陈地忠按照技术资料要求在精炼炉中冲入氩气,把温度控制在1600度左右,然后将一小条晶种,也就是一条细小的单晶硅作为种子浸入硅溶液,再缓慢的向上旋转、提拉,被拉出的硅溶液因为温度梯度下降会凝固成固态硅,细节上看就是细牙签进去、大棒子出来。
大棒的粗细和质量,取决于工作的温度、旋转的速度和提拉的力度,这时在大棒顶端出现了一段直径几毫米的脖子。
这是因为在晶种刚接触溶液时会因为热冲击,使晶体发生高频次的滑移和位错,导致最开始的一段容易出现晶体缺陷。
所以在刚开始时先用高速提拉,拉出一段10厘米左右的脖子,让位错缺陷趋缓直至消失之后,再降低速度开始拉大直径的硅棒,此时凝固的硅棒就和晶种一样是光滑的单晶硅。
但是,“细脖子”的存在,决定了单晶硅的重量,因为棒子超重会断掉。
从陈地忠利用系统熔炉的实验数据看,拉直径8英寸的硅棒能拉6米长,12英寸的最长到一米五。
陈地忠将这些步骤操作完成后,就制作出了芯片的原材料:单晶硅棒。