设备简陋,但对气流、温度均匀性要求极高。
物理气相沉积即真空镀膜,用于金属铝电极的蒸发,蒸发源为简单的钨丝篮。
在掺杂区,离子注入机是“宝贝疙瘩”,由兰州510所提供的原理样机,极其珍贵,也极不稳定,大部分时间可能处于“调试”或“维修”状态。
因此,主流掺杂工艺仍依赖固态源扩散,使用硼微晶玻璃片、磷钙玻璃片作为掺杂源,在扩散炉中进行。
关键监控手段是四探针测试仪,测量薄层电阻,反推掺杂浓度与均匀性。
刻蚀区以湿法刻蚀为主。
计划设立一排耐酸碱通风橱,内置石英或聚四氟乙烯刻蚀槽,用恒温水浴锅控制刻蚀液温度在±0.5°C范围内。
同时,探索干法刻蚀,利用一台由无线电研究所协助改造的简易等离子去胶机,尝试用于关键尺寸图形或新材料的研究。
在金属化与互联区,真空镀膜机蒸镀铝电极后,使用一台小型合金炉,在特定气氛下进行铝-硅接触的合金化处理,降低接触电阻。
引线键合是真正的“手艺活”。
自动键合机原理样机尚未成功,只能依赖手工。
在双筒立体显微镜下,操作员用特制的热压劈刀或金丝球焊笔,进行精密的热压键合或球焊。
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这一环节,对操作员的手稳度、眼力、技巧和心理素质,是终极考验。
最后是检测与封装区。
检测主要依靠一台带有微分干涉相衬附件的进口光学显微镜,这是观察图形、检查缺陷的“眼睛”。
电学测试方面,计划用高精度千分尺改装成X-Y移动平台,自制一个简易探针台,手动操作钨钢探针测试芯片的电参数。
扫描电子显微镜原型机还在北京电子管厂攻关,因此,关键的微观形貌观察和失效分析暂时是空白,只能依赖光学推断和电学反推。
封装采用陶瓷双列直插封装,封装外壳由红星所工业陶瓷中心试制生产。
最后的封盖工序,在一个小型充氮手套箱内进行,防止内部污染。
“各位,”宋颜神情严肃,“我们有建设模拟线的经验,但中试线的难度,是几何级数的提升。它外表会是各种老旧设备拼凑的杂牌军,但内核必须是一所纪律严明、数据驱动的现代军校。它的成功,不在于做出多少片完美芯片,而在于,用最低的成本、最短的时间,把未来工业化生产中能犯的、不能犯的错误,都尽可能地犯一遍,并且,把每一次错误的教训,都变成铁打的规则和活的人才。”
会议进入攻坚部署阶段。
刘星海教授根据前期梳理和专家判断,明确指出了建设中试线必须跨越的七道天堑,他称之为“七只挡路虎”。
“第一只虎,洁净环境系统。”刘星海教授看向梁先生团队和负责环境控制的专家组,“我们不可能、也不应该追求整个车间达到Class 100。那不现实,也无必要。我们的策略是‘关键区域局部保障 + 严格的气流与污染管控’的务实路径。兰大和成电的团队牵头,联合攻关。”
兰大的岳伴教授站起身:“空气过滤是首关,我们需要稳定可靠的亚高效甚至高效过滤器。已经联系了航天部门,他们能提供少量用于舱内空气净化的石棉纤维滤纸,但量远远不够。”
汤渺教授接口道:“材料中心在尝试另一条路,利用研究多孔陶瓷的技术,烧结制备陶瓷基板高效过滤器。优点是耐高温、可反复清洗再生,缺点是阻力大、脆性高。但如果成功,可以作为关键设备自带送风单元的终极过滤段,或者用于小型超净工作台。”
梁先生团队的年轻工程师补充道:“过滤器的结构设计采用折皱式,用浸渍过酚醛树脂的薄铝箔做折叠隔板,最大限度增大过滤面积,降低风阻。送风机组打算用淘汰的工业鼓风机改造,重点解决噪音和振动问题。”