去。
霍助理也一路跟着,心情还有些激动。
原本她被突然分配到这个研究所,听说是要研究半导体计算机之后,已经做好了长期研究和失败的打算。
却没想到,这才两个月,更确切的说,就一个多月的时间,就出结果了。
前面那一个月中,大部分时间都用在购买设备与安装上了。
……
很快,两人来到了一楼的试验车间,便看到孟国华正带着小组成员,此时围着一根硅单晶棒监测着什么。
在他们来之前,他们就已经再次生产出来了一根硅单晶棒了。
“白所长!”见到两人进来,孟国华满脸喜色的走了过来。
“霍助理刚刚将计算统计的数据报告给我了,良品率达到百分之八十,我来看看。”白杨迫不及待的走近。
看着表面明显光滑许多的硅单晶棒,眼睛也微微亮了一下。
“没错,根据白所长的方案,我们对设备加工精度与温度控制这些,都进行了改进。”
“昨晚生产出来的一批硅单晶纯度,终于达到了你的要求!”
“超过到了九个点!”孟国华说着,递给了白杨一份更详细的报告单。
白杨接过来看了看,这是一份硅单晶纯度检测报告。
硅含量:99.99999999%
从毛熊那边购买的设备中,初步生产的硅单晶的纯度之后99.999,并且还伴随着位错与晶粒不完整现象。
这样的纯度,并不能达到半导体制作的要求,甚至用在光伏工业也是不合格的。
集成电路的硅单晶纯度要求,至少在99.9999999,也就是九个九以上。
而随着这段时间对加工精度与温度控制,加上各种化学气体的提纯,终于提炼出了超过九个点纯度的硅单晶。
也就说,现在他们生产出来的硅单晶,已经能够用来制作集成电路了。
“太好了!”
“这段时间辛苦你们小组了,这两天多生产几根,等数据稳定之后,我们就开始下一项加工研究。”白杨深吸一口气,握了握孟国华的手说道。
“不辛苦,我们也都是按照白所长的方案中所写的方向,进行的改进!”
“我们真不敢居功!”
他这还真不是什么人情世故。
事实就是如此,他们研究过程中,基本上都是按照方案上的研究方向,不断地进行各种调整,才能如此顺利的完成。
中间遇到一些问题,白所长也很快能够找出问题,并提供接下来的改进方向。
“你们继续,我看看!”
接下来,还要用沾染着金刚石碎屑的切割绳,对硅晶棒进行切片,制成晶圆。
后面经过一系列清洗之后,那就是后续的光刻胶涂抹,送入到光刻机内。
……
“白所长,外面有人找你。”就在这时,一个警卫走进试验车间报告道。
“说是从春城天文台那边专门赶来的。”
“哦,知道了,我去接一下。”听到地方,白杨立即就清楚了。
前段时间因为要研究光刻机的定位台,而这方面的加工精密度,毫无疑问是天文学领域最擅长了。