第240章 第一道熔區
林蘭英拆開半導體研究組送來的封裝紙，將初級提純矽棒放上天平，重量、長度、直徑與批次編號依次記入三號爐新工藝冊。
這批矽料純度約為三個九，裝爐前軸向電阻率接近一歐姆厘米，足以用於驗證熔區移動與雜質分凝，卻遠達不到器件材料要求。
老孫把縮窄後的石英舟推入氧化鋁管，石英只作為矽棒襯底，舟體位置避開爐膛最高溫度集中的區域。
矽棒落入舟槽後，他沿推進杆全行程往復檢查，確認接頭、舟尾與爐管內壁之間保留足夠膨脹餘量。
鎢錸熱電偶的位置也重新覆核，測溫端對準爐膛中心熱區，外側保護套管則由軟墊固定，防止推進時傳來機械振動。
大劉封閉爐管埠，打開高純氬氣閥門，先用較大流量置換管內空氣，再轉入區域提純所需的穩定保護氣流。
方旭東把裝料尺寸、氣體流量、夾頭電阻與查表器初始狀態逐項填入記錄表，隨後才向姜明報告可以升溫。
總閘合上後，碳化矽棒沿既定斜率提高功率，查表網絡根據熱電偶讀數給出基準值，PID輸出則維持在較小修正範圍。
八百到一千二百度期間，帶料曲線與空載曲線差別有限，矽棒吸收的熱量尚未改變爐膛主要傳熱狀態。
越過一千三百度後，矽的熱容量開始在紙帶上留下痕跡，同樣的輸入功率增加，溫升速度比空載時慢了一段。
姜明暫時保留原查表輸出，只記錄帶料與空載之間的偏差，避免在熔區形成前提前修改整個基準。
爐溫靠近一千四百二十度時，矽棒表面逐漸出現亮斑，亮區從一點擴展開來，隨後在觀察窗中形成連續彎月面。
「熔區起來了，先守住寬度。」
姜明對照觀察窗刻線和熱電偶讀數，讓大劉小幅調整前饋偏置，待熔區長度穩定後，才向老孫示意啟動推進機構。
老孫將推進速率調到每分鐘約一毫米，矽棒前沿持續融化，後沿隨熱區離開重新凝固，雜質隨液態熔區向尾端遷移。
與鍺料相比，矽的導熱率更高，熔區前後沿傳熱更快，比熱容又讓爐內儲存的熱量增加，溫度梯度在狹窄區域裡變得更陡。
方旭東盯著紙帶報出每次偏差，大劉則同時觀察查表器基準功率、PID修正量與碳化矽棒電流。
前段推進保持平穩，爐溫大多控制在正負零點三度以內，熔區寬度也沿觀察窗刻線維持在預定範圍。
推進杆進入矽棒中段後，紙帶墨線開始擴大，先向設定值上方越出，又在功率修正到來後壓向下方。
第二次往復緊接著出現，波動幅度迅速擴大到正負二點五度，持續周期也從空載時的短擺動拉長到數分鐘。
「正二點三，正在回落，負一點八，還在往下。」
方旭東提高報數速度，紅鉛筆沿紙帶峰谷逐點作記，老孫聽到姜明示意，立即停住推進杆。
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姜明將查表輸出與PID修正量放到一起，發現PID正在努力拉回溫度，查表器提供的基準功率卻仍沿空載標定值運行。
查表器只看溫度，識別不了熔區位於矽棒哪一段，也無法判斷推進位置改變後，爐膛熱負荷重新分配了多少。
姜明將控制器切到半手動狀態，保留PID偏差修正，再轉動前饋補償器的偏置電位，逐級提高當前工作點的基準功率。
第一檔修正只縮小下沖，溫度回升後仍越過設定值，他根據上一周期的功率差再收回一部分偏置，讓基準值落在兩次峰谷之間。
紙帶經過一次較窄擺動後重新貼近中心線，波動逐漸回到正負零點三度範圍，熔區彎月面也恢復原有寬度。
「推進恢復，速率先守在一毫米，進入尾段前再核一次偏置。」
