第一百一十九章 領先二十年的工具機
第122章 領先二十年的工具機
「各位，我給大家重新再介紹一遍製作工藝流程...
，實驗室內，周志民看向潘玉嬋、陳文華、吳芳瓊等人，神情認真地說道：「第一步，手工切割，把擴散好的鍺晶圓劃成PN結顆粒。」
🎇sto🍀55.com提醒您查看最新內容
「第二步，PN結顆粒的N面加鋼鎵小球，燒結合金擴散，變成PNP..
「，「第三步，PN結顆粒歐姆接觸做好，裝架燒結...
」
「第四步，接線、腐蝕、清洗、封管、試漏、測試挑選....
」
潘玉嬋、陳文華、李德廣他們表情認真地看著周志民，儘管大家對這些步驟已經倒背如流，但後者依然隨機選人進行隨機詢問。
周志民需要對自己的項目做到萬無一失，所以他非常認真，任何步驟都不能夠有一絲的錯漏。
否則的話，等到試漏這個步驟，恐怕不合格率會非常誇張。
這絕對是他不願意看到的一幕。
等試驗步驟都已經確認無誤之後，周志民揮了揮手，大家開始工作。
整個實驗室十分簡陋，設備更是落後到慘不忍睹，周志民已經習慣了。
吳芳瓊將做好PN結的鍺晶圓片放在盤中，剛指導完陳文華的周志民，忍不住提醒道：「吳芳瓊，你是不是記錯了？蒸銻的N面向上...
」
「哦，對哦，不好意思，我記錯了。」吳芳瓊頓時面露羞赧，低頭道歉。
她就是忙中出錯，明明已經倒背如流，但實際操作過程中，還是很容易出現失誤。
周志民很想罵娘，但對方是女同志，他忍住了。
「認真點，別毛毛躁躁的，你可是大學生。」
一位女工扳下手柄，像個大號蓋章機的設備，很快就在晶圓片上蓋了一下，等吳芳瓊取出晶圓片盤之後，潘玉嬋頓時拿來放大鏡一看。
周志民等人都能夠看到上面有淡淡的圖案，晶圓片上全是小方格，小方格里有兩個小圓圈。
這就是周志民設計的P型晶體，因為他的思路是直接摻雜提純拉單晶，所以P型鍺更方面。
因此直接在提純過程中加入硼等三族元素即可。
「由於我們現在沒有自動化技術設備，圖案參考更有利於人工操作....
」
「生產過程中的良品率不能完全依賴操作人員的熟練程度.....某種程度上來說，晶片加工就是畫圖案，光刻蝕刻就是畫圖案並固定下來...
」
下一個步驟則是交由楊守忠來完成，她將鍺晶圓片放在桌前，旁邊是磨邊玻璃直尺及劃刀。
潘玉嬋等人瞪大雙眼看著五級女工蘇小容，只見後者拿起玻璃直尺，沿方格線先劃成細條，再換方向劃成小方格。
劃片理論不大，只劃出方格印痕，拿紙蓋著用鉛筆大小的玻璃圓柱一滾，就成一毫米見方顆粒，劃刀也是鉛筆大小的玻璃圓柱，前面一端像鉛筆一樣成錐型。
熱熔結了一根劃針，其實這就是唱片機用的唱針，將唱針用在電晶體上便是完成了階段性任務。
晶圓片上每一個小方格變成鍺晶片顆粒。
顆粒是PN結，只相當於面接觸的二極體。
P層可以做成集電極，N層可以做成基極，還得在N蹭上用三族元素，做個PN結作為發射結，這樣PNP電晶體才能出來。
這個結靠合金擴散工藝便可以做出來，發射結採用的是三族元素的銦和。
所以關於這道合金的工藝，需要預先準備好。
「李德廣，許孝安，你們能完成這道工序的，對吧？」
周志民將這個工藝交給了李德廣和許孝安兩人。
他們兩人都連連點頭，卻是聽到周志民，讓他們兩人重述一遍工藝流程。
「周科長，是這樣的，這道工藝就是把銦和鎵這兩種熔點不夠的元素，按照你給出的比例放到坩堝里融合一下，冷卻後取出用軋機軋...
