第一百八十四章:離子注入
化學實驗室中，韓元將取出來的濃硫酸和濃硝酸按照要求進行稀釋到所需濃度后進行混合。
處理好后混合溶液中添加定量的鋁粉末就可以制備成含有正三價鋁的鋁離子溶液。
唯一的問題是注入碳化硅晶體中的鋁離子需要穩定在一個相對的濃度中。
這就需要韓元判斷鋁離子溶液中的鋁離子含量具體有多少了。
雖然有些麻煩，辦法還是有的。
通過添加氯化鎂和氫氧化鈉將混合溶液中的鋁離子沉淀下來，然后再來進行判斷。
用這種方法，多試驗幾次，韓元也成功的制備出來了符合侵蝕注入要求的鋁離子溶液。
制備出合適的鋁離子溶液后，韓元將已經通過氫氟酸蝕刻好的碳化硅晶材再一次刷上了一層石蠟，然后將需要注入鋁離子的地方清理出來。
處理好后的碳化硅晶材整齊的排放在一個長方形的闊口玻璃容器中。
玻璃容器架在鐵架上，下面還有幾盞酒精噴燈。
而且這一件玻璃容器和其他玻璃器皿也略有不同。
這一件玻璃容器的玻璃壁中，帶著紫色的銅線，有些地方的銅線還是露出來的。
之前制備好的鋁離子溶液緩慢的順著玻璃管倒入容器中，浸沒了碳化硅晶材一半左右。
處理好這個后，韓元先點燃所有的酒精燈開始加熱鋁離子溶液。
等待溶液開始沸騰的時候，再將玻璃容器中的銅線連上了電源，然后合上了電閥。
直播間中的部分觀眾和各國的科研學者對于韓元制備的硫酸鋁和硝酸鋁的混合溶液和正在出來的過程很感興趣，發送彈幕各種詢問著。
這不是硫酸鋁和硝酸鋁溶液嗎？怎么變成鋁離子了？
話說硝酸和鋁反應不是會在鋁的表面形成一層致密的氧化膜嗎？有氧化膜的鋁，即便是鋁粉，也不能算鋁離子吧？
加熱，通電，這樣就可以將鋁離子注入到碳化硅里面了嗎？
濃硝酸才會形成氧化膜，稀硝酸不會。
應該是通過硫酸和硝酸侵蝕碳化硅吧？
我在想，芯片也可以這樣搞嗎？
這種離子摻雜的方式，能在碳化硅底層形成穩定的n漂移層嗎？具體能注入到多少毫米？
看到詢問的彈幕，韓元笑了笑，解釋道：“要將其符合侵蝕注入要求的鋁離子注入到碳化硅材料中并不是一件簡單的事情。
“離子注入即便是在現代化工業中也需要特定的工藝和設備來進行處理。”
“其原理是用100kev級的高能將需要注入的離子加速后將其射入到材料中。”
“而離子束中的離子與材料中的原子或分子將發生一系列物理的和化學的相互作用，逐漸損失能量，最后停留在材料中。”
“最終引起材料表面成分、結構和性能發生變化，從而優化材料表面性能，或獲得某些新的優異性能。”
“集成芯片基本都是采用‘離子注入’這種技術來處理硅基底的。”
“一般來說，硅晶材的n漂移層都是用鋁離子來做的，以前使用最廣泛的離子源使用鋁金屬微波離子源來作為離子束。”
“但離子源的結構非常復雜，制作成本很高。”
“除此之外，相對比硅基芯片，使用鋁離子注入碳化硅進行制造形成n漂移層還有一個很大的問題。”
“那就是碳化硅晶體的原子密度比硅大，要達到相同的注入深度，離子注入工藝需要離子具有更高的注入能量。”
“哪怕是有專業的注入儀器，需要的電壓強度一般也要達到350kev，高的甚至要求700kev以上。”
“而且還需要達到一千兩百度以上的高溫。”
“否則注入深度無法達到要求，無法形成穩定可用的n漂移層。”
“更關鍵是，相比較單純的硅晶體，碳化硅晶體里面摻入了碳原子。”
“而鋁離子在通過強能量注入晶體中是還會破壞碳原子的分子鍵，從而導致成品出現瑕疵。”
“離子注入制造碳化硅芯片的工藝太難，成本太高，這也是碳化硅晶體比單硅晶體更優秀卻沒有得到廣泛應用到集成芯片上的原因之一。”
“當然，大家如果對‘離子注入’這個名字很陌生的話，那換個名字，你們應該就很熟悉了。”
他這樣一說，直播間里面的觀眾頓時好奇了起來，紛紛詢問是什么。
看著彈幕，韓元笑了笑，接著道：
“粒子加速器！”
聞言，直播間里面頓時就熱鬧了起來。
粒子加速器！
好家伙，主播要造這個嗎？
粒子加速器和粒子碰撞機還是有區別，后者更浪費錢。
那個老牛吃嫩草，晚年回國養老的垃圾阻止我們國家建的那個？
？？？？？樓上對楊老放尊重點。
哪來的臭傻逼？楊老在物理學整個歷史里都是能排前五的人，成就不亞于我們常提的任何著名物理學家。
講實話，我也覺得楊老反對的對，有那個錢浪費到這上面，用來研究操作系統、芯片什么不好嗎？
同支持，幾百億在教育上比建什么對撞機強多了，起碼能讓網上的睿智少一半，比如之前那個傻逼。
我要是他媽，絕對塞回去重生一次，我要是他爸，當年就射墻上了！
看著虛擬屏幕上的彈幕，韓元面無表情，也不想說什么。
越是攀升科技，腦海中的知識信息越多，他才越能理解這些科學家的偉大。
無論是楊老也好，還是平常生活中常提的任何著名科學家。
對于這些拓寬人類知識邊界的偉大學者，無論有什么樣的黑歷史，但誰都沒法否認他們對人類的貢獻。
至于那些詆毀這些科學家的人，不是蠢就是壞，或者又蠢又懷。
回過神來，韓元接著照顧自己正在通電的鋁離子溶液。
其實鋁離子源的制造過程就已經設計到了硅基芯片的核心制造了。
只是這點他沒有講明而已，但自己直播間中的一些科研人員肯定是知道的。
他制造的這種介于原始晶體管和集成芯片之間的晶體管雖然和現代化的芯片一樣需要進行侵蝕鍍刻出來一個n漂移層和p阱。
雖然有些步驟一樣，但其中的區別很大的。