第8章矽棒
第8章矽棒(第2/3页)
跟碳准备好了吗？」
王主任诧异的看看他，又看向张希德。
张希德道：「听他的！」
王主任压下心里的好奇，答道：「都准备好了，就在这边。」
说罢，他领着来到了车间一角，指着地上堆放的几个麻袋，「这就是石英砂跟碳。」
徐卫国走上前，打开袋子，里面是细密的白色颗粒，正是石英砂。
「选矿预处理过吗？」
「处理过，擦洗脱泥，磁选，最后浮选，这些流程都走过，纯度很高的。」
「不够。」徐卫国摇头：「我们需要的是超高纯度石英砂，必须得经过化学深度提纯。」
王主任一脸懵：「化学提纯该怎麽做？」
徐卫国：「先进行酸浸，把石英砂加入盐酸丶硫酸丶氢氟酸等组成的三元混酸，在90摄氏度下反应八小时。可以有效去除氧化钾跟氧化纳。接着再放入氢氟酸跟硝酸组成的混酸中，去除三氧化二铁。下一步是氯化焙烧，在1300摄氏度下通入氯气或氯化氢气体，去除铁丶钛。」
「这麽麻烦啊……」
「是麻烦，但也必要。……好了，时间不等人，赶紧开干吧！」
王主任喊来几个工人，开始按照徐卫国的指导对石英砂进行提纯处理。
第一天的实验进展倒是出乎预料的顺利，到傍晚时，他们获得了提纯后的石英砂，随后，样品被送到实验室进行纯度检测。
第二天早上时，结果出来了，石英砂纯度超过了99.9%，倒不是说纯度就这水平，而是现有的检测手段只能测试这麽高的纯度。
这个纯度已经达标，可以开始下一步了。
接下来就要将石英砂跟碳（煤焦或石油焦）放到电弧炉里，高温还原出矽。
这样就得到了冶金级矽，纯度大概在98%-99.5%，这个纯度显然是没办法做半导体材料的，还需要继续提纯。
将矽料碎成粉末，放入流化床反应器中与无水氯化氰在高温下反应生成三氯氢矽，接着将三氯氢矽液体泵入串联精馏塔，进行多级蒸馏，三氯氢矽的纯度可以达到99.9999999%（9n）以上。
当然，以五十年代的技术是测不出这麽高精度的，都是后世测试数据。
下一步，就是西门子法的核心步骤，化学气相沉淀。
要准备一个还原炉，将两根高纯的矽芯作为「种子」，垂直安装并连接电极，抽真空，随后充入高纯度氢气，矽芯通电加热，将三氯氢矽与氢气混合后通入还原炉，随后发生氢还原反应跟热分解反应，矽元素被沉积在矽芯表面，最终形成一根多晶矽棒。
其中最核心的材料是矽芯，它本身就应该是高纯度矽，也就是说，制取高纯度矽的前提是以高纯度矽做材料，这就成了先有鸡还是先有蛋的问题
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