第118章 拉晶成功
第118章拉晶成功
晚上告诉了赵婷这个好消息,虽然她不知道这些技术,但是看到李国成如此开心,也为他激动。
一夜好睡,第二天神清气足的李国成来到了实验室。
李国成搬着一个凳子到装配实验室门口,“周晓娟,你去通知一下大家,今天我要开始单晶硅的模拟制造,请大家不要打扰我”。
周晓娟对半导体非常感兴趣,这个阶段华夏大搞半导体,把半导体的技术直接拉低到地板上。
报纸上长篇累牍地宣传:街道老太太在弄堂里拉一台扩散炉也能做出半导体。这种违背基本规律的鼓吹,严重冲击了正规工厂的半导体生产研发流程和资金投入。
周晓娟通知大家后,带着好奇跑了回来。
李国成一指那个门口的凳子,“去,帮我守着。这本笔记是我对电路板设计的一些总结,你先看看,如果感兴趣,以后这个任务就交给你了”。
“主任,李哥,求伱了,让我在旁边看一看吧,我保证不影响你工作,实验室门我等会反锁”,周晓娟双手合十,不断地作揖,请求留下。
“观察窗就那么大,你想看也行,但是不要发出声音”,李国成想想以后需要他们努力学习,看看单晶硅制备也许更有益。
得到同意的周晓娟,快步跑到门口,直接插上插销,然后开开心心地跑了回来。
“现在先抽真空,没有意思,你先看一会笔记,等拉单晶硅时我再喊你”,李国成不想浪费时间。
现在的周晓娟什么都答应,搬了一个凳子坐着真空炉旁边,打开笔记看了起来。
半个小时后,真空度达到负3次幂,李国成打开坩埚加热开关。此时的坩埚在石墨棒的加热下缓缓逆时针旋转,以保证加热更为均匀。
加热棒已经反复确定过,设定的电流正好保证坩埚内部温度达到1414摄氏度,这个温度正是硅粉的熔化温度。
当观察到坩埚里的高纯度硅粉完全熔化后,“小周,我要开始了”,喊完周晓娟,李国成戴上隔热手套,提起手柄,真空炉内的提拉杆尖端向下接近硅溶液。
因为籽晶太过珍贵,除了自己收破烂得到一粒,后面吴连奎帮忙采购到2粒,总共才3粒,所以不能随便浪费。提拉杆的尖端正夹着一颗打磨成和硅籽晶般大小的硅块,用它替代硅籽晶进行模拟拉晶试验。
籽晶的作用就像是种子,在熔融的多晶硅液体和籽晶固液交界面上,硅原子就会顺着籽晶的硅原子排列结构形成规则的结晶。
李国成采用的是书上介绍的单晶硅提拉法,流程分为:种晶、缩颈、放肩、等颈和收尾。
种晶比较简单,就是籽晶浸入硅液;拉晶开始,先引出一直径为3~5mm的细颈,以消除结晶位错,这一步叫缩颈;然后放大单晶体直径至工艺要求,这一步叫放肩;随着上拉,形成均匀的晶棒,这一步叫等颈;直至大部分硅融液都结晶成单晶棒,只剩下少量剩料,加快提拉形成尖锥形底部这一步叫收尾。
李国成精力全部集中到了硅液上,就连鬓角传来的麻痒也顾不上,右手轻轻下按提拉杆,顺利的完成了缩颈,可惜没有掌握好力度,直接断裂,这一次拉晶失败。
此时李国成才注意到,因为观察窗太小,周晓娟脸几乎和他贴在一起,吓得李国成悄悄远离。
李国成把提拉杆下压到底,然后关闭加热开关和抽真空开关。
“啊,怎么停了?”周晓娟后知后觉。
“失败了,需要重新更换硅块”,李国成解释道。
这时周晓娟脸突然变的红润,内心纠结,“不会是我影响到他了吧”。
李国成没有在意,“提拉太快了,需要多多练习”。
等真空腔体恢复到正常气压,李国成打开真空炉门,戴着隔热手套更换了硅块。再次重复,抽真空、熔化硅粉、种晶、拉晶等过程。
每次失败的地方不同,以李国成强大的控制力,一周内都没有拉出让他满意的多晶棒。
最后放出念力观察整个过程,并记下每一个过程的温度变化,提拉速度,尤其是重点关注等颈时温度变化。
又是一周过去了,拿过来周晓娟帮忙记录的数据,从第一次开始分析,把温度、拉晶阶段做出走势图,发现大部分失败和温度突变有关。
引起温度突变的原因只有一个,那就是电压不稳。为了验证,又做了几组数据,结果完全符合预期。
既然找到了原因,那就容易解决。如果做一个交流稳压源,一个是成本太高,另一个是时间太久,李国成已经不想等了。
已经迷怔地李国成暂时没有好办法,只好求助王工。没想到,当他说出问题后,王工哈哈大笑,“白天那么多设备一起工作,用电量太大,电压不稳非常正常,你可以选择晚上”。
一言惊醒梦中人,既然上午干不成了,李国成和吴连奎说明原因后,后续他就不管了,下午直接给他和周晓娟放假,回家休息,调整状态。
