第63章 隨便一逛就全是問題
王向中的話,,著實(shí)是給金圓圓吃了一驚,。
這個年代互聯(lián)網(wǎng)資料匱乏,人才凋敝,,就拿金圓圓他們這些博士研究生來說,,因為一直呆在國內(nèi)進(jìn)行學(xué)習(xí)的緣故,,壓根就沒有好的項目和機(jī)會去真正地認(rèn)識芯片產(chǎn)業(yè)的相關(guān)知識,而一般書籍上的資料往往偏向科普型或者只在計算機(jī)領(lǐng)域有詳細(xì)解釋,,而對生產(chǎn)線上實(shí)際用到的工藝模棱兩可,,甚至只是一筆帶過。
芯片產(chǎn)業(yè)涉及的領(lǐng)域太多了,,材料,、化學(xué)、物理,、計算機(jī)等等,,作為計算機(jī)科學(xué)的博士研究生而言,要真正理解化工工藝,、材料工藝等問題,,必須是深入在一線工作的工程師崗位耕耘多年,才會有其它知識的儲備,,所以為了培養(yǎng)手下博士研究生的見識和知識量,,葉志華這才從手下挑出了自己最得意的三位愛徒,前來晶華晶圓廠取經(jīng),。
可眼前尚才十八歲的王向中,,怎么可能懂得這么多?
王向中倒是沒有理會金圓圓的驚嘆,,只是自顧自地解釋道:“先暫且不提電弧爐內(nèi)煤炭和木屑氧化所帶來的二氧化硫雜質(zhì),,在提純這一步過程中用到的鹽酸,,也就是氯化氫,是一種易揮發(fā)的氣體,,它們離芯片制程廠房只有寥寥數(shù)千米,,一旦這些氯化氫分子通過通風(fēng)管道進(jìn)入凈室,后果不堪設(shè)想,?!?p> “不是,我指的是,,你為什么懂這么多,?”金圓圓再也頂不住內(nèi)心中復(fù)雜的不平衡和好奇心,一句質(zhì)疑的話脫口而出,。
這實(shí)在是太不符合常理了,!她當(dāng)時可是搜遍了整個水木大學(xué)理科圖書館的半導(dǎo)體相關(guān)書籍,也沒有找到有關(guān)化工工藝的資料,。
王向中見到金圓圓那副見鬼的表情,當(dāng)下一眼便看穿了她心中所想,,也只是搖頭說道:“當(dāng)然是從書上看到的啊,。”
“不可能,!”金圓圓下意識地喊出聲,,臉色更是變得難看起來,“為了這個項目,,我在圖書館泡了足足一個月,,這一個月我都沒有找到任何有關(guān)的知識!”
這下王向中也頭疼了,,看到對方那表情,,很明顯是真的有所研究,不像是在強(qiáng)裝門面的樣子,。
為了平息對方心中的怨念,,王向中也只能隨口扯了個謊:“算了,我也不瞞你了,,我表哥是芯片工程師,,這些都是他告訴我的?!?p> 聽到這話,,金圓圓的臉色才算是好了一些,旋即又有些不平衡地撅嘴道:“難怪你是有后臺的人,?!?p> 王向中聞言,,也是只能無奈地笑了笑,畢竟他是從未來穿越回來的,,加上比對方多了十幾年的見識,,自然是占據(jù)先天優(yōu)勢,這一點(diǎn)他也不得不承認(rèn),。
金圓圓見到王向中一臉無奈之色,,便以為自己獲得了大勝利,便趁機(jī)乘勝追擊道:“為了補(bǔ)償我的精神損失,,你快給我講講詳細(xì)的工藝流程,。”
她是真的缺失這一塊的內(nèi)容,,也的確是急需補(bǔ)充這些最基礎(chǔ)的理論,。
見到對方那難掩激動的神色,王向中也是點(diǎn)了點(diǎn)頭,,他自然是不會藏拙,,便透過玻璃窗戶,指向房間里那尊又粗又壯的筒狀機(jī)器:“你看那個像高爐的東西,,那個不是高爐,,是電弧爐……”
電弧爐,顧名思義,,就是使用電弧作為加熱手段的爐子,,在硅片制造流程里,通常用于還原硅石,。
硅石的主要成分是二氧化硅,,其二氧化硅的含量遠(yuǎn)超一般的沙子,因此也是還原硅單質(zhì)的不二選擇,。
將煤炭和木屑以及硅石以大約二比一的比例加入電弧爐中,,通過石墨電極加熱到約2000攝氏度的高溫,煤炭和氧化硅就會發(fā)生還原反應(yīng),,生成一氧化碳和碳化硅雜質(zhì),,以及剩下的單質(zhì)硅錠。
“原來如此,,”聽到這番解釋,,金圓圓也是露出了渴求的神色,急切問道:“那接下來呢,?”
