就是蘇鼎宇、冷蘭他們兩個門外漢,在這段時間裏也對這張圖有了大致的了解。△,畢竟金嵩永講解的隻是單晶爐的機構,暫時還沒有涉及其原理和運行過程。
至於薑新圩,他前輩子作為電信設備資深專家,因為要對電信設備所用芯片硬件有所了解,自然也多少了解過單晶爐技術、芯片光刻技術,而且他接觸的都是遠比現在單晶爐高級的單晶爐,隻看到圖紙他就明白了結構和原理,現在聽起課來更不感到吃力。
接下來,金嵩永對準結構圖開始講起了工作原理,隻聽他侃侃而談地道:“單晶矽的製造僅就原理而言是非常簡單的,首先就是向加熱設備通電,提高爐料的溫度,等到溫度到達多晶矽的熔點後,石英坩堝中的多晶矽就會熔化。之後,我們保持略高於矽熔點的溫度,用籽晶提升機構將籽晶浸入多晶矽的熔體裏,再以一定速度向上提拉籽晶並同時旋轉,這樣就能引出晶體……”
之後,金教授又講解了什麼是縮頸、放肩、降溫、取出等等加工步驟。
就在金教授的原理快要講完的時候,冷蘭將自己的筆記本輕輕地遞到薑新圩麵前,示意他看她所寫的問題:“薑新圩,他的是真的還是假的。既然單晶矽製造如此簡單,我們怎麼要引進外國佬的設備和技術?”
薑新圩看了她寫的問題,心裏感歎無知者無畏:你要是知道這個姓金的教授是我國半導體領域的第一人,你要知道我國為了提高單晶矽的質量和產量絞盡腦汁卻無計可施的情況,估計你就不會出這種話來。
他正要提筆回答她“回答這個問題很複雜,課後再給你講”時,金教授恰好也笑著到了這問題。薑新圩微笑將筆收回。
隻聽金嵩永笑嗬嗬地問道:“同誌們,聽了我的講課是不是認為這單晶爐的原理實在忒簡單?你們是不是很迷惑,麵對原理如此簡單的設備和技術,我們為什麼還要花巨資千方百計地引起外國的技術和設備?嗬嗬,你們是不是在心裏嘲笑我們這些搞科研的家夥太無能了,怎麼連這麼簡單的技術都掌握不了?”
不剛剛寫了這個問題的冷蘭悄悄地吐了一下舌頭。周圍不少技術人員也對這個問題不以為然,在他們心裏確實有點感到奇怪:這原理多簡單啊,幹嘛還要學外國佬的,我們自己怎麼就製造不出好的單晶矽呢?
金教授笑嗬嗬地道:“在這裏,我不得不承認我們這些搞科研的是有些無能,辜負了大家的希望。”接著,他話鋒一轉,道,“但我要的是很多高科技的東西原理是非常簡單的。比如原子彈。大家都學過高中物理,想必對原子彈的原理很熟悉,你們它簡單不?簡直太簡單了,隻要讓兩塊金屬鈾加在一起的質量超過它們的臨界質量,然後讓它們碰到一起就行了。可是,在當今世界上,能夠造出合格原子彈的國家卻屈指可數。”
台下的聽眾一下露出了會心的笑容。冷蘭也不好意思地將自己的筆記本抽回去,給了薑新圩一個難得的羞澀微笑。似乎對自己提出的白癡問題感到有點難為情。
金嵩永繼續微笑著道:“簡單的原理可是蘊含著無數超過我們想象的難題。我們遇到的難題首先是材料,比如用來盛裝多晶矽熔液的坩堝就是一個非常突出的問題。”
金嵩永低沉地道:“到目前為止。我們不但製造不出壽命長、成本低的坩堝,就是花巨額成本生產出來的坩堝,其質量也不理想,用不了幾次就開裂,而且它們含有太多的雜質,其本身就成了一個汙染源。生產過程中它所攜帶的雜質會滲入到單晶矽棒中,造成單晶矽的純度下降。”
到這裏,金嵩永用粉筆在黑板上寫下一個數字:99.9%。然後道:“大家都知道,單晶矽的純度最好不能低於99.9%,低於這個數字。用它製造出來的半導體器件無論是使用壽命和功能都不行,穩定性很差,一旦在使用過程中出現問題就是報廢整個半導體器件,造成很大的損失。低於這個數值的單晶矽隻能做一些技術要求不高的二極管、三極管等器件,無法用到集成電路、大規模集成電路,更別超大規模集成電路了。
用我們自己生產的坩堝,目前我們製造出來的單晶矽棒純度平均隻有97.45%,就算選了又選,優中選優,但它們依然不能被我們用來製造微處理器,不能用來生產單片機。不我們科研需要的矽晶圓需要進口,就是工廠所需要的矽晶圓也不能完全采用它們。”