第十一章石油紧张 单晶硅制成-《改变》
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张知木一笑问:“清风子师傅能看成为宝贝的东西,一定是价值连城了?”
“呵呵!何止是价值连城了。”清风子一笑说。这时弟子递过来一个小盒。清风子接过来打开小盒倒出来一块指甲大的灰色发亮的东西。
张知木一见脱口而出,“单晶硅片?”
“正是,是不是宝贝?”清风子得意的问,“已经抛光完了。”
“是宝贝,你们终于搞出来了?”张知木接过单晶硅片,一边看一边说,“有了它,下一步我们就可以创造奇迹了。”
清风子问:“张总,能不能说说,这东西到底有啥用处?”
“第一个用处,我们可以用它制作半导体二极管和三极管,用他们替代耗能太大的电子管二极管和电子管三极管儿。以后还可以搞集成电路,大功率整流器件。总之吧,清风子师傅,有了它,我们可以开创一个新时代。那时候,我们的收音机就可以像火材盒一样大,老人孩子都可以拿着收音机满大街的溜达。还有太多了。”张知木说着有些激动。他还想说计算机的事,可是那需要做太多的解释,现在还是省省吧。
“张总,你还是说说我们怎么用半导体制作二极管和三极管儿吧?”清风子也有些急不可待了。
“这样,清风子师傅你们可以先制作一种最简单的点接触型二极管儿。你可以将这硅片切割成一个很小的一块,然后用一个很细的金属丝接触到硅片表面,突然加上一个脉冲电流,将金属丝和硅片烧结在一起,这样就形成了一个PN结。你们可以测量一下,当正向电压加到0.7伏的时候,PN结就导通了。而反向加电压不导通。这就是一个单向导通的二极管儿。”
李云鹤说:“这么小的二极管儿,几乎就不消耗电能了。我看让扬昌他们一起来做这件事吧!”
“是的这样的,二极管和电子管相比可以忽略耗电量。”张知木说。
清风子说:“我同意李云鹤说的,应该让扬昌他们派人参加制作二极管儿。他们有实验手段,也有经验。我们单晶炉要是没有他们也根本搞不成。说实话,我们搞单晶硅,很多困难都是出在设备上。多亏了李迪、扬昌他们帮忙。”
“这是小电流的二极管,检波用还行。”李守坛问:“要是大电流的二极管儿,怎么弄?”
“那就要复杂一些了,”张知木说,“你们知道硅是非常稳定的,看这个单晶硅表面暴露在空气中,基本上不会产生氧化。象纯净的硅这样的半导体,我们一般都是叫做本征半导体。在纯净的硅晶体中掺入三价元素,如硼,使之取代晶格中硅原子的位置,就形成了P型半导体,掺入五价元素,如磷,使之取代晶格中硅原子的位置形成N型半导体。将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上,在它们的交界面就形成PN结。PN结的特点就是具有单向导电性。
我们可以在加温在氧化炉里面让它表面产生一层二氧化硅氧化层,这个氧化层更稳定。我们可以用拍照的办法,在这个氧化层上涂上一层保护胶,但是留出来要进行扩散渗透的窗口,露出来二氧化硅。然后用***腐蚀掉这和窗口上二氧化硅,露出原来的单晶硅,我们在渗透炉中将磷元素或者锑元素通过这个窗口扩散进纯净硅中形成N型半导体。扩散完成后,我们再把这窗口氧化,用相同的办法,在这个N型窗口旁边在腐蚀出来一个窗口,把硼元素或者铟元素渗透扩散进这窗口的硅中形成P型半导体。这样的两个挨着的P型半导体和N型半导体之间就形成了一个PN结。我们再引出两个管脚,就是二极管儿了。这样的二极管电流就可以大一些了。”
张知木一边说,李守坛和清风子的弟子们就不停的记。
清风子叹口气说:“看来制作PN结不是一个简单的事啊!”
“当然!这东西,你就是花一辈子时间也研究不完。”张知木说,“不过,我可以肯定的说。要比制作单晶硅要容易些。”
“我看我还是先做出来点接触型二极管儿再说吧!”清风子说。
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富士山喷发,日本大地震。--《南宋记忆》进展
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