到王向中一脸无奈之色,便以为自己获得了大胜利,便趁机乘胜追击道:“为了补偿我的精神损失,你快给我讲讲详细的工艺流程。”
她是真的缺失这一块的内容,也的确是急需补充这些最基础的理论。
见到对方那难掩激动的神色,王向中也是点了点头,他自然是不会藏拙,便透过玻璃窗户,指向房间里那尊又粗又壮的筒状机器:“你看那个像高炉的东西,那个不是高炉,是电弧炉……”
电弧炉,顾名思义,就是使用电弧作为加热手段的炉子,在硅片制造流程里,通常用于还原硅石。
硅石的主要成分是二氧化硅,其二氧化硅的含量远超一般的沙子,因此也是还原硅单质的不二选择。
将煤炭和木屑以及硅石以大约二比一的比例加入电弧炉中,通过石墨电极加热到约2000摄氏度的高温,煤炭和氧化硅就会发生还原反应,生成一氧化碳和碳化硅杂质,以及剩下的单质硅锭。
“原来如此,”听到这番解释,金圆圆也是露出了渴求的神色,急切问道:“那接下来呢?”
“接下来的生产工艺就不在这里了,我们可能还要往前面走走。”王向中笑道。
两人跟着运送硅锭的小车前行,很快就来到了流化床厂房。
不过这个厂房不像之前的电炉厂房,并没有透明的玻璃窗户,因此金圆圆也只能遗憾地听着王向中干巴巴地讲流程。
“为了满足单晶硅的纯度要求,还需要对硅锭进行进一步提纯。”
在流化床反应器中,将硅锭和无水氯化氢进行进一步反应,在300摄氏度的条件下,两者会进行反应,生成拟溶解的三氯氢硅和其它气态杂质。
反应器中产生的气态混合物还需要进一步提纯,需要分解过滤硅粉,冷凝三氯氢硅、四氯化硅,而氢气,无水氯化氢返回到反应中或排放到大气中。然后通过多级精馏分解冷凝物,净化三氯氢硅。
净化后的三氯氢硅采用高温还原工艺,高纯度的三氯氢硅与氢气发生还原反应,在1100摄氏度的高温下,还原沉积而生成多晶硅,这些多晶硅将会沉积在电加热硅池硅棒的表面上,从而得到真正高精度纯硅。
“得到了高精度纯硅,最后一步就是通过柴可拉斯基法,也就是俗称的直拉法,将硅晶种浸入硅熔融液,通过提拉旋转,让单晶硅在晶种上凝固成型,得到晶圆的初步工业品,硅棒。”王向中继续解释道。
“这一步一般使用天然气,”他指着墙壁上的管