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第86章 切为什么要切（第1页）

复旦的半导体实验室为了迎接新设备进行过彻底的腾挪搬迁，原先那一套硅晶体管生产设备（硅炉和蒸汽渗透室）全部转移到上海郊区了，那里刚建起来一个复旦的分校园，或者说复旦大学上电集团联合控股的校办工厂。

现在李强完全不认识半导体实验室里的各种机器设备了。

“原先的硅晶体管生产工艺，我叫它‘台面工艺’，而新的生产工艺，可以叫做‘平面工艺’。”黄昆向李强介绍自己的技术成果，“就在两天前，1958年1月14号，第一批平面工艺的硅晶体管已经下线了，测试结果良好。”

李强：“你说的这个平面工艺，是完全由你研发出来的吗？”

黄昆：“不是，不完全是。我确实从美国那边公开的论文，还有几个我们重点跟进的公司披露的一些商业信息里找到了蛛丝马迹，其中的一些信息确实给了我很大启发。要不然我也不会这么有目的性地在去年要从国外引进这些设备。因为贝尔实验室、德州仪器、肖克利半导体公司，他们都在订购这些设备。”

启发黄昆的主要是贝尔实验室。早在1955年，贝尔实验室的卡尔？弗洛希和林肯？德里克就发表了一篇论文《硅扩散的表面保护和选择性屏蔽》，描述了一种可能成功的对硅半导体进行加工的方式。

这两人发表的成果不但贝尔实验室在继续发展，从贝尔实验室跳槽出去创办公司的威廉？肖克利也毫不犹豫地继续跟进这项技术。1956年，贝尔实验室在第三次半导体晶体管技术分享交流会议上公布了“玛贝尔食谱”，这是在弗洛希和德里克理论成果基础上，向工程应用迈出的非常重要的一步。

“玛贝尔食谱”之后，贝尔实验室就开始订购新机器用来验证平面工艺是否可行了。而贝尔实验室下单订购，黄昆也马上下单订购。

只不过黄昆现在不知道贝尔实验室的进展如何：此前的学术论文以及晶体管交流会议，都是公开、半公开报道的。1957年贝尔实验室进入工程研制新一代硅晶体管，这就暂时不对外公布了，至少也要等到贝尔实验室鼓捣出来并且把专利给申请了，才会被外界知道。

不过这倒是关系不大，黄昆能顺着弗洛希和德里克理论成果的大方向往下走，这就很好了。

“这是什么？一块袁大头？”黄昆递过来一块“银元”。李强把“银元”捏在手心，比真实的袁大头直径略大一点，也是银灰色，不过很薄，捏起来可能也就一两毫米厚的样子。

黄昆：“哈哈，这其实是一片单晶硅，不是白银。以前的台面工艺，是在一块硅板上面加工，现在工艺改进之后，在小圆片单晶硅上加工晶体管更方便。”

黄昆挨个介绍实验室里的设备，其实也就是在介绍晶体管的新制造工序。

“硅炉要更新，新的真空硅炉熔铸单晶硅的时候，出产的就不是硅板了，而是拉出来一根单晶硅柱。这根柱子可用部分的直径是60毫米。然后我们把这60毫米粗的硅柱切成薄片。”

“这薄片不是您手里的这一片，您手里这一片它的表面经过了处理，又覆上了一层二氧化硅膜。”

“已经是单质单晶硅了，为什么又要让它的表面被氧化呢？这就与它要做的下一道工序有关。”

“下一道工序，在这片单晶硅的表面涂上一层由感光树脂、增感剂和溶剂组成的抗蚀胶。涂上抗蚀胶之后，软烤。”

“看见没有？这是一盏大功率汞灯。我们在涂了抗蚀胶的硅片前面放置一个半透光的图案底片，汞灯透过图案底片照过去，单晶硅片上面的抗蚀胶有一部分被光照老化了，有一部分没有。照过之后我们把硅片拿去洗一洗，老化的抗蚀胶洗不掉，但没老化的抗蚀胶就洗掉了。”

“洗掉抗蚀胶的部位，就露出了下面的二氧化硅层。然后我们再用强酸冲洗掉二氧化硅，露出下面的单质硅。然后利用离子溶液，把薄层杂质扩散到硅中。”

“这样，小小的一片单晶硅，嗯，一块袁大头，上面我们就能一次刻出几百个甚至上千个硅晶体管来。加工速度很快不像台面工艺的金属蒸汽渗透工序动不动几个小时；加工环境宜人，没有超高温，就是化学品有味儿，要空气净化机。但总的来说，生产成本只有台面工艺的几分之一。余下的工序就简单了，切割、封装、测试、出厂。”

黄昆兴致勃勃地介绍新的硅晶体管制造工艺，李强在旁边越听越愣，最后脚步都停下了，不跟着黄昆在实验室里踱步了。

黄昆：“李局长？李组长？李老大？”

李强外表看上去在发呆，其实大脑在以10X的速度飞速转动，就短短一两分钟之内，中南海看过无数次的《雷布斯提案》，又在李强的脑子里过了一遍。

这一回，《雷布斯提案》里的几个名字，终于被李强筛选出来了。

“黄昆，”李强举起手中的“袁大头”：“你把一个这个单晶硅，叫做‘一片’单晶硅？”

黄昆：“对，对呀，那么薄的一片。”

李强：“我明白了。”

李强回头走了几步，来到前面两道工序那儿。这是一台进口的机器，再经过黄昆小改的。工作台上方一盏大功率汞灯，根据黄昆所说，这盏灯起作用的是紫外光谱的光线，不过汞灯发出的光肯定是多波段混合的，因此这盏汞灯会发出刺眼的紫光。紫光经过汇聚，照射（烘烤）工作台固定好的单晶硅片。烤到足够的时间，硅片就由传送带送到下一个工序洗洗。

李强指着这台有工作台和传送带的机器，用颤巍巍的声音说道：“这道工序，叫做光刻？”

黄昆：“叫烘烤定版。不过光刻这个名字好像更直观，不错不错，就叫光刻了，那这台机器就叫光刻机。”

李强再回头走两步。

“你往单晶硅片上涂抹的这种，由感光树脂、增感剂和溶剂组成的东西，叫做抗蚀胶？”

黄昆：“对，光致性抗蚀胶。”

李强：“我看，这可以叫光刻胶。”

“哦！哦！送入光刻机之前在硅片上涂抹的，确实可以叫光刻胶。”

李强又调转头往生产线的末尾走，走到头，他把手中刚才黄昆给他的单晶硅片放在末尾的机器的台子上：“生产进行到这一步，就是单晶硅片上已经采用‘平面工艺’加工出来了几百个晶体管，对吗？”

黄昆：“对啊。”

李强突然伸出双手，一左一右捏住了黄昆的两肩，使劲摇晃，一边摇他还一边吼道：