第118章 拉晶成功

  晚上告訴了趙婷這個好消息，雖然她不知道這些技術，但是看到李國成如此開心，也為他激動。

  一夜好睡，第二天神清氣足的李國成來到了實驗室。

  李國成搬著一個凳子到裝配實驗室門口，「周曉娟，你去通知一下大家，今天我要開始單晶矽的模擬製造，請大家不要打擾我」。

  周曉娟對半導體非常感興趣，這個階段華夏大搞半導體，把半導體的技術直接拉低到地板上。

  報紙上長篇累牘地宣傳：街道老太太在弄堂里拉一台擴散爐也能做出半導體。這種違背基本規律的鼓吹，嚴重衝擊了正規工廠的半導體生產研發流程和資金投入。

  周曉娟通知大家後，帶著好奇跑了回來。

  李國成一指那個門口的凳子，「去，幫我守著。這本筆記是我對電路板設計的一些總結，你先看看，如果感興趣，以後這個任務就交給你了」。

  「主任，李哥，求伱了，讓我在旁邊看一看吧，我保證不影響你工作，實驗室門我等會反鎖」，周曉娟雙手合十，不斷地作揖，請求留下。

  「觀察窗就那麼大，你想看也行，但是不要發出聲音」，李國成想想以後需要他們努力學習，看看單晶矽製備也許更有益。

  得到同意的周曉娟，快步跑到門口，直接插上插銷，然後開開心心地跑了回來。

  「現在先抽真空，沒有意思，你先看一會筆記，等拉單晶矽時我再喊你」，李國成不想浪費時間。

  現在的周曉娟什麼都答應，搬了一個凳子坐著真空爐旁邊，打開筆記看了起來。

  半個小時後，真空度達到負3次冪，李國成打開坩堝加熱開關。此時的坩堝在石墨棒的加熱下緩緩逆時針旋轉，以保證加熱更為均勻。

  加熱棒已經反覆確定過，設定的電流正好保證坩堝內部溫度達到1414攝氏度，這個溫度正是矽粉的熔化溫度。

  當觀察到坩堝里的高純度矽粉完全熔化後，「小周，我要開始了」，喊完周曉娟，李國成戴上隔熱手套，提起手柄，真空爐內的提拉杆尖端向下接近矽溶液。

  因為籽晶太過珍貴，除了自己收破爛得到一粒，後面吳連奎幫忙採購到2粒，總共才3粒，所以不能隨便浪費。提拉杆的尖端正夾著一顆打磨成和矽籽晶般大小的矽塊，用它替代矽籽晶進行模擬拉晶試驗。

  籽晶的作用就像是種子，在熔融的多晶矽液體和籽晶固液交界面上，矽原子就會順著籽晶的矽原子排列結構形成規則的結晶。

  李國成採用的是書上介紹的單晶矽提拉法，流程分為：種晶、縮頸、放肩、等頸和收尾。

  種晶比較簡單，就是籽晶浸入矽液；拉晶開始，先引出一直徑為 3～5 mm的細頸，以消除結晶位錯，這一步叫縮頸；然後放大單晶體直徑至工藝要求，這一步叫放肩；隨著上拉，形成均勻的晶棒，這一步叫等頸；直至大部分矽融液都結晶成單晶棒，只剩下少量剩料，加快提拉形成尖錐形底部這一步叫收尾。

