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新中国第一颗硅单晶诞生记

2021-12-16马晓荣

文萃报·周二版 2021年48期
关键词:物理实验

1959年9月15日,对于年轻的共和国来说,这一天特别有意义——位于天津玛钢厂的601实验所(中国电科46所前身)利用直拉法拉制出中国第一颗实用直拉硅单晶,敲开了我国通往信息时代的大门。

“草台班子”也要唱大戏

1957年,美国人做出了世界上第一块集成电路,半导体技术很快在许多领域得到了应用。中国的科技界不甘示弱,601实验所决定成立“物理提纯组”,由丁守谦任组长,4名年轻科研人员迅速集结,开始研制硅单晶及物理提纯。

物理提纯组成立后,难题可谓一连串。技术方面,物理组不仅没有设备,更缺少技术资料。历经千辛万苦,一本俄文版的《半导体冶金学》令大家如获至宝。通过自学,队员们利用一台废弃的高压变压器,将石墨筒内的硅粉加热,使其变成了硅块。

最难的是研制硅单晶炉,那是硅单晶拉制最关键的设备。但当时全国没有一家单位有硅单晶炉,丁守谦打听到北京有色金属冶金设计院有一台锗单晶炉,于是前往“取经”。从北京参观回来后,他凭记忆向大家传达,选修过制图课的队员靳健就在一旁绘图。不到半个月,一台拉硅单晶的炉子由图纸变成了实物。“但一试根本不行。”丁守谦说,团队只好改进设计,推翻重来。

硅单晶炉制成后,剩下的最大难题就是火候的掌握和提拉的速度了。在用其它材料代替硅进行了上百次的实验和演练后,终于要正式拉制硅单晶了。

实验用到了费尽周折从苏联购来的一小块硅籽晶。这块唯一的硅籽晶,只有印刷厂的铅字大小(约3×3mm)。……

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