老孫重新轉動推進機構，方旭東在中段位置旁畫出醒目標記，將三分鐘功率振盪與手動修正範圍完整抄入異常記錄。
姜明則在牛皮紙筆記本上添入一個新的函數項，帶料基準功率除溫度外，還需要加入熔區位置修正。
推進位置變化會改變液態矽對爐膛的輻射與導熱分布，今後的查表器若想自動運行，就得讓推進杆位置也參與基準功率計算。
眼下的硬體來不及加入位置反饋，他只能按矽棒前段、中段和尾段分別記錄偏置，為下一輪形成帶料修正表。
第一道熔區繼續向尾端移動，除中段那次振盪外，溫度波動始終維持在正負零點三度左右。
老孫守著推進手輪，每經過一段編號便向方旭東報出位置，方旭東同步記下電壓、電流、爐溫和前饋偏置。
尾端最後二十毫米按方案保留為雜質富集區，熔區到達邊界後，老孫將矽棒推出最高溫區，隨後按程序逐級降溫。
爐體經過保護氣流冷卻到允許操作的溫度，石英舟才從氧化鋁管中緩慢退出，凝固後的矽棒表面留下清楚的熔區移動痕跡。
林蘭英先檢查棒體外形與舟底接觸處，確認矽棒在高溫中未發生粘連和明顯彎曲，隨後才同意轉入軸向測量。
方旭東沿矽棒長度劃分測點，四探針依次落在前段、中段和尾段，電阻率數據逐項填入坐標紙。
裝爐前接近一歐姆厘米的前段，第一遍提純後提高到約五歐姆厘米，中段改善幅度較小，尾端則出現明顯雜質富集。
這組數值距離器件級所需的數十歐姆厘米仍隔著多遍提純，可雜質隨熔區遷向尾端的趨勢已經清楚建立。
林蘭英重新測了一遍前段，又核對探針壓力與樣品溫度，第二組數字仍落在相同範圍。
她把矽棒電阻率曲線壓在鍺料第一遍提純記錄旁，兩種材料的分凝幅度不同，軸向變化方向卻保持一致。
姜明站在記錄台另一側，看著前段五歐姆厘米的數字，心裡積壓多日的緊張終於鬆開一層。
爐管、加熱體、熱電偶、夾頭和控制器幾乎全部換過，真正進入矽熔點後，這套從鍺溫區遷移來的方法仍能推動雜質分離。
林蘭英又將兩卷溫度紙帶並排展開，鍺料第一遍提純時波動為正負零點零八度，矽料除中段異常外穩定在正負零點三度。
兩條曲線的寬度差別醒目，包絡變化卻沿著相近的推進階段展開，升溫、熔區穩定、移動和退出熱區均能一一對應。
她拿起鉛筆，在矽料第一遍試驗結論欄寫下四個字。
方法可行。
黃昆當天下午來到爐房，先檢查中段振盪記錄，再查看姜明補出的熔區位置修正項，最後才翻到軸向電阻率曲線。
「下一遍若仍靠人工調偏置，記錄必須跟推進位置綁在一起，第三遍之前要形成帶料表。」
「前中後三段先建粗表，每遍再增加位置節點，PID參數暫時不動，免得兩個變量一起改。」
黃昆接受了這個安排，坐到記錄台前翻開硬皮記錄簿，將三號爐後續爐時從待驗證欄轉入正式計劃。
首批矽料先連續完成三遍區域提純，每遍結束後複測軸向電阻率，再依據雜質富集效果決定是否繼續第四至第六遍。
他在審批欄中寫明，502溫控方案在矽溫區初步通過驗證，後續精度優化與帶料修正由姜明技術負責，記錄格式沿用502規範。
鋼筆寫到技術負責四個字時，黃昆核對了一遍中段異常處置記錄，才在末尾簽下自己的名字。
姜明接過審批頁，看到502與技術負責首次並列出現在物理所三號爐的正式文件中，手指沿紙邊慢慢撫平折角。
老孫已經把第一遍推進位置與偏置數據貼上黑板，大劉則拆開查表器面板，準備為帶料曲線增加新的節點。
記錄台旁，那根前段電阻率提高到五歐姆厘米的矽棒仍安放在軟木托架上，尾端雜質富集區已被紅鉛筆圈出。
