如此一张曝光原理的底片式掩膜板就制成了。
由于掩膜要通过紫外光,而照相的底片为黑色,但是黑色会将紫外光转化为热能,随着不断吸引,最终掩膜版的温度会升得非常高,而这也是唐九华去年对方叶说,掩膜版用于几次就报废的原因。
而在遮光方面,黑色又是最佳颜色,没有任何其它色能够替代,但作为吸收紫外线的颜色又不能使用,因此这又造成了另一个问题,光刻机之前所使用的薄膜根本无法作为工业生产用,需要替代材料。
为了解决这个问题,材料研究所,经过多轮研究,最终抛弃了胶片,而采用石英玻璃作为基材,镀上金属铬,由于其电镀后形成银蓝色光质,具有良好的遮光反光效果,如此再在电镀层外面涂覆一一层保护膜,才形成了最终的掩膜版。
由于此时全世界根本就没有可以参考的技术,因此材料研究所在光刻机掩膜版的研发上,除了方叶提出了基本的要求,随口讨论了几句外,所有技术全部靠自己来研发,真正的做到了原创发明,所以现在华为的掩膜版水平,无限接近七十年代初的水平,属于世界一流。
唐九华将光刻完成的硅片线路检查了一遍,没有发现问题,这才让开了位置,让林兰英几人各自查看了起来,而后继续介绍道:≈ot;光刻到此完成,接下来我们要进行化学减材法,去除光刻线路上的材料,形成线槽,也叫焊盘。”
光刻完成的十块硅片由材料研究所化学技术研究室接收,那边有超声波清洗设备,至于清洗剂并非是纯水,而是特殊的低密度化学制剂,具体是什么,化学研究所的吴良有并没有解释,因为这是保密配方。--当然方叶是知道的,其实就是氯化镁化学制剂。
硅片,上的线路在超声清洗下,纷纷脱落,一些细微的尖刺突起也被熔解,清洗时长为一刻钟,再然后去除氯化镁,其后便是多道清洗,一直到最后用纯水进行最后一道清洗,整个一套清洗工艺就此完成。
然后送进打磨设备里再次打磨,以保证刻蚀层厚度一致,而这一道打磨工艺要求极高,好在现在是实验探索,打磨、检验、清洗、检查,完成之后,接下来是切片,采用机械切割将多余部分切除,然后重复清洗、检查工艺,如此一个完整的光刻硅片终于完成了。
硅片上的焊盘深度检查是一一个大难题,现在唯一能做的就是剖面光栅测量,就是将硅片切开,然后放到显微镜下进行测量,这是当前世界刚刚诞生的新型测量技术,其原理是通过向物体投射光线,然后由接收器将光线转换为电信号,最终形成测量数值,不过并不精确,只能估算个大概。
繁琐的检查被显微镜检查直接替代,只要其焊盘有深度就成,这样做虽然无法直接测出数值,但能够确定刻蚀的焊盘拥有可镀深度,为接下来的电镀工艺提供保障。
华为实验室里的第一层电镀,需要在焊盘中镀上镍金作为接下电镀的衬托,其厚度大约05微米,不是不能再镀厚一些,而是现在光刻的深度,估计只有1至15微米深,05微米已经是极限值了,后面还要薄膜沉积形成电路导体,最后再镀铜形成导电通道。
薄膜沉积采用的是二氧化硅或多晶硅,也就是常说的pn结,这方面天和电子已经有相关的技术,所以华为直接按照以有标准进行掺杂然后通过气体沉积法,将其沉积到表面就成,而其制作水平相比起溅射法相对要简单一些。
薄膜沉积完成以后,再涂覆一层聚甲基丙烯酸甲酯光刻胶,这也是当下新中国化学技术条件下能够生产出来的唯一光刻胶,该化学材料1931年就已经制造了出来,因此自己造还是买都不是问题。
一套工艺下来,已经花去了整整三天的时间,接着硅片再次被转移到光刻研究所,开始第二次光刻,由于光刻机的刻蚀深度有限,这一次的光刻需要增大光源功率,因此采用了60瓦紫外线光源的光刻机用新的掩膜版进行光刻,形成半导体电路图形,而这对于定位精度、光刻技术参数的要求更高,--不小心就会直接前功尽弃。
最后十块硅片完成了二次光刻,又是一套清洗工艺,-番检查下来,十块硅片中,只用一块勉强合格,其它的问题后续再来分析,现在要做的是涂绝缘体,而后手工进行元器件的堆叠,是的就是手工堆叠,因为目前没有这样的机器,甚至元器件都是由微电子研究所根据功能需要临时制作的。
1956年5月5日,劳动节后的第四天,华为半导体研究所里,世界上第一块真正意义上的集成电路诞生,它比美国基尔1958年的集成电路先进了整整一个半时代,达到了六十年代中后期的水平。
集成电路研究所里,王守觉、林兰英、夏培肃、吴良有、唐九华以及华为总经理何光远,还有一群研究室里的研究员,大家将王守觉围在中间,静静的等待着。
只见王守党重重的呼了一口气,而后戴上了手术用皮质手套,小心的将硅晶片放到了测试架上,拿起指针式万用表的测笔,靠近硅片的引脚开始了测量,只见随着他的动作,万用表上的指针不断的

