第188章 硅晶

    对于这些科研人员的问题，韩元其实是理解的。
   正如他昨天晚上想如何去进行缩小碳化硅晶材制备集成芯片一样。
   一个合格的科学家，会永远保持对知识的好奇心。
   这是人类进步的主要源泉。
   但他不可能花费大量的时间去讲解这些东西，涉及到微观层面的知识实在是太过复杂。
   如果要板书出来，一本教材都不一定能搞定，那耗费的时间也太长了。
   唯一的方法，就是让这些人去看自己的直播视频了。
   进入化学实验室，韩元将昨天制备好的碳化硅晶材取出来，又将其他材料准备好后，道：
   “昨天我已经将碳化硅晶体管中的N-漂移层处理完成。”
   “剩下的就是处理P阱、栅和漏三极了。”
   “相对比集成芯片来说，晶体管的这些东西制作起来简单多了。”
   “.......”
   大致的说了一下今天的工作安排后，韩元也开始了处理手中材料。
   制造碳化硅晶体管P阱他使用的是一块低掺杂的P型硅。
   所谓的P型硅其实就是在制备过程中掺杂了一些硼的硅晶。
   通过掺杂硼元素，在制造过程能在硅晶中产生的空穴。
   掺杂的硼越多，导电能力也就越强，电阻率就越低。
   这个就是NPN和PNP晶体管中的P极。
   至于这样材料，在一级任务中他并没有准备，毕竟当时谁能想到在二级任务中需要制造类似于芯片的晶体管呢？
   不过好在制造P型硅的基础材料和所需要的仪器他都有。
   至于如何提炼出高纯度的硅晶，对于他来说早就不是什么难事了。
   当初新手任务中获取到的初级材料冶炼知识信息中就有合适的冶炼方式。
   对于韩元的工作安排，大部分的观众也只是听听，不过还是有部分观众提出一些问题。
   【主播要制备高纯度的晶硅？我记得这玩意好像是用于芯片上的吧？】
   【高纯度的单晶硅的制备很难的，目前而言，能掌握这种技术的国家很少，一只手都可以数的过来。】
   【我们国家有没有这种技术？】
   【很抱歉，没有！目前我们国家制备芯片用的单晶硅百分之七十五以上都是从小日子过的不错的鬼子国进口的。】
   【卧槽，那还不通知警察叔叔？】
   【急什么，国家肯定注意到了的，不然你以为早上那些问题是谁问的？就凭你们这些学渣？】
   【我就想知道主播到底在不在地球上，为啥掌握了这种技术却不回国效力？】
   ........
   看到弹幕上的疑惑，韩元开口解释道：“大家误会了。”
   “我制备的并不是单晶硅，而是高纯度的晶硅。”
   “正如你们说的一样，单晶硅是制备芯片的必备品，是单质硅的一种形态。”
   “单晶硅的定义是融化的硅原子在凝固的时候以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。”
   “它的制备需要用到特定的‘单晶炉’才能将其直拉成生长无错位硅单晶。”
   “但晶硅不同，晶硅又可以叫做多晶硅，意思是纯度为百分之九十九点九以上的硅，对硅原子的排列顺序并没有要求。”
   “虽然在纯度上相差不多，但这两者是有很大的差别的，在制备难度上也截然不同。”
   “至于制备多晶硅，这个很简单的，并不难。”
   “用普通的化学还原法和分解法都可以制备。”
   “如果是化学还原法，使用四氯氢硅氢还原法或者三氯氢硅氢还原法都可以。”
   “这也正是我今天要使用的办法。”
   “以后有需要了，我给大家展示一下‘单晶炉’的制备，到时候大家就知道了。”
   最后一句话，韩元其实是讲给直播间中的那些科研学者听的。
   正如部分观众所说的一样，华国没有制备单晶炉的技术，制备芯片需要的单晶硅和制备单晶硅的仪器，百分之七八十都是从岛国进口的。
   每年在这个上面花费的钱财可以说是几十亿美金。
   稍稍解释一下两者的区别，留一下了一句容易让人犯心脏病的话后，韩元从储物间中取出来一些一级任务中制备的粗硅。
   然后将其碾碎、研磨成细细的粉末后装入一个有些像过滤器的特制的容器中。
   而在容器的另一端，通有另一套实验装置，装置里面装有氯化钠和浓硫酸。
   两套装置下面都点有酒精灯给其加热。
   浓硫酸和氯化钠生成的氯化氢顺着管道融入粉末硅中。
   等待一段时间后，容器中的硅粉就会和氯化氢反应生成三氯氢硅（气体）和氢气。
   而排出的三氯氢硅和氢气又通过玻璃管进入下一个容器中，然后通过低温精馏的方式将里面含有的一些杂质进行冷凝排出掉。
   提纯后的三氯氢硅则进入还原炉中，通过电热炉进行加热到一千一百五十度。
   在这里，三氯氢硅和氢气再度进行热反应，生成高纯度的硅晶和氯化氢气体。
   当韩元讲到这一步的时候，直播间里面的观众顿时都傻眼了。
   【氯化氢和硅反应生成三氯氢硅，三氯氢硅再和氢气反应生成硅和氯化氢？这搞啥？】
   【这有区别吗？】
   【不是，反应来反应去，最终的结果没啥变化啊？】
   【神奇的化学！】
   【如果省略中间的三氯氢硅，那就是氯化氢和硅反应生成硅和氯化氢（狗头）】
   【有没有人写一下化学方程式啊？】
   弹幕上，一片迷惑，虽然化学神奇，但像现在这种原料和辅料反应生成产品，产品又自洽反应生成原料和辅料的还是挺少见的。
   看到弹幕，韩元笑道：“这其实就是化学中的可逆双向反应而已。”
   “虽然感觉很神奇，但并不违背化学。”
   高温下，容器中的三氯氢硅不断生成高纯度的硅晶。
   过了一段时间，收集到了足够的高纯度的硅晶后韩元便停下了反应。
   冷却下来后，韩元凝固在容器中的硅晶取了出来。
   凝固后的晶硅块表面呈现出灰黑色，反射着介于玻璃和金属之间的光泽，带着一丝丝的蓝色调。
   ..........


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