"接下来是掺杂,"他的笔继续在纸上滑动,"N型半导体需要磷、砷或锑作为掺杂剂,P型则需要硼或铝。掺杂浓度的控制是关键,太高或太低都会影响性能。"
林舟画出了一个扩散炉的设计图,标注了温度控制点、气流系统和样品架的位置。这种设备用于在高温下将掺杂剂扩散到硅片中,是制造半导体器件的核心设备之一。
"光刻技术是另一个关键,"他又画出一套光刻设备的简图,"需要高精度的掩模版、感光胶和准直光源。在现有条件下,可以先从低精度开始,逐步提高。"
林舟现在掌握的光刻技术比那个年代先进得多。他知道如何制作精度达到微米级的电路图案,而当时主流水平还停留在几十微米。
"蚀刻、氧化、金属化..."他一一列出集成电路制造的各个步骤,为每一步都设计了简化版的设备和工艺流程,使之能在有限条件下实现。
"最后是封装测试,"林舟画出了一个简易的封装线和测试台,"这部分相对简单,但同样重要。一个设计良好的电路,如果封装不当或测试不严,也会前功尽弃。"
写完这些,林舟开始思考配套设备的问题。要制造半导体器件,需要一系列专用设备,如扩散炉、光刻机、蚀刻槽、键合机等,这些在当时都是高度专业化的设备,不是随便一个工厂就能生产的。
"得想办法简化这些设备,"林舟沉思着,"先从最基础的开始。扩散炉可以用改装的高温电炉,光刻可以用简化的投影系统,蚀刻槽直接用玻璃容器就行..."
他详细列出了每种设备的简化方案和替代品,确保在现有技术条件下能够实现。这些设备虽然简陋,精度和效率都比不上专业设备,但足以开始初步的半导体研发。
"有了这些,就能制造出基础的二极管、三极管,甚至是简单的集成电路了,"林舟激动地想,"足够用来做闭路监控系统,甚至可以尝试制造简单的计算机!"
林舟记得这时候国际上集成电路刚刚起步,每个芯片上的晶体管数量还很少,但已经开始改变电子工业的面貌。而他现在掌握的知识,理论上可以制造出比当时先进得多的集成电路。
"不过,要把这些知识转化为实际产品,还需要大量的实验和调试,"林舟冷静下来,"而且需要一个隐蔽的实验室和可靠的技术团队。"
他翻出一张新纸,开始设计一个秘密电子实验室的布局。实验室需要分为几个区域:材料制备区、光刻区、扩散区、组装测试区等,每个区域都有特定的设备和环境要求。
"洁净要求很高,"林舟记下,"至少需要100级洁净室,最好能达到10级。空气过滤、温湿度控制、防静电措施都是必不可少的。"
他又详细列出了实验室所需的各种设备和材料,从基础的显微镜、天平、烘箱,到专业的电子测试仪器,再到各种化学试剂和金属材料。
"人员方面,需要找几个聪明又可靠的年轻技术员,"林舟思考着,"最好是应届毕业生,没有太多固有观念,容易接受新思想。"
最后,林舟在纸上画出了几个简单的电路图,是他打算首先尝试制造的半导体器件:一个基本的二极管,一个小信号三极管,以及一个简单的与门集成电路。这些是最基础的半导体器件,也是验证工艺是否可行的最佳选择。
"如果这些能成功,那么更复杂的器件也就不远了,"林舟自信地想,"到那时,我就能真正开始我的计划了。"
他把所有笔记收好,放回木箱,仔细锁好。这些知识太过珍贵,容不得半点泄露。
"半导体技术将改变这个世界,"林舟躺在床上,看着天花板,心潮澎湃,"而我,将成为那个改变者。"
在这个科技相对落后的年代,林舟掌握的这些知识如同一把金钥匙,能够打开通往未来的大门。他深知,只要合理利用这些技术,就能在短时间内实现跨越式发展,为自己的宏大计划奠定坚实的基础。
"明天就开始行动,"林舟闭上眼睛,嘴角挂着一丝微笑,"先找杨厂长谈谈,申请一个''特殊研究项目''..."
林舟拿出一张新纸,开始设计闭路电视监控系统的材料清单。
"首先是摄像头..."他一边思考一边写下,"现在市面上根本买不到成品,只能自己组装。"
摄像头所需材料清单:聚焦镜头组(可从废旧照相机拆解获得)、光电转换管(目前只有军用,需要通过特殊渠道获取)、扫描偏转线圈(手工绕制,需要细漆包线200米)、电子枪组件(最难获取的部分,需要军部协助)、真空玻璃管壳(可改造电子管外壳)
各类电阻、电容(总计约30个,规格各异)
高压变压器(5000V,低功率即可)
信号放大电路(使用自制的晶体管)
"这些东西在现在的条件下确实不容易凑齐,"林舟皱眉,"尤其是电子枪和光电转换管,都是管制物资。"
他又列出了显示设备的材料清单:阴极射线管(可从废旧示波器中获取)、偏转线圈(同样手工绕制)、信号处理电路(需要自制晶体管约20个)、电源模块(220V转各种工作电压)、金属外壳(车间里就能加工)。
"信号传输线路相对简单,"林舟继续写道,"但记录设备就难了..."
林舟放下笔,揉了揉眉心,"在这个年代,想建一套完整的闭路监控系统,难度可真大。但没有选择,必须做。"
接下来,他开始规划半导体工艺实验室的建设方案。
这是更加宏大的计划,涉及的材料和设备更多,技术要求也更高。
"先从最基础的开始,"林舟在新的一张纸上写道。
半导体材料制备设备:高温电炉(1400℃以上,温度控制精度±5℃)
石英坩埚(高纯度,耐高温)
高纯硅原料(至少99.99%纯度)
区熔提纯装置(自行设计,需要精密机械加工)
单晶拉制炉(温度梯度控制极为关键)
切片机(可改造精密机床)
抛光设备(机械加化学双重抛光)
"这只是第一步,"林舟继续写道,"接下来是最关键的工艺设备。"
半导体工艺设备:
扩散炉(可改造高温电炉,但需要特殊气体系统)
光刻系统(自行设计,包括准直光源、掩模对准机构)
显影槽(玻璃或陶瓷材质,防腐蚀)
蚀刻槽(同样需要耐腐蚀材料)
气相沉积设备(需要特殊气体和加热系统)
金属化设备(真空蒸发或溅射,较为复杂)
键合机(可初步手工操作,后期改进)
"还需要大量化学试剂,"林舟皱眉补充道。
化学试剂清单:各种高纯酸(硝酸、盐酸、氢氟酸等,纯度至少分析纯)、有机溶剂(丙酮、乙醇、二甲苯等)、光刻胶(可能需要自行配制)、显影液(同样需要配制)、各种掺杂剂(硼、磷、砷等高纯化合物)、金属材料(铝、金、银等高纯度金属)
"测试设备也不能少,"林舟最后补充。