次日上午,王守武推開502實驗室的門,灰藍色公文包剛放上長桌,視線便立刻鎖定了黑板上的頻率曲線。
「這二十七隻管子,先別看最高那一隻。」
他徑直走到黑板前,手裡的鋼筆順著分布圖從左向右划過,筆尖在一百二十兆赫茲到一百五十兆赫茲之間來回移動,最後落在那條幾乎收攏成帶狀的曲線上。
「看這一段,分布太集中,若只是工藝波動,曲線不會收得這樣齊。」
姜明把三張顯微照片從文件袋裡取出來,按管子編號排在黑板下方,照片上兩道結區邊界被方旭東用紅鉛筆描過,基區寬度分別標成零點六、零點六五和零點七微米。
「設計值是零點五微米,實際基區寬了兩成到四成,渡越時間先被這一項拖住。」
王守武俯身看照片,金絲邊眼鏡滑到鼻樑中段,他抬手扶了一下,視線順著結區邊界移向晶片邊緣,隨後拿起第一隻器件卡,翻到擴散記錄那一頁。
六百二十度硼擴散,兩小時,五百六十度磷擴散,三小時,氧化矽沉積膜厚估值零點二微米,氮氣流量和推進位置都被方旭東逐欄填過,連降溫過程中的爐管壓力變化也記著。
「第二批改過表面處理,頻率能抬到一百六十到一百八十兆赫茲,基區寬度只縮回一部分。」
王守武用鋼筆尾端點了點那行數據,目光再次落到黑板上。
「表面處理帶來的提升,和你們預估的一樣?」
「還要把光電導譜接進來。」
姜明從帆布袋裡取出一摞複印曲線,最上面一張寫著謝希德的樣片編號,曲線下方標有酸洗、低真空退火、氧化矽沉積三種處理狀態,旁邊另附著表面態密度的估算值。
方旭東接過曲線,拿到黑板旁的長桌上鋪開,又把二十七隻管子的漏電數據按晶片編號分成三組,姜明則用粉筆在黑板上畫出表面複合路徑。
「第一批管子的界面漏電高值區,與謝同志光電導譜里的中部缺陷峰重合,第二批經過酸洗和真空退火,峰值下降,沉積保護膜以後又壓低了一截。」
王守武拿起一張曲線,對著窗邊的光看了片刻。
「表面態引起的複合速率,大概是體內複合速率的三分之一。」
「按少子壽命折算,額外渡越時間約增加百分之十到十五,第一批和第二批的頻率變化也能對上。」
姜明將兩組數據寫到黑板上,第一組旁邊標出基區寬度貢獻,第二組旁邊標出表面複合貢獻,兩個百分比相加,仍有一段空缺留在總偏差里。
王守武盯著那段空缺,手指在桌面上輕輕敲了幾下。
「基區內的磷濃度梯度。」
姜明轉身看他。
「你認為前沿太緩?」
「低溫長時擴散,結深容易做出來,梯度卻未必夠陡,基區裡的漂移電場偏弱,載流子只能靠擴散通過,速度會再掉一截。」
王守武拿過粉筆,在姜明畫出的擴散曲線旁邊補了一條更陡的線,隨後從曲線頂端向基區方向畫出實際濃度分布,兩個前沿之間的差距逐漸顯露出來。
姜明看著那兩條線,腦中重新回放擴散爐里的溫度記錄,六百度附近的長時間保溫確實換來了足夠結深,爐管里的氧化鍺薄膜卻在更高溫區反覆起裂,窗口邊緣每多承受一段熱過程,漏電和橫向擴散就會跟著上升。
「提高溫度能改善濃度梯度,掩蔽膜也會先撐不住。」
「那就換掩蔽材料。」
「材料、設備和時間都要重新排。」
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姜明說完,將粉筆放回槽里,方旭東把五百八十度和六百二十度兩批擴散截面圖遞給王守武,圖上顯示溫度下降以後膜層仍有翹起,只是邊界收窄,橫向擴散也隨之減輕。