  李國成精力全部集中到了矽液上，就連鬢角傳來的麻癢也顧不上，右手輕輕下按提拉杆，順利的完成了縮頸，可惜沒有掌握好力度，直接斷裂，這一次拉晶失敗。

  此時李國成才注意到，因為觀察窗太小，周曉娟臉幾乎和他貼在一起，嚇得李國成悄悄遠離。

  李國成把提拉杆下壓到底，然後關閉加熱開關和抽真空開關。

  「啊，怎麼停了？」周曉娟後知後覺。

  「失敗了，需要重新更換矽塊」，李國成解釋道。

  這時周曉娟臉突然變的紅潤，內心糾結，「不會是我影響到他了吧」。

  李國成沒有在意，「提拉太快了，需要多多練習」。

  等真空腔體恢復到正常氣壓，李國成打開真空爐門，戴著隔熱手套更換了矽塊。再次重複，抽真空、熔化矽粉、種晶、拉晶等過程。

  每次失敗的地方不同，以李國成強大的控制力，一周內都沒有拉出讓他滿意的多晶棒。

  最後放出念力觀察整個過程，並記下每一個過程的溫度變化，提拉速度，尤其是重點關注等頸時溫度變化。

  又是一周過去了，拿過來周曉娟幫忙記錄的數據，從第一次開始分析，把溫度、拉晶階段做出走勢圖，發現大部分失敗和溫度突變有關。

  引起溫度突變的原因只有一個，那就是電壓不穩。為了驗證，又做了幾組數據，結果完全符合預期。

  既然找到了原因，那就容易解決。如果做一個交流穩壓源，一個是成本太高，另一個是時間太久，李國成已經不想等了。

  已經迷怔地李國成暫時沒有好辦法，只好求助王工。沒想到，當他說出問題後，王工哈哈大笑，「白天那麼多設備一起工作，用電量太大，電壓不穩非常正常，你可以選擇晚上」。

  一言驚醒夢中人，既然上午幹不成了，李國成和吳連奎說明原因後，後續他就不管了，下午直接給他和周曉娟放假，回家休息，調整狀態。

  這個階段，趙婷只是偶爾加班，大部分情況下都是按時上下班，二人的生活是蜜裡調油。

  李國成下午睡了一覺，晚上吃飯時被趙婷叫醒。他把今天的打算和原因和趙婷簡單說了一下，趙婷非常支持。

  晚上7點正，第一裝配實驗室。

  「你怎麼來了？」李國成看著周曉娟疑惑地問道。

  「我想見證第一次拉晶成功的時刻」，周曉娟信誓旦旦地說道。

  「哈哈哈，這只是模擬，不是真正的拉晶」，李國成頓覺好笑，「回去吧，太晚了不安全」。

  周曉娟找不到讓人信服的理由，只好不甘心地離開。

  看著小姑娘離開的背影，李國成若有所思。

  喝了一杯濃茶，洗了一把手，等到晚上9點。啟動真空爐，抽真空，加熱石墨棒，熔化矽粉，種晶，縮頸，放肩，等頸和收尾，一氣呵成。

  完美，直徑約50mm、長約100mm的多晶矽棒拉晶成功。表面有著淺淺、均勻的螺旋紋，只可惜通體黑乎乎，沒有書本里介紹的光澤。

  接下來，李國成又重複了3次，每次都完美復現。直到現在，李國成心中的大石頭才放下。

  看看時間已經到了凌晨3點多，李國成乾脆進入秘境完成了早課，稍稍休息，早上5點，給吳連奎留下一個字條，轉身回家。

  晚上8點正，第一裝配實驗室，燈火通明。圍觀的人有李懷德、吳連奎、王工、易師傅、周曉娟和唐大年。

  這時吳保國副主任進入了實驗室，看向李懷德，「主任，整個軋鋼廠所有設備都已經確保停機」。

  李懷德看著李國成說道：「李國成同志，開始吧」。

  李國成自信地點了點頭，同樣的流程，唯一的不同是換上了真正的籽晶。一個半小時後，直徑約50mm、長約100mm的單晶矽棒拉晶成功。

  拉晶之前，李國成把矽溶液里的雜質通過念力剔除出去。

  待單晶棒冷卻後，只見拉出來的確實是一個黑褐色的單晶體，見稜見角，晶面閃閃發光。這就是李國成日夜夢想的一個完完整整的矽單晶棒。

  在得到李國成的確認後，之前還大氣不敢出的眾人，發出了巨大的歡呼聲。稍傾，大家圍著放在托盤上的單晶棒，嘖嘖稱奇。

  李懷德當場就發表了熱情洋溢的講話，並再次申明，會大力支持半導體的研究和生產。

  熱鬧過後，李懷德把這根單晶棒連著托盤鎖到他的保險柜里。

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