黃昆將後續爐時審批頁壓在矽棒編號冊上，第二遍提純的裝爐欄隨即翻開。
這批矽料純度約為三個九，裝爐前軸向電阻率接近一歐姆厘米，足以用於驗證熔區移動與雜質分凝，卻遠達不到器件材料要求。
老孫把縮窄後的石英舟推入氧化鋁管，石英只作為矽棒襯底，舟體位置避開爐膛最高溫度集中的區域。
矽棒落入舟槽後，他沿推進杆全行程往復檢查，確認接頭、舟尾與爐管內壁之間保留足夠膨脹餘量。
鎢錸熱電偶的位置也重新覆核，測溫端對準爐膛中心熱區，外側保護套管則由軟墊固定，防止推進時傳來機械振動。
大劉封閉爐管埠，打開高純氬氣閥門，先用較大流量置換管內空氣，再轉入區域提純所需的穩定保護氣流。
方旭東把裝料尺寸、氣體流量、夾頭電阻與查表器初始狀態逐項填入記錄表，隨後才向姜明報告可以升溫。
總閘合上後，碳化矽棒沿既定斜率提高功率，查表網絡根據熱電偶讀數給出基準值，PID輸出則維持在較小修正範圍。
八百到一千二百度期間，帶料曲線與空載曲線差別有限，矽棒吸收的熱量尚未改變爐膛主要傳熱狀態。
越過一千三百度後，矽的熱容量開始在紙帶上留下痕跡，同樣的輸入功率增加，溫升速度比空載時慢了一段。
姜明暫時保留原查表輸出，只記錄帶料與空載之間的偏差，避免在熔區形成前提前修改整個基準。
爐溫靠近一千四百二十度時，矽棒表面逐漸出現亮斑，亮區從一點擴展開來，隨後在觀察窗中形成連續彎月面。
「熔區起來了，先守住寬度。」
姜明對照觀察窗刻線和熱電偶讀數，讓大劉小幅調整前饋偏置，待熔區長度穩定後，才向老孫示意啟動推進機構。
老孫將推進速率調到每分鐘約一毫米，矽棒前沿持續融化，後沿隨熱區離開重新凝固，雜質隨液態熔區向尾端遷移。
與鍺料相比，矽的導熱率更高，熔區前後沿傳熱更快，比熱容又讓爐內儲存的熱量增加，溫度梯度在狹窄區域裡變得更陡。
方旭東盯著紙帶報出每次偏差，大劉則同時觀察查表器基準功率、PID修正量與碳化矽棒電流。
前段推進保持平穩，爐溫大多控制在正負零點三度以內，熔區寬度也沿觀察窗刻線維持在預定範圍。
推進杆進入矽棒中段後，紙帶墨線開始擴大，先向設定值上方越出，又在功率修正到來後壓向下方。
第二次往復緊接著出現，波動幅度迅速擴大到正負二點五度，持續周期也從空載時的短擺動拉長到數分鐘。
「正二點三，正在回落，負一點八，還在往下。」
方旭東提高報數速度，紅鉛筆沿紙帶峰谷逐點作記，老孫聽到姜明示意，立即停住推進杆。
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姜明將查表輸出與PID修正量放到一起，發現PID正在努力拉回溫度，查表器提供的基準功率卻仍沿空載標定值運行。
查表器只看溫度，識別不了熔區位於矽棒哪一段，也無法判斷推進位置改變後，爐膛熱負荷重新分配了多少。
姜明將控制器切到半手動狀態，保留PID偏差修正，再轉動前饋補償器的偏置電位，逐級提高當前工作點的基準功率。
第一檔修正只縮小下沖，溫度回升後仍越過設定值，他根據上一周期的功率差再收回一部分偏置，讓基準值落在兩次峰谷之間。
紙帶經過一次較窄擺動後重新貼近中心線，波動逐漸回到正負零點三度範圍，熔區彎月面也恢復原有寬度。
「推進恢復，速率先守在一毫米，進入尾段前再核一次偏置。」
老孫重新轉動推進機構，方旭東在中段位置旁畫出醒目標記，將三分鐘功率振盪與手動修正範圍完整抄入異常記錄。