这个阶段,赵婷只是偶尔加班,大部分情况下都是按时上下班,二人的生活是蜜里调油。
李国成下午睡了一觉,晚上吃饭时被赵婷叫醒。他把今天的打算和原因和赵婷简单说了一下,赵婷非常支持。
晚上7点正,第一装配实验室。
“你怎么来了?”李国成看着周晓娟疑惑地问道。
“我想见证第一次拉晶成功的时刻”,周晓娟信誓旦旦地说道。
“哈哈哈,这只是模拟,不是真正的拉晶”,李国成顿觉好笑,“回去吧,太晚了不安全”。
周晓娟找不到让人信服的理由,只好不甘心地离开。
看着小姑娘离开的背影,李国成若有所思。
喝了一杯浓茶,洗了一把手,等到晚上9点。启动真空炉,抽真空,加热石墨棒,熔化硅粉,种晶,缩颈,放肩,等颈和收尾,一气呵成。
完美,直径约50mm、长约100mm的多晶硅棒拉晶成功。表面有着浅浅、均匀的螺旋纹,只可惜通体黑乎乎,没有书本里介绍的光泽。
接下来,李国成又重复了3次,每次都完美复现。直到现在,李国成心中的大石头才放下。
看看时间已经到了凌晨3点多,李国成干脆进入秘境完成了早课,稍稍休息,早上5点,给吴连奎留下一个字条,转身回家。
晚上8点正,第一装配实验室,灯火通明。围观的人有李怀德、吴连奎、王工、易师傅、周晓娟和唐大年。
这时吴保国副主任进入了实验室,看向李怀德,“主任,整个轧钢厂所有设备都已经确保停机”。
李怀德看着李国成说道:“李国成同志,开始吧”。
李国成自信地点了点头,同样的流程,唯一的不同是换上了真正的籽晶。一个半小时后,直径约50mm、长约100mm的单晶硅棒拉晶成功。
拉晶之前,李国成把硅溶液里的杂质通过念力剔除出去。
待单晶棒冷却后,只见拉出来的确实是一个黑褐色的单晶体,见棱见角,晶面闪闪发光。这就是李国成日夜梦想的一个完完整整的硅单晶棒。
在得到李国成的确认后,之前还大气不敢出的众人,发出了巨大的欢呼声。稍倾,大家围着放在托盘上的单晶棒,啧啧称奇。
李怀德当场就发表了热情洋溢的讲话,并再次申明,会大力支持半导体的研究和生产。
热闹过后,李怀德把这根单晶棒连着托盘锁到他的保险柜里。
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晚上告诉了赵婷这个好消息,虽然她不知道这些技术,但是看到李国成如此开心,也为他激动。
一夜好睡,第二天神清气足的李国成来到了实验室。
李国成搬着一个凳子到装配实验室门口,“周晓娟,你去通知一下大家,今天我要开始单晶硅的模拟制造,请大家不要打扰我”。
周晓娟对半导体非常感兴趣,这个阶段华夏大搞半导体,把半导体的技术直接拉低到地板上。
报纸上长篇累牍地宣传:街道老太太在弄堂里拉一台扩散炉也能做出半导体。这种违背基本规律的鼓吹,严重冲击了正规工厂的半导体生产研发流程和资金投入。
周晓娟通知大家后,带着好奇跑了回来。
李国成一指那个门口的凳子,“去,帮我守着。这本笔记是我对电路板设计的一些总结,你先看看,如果感兴趣,以后这个任务就交给你了”。
“主任,李哥,求伱了,让我在旁边看一看吧,我保证不影响你工作,实验室门我等会反锁”,周晓娟双手合十,不断地作揖,请求留下。
“观察窗就那么大,你想看也行,但是不要发出声音”,李国成想想以后需要他们努力学习,看看单晶硅制备也许更有益。
得到同意的周晓娟,快步跑到门口,直接插上插销,然后开开心心地跑了回来。
“现在先抽真空,没有意思,你先看一会笔记,等拉单晶硅时我再喊你”,李国成不想浪费时间。
现在的周晓娟什么都答应,搬了一个凳子坐着真空炉旁边,打开笔记看了起来。
半个小时后,真空度达到负3次幂,李国成打开坩埚加热开关。此时的坩埚在石墨棒的加热下缓缓逆时针旋转,以保证加热更为均匀。
加热棒已经反复确定过,设定的电流正好保证坩埚内部温度达到1414摄氏度,这个温度正是硅粉的熔化温度。
当观察到坩埚里的高纯度硅粉完全熔化后,“小周,我要开始了”,喊完周晓娟,李国成戴上隔热手套,提起手柄,真空炉内的提拉杆尖端向下接近硅溶液。
因为籽晶太过珍贵,除了自己收破烂得到一粒,后面吴连奎帮忙采购到2粒,总共才3粒,所以不能随便浪费。提拉杆的尖端正夹着一颗打磨成和硅籽晶般大小的硅块,用它替代硅籽晶进行模拟拉晶试验。
籽晶的作用就像是种子,在熔融的多晶硅液体和籽晶固液交界面上,硅原子就会顺着籽晶的硅原子排列结构形成规则的结晶。
