完好无损。 最后,用有机溶剂洗去剩余的光刻胶。
在这片不到一毫米厚的硅片表面,工程师们利用光和化学溶剂,像雕刻艺术品一样,在二氧化硅的城墙上,精确地挖出了一个个微米级别的窗口。
这些微小的窗口,直接暴露出下方的纯净硅基底。
随后,硅片被送入高温扩散炉。
含有磷或硼的气体在高温下进入炉管。
这些杂质原子无法穿透致密的二氧化硅城墙,只能顺着那些被光刻出来的微小窗口,向着裸露的硅基底内部进行热运动扩散。
通过精确控制炉温和时间,杂质扩散的深度和浓度被死死地锁定。
在同一片硅片上,通过多次氧化、光刻和不同杂质的扩散,工程师们在不需要任何手工金丝搭接的情况下,完全在二维平面上,利用半导体内部的三维结构,制造出了成千上万个稳定的N-P-N或者P-N-P结。
一九四八年十二月二十五日。
大西北计算科学研究所的测试实验室内。
在这个滴水成冰的严冬。
那台曾经在七十五度就发生热失控的雷达火控计算机原型机,再次被推入了环境模拟舱。
不同的是,这次其内部原本那些如同小圆帽般的锗点接触晶体管,全部被替换成了采用平面光刻工艺制造的第一代“硅平面晶体管”。
“舱内温度上升。八十度。”测试主管盯着控制台。
示波器上的波形稳定如初。
“一百度。一百二十度。”
模拟超音速飞机在突破音障时产生的剧烈气动加热环境。
“一百五十摄氏度。”
在控制大厅内,所有的工程师屏住了呼吸。
在一百五十度的高温下,硅晶格内部的热运动变得极其剧烈。但它那一点一二电子伏特的禁带宽度,如同一道坚不可摧的大坝,死死地挡住了本征载流子的跃迁。
只有那些在光刻窗口中被精确掺杂的杂质电子,依然在有条不紊地按照门电路的逻辑,进行着放大和开关运算。
“逻辑门翻转正常。无数据溢出。全负荷雷达波束解算完成。系统稳定运行超过两小时。”操作员大声报出了测试结果。
测试主管看着那个在一百五十度高温中依然冷静运算的黑色金属盒,长长地吐出了一口气。
从锗到硅的跨越,并非只是换了一种原材料。
它意味着大西北的洲际弹道导弹在
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