第八十四章 晶圓製備工藝

「吉姆，我們公司正在積極擴大加拿大的晶元產業園，但是在我看來老是這麼擴不是個辦法，關鍵還是要在晶元製備上想辦法，現在的單晶硅直徑只有3英寸，我們需要更大直徑的單晶硅，才能真正的提高產量，去年我給你的24英寸單晶硅製備工藝，你完成到哪一步了？」

克里斯托弗看了看王海華，對凌世哲說道：「boss，今天你不問我也要向你彙報這件事，這也是我來這裡的原因，boss你跟我來，現在我們到晶圓製備實驗工廠去看看。」

凌世哲三人換了衣服上車，汽車駛出晶元實驗工廠，向西行駛了一公里左右來到一個較大的工廠裡面，三人再次換了衣服進入超潔凈實驗生產車間。

另凌世哲感到奇怪的是王海華對這裡居然非常的熟悉，克里斯托弗看出了凌世哲的臉上的疑惑，解釋道：「boss，新晶圓製備工藝你去年交給我負責以後，鑒於公司的人手不足，我就跟香港計算機學院進行了合作，當時我向你通報過這件事情。」

聽他這麼一說，凌世哲拍了拍自己的頭，居然把這件事搞忘了，當時香港安布雷拉工業公司所有的精力都放在了新型cmos晶元工藝製造技術上面去了，24英寸晶圓製備技術實在是抽不出多少人來，於是克里斯托弗想到計算機學院，就向凌世哲打了份報告，合作研究，凌世哲看到報告后馬上就簽了字，沒想到自己把給忘了，既然是合作研究，王海華當然熟悉這裡了。

「抱歉，我把這事給忘了。」

「沒關係boss，誰都有忘了的時候。」

兩人把凌世哲帶到一個類似於倉庫的房間，地上放了很多個不同尺寸的晶圓棒，有的是一根整體，有的乾脆從中間切成了好幾段，還有的被切成了一片片薄薄的晶圓片。

另一邊有一處檢驗台，上面擺放了各種晶圓檢測設備，幾名工作人員坐在顯微鏡前，對著一張張晶圓進行檢查。

凌世哲看到這麼多大小不同尺寸的單晶硅，疑惑的問道：「吉姆，我給你的資料不是24英寸晶圓的工藝製備技術嗎，怎麼你這裡的晶圓尺寸大大小小都有，怎麼回事？」

「boss是這樣的，我們現在對新工藝技術的掌握並不熟，現在還在摸索之中，生產出來的晶圓棒很不穩定，有的特別的好，24英寸都沒有一個壞點，有的就很差，上了5英寸都有壞點。為了掌握這套新工藝，我採取了從細到粗的笨辦法，先六英寸，在9英寸，這樣一點一點提高，雖然慢了點，但工人們對新工藝技術的掌握的熟練度上也提高了不少。」

「現在你們能夠達到多少英寸無壞點？」

「十三英寸。」克里斯托弗肯定的回到到。

「不錯嘛，這套新工藝你們掌握的很快嘛。」

這時候王海華插話道：「沒這麼簡單，這套新工藝太過於先進，技術相當複雜，工人們在生產操作中要掌握的要點太多太多，不要說是那些工人，就是我們這些教授工程師都拿著頭疼，所以光靠人工來操作是很不現實的，必須實現自動化，光是採集工人們的操作數據就要花費很多時間，各種設備出現的各種故障的處理措施的相關數據也要採集，各種軟體也要編寫，數控系統的調試等等，有太多太多的問題等著我們去解決。問題不但複雜撓人，又都是水磨工夫。」

凌世哲的臉略微紅了一下，在晶元製備的歷史上都是三英寸、六英寸、九英寸、十二英寸這樣一個台階一個台階過來的，但現在他為了自己的經濟利益，直接從三英寸直接跳到二十四英寸，略過中間很多的步聚，自然讓克里斯托弗和王海華以及那些生產工人感到相當的困難，什麼都要從頭摸索，沒有一點的經驗可以借鑒和參考，把這幫技術專家們坑得苦不堪言。

「這些生產設備都是按照我的要求造的嗎，沒有問題把？」凌世哲心裡的愧疚很快就他拋到九霄雲外去了，他已經完全的變成了一個資本家，如何獲取最大利益已經成為了本能，現在他只關心這些製造的生產設備有沒有問題。因為這關係到這套工藝能夠多快的投入到生產。

