第242章 聯合攻關
第二天上午,王守武走進502研究室時,左手提著一隻鐵皮文件盒,右手托著密封安瓿瓶,瓶內那段矽籽晶在燈下映出清楚的切面。
安瓿瓶標籤標明[111]取向、六個九以上純度和化學拋光處理,矽籽晶長度約十五毫米,表面保存得十分乾淨。
老孫接過安瓿瓶時放輕了動作,先看封口,再看晶體端面,確認運輸途中未受碰撞,才把它安放進保密櫃內的軟木支架。
王守武將鐵皮文件盒放到隔間桌上,卻先抽出一張矽熔體物性表。
「籽晶可以直接做第一爐試驗,旋轉參數得先算,我過去拉矽時偏向慢旋,可經驗只能圈範圍。」
姜明把牛皮紙筆記本攤開,將矽熔體黏度、雜質擴散係數和密度逐項代入旋轉盤邊界層關係式,再按坩堝直徑估算旋轉雷諾數。
矽熔體黏度低於鍺,雜質擴散係數又更小,施密特數變化會重新壓縮濃度邊界層,原先二十八轉的安全點無法照搬。
王守武坐在對面,用計算尺覆核每一項數量級,看到轉速窗口逐漸收攏到二十至二十五轉,他在自己的記錄旁畫了一道橫線。
「我做過的幾爐里,超過二十五轉後界面容易亂,低於十八轉又會讓尾段分凝拉開,這個範圍合得上。」
「先從二十二轉起步,提拉速度和溫度梯度保持單變量,首爐只驗證界面穩定,第二爐再看頭尾電阻率。」
姜明寫下試驗順序,心裡同時掂量著單晶爐改造難度,矽的熔點逼近現有設備邊界,坩堝、加熱體與觀察結構都得重新驗算。
王守武這才打開鐵皮文件盒,裡面裝著近兩年的矽電晶體結構設計圖、擴散試驗記錄和失敗分析報告,紙頁邊角已經翻得發軟。
第一組圖紙採用合金結結構,後面的方案逐漸轉向擴散型NPN,基區寬度、結深和摻雜濃度被反覆修改,許多頁邊都寫著複測條件。
擴散記錄從一千零五十度排到一千一百五十度,磷與硼各有六組溫度數據,擴散深度能夠形成趨勢,重複批次之間的前沿位置卻存在明顯偏移。
王守武抽出兩張顯微剖面照片,將同溫度、同時間的兩組試片並列放在桌面。
「這一批差在爐溫,手動控制時上下浮動,擴散前沿跟著跑,表上雖寫同一條件,實際熱歷史已經分開了。」
他用鋼筆點住全部記錄,語氣裡帶著壓了許久的疲倦。
「如果你們的溫控能用在擴散爐上,這批數據至少能節省半年時間。」
姜明翻到三號爐分段PID與查表補償線路,對照擴散爐的溫區和氣體流程,心裡很快形成了遷移範圍。
擴散爐工作在一千至一千一百五十度,碳化矽加熱體尚處於非線性較緩的區段,原有查表網絡可以減少節點,控制精度反而更容易提高。
(由於緩存原因,請用戶直接瀏覽器訪問 TW 看書網藏書多,🅢🅗🅤.🅣🅦任你讀 網站,觀看最快的章節更新)
真正棘手的是擴散源氣體,溫度決定雜質進入晶格的速度,流量和濃度則決定表面源強,任何一項偏移都會改變結深與摻雜梯度。
「溫控方案能遷移,擴散源氣路也要進同一套記錄,流量計、恆溫源瓶和爐溫時間基準統一起來,否則溫度穩住,結深照樣會散。」
王守武把一張磷擴散裝置草圖推過來,姜明沿氣體入口、源瓶和石英管畫出測點,又在閥門之後補上旁路穩定段。
方旭東坐在側桌記錄,從矽單晶轉速一直寫到擴散氣路,十幾頁紙很快鋪滿桌角,晚飯鈴響過一遍,也只出去取回幾隻饅頭和一壺熱水。
吳漢章進門時,王守武正講一批硼擴散失敗樣片,溫度曲線和顯微照片攤滿半張桌子,姜明則在旁邊重排試驗矩陣。
「你們這是打算把晚飯也擴散進爐子?」
老孫從工具台那邊接了一句,拿搪瓷盤把饅頭遞過去,屋裡的緊繃感才鬆開一些。
王守武吃了半個饅頭,又把最後一疊失敗分析報告壓在文件盒旁。
「這些資料都留在502,矽單晶拉出來後,器件級切片優先給我們做擴散對比,聯合編號從材料批次一直跟到電晶體測試。」
姜明看向吳漢章,這項承諾會占用第一批合格矽片,也會換來半導體研究組兩年的器件數據和完整試驗力量。
吳漢章並未急著開口,他翻完王守武帶來的目錄,又看了方旭東記下的單晶與擴散分工,才把對接文件拉到自己面前。
