第一百八十五章：N漂移層
第一百八十五章：N漂移層
高能離子注入這是對現代化集成芯片的要求。
對于他來說，目前只要能將鋁離子注入到碳化硅晶體中形成一個過渡層就足夠了。
而且他用的技術也并非純正的離子注入，正如之前有彈幕說的。
他使用的是離子摻雜，而且是離子摻雜中的‘滲透摻雜法’。
因為他手中并沒有離子注入機這種高科技東西，但這種晶體管又離不開n漂移層。
所以他只能想辦法進行替代。
離子摻雜就是他想到的辦法。
這是一種合金工藝上的技術。
通過對應的化學藥劑來將一種金屬鍍在另外一種金屬表面。
最早其實出現在合金的冶煉上，后面被廣泛的應用到陶瓷、玻璃、復合物、聚合物等材料上。
不過相比較現代化的離子摻雜技術，韓元對此做出了一些改進。
比如玻璃容器中導電，在原本的離子摻雜中是沒有這一個步驟的。
玻璃容器中，以稀硫酸和稀硝酸作為基地的溶液形成了電解液，溶液中的鋁離子通過加熱，通電，可以在碳化硅晶體上形成薄而相對均勻的摻雜層。
摻雜出來的n漂移層也能起到足夠的作用，不過需要進行多次重復處理。
盡管摻雜法需要多次電解摻雜和淬火，而且在均勻性和深度上遠遠無法和離子注入相比。
但對于目前的他來說，這是最合適，也是最簡單的辦法了。
隨著酒精燈的不斷加熱，溶液中的水分被不斷的蒸發掉，容器中的鋁離子溶液也逐漸開始變得粘稠。
等到溶液已經無法覆蓋碳化硅晶體基底的時候，韓元斷掉了電源，將玻璃容器中的碳化硅晶材取出來，又倒掉已經被電解過的鋁離子溶液。
碳化硅晶材清洗干凈，然后吹干，重新刷上一層石蠟鍍層，再次進行摻雜注入。
按照標準流程，以他制造出來的鋁離子溶液的濃度需要進行重復六次的摻雜注入才能在碳化硅晶體底層形成一層可用的n漂移層。
所以他還需要再重復五次摻雜注入，耗時最少要五個小時以上。
一下午，韓元就守在了化學實驗室中，不斷的重復著鋁離子摻雜的過程。
當然，大部分的普通人對于這種事情看一遍看個新鮮也就差不多了。
不過直播間里面蹲守的那些科學家感興趣的，其實也正是這個。
盡管離子摻雜技術在目前已經很成熟了，但韓元改進的‘電熱離子滲透法’卻是一種全新的方式。
而且似乎還是一種可以應用到芯片基座上注入離子層的方式。
和韓元手中沒有關鍵性的儀器不同，有實力復核他的實驗的國家和實驗室手中基本都有相應的實驗儀器和鑒定儀器。
更關鍵的是，他們還擁有足夠的人手。
可以一邊完全按照直播進行復刻實驗，另一邊則將階段性的成果拿到專業的檢驗儀器上進行鑒定成果。
華國，京城，一間實驗室大門被人匆忙推開，一個青年手中拿著一疊a4紙張匆忙的闖了進來。
都來不及喘息，青年就揚起了手中的資料大聲喊道。
“組長，碳化硅晶材鋁離子的滲透檢測結果出來了，這結果....結果太不可思議了。”
從呼吸的急促就可以判斷出來，這個青年是一路跑過來的。
燈光明亮的實驗室中，聽到聲音后，另一名正在按照直播進行再次摻雜鋁離子的中年男子迅速起身走過去，從青年手中接過資料翻閱了起來。
“一次滲透率為1.01325×1015md。”
“二次滲透率為1.78314×1215md。”
“一次滲透碳原子的dpa為18.3.......。”
“二次滲透碳原子的dpa為32.1.......。”
“這不可能！”
看到最后dpa損傷結果，中年組長瞬間脫口而出，滿臉的不敢置信。
這一組資料上的數據，實在是太令人震驚了。
一次滲透碳原子的dpa損傷只有18.3，這怎么可能？
哪怕是風車國那邊最先進的離子注入，碳化硅晶材中的碳原子損傷也會達到三位數以上。
更關鍵的是，這種方式二次滲透的都只有低兩位數的dpa損傷。
這是上帝才能做到事情。
這樣低的滲透損傷率，如果應用到芯片的制造上.......。
實驗室的中年組長已經不敢再想下去了。
正如華國京城某間實驗室中一樣，這樣的場景不斷重復在世界各地中。
模擬空間中，一下午的時間很快就過去了。
經歷過整整六次的滲透處理后，太陽也下山了。
但今天的直播到現在還不能停下。
滲透處理過后的碳化硅晶材需要更進一步處理，將剛注入的鋁離子穩定下來，形成可用的n漂移層。
至于穩定的方法，那就是通過高溫進行退火處理。
清洗干凈的碳化硅晶材吹干后整齊的倒放在干燥的玻璃容器中，韓元從一旁的材料中翻出來一個透明塑料袋。
里面是細細的黑色粉末，上面還有一個紙制標簽，寫著‘碳粉’兩字。
將袋子打開，里面碳粉取出來裝入注入了鋁離子的溝槽中，覆蓋住整個溝槽。
三十顆碳化硅晶材全都處理好后裝入金屬盤中，然后送入高溫熔爐中。
熔爐中的溫度控制在一千一到一千四百度之間。
這一步很重要，通過高溫加碳粉在碳化硅晶材的n漂移層上形成一道保護膜，可以穩定有效的控制住n漂移層中的電子流失。
高溫退火的過程是三個小時左右。
從太陽下山，一直到月亮升起，韓元才將熔爐中的碳化硅晶材拿出來，冷卻后清理掉多余的碳粉。
處理完成后的碳化硅晶材的n漂移層再通過濃硫酸來清理掉頑固的碳渣。
這一步完成后，韓元才松了口氣。
碳化硅晶體管中最難處理的n漂移層他已經制備完成了。
剩下的，明天再來處理就行了。
和直播間里面觀眾打了個招呼，他便停下了直播。
n漂移層處理完成后，剩下的工作相對而言就簡單多了。
當然，這只是針對他制造的這種碳化硅晶體管來說的。
如果是現代化的集成芯片，后面還需要注入p阱、p接觸區、n接觸點、p區域等一些列的步驟。
麻煩程度可不止一點半點的。
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