克里斯托弗點了點頭，用肯定的語氣說道：「這些設備都是我們自己設計和製造的，這套工藝和各個設備我們都建立了相關的各種數學模型，完全符合模型的要求，有關的實驗我們都認真的做過驗證，那些工程師的經驗相當的豐富，總體上是沒有問題，現在我們遇到的問題與其說是工藝設備研發的問題，還不如說是新設備和新工藝生產調試的問題。boss，我有信心在半年之內就能攻克它，到時候24英寸晶圓片會大量源源不斷的生產出來，質量穩定，品質可靠。」

王海華也跟著點了點頭，聽到他們的話里充滿了強大的自信，凌世哲也鬆了口氣，如果真像克里斯托弗說的那樣，那就太好了，半年時間甚至一年的時間他等得起，到時候24英寸晶圓廠投產，他的晶元工廠的產能就會在原基礎上大幅提高好幾倍。

三人離開了晶圓檢測間，向其他生產區走去。

硅是極為常見的一種元素，但它極少以單質的形式在自然界中出現，而是已複雜的硅酸鹽或二氧化硅的形式，廣泛存在於岩石、沙碩、塵土之中。硅在地殼中是第二豐富的元素，構成地殼總質量的25.7%，佔地殼中的四分之一，僅次於第一位的氧（49.4%）。

硅包括晶態和無定型兩種同素異形體，晶體硅為灰黑色，無定形硅為黑色。晶體硅又分為單晶硅和多晶硅，它們都具有金剛石晶格，硬而有金屬光澤，有半導體性質。

半導體晶元的原料是單晶硅，多晶硅是單晶硅的原料，也是太陽能片以及光伏發電的基礎材料。

多晶硅按純度分為冶金級多晶硅（俗稱工業硅）、太陽能級多晶硅和電子級多晶硅。

凌世哲設計的這套工藝，並不是從硅晶礦開始從頭到尾的方式來生產，而是直接採用工業硅為原料來生產，其大體的工藝流程為工業硅———多晶硅——單晶硅。

目前高純度多晶硅製備普遍採用的是三氯氫硅還原法製備高純硅，這種方法是西門子公司發明的，所以又被稱為西門子法製備高純硅。

由於涉及到西門子的專利問題，所以凌世哲採取了另外一種高純硅製備方法——硅烷熱分解法。

硅烷熱分解製備高純硅，是後世共和國的普遍採用的一種方法，它相比西門子法，其工藝簡單、安全性相對較高（西門子法要用到大量的**）成本低、提純度高、污染少，是在未來具有大發展前景的高純硅製備法。

它分為硅烷的製備、硅烷的提純、硅烷分解沉積出高純多晶硅三個步聚。

硅烷的製備方法很多，凌世哲用的是後世廣泛採用的硅化鎂分解法來製備硅烷，其生產方法是，把磨成粉末的工業硅的硅粉和鎂粉進行混合，然後在氫氣中加熱併產生化學反應，生產硅化鎂。

硅化鎂在與固態氯化銨在低溫液氨中進行反應，最後得到硅烷。這種方法安全、可靠、除雜效果良好，特別是除硼效果相當好，除此以外硅烷的純度相對較高，是一個非常好的製造方法。

硅烷生產出來以後，就要進行提純，硅烷的分子式為sih4，它在常溫下氣態，氣體的提純比液體和固體容易，硅烷沸點與各種雜誌相差加很大，所以他採用的第一個方法就是利用低溫液化法去除硅烷中的水和氨，在用精餾提純除去其他雜質。

第二個方法就是預熱分解法，硅烷的分解溫度在六百攝氏度以上，而其他的雜質的分解溫度都低於三百八十攝氏度，所以把預熱的溫度控制在三百八十度左右，就可以將雜質中的氫化物分解，從而達到純化硅烷的目的。

除了上述兩種方法之外，凌世哲設計的這套工藝中還用了吸附法等多種方法來提高硅烷的純度。

這麼一整套的組合拳下來，硅烷的純度相當的高，這個時候的硅烷是相當的危險，因為硅烷本身就是一個易燃易爆氣體，所以硅烷生產工廠與晶圓生產廠是隔得相對較遠的，在一個山坡的山頂上，這樣一旦發生爆炸，利用爆炸都是向四周朝上拋射這一特點，來儘可能的降低對晶圓生產工廠的破壞，整個硅烷工廠的安保措施非常的嚴密，必須持有專門的特種證件才能出入，無關人員一律不準進入，裡面的工人和管理者都是經過了最嚴密的挑選，除查你的人品外，還要查你的社會關係以及你家的三代是否都是良家子，凌世哲可不希望招些背景複雜的人進來，萬一招來個黑社會的人員哪一天搞個破壞，硅烷爆炸的波及範圍，足以毀掉整個觀塘工業區和整個將軍澳，就連離這很遠的邵氏影視城都會被掃平，其爆炸威力不下餘一顆戰術原子彈，所以對這個硅烷工廠的安全要求怎麼嚴苛都不過分。