李国成采用的是书上介绍的单晶硅提拉法,流程分为:种晶、缩颈、放肩、等颈和收尾。
种晶比较简单,就是籽晶浸入硅液;拉晶开始,先引出一直径为3~5mm的细颈,以消除结晶位错,这一步叫缩颈;然后放大单晶体直径至工艺要求,这一步叫放肩;随着上拉,形成均匀的晶棒,这一步叫等颈;直至大部分硅融液都结晶成单晶棒,只剩下少量剩料,加快提拉形成尖锥形底部这一步叫收尾。
李国成精力全部集中到了硅液上,就连鬓角传来的麻痒也顾不上,右手轻轻下按提拉杆,顺利的完成了缩颈,可惜没有掌握好力度,直接断裂,这一次拉晶失败。
此时李国成才注意到,因为观察窗太小,周晓娟脸几乎和他贴在一起,吓得李国成悄悄远离。
李国成把提拉杆下压到底,然后关闭加热开关和抽真空开关。
“啊,怎么停了?”周晓娟后知后觉。
“失败了,需要重新更换硅块”,李国成解释道。
这时周晓娟脸突然变的红润,内心纠结,“不会是我影响到他了吧”。
李国成没有在意,“提拉太快了,需要多多练习”。
等真空腔体恢复到正常气压,李国成打开真空炉门,戴着隔热手套更换了硅块。再次重复,抽真空、熔化硅粉、种晶、拉晶等过程。
每次失败的地方不同,以李国成强大的控制力,一周内都没有拉出让他满意的多晶棒。
最后放出念力观察整个过程,并记下每一个过程的温度变化,提拉速度,尤其是重点关注等颈时温度变化。
又是一周过去了,拿过来周晓娟帮忙记录的数据,从第一次开始分析,把温度、拉晶阶段做出走势图,发现大部分失败和温度突变有关。
引起温度突变的原因只有一个,那就是电压不稳。为了验证,又做了几组数据,结果完全符合预期。
既然找到了原因,那就容易解决。如果做一个交流稳压源,一个是成本太高,另一个是时间太久,李国成已经不想等了。
已经迷怔地李国成暂时没有好办法,只好求助王工。没想到,当他说出问题后,王工哈哈大笑,“白天那么多设备一起工作,用电量太大,电压不稳非常正常,你可以选择晚上”。
一言惊醒梦中人,既然上午干不成了,李国成和吴连奎说明原因后,后续他就不管了,下午直接给他和周晓娟放假,回家休息,调整状态。
这个阶段,赵婷只是偶尔加班,大部分情况下都是按时上下班,二人的生活是蜜里调油。
李国成下午睡了一觉,晚上吃饭时被赵婷叫醒。他把今天的打算和原因和赵婷简单说了一下,赵婷非常支持。
晚上7点正,第一装配实验室。
“你怎么来了?”李国成看着周晓娟疑惑地问道。
“我想见证第一次拉晶成功的时刻”,周晓娟信誓旦旦地说道。
“哈哈哈,这只是模拟,不是真正的拉晶”,李国成顿觉好笑,“回去吧,太晚了不安全”。
周晓娟找不到让人信服的理由,只好不甘心地离开。
看着小姑娘离开的背影,李国成若有所思。
喝了一杯浓茶,洗了一把手,等到晚上9点。启动真空炉,抽真空,加热石墨棒,熔化硅粉,种晶,缩颈,放肩,等颈和收尾,一气呵成。
完美,直径约50mm、长约100mm的多晶硅棒拉晶成功。表面有着浅浅、均匀的螺旋纹,只可惜通体黑乎乎,没有书本里介绍的光泽。
接下来,李国成又重复了3次,每次都完美复现。直到现在,李国成心中的大石头才放下。
看看时间已经到了凌晨3点多,李国成干脆进入秘境完成了早课,稍稍休息,早上5点,给吴连奎留下一个字条,转身回家。
晚上8点正,第一装配实验室,灯火通明。围观的人有李怀德、吴连奎、王工、易师傅、周晓娟和唐大年。
这时吴保国副主任进入了实验室,看向李怀德,“主任,整个轧钢厂所有设备都已经确保停机”。
李怀德看着李国成说道:“李国成同志,开始吧”。
李国成自信地点了点头,同样的流程,唯一的不同是换上了真正的籽晶。一个半小时后,直径约50mm、长约100mm的单晶硅棒拉晶成功。
拉晶之前,李国成把硅溶液里的杂质通过念力剔除出去。
待单晶棒冷却后,只见拉出来的确实是一个黑褐色的单晶体,见棱见角,晶面闪闪发光。这就是李国成日夜梦想的一个完完整整的硅单晶棒。
在得到李国成的确认后,之前还大气不敢出的众人,发出了巨大的欢呼声。稍倾,大家围着放在托盘上的单晶棒,啧啧称奇。
李怀德当场就发表了热情洋溢的讲话,并再次申明,会大力支持半导体的研究和生产。
热闹过后,李怀德把这根单晶棒连着托盘锁到他的保险柜里。
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