「首批器件級切片優先安排聯合對照,502保留同批樣片做獨立複測,雙方共享原始數據和失敗記錄。」
王守武聽完,在半導體研究組一欄簽下名字,吳漢章隨後蓋上502的章,紅色印跡落在兩方責任交界處。
關係從口頭協作轉到材料、記錄和試片互相綁定,一次試驗的成敗從此會同時進入兩邊檔案。
晚飯後,王守武又取出一份空白申請表,將項目名稱寫在最上方。
「502與半導體研究組聯合攻關,矽單晶生長與器件工藝,申請科學院半導體材料攻關專項經費。」
他說到聯合二字時,鋼筆仍貼著紙面,吳漢章則把這個詞單獨記在自己的破舊筆記本里。
過去幾次往來,王守武常用協作和配合,雙方各守一段技術邊界,如今他親手交出全部擴散記錄,又把經費、材料和成果放進同一項目。
姜明看著申請表,心裡的壓力反倒更重了一層,矽單晶若拉制失敗,502承擔的已不只是自家預研進度,還會拖住半導體研究組的器件路線。
「申請材料由方旭東整理,三號爐六遍記錄、單晶參數推導和擴散爐改造方案都附進去,原始數據各自留檔。」
王守武點頭收起鋼筆,起身走到研究室另一側,舊醫用X射線管裝在鉛屏蔽架內,旁邊擺著老孫加工的精密角度轉台。
他看過斑點索引冊,又用手試了試轉台鎖緊機構的回差,轉身時目光落在姜明身上。
「你用報廢的醫院管子做的事情,我用了兩年沒做到,我不是說認輸,我是說服氣。」
他說完便提起已經空下來的公文包走出研究室,姜明原本要遞過去的勞厄交叉驗證表,只得先放回桌角。
方旭東送人回來,把當天記錄裝訂好,又在自己筆記本最後一頁寫下一行,聯合攻關從今日起按同一套編號追蹤。
「他快變成我們的人了。」
姜明伸手扣好盒蓋,金屬搭扣發出一聲輕響,這隻盒子的款式與雷振邦留下的那隻幾乎一致。
兩隻鐵皮盒如今分放在保密柜上下兩層,一隻裝著上一代工程師留下的技術遺願,另一隻裝著矽器件兩年來全部成功與失敗。
姜明的手停在櫃門邊,視線落向那段[111]矽籽晶,下一爐要承接的分量,已經遠超一根晶體。
安瓿瓶標籤標明[111]取向、六個九以上純度和化學拋光處理,矽籽晶長度約十五毫米,表面保存得十分乾淨。
老孫接過安瓿瓶時放輕了動作,先看封口,再看晶體端面,確認運輸途中未受碰撞,才把它安放進保密櫃內的軟木支架。
王守武將鐵皮文件盒放到隔間桌上,卻先抽出一張矽熔體物性表。
「籽晶可以直接做第一爐試驗,旋轉參數得先算,我過去拉矽時偏向慢旋,可經驗只能圈範圍。」
姜明把牛皮紙筆記本攤開,將矽熔體黏度、雜質擴散係數和密度逐項代入旋轉盤邊界層關係式,再按坩堝直徑估算旋轉雷諾數。
矽熔體黏度低於鍺,雜質擴散係數又更小,施密特數變化會重新壓縮濃度邊界層,原先二十八轉的安全點無法照搬。
王守武坐在對面,用計算尺覆核每一項數量級,看到轉速窗口逐漸收攏到二十至二十五轉,他在自己的記錄旁畫了一道橫線。
「我做過的幾爐里,超過二十五轉後界面容易亂,低於十八轉又會讓尾段分凝拉開,這個範圍合得上。」
「先從二十二轉起步,提拉速度和溫度梯度保持單變量,首爐只驗證界面穩定,第二爐再看頭尾電阻率。」
姜明寫下試驗順序,心裡同時掂量著單晶爐改造難度,矽的熔點逼近現有設備邊界,坩堝、加熱體與觀察結構都得重新驗算。
王守武這才打開鐵皮文件盒,裡面裝著近兩年的矽電晶體結構設計圖、擴散試驗記錄和失敗分析報告,紙頁邊角已經翻得發軟。
第一組圖紙採用合金結結構,後面的方案逐漸轉向擴散型NPN,基區寬度、結深和摻雜濃度被反覆修改,許多頁邊都寫著複測條件。
擴散記錄從一千零五十度排到一千一百五十度,磷與硼各有六組溫度數據,擴散深度能夠形成趨勢,重複批次之間的前沿位置卻存在明顯偏移。
王守武抽出兩張顯微剖面照片,將同溫度、同時間的兩組試片並列放在桌面。
「這一批差在爐溫,手動控制時上下浮動,擴散前沿跟著跑,表上雖寫同一條件,實際熱歷史已經分開了。」
