第一百八十七章:硅晶
對于這些科研人員的問題，韓元其實是理解的。
正如他昨天晚上想如何去進行縮小碳化硅晶材制備集成芯片一樣。
一個合格的科學家，會永遠保持對知識的好奇心。
這是人類進步的主要源泉。
但他不可能花費大量的時間去講解這些東西，涉及到微觀層面的知識實在是太過復雜。
如果要板書出來，一本教材都不一定能搞定，那耗費的時間也太長了。
唯一的方法，就是讓這些人去看自己的直播視頻了。
進入化學實驗室，韓元將昨天制備好的碳化硅晶材取出來，又將其他材料準備好后，道：
“昨天我已經將碳化硅晶體管中的n漂移層處理完成。”
“剩下的就是處理p阱、柵和漏三極了。”
“相對比集成芯片來說，晶體管的這些東西制作起來簡單多了。”
大致的說了一下今天的工作安排后，韓元也開始了處理手中材料。
制造碳化硅晶體管p阱他使用的是一塊低摻雜的p型硅。
所謂的p型硅其實就是在制備過程中摻雜了一些硼的硅晶。
通過摻雜硼元素，在制造過程能在硅晶中產生的空穴。
摻雜的硼越多，導電能力也就越強，電阻率就越低。
這個就是npn和pnp晶體管中的p極。
至于這樣材料，在一級任務中他并沒有準備，畢竟當時誰能想到在二級任務中需要制造類似于芯片的晶體管呢？
不過好在制造p型硅的基礎材料和所需要的儀器他都有。
至于如何提煉出高純度的硅晶，對于他來說早就不是什么難事了。
當初新手任務中獲取到的初級材料冶煉知識信息中就有合適的冶煉方式。
對于韓元的工作安排，大部分的觀眾也只是聽聽，不過還是有部分觀眾提出一些問題。
主播要制備高純度的晶硅？我記得這玩意好像是用于芯片上的吧？
高純度的單晶硅的制備很難的，目前而言，能掌握這種技術的國家很少，一只手都可以數的過來。
我們國家有沒有這種技術？
很抱歉，沒有！目前我們國家制備芯片用的單晶硅百分之七十五以上都是從小日子過的不錯的鬼子國進口的。
臥槽，那還不通知警察叔叔？
急什么，國家肯定注意到了的，不然你以為早上那些問題是誰問的？就憑你們這些學渣？
我就想知道主播到底在不在地球上，為啥掌握了這種技術卻不回國效力？
看到彈幕上的疑惑，韓元開口解釋道：“大家誤會了。”
“我制備的并不是單晶硅，而是高純度的晶硅。”
“正如你們說的一樣，單晶硅是制備芯片的必備品，是單質硅的一種形態。”
“單晶硅的定義是融化的硅原子在凝固的時候以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則這些晶粒平行結合起來便結晶成單晶硅。”
“它的制備需要用到特定的‘單晶爐’才能將其直拉成生長無錯位硅單晶。”
“但晶硅不同，晶硅又可以叫做多晶硅，意思是純度為百分之九十九點九以上的硅，對硅原子的排列順序并沒有要求。”
“雖然在純度上相差不多，但這兩者是有很大的差別的，在制備難度上也截然不同。”
“至于制備多晶硅，這個很簡單的，并不難。”
“用普通的化學還原法和分解法都可以制備。”
“如果是化學還原法，使用四氯氫硅氫還原法或者三氯氫硅氫還原法都可以。”
“這也正是我今天要使用的辦法。”
“以后有需要了，我給大家展示一下‘單晶爐’的制備，到時候大家就知道了。”
最后一句話，韓元其實是講給直播間中的那些科研學者聽的。
正如部分觀眾所說的一樣，華國沒有制備單晶爐的技術，制備芯片需要的單晶硅和制備單晶硅的儀器，百分之七八十都是從島國進口的。
每年在這個上面花費的錢財可以說是幾十億美金。
稍稍解釋一下兩者的區別，留一下了一句讓人犯心臟病的話后，韓元從儲物間中取出來一些一級任務中制備的粗硅。
然后將其碾碎、研磨成細細的粉末后裝入一個有些像過濾器的特制的容器中。
而在容器的另一端，通有另一套實驗裝置，裝置里面裝有氯化鈉和濃硫酸。
兩套裝置下面都點有酒精燈給其加熱。
濃硫酸和氯化鈉生成的氯化氫順著管道融入粉末硅中。
等待一段時間后，容器中的硅粉就會和氯化氫反應生成三氯氫硅（氣體）和氫氣。
而排出的三氯氫硅和氫氣又通過玻璃管進入下一個容器中，然后通過低溫精餾的方式將里面含有的一些雜質進行冷凝排出掉。
提純后的三氯氫硅則進入還原爐中，通過電熱爐進行加熱到一千一百五十度。
在這里，三氯氫硅和氫氣再度進行熱反應，生成高純度的硅晶和氯化氫氣體。
當韓元講到這一步的時候，直播間里面的觀眾頓時都傻眼了。
氯化氫和硅反應生成三氯氫硅，三氯氫硅再和氫氣反應生成硅和氯化氫？這搞啥？
這有區別嗎？
不是，反應來反應去，最終的結果沒啥變化啊？
神奇的化學！
如果省略中間的三氯氫硅，那就是氯化氫和硅反應生成硅和氯化氫（狗頭）
有沒有人寫一下化學方程式啊？
彈幕上，一片迷惑，雖然化學神奇，但像現在這種原料和輔料反應生成產品，產品又自洽反應生成原料和輔料的還是挺少見的。
看到彈幕，韓元笑道：“這其實就是化學中的可逆雙向反應而已。”
“雖然感覺很神奇，但并不違背化學。”
高溫下，容器中的三氯氫硅不斷生成高純度的硅晶。
過了一段時間，收集到了足夠的高純度的硅晶后韓元便停下了反應。
冷卻下來后，韓元凝固在容器中的硅晶取了出來。
凝固后的晶硅塊表面呈現出灰黑色，反射著介于玻璃和金屬之間的光澤，帶著一絲絲的藍色調。