第186章 N-漂移层
第186章N-漂移层
高能离子注入这是对现代化集成芯片的要求。
对于他来说，目前只要能将铝离子注入到碳化硅晶体中形成一个过渡层就足够了。
而且他用的技术也并非纯正的离子注入，正如之前有弹幕说的。
他使用的是离子掺杂，而且是离子掺杂中的‘渗透掺杂法’。
因为他手中并没有离子注入机这种高科技东西，但这种晶体管又离不开N-漂移层。
所以他只能想办法进行替代。
离子掺杂就是他想到的办法。
这是一种合金工艺上的技术。
通过对应的化学药剂来将一种金属镀在另外一种金属表面。
最早其实出现在合金的冶炼上，后面被广泛的应用到陶瓷、玻璃、复合物、聚合物等材料上。
不过相比较现代化的离子掺杂技术，韩元对此做出了一些改进。
比如玻璃容器中导电，在原本的离子掺杂中是没有这一个步骤的。
玻璃容器中，以稀硫酸和稀硝酸作为基底的溶液形成了电解液，溶液中的铝离子通过加热，通电，可以在碳化硅晶体上形成薄而相对均匀的掺杂层。
掺杂出来的N-漂移层也能起到足够的作用，不过需要进行多次重复处理。
尽管掺杂法需要多次电解掺杂和淬火，而且在均匀性和深度上远远无法和离子注入相比。
但对于目前的他来说，这是最合适，也是最简单的办法了。
随着酒精灯的不断加热，溶液中的水分被不断的蒸发掉，容器中的铝离子溶液也逐渐开始变得粘稠。
等到溶液已经无法覆盖碳化硅晶体基底的时候，韩元断掉了电源，将玻璃容器中的碳化硅晶材取出来，又倒掉已经被电解过的铝离子溶液。
碳化硅晶材清洗干净，然后吹干，重新刷上一层石蜡镀层，再次进行掺杂注入。
按照标准流程，以他制造出来的铝离子溶液的浓度需要进行重复六次的掺杂注入才能在碳化硅晶体底层形成一层可用的N-漂移层。
所以他还需要再重复五次掺杂注入，耗时最少要五个小时以上。
一下午，韩元就守在了化学实验室中，不断的重复着铝离子掺杂的过程。
当然，大部分的普通人对于这种事情看一遍看个新鲜也就差不多了。
不过直播间里面蹲守的那些科学家感兴趣的，其实也正是这个。
尽管离子掺杂技术在目前已经很成熟了，但韩元改进的‘电-热离子渗透法’却是一种全新的方式。
而且似乎还是一种可以应用到芯片基座上注入离子层的方式。
和韩元手中没有关键性的仪器不同，有实力复核他的实验的国家和实验室手中基本都有相应的实验仪器和鉴定仪器。
更关键的是，他们还拥有足够的人手。
可以一边完全按照直播进行复刻实验，另一边则将阶段性的成果拿到专业的检验仪器上进行鉴定成果。
华国，京城，一间实验室大门被人匆忙推开，一个青年手中拿着一叠A4纸张匆忙的闯了进来。
都来不及喘息，青年就扬起了手中的资料大声喊道。
“组长，碳化硅晶材铝离子的渗透检测.结果出来了，这结果.结果太不可思议了。”
从呼吸的急促就可以判断出来，这个青年是一路跑过来的。
灯光明亮的实验室中，听到声音后，另一名正在按照直播进行再次掺杂铝离子的中年男子迅速起身走过去，从青年手中接过资料翻阅了起来。
“一次渗透率为×10-15mD。”
“二次渗透率为×12-15mD。”
“.”