」
所謂的軋機，就是微型的軋麵條機，送進去多軋幾遍就成了很薄的箔片，再把箔片用切機橫切豎切成極的小合金粒。
「嗯，還不錯，繼續加油。」
聽完之後，周志民讚許地點頭，接著來到下一個步驟。
工人黃雨婷將鍺單晶顆粒用鑷子嫁到一塊帶凸緣的小石英板上逐個精密排好，然後用細針將發射結小合金顆粒粘起來，放在鍺單晶顆粒的左邊圓圈內。
整個過程需要再顯微鏡下小心操作。
所以以上很多步驟，周志民都選擇使用女工。
因為只有女工才足夠細緻，提高成品率。
完成這部分工作之後，另外一名工人把小石英板小心翼翼地送入隔壁房間的爐子裡，抽真空後加熱燒結。
在此過程中，三族元素擴散進去形成發射結，這是個固態擴散過程，需要精確控制。
因為擴淺了放大倍數低，擴深了集電結太軟，甚至會燒穿。
這便是周志民對批量生產前摸索的數據，都是需要總結記錄好，為後期的批量生產做準備。
是的，周志民都還沒有研發出來，卻已經為後續的量產做準備了。
只能說，他是真的非常自信。
燒結後，PNP就出來了。
發射結做好了下一步便是裝架，就是做基極的接觸小球，以及把晶粒燒結到小鎳片上。
轉眼幾天時間過去，這天上午，周志民他們開始進行第一次試驗。
純度降低百分之五十的鍺電晶體已經製造出來。
看著這隻電晶體，大家神情疲憊，帶著激動、緊張和忐忑的心情。
只希望一意孤行的周志民，給出來的方案沒錯。
「陳文華，開始吧。」
實驗室內，身穿白色防靜電服的周志民，滿臉嚴肅地看著彭嘉良等人，命令道。
陳文華立馬道：「電晶體材料項目PNP型號6號實驗組正式開始測試，彭師傅、楊師傅，可以開始通電了...
「」
在半導體電放大器當中，總共有兩種型號的電晶體。
一種是陳文華他們正在進行測試的PNP型號，另一種則是NPN型號。
前者又稱之為PNP型三極體，是由2塊P型半導體中間夾著1塊N型半導體所組成的三極體，也可以描述成電流從發射極E流入的三極體。
其功能特點是基極電壓低於發射極時導通，適用於負電源電路。
應用場景是傳感器信號處理和振盪器電路。
周志民就是想要研發這麼一款PNP型號三極體，用在半導體放大器上面，用於傳感器信號處理。
因為這種電晶體的放大器可以將物理量轉換為電信號並放大。
對於自動化設備來說，那可是真是太友善了。
陳文華、潘玉嬋、李德廣、吳芳瓊、許孝安、孫瑾雪、王玲他們這群大學生，還有顧東方、王振彪、蘇小容等工人們，此時都眼巴巴地看著。
雖然第一次測試，就算失敗了，也不能說明一切。
但大家還是翹首以盼，希望可以成功。
此時的周志民，並不緊張，因為這一隻電晶體，是在他眼皮底下完成的。
前面的步驟都完全沒有問題，那麼這一最後一步的測試，肯定也不會出錯。
彭嘉良打開電力開關之後，通電之後，一切顯示正常。
周志民看著萬用表上面的指針，繼續下達命令：「再提高點數值..
要不是他面色太過嚴肅的話，那麼此時陳文華他們已經歡呼起來了。
因為通電之後，沒有出現意外，就表明結果是正面的。
但是周志民好像並不太滿意，他還想繼續擺弄。
「好了，可以關閉電源了。」周志民看清楚萬用表上面的電壓指針指向位置之後，頓時露出了笑容，吩咐道。
嗡！
大家頓時歡呼了起來。
「周科長，我們成功了！！！」
彭嘉良等人十分激動，潘玉嬋他們這些大學生更是如此，直接跳了起來。
陳文華在大笑過後，突然對周志民鞠躬道歉，正色道：「周志民，對不起，我之前不應該懷疑你，我現在正式對你道歉...
，大度的周志民擺了擺手，道：「你不用道歉，科學就應該這麼嚴謹，你之前的堅持是對的，因為教科書上面確實是這麼寫的.....