他用鋼筆點住全部記錄,語氣裡帶著壓了許久的疲倦。
「如果你們的溫控能用在擴散爐上,這批數據至少能節省半年時間。」
姜明翻到三號爐分段PID與查表補償線路,對照擴散爐的溫區和氣體流程,心裡很快形成了遷移範圍。
擴散爐工作在一千至一千一百五十度,碳化矽加熱體尚處於非線性較緩的區段,原有查表網絡可以減少節點,控制精度反而更容易提高。
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真正棘手的是擴散源氣體,溫度決定雜質進入晶格的速度,流量和濃度則決定表面源強,任何一項偏移都會改變結深與摻雜梯度。
「溫控方案能遷移,擴散源氣路也要進同一套記錄,流量計、恆溫源瓶和爐溫時間基準統一起來,否則溫度穩住,結深照樣會散。」
王守武把一張磷擴散裝置草圖推過來,姜明沿氣體入口、源瓶和石英管畫出測點,又在閥門之後補上旁路穩定段。
方旭東坐在側桌記錄,從矽單晶轉速一直寫到擴散氣路,十幾頁紙很快鋪滿桌角,晚飯鈴響過一遍,也只出去取回幾隻饅頭和一壺熱水。
吳漢章進門時,王守武正講一批硼擴散失敗樣片,溫度曲線和顯微照片攤滿半張桌子,姜明則在旁邊重排試驗矩陣。
「你們這是打算把晚飯也擴散進爐子?」
老孫從工具台那邊接了一句,拿搪瓷盤把饅頭遞過去,屋裡的緊繃感才鬆開一些。
王守武吃了半個饅頭,又把最後一疊失敗分析報告壓在文件盒旁。
「這些資料都留在502,矽單晶拉出來後,器件級切片優先給我們做擴散對比,聯合編號從材料批次一直跟到電晶體測試。」
姜明看向吳漢章,這項承諾會占用第一批合格矽片,也會換來半導體研究組兩年的器件數據和完整試驗力量。
吳漢章並未急著開口,他翻完王守武帶來的目錄,又看了方旭東記下的單晶與擴散分工,才把對接文件拉到自己面前。
「首批器件級切片優先安排聯合對照,502保留同批樣片做獨立複測,雙方共享原始數據和失敗記錄。」
王守武聽完,在半導體研究組一欄簽下名字,吳漢章隨後蓋上502的章,紅色印跡落在兩方責任交界處。
關係從口頭協作轉到材料、記錄和試片互相綁定,一次試驗的成敗從此會同時進入兩邊檔案。
晚飯後,王守武又取出一份空白申請表,將項目名稱寫在最上方。
「502與半導體研究組聯合攻關,矽單晶生長與器件工藝,申請科學院半導體材料攻關專項經費。」
他說到聯合二字時,鋼筆仍貼著紙面,吳漢章則把這個詞單獨記在自己的破舊筆記本里。
過去幾次往來,王守武常用協作和配合,雙方各守一段技術邊界,如今他親手交出全部擴散記錄,又把經費、材料和成果放進同一項目。
姜明看著申請表,心裡的壓力反倒更重了一層,矽單晶若拉制失敗,502承擔的已不只是自家預研進度,還會拖住半導體研究組的器件路線。
「申請材料由方旭東整理,三號爐六遍記錄、單晶參數推導和擴散爐改造方案都附進去,原始數據各自留檔。」
王守武點頭收起鋼筆,起身走到研究室另一側,舊醫用X射線管裝在鉛屏蔽架內,旁邊擺著老孫加工的精密角度轉台。
他看過斑點索引冊,又用手試了試轉台鎖緊機構的回差,轉身時目光落在姜明身上。
「你用報廢的醫院管子做的事情,我用了兩年沒做到,我不是說認輸,我是說服氣。」
他說完便提起已經空下來的公文包走出研究室,姜明原本要遞過去的勞厄交叉驗證表,只得先放回桌角。
方旭東送人回來,把當天記錄裝訂好,又在自己筆記本最後一頁寫下一行,聯合攻關從今日起按同一套編號追蹤。
「他快變成我們的人了。」
姜明伸手扣好盒蓋,金屬搭扣發出一聲輕響,這隻盒子的款式與雷振邦留下的那隻幾乎一致。
兩隻鐵皮盒如今分放在保密柜上下兩層,一隻裝著上一代工程師留下的技術遺願,另一隻裝著矽器件兩年來全部成功與失敗。
姜明的手停在櫃門邊,視線落向那段[111]矽籽晶,下一爐要承接的分量,已經遠超一根晶體。