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第219章 百分之十一

2026-08-25 15:59:19 作者: 小小姜蔥魚

  次日上午,第四爐裝料前的驗收按時開始。

  老孫把收底並細磨完成的石英坩堝放到檢驗台上。

  燈光穿過透明側壁,昨晚標出的底部圓角與側壁過渡處清楚顯現。

  方旭東用千分尺沿圓周逐點複測,壁厚最大差值控制在零點一毫米以內,底部中心和邊緣也都落在圖紙公差範圍。

  姜明核對昨晚留下的抽查記錄,在加工圖的驗收欄簽下名字。

  老孫擦淨坩堝外壁的石英粉,把它放上天平,又取來上一爐使用的石墨坩堝作對比。

  兩個讀數抄到加工圖背面後,姜明在旁邊補上材料導熱差異與估算熱容量。

  「石英輕一些,導熱又慢,壁內蓄熱較少,爐子的溫度響應會比上一爐快。」他把加工圖移到控制台邊,「原來那套旋鈕位置得重新標定。」

  兩隻坩堝的質量、比熱和接觸面積隨即代入簡化熱模型,加熱座到熔體之間的時間常數很快算了出來。

  石英坩堝的響應時間明顯縮短,原有比例增益繼續使用,控制器容易在設定溫度附近反覆修正,積分累積也會偏快。

  他在控制台上拆開鉛封,重新標定比例與積分旋鈕位置,將比例作用放緩,積分時間相應拉長,再讓大劉接入模擬負載做階躍試驗。

  執行器原用彈簧回位偏慢,大劉從備件架取出一隻彈性更合適的彈簧,裝好後重新測試開度變化。

  

  記錄筆在紙帶上劃出兩次響應曲線,第二次超調已經收進允許範圍,回落過程也未出現連續擺動。

  「正式升溫以後還要再看熔體負載,空載參數只作起點。」

  姜明封住臨時不用的旋鈕,把新標定位置記入第四爐工藝卡,隨後讓老孫安裝石英坩堝。

  經過六遍區域提純的同批鍺料按上一爐重量裝入坩堝,籽晶、保護氣體流量和爐腔壓力也維持原條件,以免新的變量混入對照結果。

  升溫開始後,鍺塊邊緣逐漸軟化,銀灰色液面從底部鋪開,石英側壁將熔體內部的變化直接顯露出來。

  上一爐使用石墨坩堝時,觀察只能依賴頂部窗口,坩堝壁附近的液流和懸浮物難以看清,這一次,方旭東可以從側面窗口連續拍下熔體照片。

  他把相機固定在支架上,每隔同樣時間拍攝一張,照片中熔體顏色分布均勻,靠近坩堝壁的位置也看不到石墨細粒造成的暗色顆粒帶。

  溫度進入穩定區後,姜明觀察紙帶上的回落速度,再把積分旋鈕向慢端修正一格,使控制器適應石英坩堝更快的熱響應。

  老孫將籽晶降到液面,先用手輪帶動接觸,液態鍺沿籽晶底面鋪開,形成圓滑彎月面。

  姜明確認固液界面邊緣保持穩定,示意大劉把旋轉機構逐步升到每分鐘二十八轉,方旭東同時記下電機電流、蝸輪周期和溫度波紋。

  轉速到位後,提拉機構以每分鐘零點八毫米開始上升,籽晶下方逐漸長出連續的金屬灰色晶柱。

  石英側壁後方的熔體流動更容易觀察,籽晶底面附近形成穩定的軸向補流,邊緣液面也未出現多邊形稜角。

  提拉進行到中段時,爐溫受執行器一次回位影響向下偏移,控制器隨即補回輸出,彎月面只收窄少量便重新穩定。

  姜明在工藝卡上標出對應位置,繼續觀察晶體側面的生長紋,未調整旋轉與提拉參數。

  四十五分鐘後,熔體高度接近停止線,老孫停住上升機構並保留旋轉,讓晶體從液面平穩脫離。

  冷卻後的第四爐單晶長約三十六毫米,表面金屬光澤連續,尾部收口也比石墨坩堝條件下更整齊。

  方旭東先切下尾部薄片,完成磨拋後送到偏光顯微鏡下,幾個方向的亮暗變化保持一致,整根晶體仍維持同一取向。

  四探針測量台隨即架起,林蘭英按固定間距移動探針,方旭東控制電流並報出讀數,姜明將每個測點換算成電阻率。

  頭部數據略高,中段進入平緩區後變化縮小,尾端仍有下降,可下降幅度已經比第三爐進一步收窄。

  最後一個測點記錄完畢,方旭東把曲線連到坐標紙上,重新核算頭尾差。

  「百分之十一。」

  吳漢章把手裡的預研方案放到桌面,走到坐標紙前核對首尾兩個數值,又讓方旭東按有效長度復算一次。


  第二次計算仍落在百分之十一附近,比石墨坩堝第三爐的百分之十六降低五個百分點,也接近姜明此前給出的目標區間。

  姜明把實測曲線代回有效分凝係數模型,反推第四爐條件下的界面雜質輸運,再與第三爐的坩堝使用記錄對照。

  石墨坩堝壁貢獻的額外雜質在更換石英坩堝後下降約七成,剩餘偏差主要來自鍺料自身殘餘雜質,以及晶體長度有限造成的尾端富集。

  方旭東取出前幾爐坐標紙,將第二爐、第三爐和第四爐的電阻率曲線疊在同一張透光紙上。

  三條曲線的頭尾差依次為百分之三十、百分之十六和百分之十一,轉速提升帶來的邊界層變化與坩堝材料變化,各自在曲線上留下清楚的改進幅度。

  他在第二條曲線旁寫下旋轉速度由十二轉提高至二十八轉,又在第三條曲線旁標出石英坩堝與碳雜質下降。

  吳漢章看完疊圖,用掌心拍了一下桌沿。

  「百分之十一,夠不夠切器件料?」

  姜明把第四爐單晶放到測量架上,避開頭尾過渡區,從中段劃出一厘米長度,再讓方旭東按更密的間距複測。

  這一段內部電阻率變化控制在正負百分之三左右,晶體取向連續,表面也看不到明顯缺陷,已經能滿足初代點接觸鍺二極體的試製要求。

  「可以開始試做,中段先切第一批,頭部留作後續對照,尾段繼續封存。」

  吳漢章拿起預研方案,在混頻二極體材料欄後寫上第四爐中段,又把器件組的開工日期提前到下一周。

  「老孫做切割夾具,大劉查點接觸彈簧壓力,方旭東把材料編號和電阻率區間接進器件工藝卡。」

  安排落下後,姜明回到隔間,把第四爐工藝記錄壓縮成一份技術通報,收件人寫王守武。

  通報正文列出石英坩堝質量、熱容量變化、PID重新整定參數、第四爐拉晶條件和電阻率分布,並附上理論預測與實測百分之十一的對照。

  信末,他補上一行技術建議。

  「後續若能獲得純度五個九以上的籽晶,頭部均勻段可進一步延長。」

  方旭東看到這句話,抬手點了點王守武的名字。

  「他的實驗室一直在做籽晶製備,這份通報送過去,他應該看得懂你的意思。」

  「看懂以後給不給,是他的選擇。」

  姜明把通報裝進內部交換文件袋,封口處蓋上502技術組印章,交給宋同志送往物理所。

  兩天後的上午,文件袋送回502,封面多了一行王守武親筆寫下的回覆:今日下午到廠,籽晶隨身帶來。

  姜明看完,將第四爐工藝卡和籽晶夾頭圖一併放到方旭東的記錄台上,讓他提前騰出檢驗位置。


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