王守武翻看了兩張圖,眼裡那種要把每個工藝環節拆開的專注依舊在,心裡卻添了另一層壓力,他已經看出這批管子並非卡在某個單獨故障上,幾項小問題疊在一起,才把頻率壓進同一條窄帶。
「我傾向於再做一輪,六個九的鍺料,表面處理改成酸洗後直接進真空,擴散溫度向上抬,時間縮短,基區寬度爭取壓回零點五微米。」
「能做到兩百五十兆赫茲?」
「條件順利,三百兆赫茲也可以爭取。」
王守武說得很快,話裡帶著材料研究者熟悉的執拗,他願意承認工藝有缺口,卻還不願把結論推到材料邊界上。
「中頻段應用先做起來,二十四吉赫茲前級另找路線,腔體振盪器、參量放大器,都可以納入預研。」
姜明聽著他的安排,視線落到桌角那張寫著頻率是命的紙上,紙邊被檯燈烘得微微捲起,旁邊壓著三隻剖切管子的顯微照片。
王守武把鍺三極體推到三百兆赫茲,已經是務實判斷,若在這時候直接說鍺的高頻天花板就在五百兆赫茲左右,對方先看到的只會是結論背後的來源問題,前面幾個月的材料、晶向和表面工藝也會被誤解成一條已經失敗的路線。
姜明翻開牛皮紙筆記本,在空白頁上寫下三行數據。
鍺,禁帶寬度零點六七電子伏特。
矽,一點一二電子伏特。
砷化鎵,一點四二電子伏特。
他又在三行數據下方畫出能帶邊緣,補上本徵載流子濃度、擊穿電壓和表面態影響三個箭頭,筆尖落在鍺那一行時,紙面被壓出一道淺痕。
「你說的改進方向我都同意做。」
姜明合上筆記本,把它推回手邊。
「同時,我們要開始準備第二條路。」
王守武抬起頭。
「第二條路是什麼?」
「等器件數據再跑一輪,完整討論。」
姜明把三隻剖切照片重新收回文件袋,動作很慢,語氣也留著分寸。
「現在還差一輪工藝數據,先把基區、表面態和摻雜梯度排乾淨,結論才站得住。」
王守武看著他,聽出這句話里留著一道門,卻判斷不出門後究竟放著哪種器件,或者哪種材料,他在薄皮筆記本上翻到空白頁,寫下鍺三極體截止頻率問題,又把姜明提到的五個來源逐項列出。
基區寬度。
表面複合。
摻雜梯度。
材料純度。
測試鏈路。
最後一行末尾,他畫了一個問號,筆尖在問號旁停留的時間比前面每一行都長。
方旭東整理曲線時看見了那個問號,手裡的鉛筆在紙上繞了一圈,他想問王守武究竟懷疑哪一項,話到嘴邊又收了回去。
王守武把筆記本合上。
「下一批樣片出來,先把原始記錄送我。」
「可以。」
「表面態數據也一起送。」
「謝同志那邊的原始譜線要按她的編號來。」
王守武點頭,拿起桌上的灰藍色公文包,臨出門前又回望了一眼黑板,二十七個頻率點密密排列,像一群被同一根繩索拽住的釘子,最高點雖比其餘數據高出一截,仍舊沒能越過二百兆赫茲。
姜明把那張寫著能帶數據的紙頁折進筆記本內層。
「知道一個方向。」
「王老師還在往工藝上推。」
「工藝該推,數據也該繼續做。」
他說完,抬手關掉黑板旁的白熾燈,黑板上的頻率曲線退進昏暗裡,只剩一百三十兆赫茲附近那片密集的粉筆痕跡留在視線中。
夜裡回到宿舍,姜明把舊硬皮備忘錄放在桌上,翻到空白頁,寫下器件物理先驅幾個字,隨後將鋼筆擱在一旁。
這次要問的事情,已經超出單一工藝改進,鍺的禁帶寬度、載流子輸運和高頻結電容,必須放在同一張圖里看。
他閉上眼,通天錄的舊實驗室從暗處顯出輪廓,遠處的石牆、堆滿玻璃器皿的長桌和一盞昏黃的實驗燈逐漸清晰,牆上掛著一塊尚未寫字的黑板。
姜明抬手推開那扇門。