“一次渗透碳原子的DPA为。”
“二次渗透碳原子的DPA为。”
“这不可能！”
看到最后DPA损伤结果，中年组长瞬间脱口而出，满脸的不敢置信。
这一组资料上的数据，实在是太令人震惊了。
一次渗透碳原子的DPA损伤只有，这怎么可能？
哪怕是风车国那边最先进的离子注入，碳化硅晶材中的碳原子损伤也会达到三位数以上。
更关键的是，这种方式二次渗透的都只有低两位数的DPA损伤。
这样低的渗透损伤率，如果应用到芯片的制造上。
实验室的中年组长已经不敢再想下去了。
正如华国京城某间实验室中一样，这样的场景不断重复在世界各地中。
模拟空间中，一下午的时间很快就过去了。
经历过整整六次的渗透处理后，太阳也下山了。
但今天的直播到现在还不能停下。
渗透处理过后的碳化硅晶材需要更进一步处理，将刚注入的铝离子稳定下来，形成可用的N-漂移层。
至于稳定的方法，那就是通过高温进行退火处理。
清洗干净的碳化硅晶材吹干后整齐的倒放在干燥的玻璃容器中，韩元从一旁的材料中翻出来一个透明塑料袋。
里面是细细的黑色粉末，上面还有一个纸制标签，写着‘碳粉’两字。
将袋子打开，里面碳粉取出来装入注入了铝离子的沟槽中，覆盖住整个沟槽。
三十颗碳化硅晶材全都处理好后装入金属盘中，然后送入高温熔炉中。
熔炉中的温度控制在一千一到一千四百度之间。
这一步很重要，通过高温加碳粉在碳化硅晶材的N+漂移层上形成一道保护膜，可以稳定有效的控制住N-漂移层中的电子流失。
高温退火的过程是三个小时左右。
从太阳下山，一直到月亮升起，韩元才将熔炉中的碳化硅晶材拿出来，冷却后清理掉多余的碳粉。
处理完成后的碳化硅晶材的N-漂移层再通过浓硫酸来清理掉顽固的碳渣。
这一步完成后，韩元才松了口气。
碳化硅晶体管中最难处理的N-漂移层他已经制备完成了。
剩下的，明天再来处理就行了。
和直播间里面观众打了个招呼，他便停下了直播。
N-漂移层处理完成后，剩下的工作相对而言就简单多了。
当然，这只是针对他制造的这种碳化硅晶体管来说的。
如果是现代化的集成芯片，后面还需要注入P阱、P+接触区、N+接触点、P-区域等一些列的步骤。
麻烦程度可不止一点半点的。
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高能离子注入这是对现代化集成芯片的要求。
对于他来说，目前只要能将铝离子注入到碳化硅晶体中形成一个过渡层就足够了。
而且他用的技术也并非纯正的离子注入，正如之前有弹幕说的。
他使用的是离子掺杂，而且是离子掺杂中的‘渗透掺杂法’。
因为他手中并没有离子注入机这种高科技东西，但这种晶体管又离不开N-漂移层。
所以他只能想办法进行替代。
离子掺杂就是他想到的办法。
这是一种合金工艺上的技术。
通过对应的化学药剂来将一种金属镀在另外一种金属表面。
最早其实出现在合金的冶炼上，后面被广泛的应用到陶瓷、玻璃、复合物、聚合物等材料上。
不过相比较现代化的离子掺杂技术，韩元对此做出了一些改进。
比如玻璃容器中导电，在原本的离子掺杂中是没有这一个步骤的。
玻璃容器中，以稀硫酸和稀硝酸作为基底的溶液形成了电解液，溶液中的铝离子通过加热，通电，可以在碳化硅晶体上形成薄而相对均匀的掺杂层。
掺杂出来的N-漂移层也能起到足够的作用，不过需要进行多次重复处理。
尽管掺杂法需要多次电解掺杂和淬火，而且在均匀性和深度上远远无法和离子注入相比。
但对于目前的他来说，这是最合适，也是最简单的办法了。
随着酒精灯的不断加热，溶液中的水分被不断的蒸发掉，容器中的铝离子溶液也逐渐开始变得粘稠。
等到溶液已经无法覆盖碳化硅晶体基底的时候，韩元断掉了电源，将玻璃容器中的碳化硅晶材取出来，又倒掉已经被电解过的铝离子溶液。
