第八十六章,切?為什麼要切!

複旦的半導體實驗室為了迎接新裝置進行過徹底的騰挪搬遷,原先那一套矽電晶體生産裝置矽爐和蒸汽滲透室)全部轉移到上海郊區了,那裡剛建起來一個複旦的分校園,或者說複旦大學上電集團聯合控股的校辦工廠。

現在李強完全不認識半導體實驗室裡的各種機器裝置了。

“原先的矽電晶體生産工藝,我叫它‘臺面工藝’,而新的生産工藝,可以叫做‘平面工藝’。”黃昆向李強介紹自己的技術成果,“就在兩天前,1958年1月14號,第一批平面工藝的矽電晶體已經下線了,測試結果良好。”

李強:“你說的這個平面工藝,是完全由你研發出來的嗎?”

黃昆:“不是,不完全是。我……確實從美國那邊公開的論文,還有幾個我們重點跟進的公司披露的一些商業資訊裡找到了蛛絲馬跡,其中的一些資訊確實給了我很大啟發。要不然我也不會這麼有目的性地在去年要從國外引進這些裝置。因為貝爾實驗室、德州儀器、肖克利半導體公司,他們都在訂購這些裝置。”

啟發黃昆的主要是貝爾實驗室。早在1955年,貝爾實驗室的卡爾弗洛希和林肯德裡克就發表了一篇論文《矽擴散的表面保護和選擇性遮蔽》,描述了一種可能成功的對矽半導體進行加工的方式。

這兩人發表的成果不但貝爾實驗室在繼續發展,從貝爾實驗室跳槽出去創辦公司的威廉肖克利也毫不猶豫地繼續跟進這項技術。1956年,貝爾實驗室在第三次半導體電晶體技術分享交流會議上公佈了“瑪貝爾食譜”,這是在弗洛希和德裡克理論成果基礎上,向工程應用邁出的非常重要的一步。

“瑪貝爾食譜”之後,貝爾實驗室就開始訂購新機器用來驗證平面工藝是否可行了。而貝爾實驗室下單訂購,黃昆也馬上下單訂購。

只不過黃昆現在不知道貝爾實驗室的進展如何:此前的學術論文以及電晶體交流會議,都是公開、半公開報道的。1957年貝爾實驗室進入工程研製新一代矽電晶體,這就暫時不對外公佈了,至少也要等到貝爾實驗室鼓搗出來並且把專利給申請了,才會被外界知道。

不過這倒是關系不大,黃昆能順著弗洛希和德裡克理論成果的大方向往下走,這就很好了。

“這是什麼?一塊……袁大頭?”黃昆遞過來一塊“銀元”。李強把“銀元”捏在手心,比真實的袁大頭直徑略大一點,也是銀灰色,不過很薄,捏起來可能也就一兩毫米厚的樣子。

黃昆:“哈哈,這其實是一片單晶矽,不是白銀。以前的臺面工藝,是在一塊矽板上面加工,現在工藝改進之後,在小圓片單晶矽上加工電晶體更方便。”

黃昆挨個介紹實驗室裡的裝置,其實也就是在介紹電晶體的新制造工序。

“矽爐要更新,新的真空矽爐熔鑄單晶矽的時候,出産的就不是矽板了,而是拉出來一根單晶矽柱。這根柱子可用部分的直徑是60毫米。然後我們把這60毫米粗的矽柱切成薄片。”

“這薄片不是您手裡的這一片,您手裡這一片它的表面經過了處理,又覆上了一層二氧化矽膜。”

“已經是單質單晶矽了,為什麼又要讓它的表面被氧化呢?這就與它要做的下一道工序有關。”

“下一道工序,在這片單晶矽的表面塗上一層由感光樹脂、增感劑和溶劑組成的抗蝕膠。塗上抗蝕膠之後,軟烤。”

“看見沒有?這是一盞大功率汞燈。我們在塗了抗蝕膠的矽片前面放置一個半透光的圖案底片,汞燈透過圖案底片照過去,單晶矽片上面的抗蝕膠有一部分被光照老化了,有一部分沒有。照過之後我們把矽片拿去洗一洗,老化的抗蝕膠洗不掉,但沒老化的抗蝕膠就洗掉了。”

“洗掉抗蝕膠的部位,就露出了下面的二氧化矽層。然後我們再用強酸沖洗掉二氧化矽,露出下面的單質矽。然後利用離子溶液,把薄層雜質擴散到矽中。”

“這樣,小小的一片單晶矽,嗯,一塊袁大頭,上面我們就能一次刻出幾百個甚至上千個矽電晶體來。加工速度很快不像臺面工藝的金屬蒸汽滲透工序動不動幾個小時;加工環境宜人,沒有超高溫,就是化學品有味兒,要空氣淨化機。但總的來說,生産成本只有臺面工藝的幾分之一。餘下的工序就簡單了,切割、封裝、測試、出廠。”

……

黃昆興致勃勃地介紹新的矽電晶體制造工藝,李強在旁邊越聽越愣,最後腳步都停下了,不跟著黃昆在實驗室裡踱步了。

黃昆:“李局長?……李組長?……李老大?”

李強外表看上去在發呆,其實大腦在以10x的速度飛速轉動,就短短一兩分鐘之內,中南海看過無數次的《雷布斯提案》,又在李強的腦子裡過了一遍。

這一回,《雷布斯提案》裡的幾個名字,終於被李強篩選出來了。

“黃昆,”李強舉起手中的“袁大頭”:“你把一個這個單晶矽,叫做‘一片’單晶矽?”