第63章 新型射频芯片技术(1 / 1)

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马韦宏戴着白手套,像个珠宝鉴定师一样,小心翼翼的拿起一个样品,给李墨舟介绍起来。

“李总,您看,这个是我们用硅锗工艺做的。现在国际上的大公司,主流用的就是这个技术。”

“这个技术的好处是成熟,性能也稳定,而且可以直接利用现有的硅基生产线,成本比较低。但是呢,这个技术的专利壁垒太高了,基本上全被国外那几家大厂给垄断了,我们要是用这个技术路线,以后肯定要被人家卡脖子,专利费都得交一大笔。”

李墨舟点点头,没说话。他的神识已经悄悄散发出去,笼罩住了那个小小的硅锗芯片。在他的感知里,硅原子和锗原子混合在一起,形成了一种特殊的晶格结构,确实很适合做射频芯片。

马韦宏又拿起另一个样品,继续介绍。

“这个,是我们尝试的另一种方案”他介绍了几种其他的材料,都各有各的优缺点,但似乎都不是很理想。最后,他拿起放在最右边的样品。

“李总,这个是我们觉得潜力最大的一个方向。它是用金刚石做衬底,然后在上面生长氮化镓。金刚石的导热性能是所有材料里头最好的,比铜还强好几倍,用它来做衬底,散热特别好,芯片就不容易烧坏。”

“而氮化镓呢,又是做高频率、大功率器件的好材料。这两个要是能结合起来,那做出来的射频芯片性能绝对是顶级的。

说到这里,他叹了口气:“但是,这里头有个天大的难题。就是金刚石和氮化镓这两种材料,它们的原子排列方式,也就是我们说的晶格,它对不上。硬生生长在一起,就会产生大量的错位和缺陷,我们叫晶格错位。”

“这样一来,芯片的性能就全毁了。现在国际上通用的办法,是在中间加一层氮化铝做缓冲层。但是这个氮化铝缓冲层相关的各种实现技术,专利也已经都被申请了,我们基本绕不过去,想用别人的技术就得交高额授权费。”

李墨舟一边听,一边用神识仔细感知着手里的这个样品。

果然,就像马韦宏说的那样。在他的神识感知中,底下那层金刚石的碳原子,排列得像蜂巢一样,整整齐齐,非常漂亮。但是,上面一层氮化镓和底下的金刚石原子接触的地方,就乱成了一锅粥。

金刚石的原子晶格间距,和氮化镓的原子晶格间距,明显对不上号,就像是两种大小不一样的砖头硬要砌在一起,中间全是裂缝和扭曲。电子流过这些地方的时候,磕磕绊绊,速度大打折扣,还散发出大量无用的热量。

他的神识在各种材料样品上来回扫过,忽然,他的目光停留在了角落里一个不起眼的材料样品上。

那是一小片二硫化钨。

“咦?”李墨舟心里轻轻发出了一声惊奇声。

在他的感知里,这个二硫化钨的原子晶格,它的排列方式和间距,竟然和旁边的氮化镓惊人的相似。

一个大胆的想法瞬间在他脑海里形成。

他放下手里的金刚石衬底氮化镓样品,指了指角落里那个二硫化钨的材料片,对马韦宏说。

“老马,你们试试看,用金刚石做衬底,中间加一层这个二硫化钨做缓冲层,然后再在上面生长氮化镓。用这个方案,再去做一个射频前端出来看看。”

马韦宏顺着他指的方向看过去,愣了一下:“二硫化钨?李总,这个,我们之前是想用它来做别的研究的,没想过用它来做缓冲层啊。这个能行吗?”

李墨舟的语气很肯定:“行不行,试一下不就知道了。就按我说的去改一改。”

虽然心里头充满了疑惑,但老板发话了,马韦宏也只能照办。他立刻安排手下的技术人员,按照李墨舟提出的新方案,去重新制备样品。

实验结果出来得很快。当测试数据摆在马韦宏面前时,他简直不敢相信自己的眼睛。

“成功了!李总,真的成功了!”马韦宏拿着报告,激动得声音都有些发抖,“性能非常好!而且最关键的是,这个金刚石加二硫化钨再加氮化镓的技术路线,完全避开了世界上所有的专利壁垒!我们搞出了一条全新的路!”

整个实验室都沸腾了。

但很快,新的问题又来了。一个负责具体操作的技术员跑来报告,表情有些沮丧。

“马总,李总,虽然这个方案可行,但是我们发现,制备出来的二硫化钨缓冲层,里头的缺陷率比我们预期的要高很多,导致芯片的良品率上不去。”

马韦宏刚刚兴奋起来的心情,又被浇了一盆冷水。他看着李墨舟,等著老板拿主意。

李墨舟二话不说,直接走进了用来生长薄膜的金属有机化学气相沉积设备间,走到那台亮着各种指示灯的精密设备前。

他的神识再一次悄无声息的探入设备内部的反应腔。他感知到到,在高温下,气化的原料分子在金刚石衬底上沉积,慢慢形成二硫化钨的薄膜。

他很快就发现了问题所在。

“原来是这样”他心里恍然大悟,“这个二硫化钨的薄膜,不是越厚越好。长得太厚了,原子层堆叠起来,后来的原子找不到合适的位置,就开始乱排了,反而把晶格给弄乱了,缺陷就是这么来的。最完美的状态,就是薄薄的两三层,刚刚好把金刚石的表面给覆盖住,起到一个承上启下的作用就行了。”

他抬起头,看了一眼设备控制面板上显示的参数,然后直接伸出手,在触摸屏上操作起来。周围的技术人员都屏住了呼吸,看着老板这个外行,直接上手调试这台价值一千多万的设备。

“生长温度,改成632摄氏度。”

“等离子体功率,调到138瓦。”

“还有这个生长时间,缩短一点,让它在金刚石衬底表面,大概长出3个原子厚度的二硫化钨缓冲层就停。”

李墨舟一边说,一边输入著一连串精确的参数。

旁边站着的技术员都听傻了。

虽然心里犯嘀咕,但他们还是老老实实地按照李墨舟设定的新参数,重新开始了一轮生长实验。

几个小时后,当新的样品被送到检测设备下时,所有人都惊呆了。

显示器上出现的原子显微镜图像中,那层新生成的二硫化钨缓冲层,平整得像一面镜子,原子排列整齐划一,几乎看不到任何缺陷。

“我的天!这质量也太高了!”一个技术员盯着屏幕,嘴巴张得能塞下一个鸡蛋。

“他是怎么知道这些参数的?632度,138瓦这跟神仙算命一样啊,怎么可能这么准?”

“老板到底是什么来头啊?”

技术人员们看着李墨舟的背影,眼神里充满了震惊和敬佩。

几天后,新买来的scan xt:400b二手光刻机,也已经安装好了。

虽然是好多年前的老款,最多也就做个五六十纳米的芯片,但对现在的应龙微电子来说,已经算很好了。

几个穿着白色无尘服的技术员,围着这台机器。李墨舟也穿着一样的衣服,单手叉著腰,站在旁边。

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