“各位,我给大家重新再介绍一遍制作工艺流程....”
实验室内,周志民看向潘玉婵、陈文华、吴芳琼等人,神情认真地说道:
“第一步,手工切割,把扩散好的锗晶圆划成PN结颗粒。”
“第二步,PN结颗粒的N面加铟镓小球,烧结合金扩散,变成PNP....”
“第三步,PN结颗粒欧姆接触做好,装架烧结....”
“第四步,接线、腐蚀、清洗、封管、试漏、测试挑选....”
潘玉婵、陈文华、李德广他们表情认真地看着周志民,尽管大家对这些步骤已经倒背如流,但后者依然随机选人进行随机询问。
周志民需要对自己的项目做到万无一失,所以他非常认真,任何步骤都不能够有一丝的错漏。
否则的话,等到试漏这个步骤,恐怕不合格率会非常夸张。
这绝对是他不愿意看到的一幕。
等试验步骤都已经确认无误之后,周志民挥了挥手,大家开始工作。
整个实验室十分简陋,设备更是落后到惨不忍睹,周志民已经习惯了。
吴芳琼将做好PN结的锗晶圆片放在盘中,刚指导完陈文华的周志民,忍不住提醒道:
“吴芳琼,你是不是记错了?蒸锑的N面向上....”
“哦,对哦,不好意思,我记错了。”吴芳琼顿时面露羞赧,低头道歉。
她就是忙中出错,明明已经倒背如流,但实际操作过程中,还是很容易出现失误。
周志民很想骂娘,但对方是女同志,他忍住了。
“认真点,别毛毛躁躁的,你可是大学生。”
一位女工扳下手柄,像个大号盖章机的设备,很快就在晶圆片上盖了一下,等吴芳琼取出晶圆片盘之后,潘玉婵顿时拿来放大镜一看。
周志民等人都能够看到上面有淡淡的图案,晶圆片上全是小方格,小方格里有两个小圆圈。
这就是周志民设计的P型晶体,因为他的思路是直接掺杂提纯拉单晶,所以P型锗更方面。
因此直接在提纯过程中加入硼等三族元素即可。
“由于我们现在没有自动化技术设备,图案参考更有利于人工操作......”
“生产过程中的良品率不能完全依赖操作人员的熟练程度.....某种程度上来说,芯片加工就是画图案,光刻蚀刻就是画图案并固定下来......”
下一个步骤则是交由杨守忠来完成,她将锗晶圆片放在桌前,旁边是磨边玻璃直尺及划刀。
潘玉婵等人瞪大双眼看着五级女工苏小容,只见后者拿起玻璃直尺,沿方格线先划成细条,再换方向划成小方格。
划片理论不大,只划出方格印痕,拿纸盖着用铅笔大小的玻璃圆柱一滚,就成一毫米见方颗粒,划刀也是铅笔大小的玻璃圆柱,前面一端像铅笔一样成锥型。
热熔结了一根划针,其实这就是唱片机用的唱针,将唱针用在晶体管上便是完成了阶段性任务。
晶圆片上每一个小方格变成锗晶片颗粒。
颗粒是PN结,只相当于面接触的二极管。
P层可以做成集电极,N层可以做成基极,还得在N蹭上用三族元素,做个PN结作为发射结,这样PNP晶体管才能出来。
这个结靠合金扩散工艺便可以做出来,发射结采用的是三族元素的铟和镓。
所以关于这道合金的工艺,需要预先准备好。
“李德广,许孝安,你们能完成这道工序的,对吧?”
周志民将这个工艺交给了李德广和许孝安两人。
他们两人都连连点头,却是听到周志民,让他们两人重述一遍工艺流程。
“周科长,是这样的,这道工艺就是把铟和镓这两种熔点不够的元素,按照你给出的比例放到坩埚里融合一下,冷却后取出用轧机轧....”
所谓的轧机,就是微型的轧面条机,送进去多轧几遍就成了很薄的箔片,再把箔片用切机横切竖切成极的小合金粒。
“嗯,还不错,继续加油。”
听完之后,周志民赞许地点头,接着来到下一个步骤。
工人黄雨婷将锗单晶颗粒用镊子嫁到一块带凸缘的小石英板上逐个精密排好,然后用细针将发射结小合金颗粒粘起来,放在锗单晶颗粒的左边圆圈内。
整个过程需要再显微镜下小心操作。
所以以上很多步骤,周志民都选择使用女工。
因为只有女工才足够细致,提高成品率。
完成这部分工作之后,另外一名工人把小石英板小心翼翼地送入隔壁房间的炉子里,抽真空后加热烧结。
在此过程中,三族元素扩散进去形成发射结,这是个固态扩散过程,需要精确控制。
因为扩浅了放大倍数低,扩深了集电结太软,甚至会烧穿。
这便是周志民对批量生产前摸索的数据,都是需要总结记录好,为后期的批量生产做准备。
是的,周志民都还没有研发出来,却已经为后续的量产做准备了。
只能说,他是真的非常自信。
烧结后,PNP就出来了。
发射结做好了下一步便是装架,就是做基极的接触小球,以及把晶粒烧结到小镍片上。
................
转眼几天时间过去,这天上午,周志民他们开始进行第一次试验。
纯度降低百分之五十的锗晶体管已经制造出来。
看着这只晶体管,大家神情疲惫,带着激动、紧张和忐忑的心情。
只希望一意孤行的周志民,给出来的方案没错。
“陈文华,开始吧。”
实验室内,身穿白色防静电服的周志民,满脸严肃地看着彭嘉良等人,命令道。
陈文华立马道:
“晶体管材料项目PNP型号6号实验组正式开始测试,彭师傅、杨师傅,可以开始通电了....”
在半导体电放大器当中,总共有两种型号的晶体管。
一种是陈文华他们正在进行测试的PNP型号,另一种则是NPN型号。
前者又称之为PNP型三极管,是由2块P型半导体中间夹着1块N型半导体所组成的三极管,也可以描述成电流从发射极E流入的三极管。
其功能特点是基极电压低于发射极时导通,适用于负电源电路。
应用场景是传感器信号处理和振荡器电路。
周志民就是想要研发这么一款PNP型号三极管,用在半导体放大器上面,用于传感器信号处理。
因为这种晶体管的放大器可以将物理量转换为电信号并放大。
对于自动化设备来说,那可是真是太友善了。
陈文华、潘玉婵、李德广、吴芳琼、许孝安、孙瑾雪、王玲他们这群大学生,还有顾东方、王振彪、苏小容等工人们,此时都眼巴巴地看着。