這說明問題不在工藝手法上,方培生已經把能調的引數都調過了,還是不行,那就不是操作的問題。
他合上記錄本,站起來,看了方培生一眼。
方培生靠在操作台邊上,雙手插在工裝口袋裡,眼睛盯著那三排廢片,嘴唇抿的緊緊的。
陳序年頭一回在方培生臉上看到這種表情,焦躁,和找不到方向的急。
「先停一停。」陳序年說。
方培生抬頭看他。
「我晚上想,明天給你方案。」
方培生沒有問他憑什麼能想出來,只是點了下頭,說了句好,轉身把三批廢片歸檔。
陳序年出了實驗室,走回宿舍的路上,腦子裡已經在轉了。
三批都是針孔,工藝引數不同但結果相同,說明真正的變數不在那幾個引數里,那變數在哪?
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他把氧化工序的流程在腦子裡走了一遍:矽片放入石英管爐,通入氧氣,高溫下矽和氧反應,表面生成二氧化矽薄膜,整個過程里,除了溫度和時間,唯一的外部輸入就是氧氣本身。
氧氣本身。
他心裡有了方向。
當晚,他把門插好,窗簾拉嚴,從床板暗格里摸出膝上型電腦,開機,登入,打字:
「矽片熱氧化過程中,氧化層出現大量針孔缺陷,可能原因是什麼?如何解決?」
崑崙的回覆很快。
陳序年盯著螢幕,一行一行的往下看。
答案印證了他的判斷:氧化用氧氣中的微量水蒸氣是針孔的主要原因,水分子在高溫下會在矽表面形成羥基,破壞氧化層的緻密性,導致區域性生長不均勻,產生針孔。
解決辦法是,在氧氣進入爐管之前,用五氧化二磷做深度乾燥,將水汽含量降到百萬分之一以下。
他把關鍵資料抄進手抄筆記本,關機,收好。
躺在床上,他想了一下怎麼把這個資訊交出去,不能直接說是我查到的,那說不通。
最自然的方式是把方向給出來,讓何建軍去配乾燥裝置,配氣體乾燥劑正好是化工那邊的活。
……
第二天一早,他去找何建軍。
何建軍正在實驗室里做三氯氫矽的常規監測,見陳序年進來,放下手裡的試管,擦了擦手。
「找我?」
「建軍,幫個忙。」
「什麼事,你說。」
「方培生那邊氧化工序出問題了,氧化層老是有針孔,我琢磨著可能是氧氣里水汽太高,你能不能在精餾塔旁邊搭一套氣體乾燥裝置?用五氧化二磷做乾燥劑,讓氧氣從裡面過一遍再送進爐管。」
何建軍想了想。
「五氧化二磷吸水性很強,做乾燥劑沒問題,我搭個U型管,把五氧化二磷填進去,氧氣走管路過一道就行。」
他頓了一下,又說。
「大概要兩天時間,玻璃管的重新吹一根,現成的口徑不對。」
「行,越快越好,做好了直接接到方培生那邊。」
「沒問題。」何建軍點頭,「後天下午你過來驗收。」
兩天後,乾燥裝置搭好了。
何建軍親自測了出口氣體的水汽含量,跟陳序年說。
「達標了,百萬分之一以下,放心用。」
他把供氣管路接到方培生的實驗室,交接的時候跟方培生交代。
「這套裝置乾燥劑大概一個月飽和一次,到時候的換新的,我會提前通知你。」
方培生問了句:「飽和了會有什麼表現?」
「出口水汽含量會升上去,我每周測一次,到了就給你換。」何建軍說。
方培生點頭,當天下午就用乾燥後的氧氣重新試驗第四批。
這一次,氧化層從爐里出來,方培生切了一片,放到顯微鏡下。
他盯著看了很久。
老張在旁邊等著,手裡攥著筆,記錄本攤開了沒寫。
方培生直起腰,聲音比平時鬆了一點。
「這回對了。」
老張湊過去看了一眼,長出了口氣,在記錄本上寫下:第四批,氧化層合格,無針孔。
小李在旁邊站著,肩膀明顯的松下來了,問了一句。
「方工,這批全過了?」
「全過了。」方培生說。
方培生把那片切片取下來,貼好標籤收進檔案盒,然後轉頭看了陳序年一眼,陳序年進來的時候正好趕上他看完顯微鏡。
「你怎麼知道是水汽?」方培生問。
「猜的。」陳序年說,「三批工藝引數不同,結果相同,說明問題不在工藝上,氧化過程里唯一的外部輸入就是氧氣,水汽是最容易被忽略的那個變數。」
方培生看了他幾秒,沒再追問,點了下頭,轉身把失敗原因和解決方案工工整整的寫進記錄本。
陳序年出了實驗室,在走廊里碰見林晚秋,她從醫務室方向過來,手裡端著一隻空搪瓷盆。
「怎麼在這?」她問。
「方培生那邊有進展。」
「好訊息?」
「嗯。」
她看了他一眼,沒追問具體內容,說了句那挺好,端著盆往前走了。
走了兩步又停下來,回頭。
「晚上食堂見?」
「見。」
「六點,別遲到。」
「不遲到。」
她走了。
陳序年看著她拐進走廊盡頭,然後轉身回辦公室。
……
氧化層過關之後,方培生沒有歇。
擴散工序是他在鍺管上摸了大半年的老本行,從鍺遷移到矽,溫度高了、時間長了,但核心邏輯一樣。
他把退火曲線重新標定,把摻雜濃度的時間控制從沙漏升級為老張做的滴水計時裝置,每十秒一滴,比沙漏精準一個量級。
老張做那個裝置的時候還挺得意,跟小李顯擺。
「沙漏誤差兩秒,我這個誤差零點三秒,差十倍。」
封裝工位的潔淨度也比鍺管時期提了一檔,紗布帘子加到三層,地面鋪濕布條吸灰,進封裝區換鞋、拍衣服、戴口罩。
方培生定了規矩,誰不換鞋就不讓進。
全組七個人各有各的活,前道的切片研磨由其他人做著,方培生自己帶老張和小李攻核心的擴散和封裝。
從氧化過關到第一批矽電晶體出來,用了三周。
七月初,老張把一隻深藍色的絨布盒送到陳序年辦公室。
「方工讓你看。」
老張把盒子放在桌上,臉上帶著點藏不住的高興。
「第一批矽管,出來了。」