碳化硅晶材清洗干净，然后吹干，重新刷上一层石蜡镀层，再次进行掺杂注入。
按照标准流程，以他制造出来的铝离子溶液的浓度需要进行重复六次的掺杂注入才能在碳化硅晶体底层形成一层可用的N-漂移层。
所以他还需要再重复五次掺杂注入，耗时最少要五个小时以上。
一下午，韩元就守在了化学实验室中，不断的重复着铝离子掺杂的过程。
当然，大部分的普通人对于这种事情看一遍看个新鲜也就差不多了。
不过直播间里面蹲守的那些科学家感兴趣的，其实也正是这个。
尽管离子掺杂技术在目前已经很成熟了，但韩元改进的‘电-热离子渗透法’却是一种全新的方式。
而且似乎还是一种可以应用到芯片基座上注入离子层的方式。
和韩元手中没有关键性的仪器不同，有实力复核他的实验的国家和实验室手中基本都有相应的实验仪器和鉴定仪器。
更关键的是，他们还拥有足够的人手。
可以一边完全按照直播进行复刻实验，另一边则将阶段性的成果拿到专业的检验仪器上进行鉴定成果。
华国，京城，一间实验室大门被人匆忙推开，一个青年手中拿着一叠A4纸张匆忙的闯了进来。
都来不及喘息，青年就扬起了手中的资料大声喊道。
“组长，碳化硅晶材铝离子的渗透检测.结果出来了，这结果.结果太不可思议了。”
从呼吸的急促就可以判断出来，这个青年是一路跑过来的。
灯光明亮的实验室中，听到声音后，另一名正在按照直播进行再次掺杂铝离子的中年男子迅速起身走过去，从青年手中接过资料翻阅了起来。
“一次渗透率为×10-15mD。”
“二次渗透率为×12-15mD。”
“.”
“一次渗透碳原子的DPA为。”
“二次渗透碳原子的DPA为。”
“这不可能！”
看到最后DPA损伤结果，中年组长瞬间脱口而出，满脸的不敢置信。
这一组资料上的数据，实在是太令人震惊了。
一次渗透碳原子的DPA损伤只有，这怎么可能？
哪怕是风车国那边最先进的离子注入，碳化硅晶材中的碳原子损伤也会达到三位数以上。
更关键的是，这种方式二次渗透的都只有低两位数的DPA损伤。
这样低的渗透损伤率，如果应用到芯片的制造上。
实验室的中年组长已经不敢再想下去了。
正如华国京城某间实验室中一样，这样的场景不断重复在世界各地中。
模拟空间中，一下午的时间很快就过去了。
经历过整整六次的渗透处理后，太阳也下山了。
但今天的直播到现在还不能停下。
渗透处理过后的碳化硅晶材需要更进一步处理，将刚注入的铝离子稳定下来，形成可用的N-漂移层。
至于稳定的方法，那就是通过高温进行退火处理。
清洗干净的碳化硅晶材吹干后整齐的倒放在干燥的玻璃容器中，韩元从一旁的材料中翻出来一个透明塑料袋。
里面是细细的黑色粉末，上面还有一个纸制标签，写着‘碳粉’两字。
将袋子打开，里面碳粉取出来装入注入了铝离子的沟槽中，覆盖住整个沟槽。
三十颗碳化硅晶材全都处理好后装入金属盘中，然后送入高温熔炉中。
熔炉中的温度控制在一千一到一千四百度之间。
这一步很重要，通过高温加碳粉在碳化硅晶材的N+漂移层上形成一道保护膜，可以稳定有效的控制住N-漂移层中的电子流失。
高温退火的过程是三个小时左右。
从太阳下山，一直到月亮升起，韩元才将熔炉中的碳化硅晶材拿出来，冷却后清理掉多余的碳粉。
处理完成后的碳化硅晶材的N-漂移层再通过浓硫酸来清理掉顽固的碳渣。
这一步完成后，韩元才松了口气。
碳化硅晶体管中最难处理的N-漂移层他已经制备完成了。
剩下的，明天再来处理就行了。
和直播间里面观众打了个招呼，他便停下了直播。
N-漂移层处理完成后，剩下的工作相对而言就简单多了。
当然，这只是针对他制造的这种碳化硅晶体管来说的。
如果是现代化的集成芯片，后面还需要注入P阱、P+接触区、N+接触点、P-区域等一些列的步骤。
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