第一百八十一章 电影成功 研制半导体 (第3/3页)

的现象称为本征激发。

    在这些知识基础上张知木给大家介绍了关键的东西P型半导体和N型半导体以及PN结。

    通过扩散工艺，在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素，可得到杂质半导体。

    在纯净的硅晶体中掺入三价元素，比如硼，使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了P型半导体。

    在纯净的硅晶体中掺入五价元素，比如磷，使之取代晶格中硅原子的位置形成N型半导体。

    N型半导体中，多子为自由电子，少子为空xue。

    P型半导体中，少子为自由电子，多子为空xue。

    将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上，在无外电场和其它激发作用下，参与扩散运动的多子数目等于参与漂移运动的少子数目，从而达到动态平衡，在它们的交界面就形成PN结。

    PN结具有单向导电性。

    这些基础知识介绍完了，一共花了几天时间。期间张知木更多的是和大家一起讨论问题。张知木明显的感觉到，清风子他们尽管很刻苦，但是理解这些东西还是很困难。因为他们的思维很难进入状态，张知木觉得只有让他们在具体干的时候，慢慢理解了。

    张知木开始给他们讲如何制作单晶硅了。其实张知木自己也没见过单晶硅制作，只是看过一些科教片。那时看的时候，也没有想到自己会来制作单晶硅，因此看的也就是个大概。现在要重新把各种工艺问题理顺连接起来还是有很大的困难的。不过自己还是能给他们指出一些方向的，具体的就让他们自己去做吧。

    课讲到这里的时候，张知木对大家说：“我想好多听过我课的人都有过这样的经历，讲到这些基础的东西的时候，大家都有一个困难期。因为我讲的这些大家从来没有接触过，知识是新的，大家有一个认识的过程是对的。我再讲的东西，就是需要大家动手如何做的问题。大家动完手以后再回头理解我们刚刚学的东西，就会有更深一步的了解了。这也是认识的规律，我们需要实践认识，再实践再认识。”

    接着，张知木又给大家讲了单晶硅生产工艺过程。

    首先要将石英砂清洗干净之后，在电弧炉中用碳还原成硅。这样被还原出来的硅的纯度约98-99%。这样的硅是不能制作半导体的，必须将粗硅（Si）再转变成四氯化硅：Si Cl2→SiCl4。用精馏的办法将SiCl4提纯后，再用纯锌或镁还原SiCl4得到较高的单质硅：

    SiCl4 2Zn→Si 2ZnCl2

    最后用物理方法——区域熔融法——来进一步提纯，得到高纯度的单晶硅。

    区域熔融法就是从熔体精炼单晶的一种方法。先将原料粉末熔合预制成烧结棒或材料棒；再使它缓慢通过温度高于该材料熔点的一个区域，使之熔融而再结晶为单晶。这种工艺的特点是任一时刻、原料棒都只有一部分或一端处于熔融的状态，通过移动加热线圈或移动原料棒使熔融区向另一部分或另一端推进而完成单晶生长。借助于重熔再结晶的反复cao作，可保证晶体的成分纯净，不含气、固包裹体，结构完美无缺陷。

    由于单晶硅硬而脆，切割都是钢丝锯配合碳化硅砂切割。

    切割以后还需要抛光，然后才能考虑渗透等工艺。

    张知木知道，现在清风子他们能做到这一步那就离制作PN结不远了。不过没有达到这一步，往下讲也没有意义。张知木说：“关于半导体，我只能讲到这里。等大家把单晶硅生产出来，我再给大家讲如何制作PN结和二极管三极管儿。”

    张知木抬头看看大家，又说：“我们窑岗现在有两件很复杂的事儿在努力，一个是李云鹤他们组织人准备造汽车，就是用汽油和柴油驱动的车子，有了汽车以后再也不用马匹拉车了。以后我们每个人都可以自己驾驶一辆汽车行走天下。另一件工作就是你们的搞的半导体。想必是我讲到PN结的时候，有些搞过数字电路的和无线电路的就已经会想到，用PN结做的二极管儿制作的门电路会比电子二极管简单得多，也小得多，而且更省电。用半导体二极管代替收音机里的检波二极管也会省事的多。用他们代替整流管儿会更方便。其实，以后还会三极管，集成电路，这些会更深刻的影响我们的生活方式和工作方式。我想说的是，大家努力吧！一个更美好的未来等着你们。”

    张知木的话，既很严谨又很感性，让参加学习的这些人，既感到有压力又很兴奋。

    压力是，他们都明白他们将会遇到很多以前从来没有遇到过的问题，需要他们一步步的去解决。兴奋的是张知木为他们指出了让他们非常向往的未来。虽然那个未来，他们还不能却知道是啥样，但是一定会是让人想象不到的美好。就象他们不少人刚刚接触到电子管儿的时候，根本想不到会有现在广播电台。现在广播电台已经和大家的生活紧密相关了。所以他们相信张知木说的更美好的未来，一定会非常的美好。

    张知木这段时间给清风子他们讲课，用了一个星期的时间，他告诉杨青莲，只要天不塌下来，不许打扰他讲课。杨青莲真的做到了，没有来打扰张知木。可是这一个星期，还真的出了不少事儿。

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    宋军占领北海道，元寇登陆九州岛。开辟日本战场。--《南宋记忆》进展