第二百三十四章 单晶硅棒

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，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

    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。
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