姜明則在牛皮紙筆記本上添入一個新的函數項，帶料基準功率除溫度外，還需要加入熔區位置修正。
推進位置變化會改變液態矽對爐膛的輻射與導熱分布，今後的查表器若想自動運行，就得讓推進杆位置也參與基準功率計算。
眼下的硬體來不及加入位置反饋，他只能按矽棒前段、中段和尾段分別記錄偏置，為下一輪形成帶料修正表。
第一道熔區繼續向尾端移動，除中段那次振盪外，溫度波動始終維持在正負零點三度左右。
老孫守著推進手輪，每經過一段編號便向方旭東報出位置，方旭東同步記下電壓、電流、爐溫和前饋偏置。
尾端最後二十毫米按方案保留為雜質富集區，熔區到達邊界後，老孫將矽棒推出最高溫區，隨後按程序逐級降溫。
爐體經過保護氣流冷卻到允許操作的溫度，石英舟才從氧化鋁管中緩慢退出，凝固後的矽棒表面留下清楚的熔區移動痕跡。
林蘭英先檢查棒體外形與舟底接觸處，確認矽棒在高溫中未發生粘連和明顯彎曲，隨後才同意轉入軸向測量。
方旭東沿矽棒長度劃分測點，四探針依次落在前段、中段和尾段，電阻率數據逐項填入坐標紙。
裝爐前接近一歐姆厘米的前段，第一遍提純後提高到約五歐姆厘米，中段改善幅度較小，尾端則出現明顯雜質富集。
這組數值距離器件級所需的數十歐姆厘米仍隔著多遍提純，可雜質隨熔區遷向尾端的趨勢已經清楚建立。
林蘭英重新測了一遍前段，又核對探針壓力與樣品溫度，第二組數字仍落在相同範圍。
她把矽棒電阻率曲線壓在鍺料第一遍提純記錄旁，兩種材料的分凝幅度不同，軸向變化方向卻保持一致。
姜明站在記錄台另一側，看著前段五歐姆厘米的數字，心裡積壓多日的緊張終於鬆開一層。
爐管、加熱體、熱電偶、夾頭和控制器幾乎全部換過，真正進入矽熔點後，這套從鍺溫區遷移來的方法仍能推動雜質分離。
林蘭英又將兩卷溫度紙帶並排展開，鍺料第一遍提純時波動為正負零點零八度，矽料除中段異常外穩定在正負零點三度。
兩條曲線的寬度差別醒目，包絡變化卻沿著相近的推進階段展開，升溫、熔區穩定、移動和退出熱區均能一一對應。
她拿起鉛筆，在矽料第一遍試驗結論欄寫下四個字。
方法可行。
黃昆當天下午來到爐房，先檢查中段振盪記錄，再查看姜明補出的熔區位置修正項，最後才翻到軸向電阻率曲線。
「下一遍若仍靠人工調偏置，記錄必須跟推進位置綁在一起，第三遍之前要形成帶料表。」
「前中後三段先建粗表，每遍再增加位置節點，PID參數暫時不動，免得兩個變量一起改。」
黃昆接受了這個安排，坐到記錄台前翻開硬皮記錄簿，將三號爐後續爐時從待驗證欄轉入正式計劃。
首批矽料先連續完成三遍區域提純，每遍結束後複測軸向電阻率，再依據雜質富集效果決定是否繼續第四至第六遍。
他在審批欄中寫明，502溫控方案在矽溫區初步通過驗證，後續精度優化與帶料修正由姜明技術負責，記錄格式沿用502規範。
鋼筆寫到技術負責四個字時，黃昆核對了一遍中段異常處置記錄，才在末尾簽下自己的名字。
姜明接過審批頁，看到502與技術負責首次並列出現在物理所三號爐的正式文件中，手指沿紙邊慢慢撫平折角。
老孫已經把第一遍推進位置與偏置數據貼上黑板，大劉則拆開查表器面板，準備為帶料曲線增加新的節點。
記錄台旁，那根前段電阻率提高到五歐姆厘米的矽棒仍安放在軟木托架上，尾端雜質富集區已被紅鉛筆圈出。
黃昆將後續爐時審批頁壓在矽棒編號冊上，第二遍提純的裝爐欄隨即翻開。