二號碳化矽生長爐的控制室裡,空氣彷彿凝固了。
林海緊盯著螢幕上那條緩慢爬升的晶體生長模擬曲線,以及旁邊即時反饋的、經過特殊演算法處理的“熱場不對稱度”指標。他的手指懸在緊急停止按鈕上方,手心裡全是汗。陸晨站在他側後方,沉默地注視著一切。
爐內,按照精心設計的“緩傾斜熱場”方案,晶體生長正進入最關鍵的中期。透過微調加熱線圈的功率分佈,爐內空間形成了一種穩定的、偏向東南方向約5%的溫度梯度。這個梯度被嚴格控制在安全範圍內,目的是驗證“缺陷定向遷移”理論,而非追求晶體完美。
“晶體生長介面推進穩定,邊緣監測點未發現異常應力積聚。”操作員低聲報告,聲音在寂靜的控制室裡格外清晰。
“雜質濃度監測資料?”林海問,眼睛沒離開主螢幕。
“X射線熒光顯示,爐內氣相中特定雜質元素的濃度,在東南側區域確實比西北側高出約18%。符合模擬預測,雜質正在被熱流‘驅趕’。”
初步跡象良好。但林海和陸晨都清楚,真正的考驗在於晶體內部。那些肉眼和常規監測無法直接看到的缺陷,是否真的如理論所料,被“擠”到了預設的邊緣廢棄區?
時間一分一秒過去,生長過程平穩得令人心焦。預定的36小時生長週期進入最後六小時。
突然,負責監測晶體內部應力分佈的中子衍射儀發出了一聲輕微的報警音。螢幕一角,代表晶體內部剪下應力的色塊圖,在靠近西北側的某個區域,顏色由代表安全的淡綠,逐漸轉向警示的淺黃。
“應力集中點出現,位置偏離預測區域。”操作員的聲音緊張起來。
林海立刻調取該區域的微觀熱場模擬資料。“這裡的實際熱流速度比我們計算模型快了0.3個毫秒每釐米……是原材料純度區域性微波動導致的嗎?”他快速進行反向計算,“不對,這個應力型別……是滑移位錯的早期特徵!熱場傾斜與晶體本身的固有生長臺階發生了非預期耦合!”
“嚴重嗎?需要干預嗎?”陸晨沉聲問。滑移位錯一旦形成並擴充套件,會嚴重影響晶體的電學效能,這爐晶體的價值將大打折扣。
林海額頭滲出細密的汗珠,大腦飛速權衡。“現在緊急調整熱場,可能會引發更大的介面失穩,甚至導致晶體開裂。目前的應力水平還在可控範圍……我建議,按原計劃完成生長,但記錄下這個意外。這爐晶體的核心目標是驗證‘缺陷分佈可控’,而不是長出完美晶體。這個意外的滑移位錯,本身就是一個極其寶貴的‘非設計缺陷’樣本,它能告訴我們,在傾斜熱場下,晶體內部響應的複雜性和風險點在哪裡!”
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