“接下來的生產(chǎn)工藝就不在這里了,,我們可能還要往前面走走?!蓖跸蛑行Φ?。
兩人跟著運(yùn)送硅錠的小車前行,,很快就來到了流化床廠房。
不過這個廠房不像之前的電爐廠房,,并沒有透明的玻璃窗戶,,因此金圓圓也只能遺憾地聽著王向中干巴巴地講流程。
“為了滿足單晶硅的純度要求,,還需要對硅錠進(jìn)行進(jìn)一步提純,。”
在流化床反應(yīng)器中,,將硅錠和無水氯化氫進(jìn)行進(jìn)一步反應(yīng),,在300攝氏度的條件下,兩者會進(jìn)行反應(yīng),,生成擬溶解的三氯氫硅和其它氣態(tài)雜質(zhì),。
反應(yīng)器中產(chǎn)生的氣態(tài)混合物還需要進(jìn)一步提純,需要分解過濾硅粉,,冷凝三氯氫硅,、四氯化硅,而氫氣,,無水氯化氫返回到反應(yīng)中或排放到大氣中,。然后通過多級精餾分解冷凝物,凈化三氯氫硅,。
凈化后的三氯氫硅采用高溫還原工藝,高純度的三氯氫硅與氫氣發(fā)生還原反應(yīng),,在1100攝氏度的高溫下,,還原沉積而生成多晶硅,這些多晶硅將會沉積在電加熱硅池硅棒的表面上,,從而得到真正高精度純硅,。
“得到了高精度純硅,最后一步就是通過柴可拉斯基法,,也就是俗稱的直拉法,,將硅晶種浸入硅熔融液,通過提拉旋轉(zhuǎn),,讓單晶硅在晶種上凝固成型,,得到晶圓的初步工業(yè)品,硅棒,?!蓖跸蛑欣^續(xù)解釋道。
“這一步一般使用天然氣,,”他指著墻壁上的管道說道,,“在石英坩堝里,,用天然氣加熱的效果會更好一些?!?p> 正當(dāng)他說著之時,,只見管道竟然開始晃動起來,而且晃動幅度還不小,,發(fā)出的乒乓聲音也把兩人嚇了一跳,。
“什么情況?”王向中嚇得馬上拉起金圓圓就跑出幾十米遠(yuǎn),。
兩人有些驚魂不定地看著那條管道,,那管道晃動了好一會,才逐漸停下來,。尤其是金圓圓,,此刻更是臉色有些蒼白,心臟一直在劇烈地跳動,,完全停不下來,。
畢竟剛才站在天然氣管道前,兩人都下意識地以為管道要爆炸了,。
王向中站在遠(yuǎn)處觀察了好久,,便看見兩個晶華的員工抱著兩根管道,有說有笑地從廠房里走了出來,。
赫然一看對方手上的管道,,可不就是熟悉的天然氣管道嗎?
看到這一幕,,王向中才松了一口氣,,連忙安慰一旁的金圓圓道:“沒事了,剛才那動靜,,估計就是里面的人在拆管道,。”
聽到王向中的解釋,,金圓圓的懸著的心才算是放了下來,。此時的她渾身都已經(jīng)被冷汗打濕,右手捂在胸口上,,隨著呼吸一起一伏,。
不過這兩個員工的行為,也讓王向中再次深深皺了皺眉頭,。雖然不知道因為什么情況要更換天然氣管道,,但明顯看得出來,這樣的行為根本不符合廠房安全條例,。
提純單晶硅這一步驟中所用的天然氣的純度必須要達(dá)標(biāo),,否則容易在單晶硅棒中混入雜質(zhì),,直接影響到最后的成品質(zhì)量。
就這樣小小地逛了一圈,,竟然就發(fā)現(xiàn)了這么多生產(chǎn)方面的問題,,這要是能通過驗收才怪了!