手机浏览器扫描二维码访问
可从重生者的眼光来看,这两项工程虽然使国内芯片产业有所突破,却都未达到预期目的。
二十年后直到陈立东重生之际,山姆等国的芯片产业已经摸到技术的天花板,华夏企业还在咬牙追赶,拉开的距离至少10年。
作为系统之主、工业达人,摆脱不了芯片。
现在,在“大本营”里,有一位叫陈地忠的机械仆从正在被陈立东授权使用研发平台进行工业试验。
用来制造芯片的沙子不是工地上那种普通的河沙,而是硅含量更高的硅石,主要成分是二氧化硅。
从硅石到单晶硅,要经历三生三世,分别为硅石到硅锭,硅锭到多晶硅棒,最后到单晶硅棒。
硅锭的制作,一般用坩埚,不是煮牛蛙的“干锅”,而是炼金用的坩埚,专家称之为矿热炉。
其实用电弧炉就行,电弧炉在本书中已经做过介绍,就不再赘述。
先看实验的第一步,冶炼工业硅。
陈地忠按照买来的专利技术资料,在研发平台模拟了一个6米直径的电弧炉,用电极加热,在炉子中放入了硅石,再加入煤炭和木屑,将炉温加热到2000摄氏度,在高温作用下,二氧化硅逐渐融化,并与碳元素发生还原反应:二氧化硅与碳生产硅单质和一氧化碳。
在温度较低的地区还会生成碳化硅,碳化硅在技术资料里被列为了废渣。
冶炼出的硅液逐渐冷凝,就得到了相对纯净的硅锭,这是纯度为98%到99%的冶炼级工业硅。
2%到1%的杂质主要是铁和铝,硅锭已经是化工、冶金和建筑的重要材料。
但是对半导体产业来说,99%的纯度还远远不够。
接下来是第二步,提炼光伏硅。
这一步就是为工业硅提纯。
工业硅提纯,业界主流的做法是借助氯化氢气体进行提纯,由于最早是赛蒙斯公司于1955年开发出来的,所以又称赛蒙斯法。
陈地忠用矿磨、气流磨将硅锭粉碎成渣,再次放入电弧炉中加热到325度,在这个温度下硅渣与氯化氢反应,生成氢气和三氯硅烷,三氯硅烷也是气体状态,这一步还会生成三氯化铁、三氯化铝和四氯化硅等气体,利用这些气体不同的沸点,再通过冷凝器和蒸馏塔对温度的控制,分离出沸点较低的三氯硅烷气体。
在这一步,用到的设备主要是电炉、冷凝器、蒸馏塔。
接下来,把高纯度的三氯硅烷再还原成固态硅。做法是在1100度高温的反应炉中通入三氯化硅和氢气,生成硅、氯化氢和四氯化硅,在这个温度下只有硅是固态,所以在反应炉中可以看到硅架上黑色的硅按照圆柱体的形状,像蘑菇一样慢慢长大。
按照专利技术资料描述,这个过程要持续大约一周的时间,就能积累到目标规格的硅棒,硅含量高达99.999999999%,一共11个9。
不过此时的硅棒表面坑坑洼洼,其晶体框架结构不均匀,整体是由众多不规则的小晶体构成的,这就是多晶硅。
这种多晶硅已经可以用于光伏行业,制作太阳能电池。
不过做芯片需要的是晶格均匀连续、电学性质稳定的单晶硅。
所以还要完成第三步,提拉单晶硅。
这一步,技术资料采用了柴可拉斯基法,这种技术出自1918年诞生于博兰达的化学家杨.柴可拉斯基之手,又称直拉法或者提拉法,顾名思义,就是在纯净的硅溶液中拉出一根棒子。
具体做法是在石英材质的精炼炉中加热融化高纯度的多晶硅,石英的熔点约1700摄氏度,硅的熔点约1400摄氏度。
陈地忠按照技术资料要求在精炼炉中冲入氩气,把温度控制在1600度左右,然后将一小条晶种,也就是一条细小的单晶硅作为种子浸入硅溶液,再缓慢的向上旋转、提拉,被拉出的硅溶液因为温度梯度下降会凝固成固态硅,细节上看就是细牙签进去、大棒子出来。
大棒的粗细和质量,取决于工作的温度、旋转的速度和提拉的力度,这时在大棒顶端出现了一段直径几毫米的脖子。
这是因为在晶种刚接触溶液时会因为热冲击,使晶体发生高频次的滑移和位错,导致最开始的一段容易出现晶体缺陷。
所以在刚开始时先用高速提拉,拉出一段10厘米左右的脖子,让位错缺陷趋缓直至消失之后,再降低速度开始拉大直径的硅棒,此时凝固的硅棒就和晶种一样是光滑的单晶硅。
但是,“细脖子”的存在,决定了单晶硅的重量,因为棒子超重会断掉。
从陈地忠利用系统熔炉的实验数据看,拉直径8英寸的硅棒能拉6米长,12英寸的最长到一米五。
陈地忠将这些步骤操作完成后,就制作出了芯片的原材料:单晶硅棒。
read3();
投影升级之旅陈安 我的恋爱艺术人生宫城野 僵尸世界:我是一名棺材匠苏沐尘 LOL:你也有过遗憾么陈洛阳 斗罗:我的徒儿孝心变质了叶水 九叔世界之最强天师林世安 综漫:穿成佐助,却要从网王开局佐助 授徒万倍反馈,为师向来慷慨秦风 文娱:签到三年,出道即巅峰张廷修 华娱星辰陈辰 主角光环罩身,干就完了许凯 从恋综出道当明星徐睿 噩梦空间:我能无限模拟李少鸣 授徒万倍返还,为师绝不会藏私许仙 最后的黑暗之王罗德 我的七个徒弟脑补就变强徐凡 超级玩家陆凡宇 都市之绝品仙帝田龙 因为怕鬼所以我点满了防御李威 娘胎签到,出世万仙来朝王政
战神归来,前女友居然找上门来提出非分要求...
一代战神秦九州重归都市,为弥补遗憾,搅动风起云涌,以不败之资横行四方,诸天震颤。...
一个地球青年,一段奇幻的修仙旅途。水浒的好汉,江湖的侠客,诱人的法宝,稀奇的妖兽,上古的遗迹,仙佛魔妖的乱舞,神话传说的揭秘粉嫩新人,保证完本。...
初见,她带着一身香气委屈巴巴的像只小白兔躺在他的床上,本以为他是好人,却被逼给他整天端茶倒水,伺候更衣,就差没有帮他洗内裤,不料,总裁狂躁易怒,还要遭受精神上的折磨打击,但好在总裁有钱有势,她从小白兔摇身一变大狐狸,开始仗势欺人,吊打女配,某总裁睁一只眼闭一只眼,看一向逆来顺受的丫头被终于他养出来了小性子,满意至极。...
滴答滴答滴答滴答滴答滴答滴答滴答滴答滴答滴答滴答滴...
新书推荐,赵峰柳琴韵由快餐店所编写的玄幻科幻类型的小说,本小说的主角赵峰赵雪,书中主要讲述了他意志坚韧,不甘平庸,却资质平平,出自卑微的支族。一次意外,他融合一只太古神灵的眼睛,从此鲤鱼跃龙门,如彗星般崛起,踏上传奇修行之路。从渺小蝼蚁的世界底层,步步生莲,踏入这个宗门林立天才如云远古万族神话争锋波澜壮阔的大时代。...