凌世哲三人在硅烷工廠全部逛了一遍，所有的安全措施也檢查了一遍，當凌世哲滿意的點了點頭后，克里斯托弗和硅烷廠的廠長王炳坤才鬆了一口氣。

香港雖然處於亞熱帶，但二月的天氣還是相當冷的，特別是夾著海風的濕冷，還是相當的冰冷刺骨。

而現在克里斯托弗和王炳坤以及一幫中高層管理者卻在不停的擦汗，看到他們一個二個伸手擦汗的樣子，凌世哲問道：「怎麼你們很熱嗎？」

一幫人馬上停止了擦汗的動作，王炳坤解釋道：「老闆不熱，我們不熱。」

其他人也跟著附和：「不熱、不熱，老闆我們一點都不熱。」

看著一幫手下跟狗腿樣，凌世哲笑罵道：「瞧你們那點出息，我就那麼可怕嗎？我對硅烷工廠的安全要求之所以要如此嚴格也是為了大家好，看到那幾個硅烷存儲罐沒有，如果它們爆炸了，會怎麼樣我就不用多說了吧？」

「凌少，我們都明白，這硅烷一旦爆炸，足以摧毀半個香港，所以我們對凌少的安全要求都是嚴格的執行，沒有打半點折扣。」王炳坤點頭哈腰的對凌世哲說道。

「我看見了，王廠長做得不錯，還有你們也都做的不錯，安全措施執行的非常到位，沒有絲毫的死角，我沒有想到的你們也都想到了，好非常的好，那些工人也不錯。」

聽到凌世哲對他們的肯定，王炳坤等人的臉上流出了燦爛的笑容，凌世哲對屬下的工作要求是出了名的嚴格，想要得到他的贊同是相當不容易的事情，那次下去視察工廠不挑出一堆毛病出來，要求他們按期整改，如果下次還是這樣，就直接炒人，但這一次檢查凌世哲卻半點毛病都挑不出，他對王炳坤的能力非常的欣賞，在心目中把他提升了好幾級。

「剛才我看了一下，員工的值班室和工作室都沒有安裝暖氣片，香港的冬天還是很冷得，特別是在夜裡，王廠長記住要儘快的把暖氣片給裝上，別把工人給凍壞了，知道嗎？」這次檢查，凌世哲也知道把他們嚇得夠嗆，檢查中沒有發現任何問題，他們做得相當不錯，應該給他們一些甜棗了，否則這些屬下早晚有一天會怒氣滔天的，胡蘿蔔加大棒也是管理公司的一個有效手段。

王炳坤知道凌世哲剛才掄了大棒，現在開始給甜棗安撫人心了，當且笑著答應道：「是，凌少，我馬上安排人去辦，絕不會讓工人們凍著冷著。」

凌世哲點了點頭，又說道：「香港的夏天是很炎熱的，雖然現在才2月份，但夏天很快的就會到來，工廠的防暑降溫工作一定要提前做好，空冷水降溫設備也跟著按上吧，別讓職工們中暑了。還有，硅烷廠的安全生產工作完成的不錯，我很滿意，硅烷廠所有的員工包括你們這些管理層，全都發三個月的薪水作為獎勵。」

凌世哲剛說完，就聽到一片歡呼聲，大家都在高聲吶喊，萬歲，萬歲。

看著這幫熱情歡呼的員工，凌世哲用手壓了一壓，大家立刻安靜了下來。

凌世哲繼續說道：「是該進行歡呼，這段時間你們都辛苦了，今天晚上和明天晚上，凡是不需要上班在家休息的員工，都到聚福樓吃大餐，指著貴的點，我請客明白嗎？」

「好……」一聲整齊的吼聲傳到凌世哲的耳朵里，差點把他的耳朵震聾，跟著又響起了一片的歡呼聲，聲浪一波高過一波。

看著歡呼的人群，凌世哲大聲的笑著說道：「你們慶祝吧，這是屬於你們的時刻，你們的工作得到了我的肯定，你們該得到這些獎賞，你們好好的慶祝吧，我走了。」

說完，凌世哲和克里斯托弗以及王海華三人就上車離開了，車后一片歡呼的人群。

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