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第421章 光之晶(2/3)

剔透,毫无杂质的铌酸锂晶棒,出炉了。

    “神了……”严教授抚摸着还带着余温的晶棒,老泪纵横,“我搞了一辈子晶体,没见过这么完美的晶格结构。”

    测试结果:

    晶格完整性: 99.99%。

    光学均匀性: 优于日本信越化学的标准品。

    第一关,过了?

    不,并没有。

    有了晶棒,还要把它切成薄如蝉翼的晶圆。

    这才是真正的噩梦开始。

    “林董,坏消息。”王海冰拿着一片刚刚切下来的晶圆碎片,脸色难看。

    “我们的晶棒虽然长得好,但是太脆了。”

    “铌酸锂是一种铁电材料,它内部存在着强烈的内应力。”

    “当我们用金刚石线锯去切割它时,一旦应力释放,晶圆就会直接炸裂。”

    “我们试切了十片,碎了八片。剩下的两片,表面全是微裂纹。”

    “日本是怎么做的?”林远问。

    “他们用的是日本迪斯科公司的特制划片机和研磨机。”王海冰咬牙切齿,“而且,他们在切割前,会进行一道特殊的退火工艺,消除内应力。”

    “但是,退火的温度曲线,是绝对机密。”

    “如果我们自己摸索,可能需要烧废几百根晶棒,耗时一年。”

    时间,又是时间。

    林远看着那堆碎片,心中焦急。

    pFL实验室等着米下锅。每拖一天,光子芯片的进度就落后一天。

    “不能用机械切割。”

    一个声音突然从角落里传来。

    是李振声教授。他刚刚从美国飞回来,时差还没倒过来。

    “李教授?”

    “铌酸锂不仅脆,而且对温度极其敏感。”李振声拿起碎片,“机械切割会产生热量,导致晶圆表面电荷积聚,甚至放电击穿。”

    “我在美国的时候,见过一种新的技术路线。”

    “离子注入剥离。”

    “什么?”严教授愣住了,“那不是用来做绝缘体上硅的技术吗?”

    “原理是一样的。”李振声解释道。

    “我们不切它。我们用高能氢离子,注入到晶棒的表层下方。”

    “离子会在晶格内部形成一个气泡层。”

    “然后,加热。”

    “气泡膨胀,这一层薄薄的单晶薄膜,就会自动从晶棒上剥离下来!”

    “不需要锯子,不需要磨削。”

    “剥离出来的薄膜,厚度只有几百纳米,而且表面原子级平整!”

    “然后,我们把这层薄膜,键合到便宜的硅衬底上。”

    “这就叫绝缘体上铌酸锂技术。”

    “这不仅解决了加工难题,因为只需要极少量的铌酸锂,还大大降低了成本!”

    林远眼睛亮了。

    这是一个跨界打击的思路。

    用半导体的工艺,去解决光学材料的加工难题。

    “设备呢?”林远问,“离子注入机,我们有吗?”

    “有。”王海冰点头,“中科院微电子所有一台国产的样机,虽然不如美国的Applied materials先进,但注入氢离子够用了。”

    “键合机呢?”

    “这也是个难题。”李振声皱眉,“铌酸锂和硅的热膨胀系数不同。高温键合会炸裂。我们需要常温键合技术。”

    “目前,这项技术掌握在奥地利的EVG公司手里。”

    “买!”林远毫不犹豫。

    “买不到。”王海冰苦笑,“EVG也在瓦森纳协定名单里。”

    又是一堵墙。

    没有现成的键合机,就意味着无法把那层珍贵的薄膜贴到硅片上。

    贴不上去,一切都是空谈。

    “常温键合的原理是什么?”林远问。

    “表面活化。”李振声解释,“在真空环境下,用等离子体轰击两个材料的表面,打断表面的化学键,让原子处于饥饿状态。”

    “然后,把两个表面贴在一起。”

    “原子之间会瞬间形成共价键,就像两个磁铁吸在一起一样。不需要胶水,不需要高温。”

    “但这需要极高的真空度和极精密的等离子体控制。”

    “如果我们自己造这台机器……”王海冰估算了一下,“大概需要半年。”

    “太久了。”林远摇头。

    他突然想到了什么。

    “等一下。表面活化……等离子体轰击……”

    “我们在江钢的工业之心项目里,是不是改造过一批等离子体清洗机?用来清洗汽车钢板表面的?”

    “是。”孙大炮通过视频连线回答,“那是用来除油的,粗糙得很。”

    “原理是一样的!”林远眼中闪过一丝疯狂。

    “把那台清洗机拉过来!”

  
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