「」
「只不過你第一次接觸這樣的實驗，已經忘記了我們老祖宗說過的那句話：盡信書不如無書！」
「搞科研確實應該對任何事物都保持一種懷疑的態度，但是必須要搞清楚你堅持的是什麼，你又認為什麼是對的....」
「國際主流觀點，有些時候，它也是一種錯誤的想法，並不能因此奉為圭臬，然後不敢提出反對意見...
，啪啪啪！
實驗室內，響徹著眾人的掌聲。
大家都沒有想到陳文華會如此乾脆利落地道歉。
也沒想到周志民會如此大度。
「好了，大道理我就不跟你說了，接下來我們繼續測試....
眾人聞言，連忙收起了笑容，繼續認真工作。
接下來一連好幾隻PNP型三極體，都成功通過測試。
周志民當即宣布該材料研發完成。
按照這個流程製造的三極體，確實是半導體放大器的最佳材料。
於是下一步，周志民便準備將這款PNP型三極體應用在電放大器上面。
這個測試倒是非常簡單，因為他們工具機實驗室本來就有相關的零部件，可以很快組裝好電放大器。
小半個下午的時間，電放大器就已經弄好了。
半導體放大器有音頻放大器和光信號放大器這兩大類。
音頻放大器適用於錄音機、收音機、功率放大器等。
在自動化設備當中，常見的電放大器有很多，比如運算放大器、功率放大器、音頻放大器、差分放大器、儀表放大器等。
周志民研發的便是這麼一款具有高輸入阻抗和低噪聲特性的儀表放大器，應用在傳感器信號處理。
他是還沒有放棄對自動化工具機的研發。
電子管也好，電晶體也罷，最終都是為了推動工業化的進步。
只不過，僅僅只是電晶體這個領域，便有無窮無盡的整個工業化體系技術，並不是那麼容易折騰出來的。
「測試，開始！」
伴隨著周志民開始測試這一款電放大器，眾人心中並不是那麼期待，因為他們好像已經知道了結果。
果不其然，半小時過後，測試順利完成，結果也沒有出乎大家的意料之外。
成功了！
基於鍺電晶體的電放大器，順利研發出來了。
陳文華他們看向周志民的眼神，十分熾熱。
即便大家都知道這一次大概率是會成功的，但結果出來的時候，才能夠最終確定。
從PNP型電晶體，到電放大器，這一切都在周志民運籌帷幄之中，順利完成。
似乎喝水吃飯一樣簡單。
啪啪啪！
潘玉嬋他們都在鼓掌，周志民卻是伸手往下壓：「鼓掌一兩次就可以了，別一直這樣.....項目的成功並不是我一個人的功勞，你們都有份。」
「不過，現在已經臨近午飯時間，大家還是先吃飯吧...
，哈哈！
眾人大笑，嘻嘻哈哈地簡單收拾了一下，然後分批次去食堂吃飯。
轉眼來到下午時間，周志民又盯緊其他工人，讓他們趕緊把隧道二極體給拿出來測試0
隧道二極體是基於高摻雜PN結，利用量子力學隧道效應。
其工作原理是通過控制勢壘高度實現電流調製，常用於高頻應用等領域，比如震盪電路、過載保護及脈衝電路。
此前周志民研發的電火花成型工具機，便採用了脈衝電源。
因此，一旦隧道二極體研發完成，那麼電火花成型工具機便可以使用隧道二極體，實現對電流調製。
這玩意兒的優點就是開關特性好、速度快、工作頻率高，但缺點也十分明顯，熱穩定性較差。
「好了，都按照我的要求來吧，別磨磨唧唧了...
「」
周志民制止了陳文華等人羅里吧嗦的廢話」，開口讓眾人趕緊按照他的命令來執行。
一個小時過後，五隻隧道二極體已經被製造出來，周志民隨機抽取其中一隻用來進行測試。
當然，等下肯定還會對其他四隻進行測試的。
通過萬用表的簡單測試，結果十分完美。
於是周志民立馬讓人將隧道二極體直接應用在電火花成型工具機上面。
如果再算上今天上午完成的電放大器，那麼這台工具機的新設備，已經幾乎接近於八十年代的電火花工具機。
換句話說，這就是領先二十年。
>