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看完江維的補充。
戈登·蒂爾:【微笑gif,沒想到我殺青以後人們又搞了這麼多花樣,第三代半導體材料都出來了,果然是後生可畏啊!】
觀眾大鬆餅:“等等,剛才主播說第二代半導體材料有環境汙染?那個砷化鎵,砷是不是砒霜,那會不會有毒啊!”
觀眾長鼻長在腰上:“啊!砷化鎵晶片主要用在哪裡啊,主播給提個醒唄,有毒的話我就不用!”
觀眾太空漫步者:“哈哈哈,那你別用手機了。砷化鎵材料的晶片主要用在手機上,還有一些光電器件和led上。”
觀眾長鼻長在腰上:“啊,你別嚇我啊。”
觀眾太空漫步者:“真的啊,手機和基站上的射頻功率放大器一般都用這種。有這個玩意,你才能不用趴在基站上就能接收和傳送訊號。
2g的可能沒有,但是3g4g5g都是這個哦。
還有手機的3d人臉識別,也需要靠一種叫vcsel的晶片才能實現,而且是多顆哦。
vcsel是一種半導體鐳射器,全名叫垂直腔面發射鐳射器。
採用多顆vcsel晶片的泛光照明器和紅外點陣投影器,可以實現3d人臉識別和其它3d感應應用。”
觀眾長鼻長在腰上:“哎喲喲,摸著我的小心臟,那豈不是我已經毒入膏肓了!完了完了!”
看到觀眾的議論,江維趕緊解釋道:
“砷化鎵的熔點為18度,在600度以下能在空氣中穩定存在,是沒有毒的。在熔點以上,砷化鎵才會緩慢分解成砷和稼。
砷的熔點只有615度,在空氣中加熱後會氧化,產生三氧化二砷,就是砒霜了。這個是有毒的,對人的中毒劑量為01g到025g。
在18度的環境下,人早沒了,就不必考慮會不會砷中毒的問題了。
環境汙染主要是砷化鎵在生產過程中,相比起矽,在排放的廢氣和廢水中會有砷化物,因此需要特殊的安全處理。”
觀眾長鼻長在腰上:“嘿,那個太空漫步者你嚇我!你個逗比!”
觀眾暗中觀察:“他,逗你呢……”
觀眾長鼻長在腰上:“擦!”
江維:“好了,我們繼續聽戈登·蒂爾介紹一下晶圓是怎樣煉成的吧。”
戈登·蒂爾:【你們前面的聊天也提到過,pn結摻雜雜質的量級,是在百萬中新增一個雜質原子,這就要求原本的鍺晶體本身純度足夠高。
實際上半導體鍺片或者矽片純度要求標準為11個9以上(99999999999),光伏相對要求較低,純度標準為4至6個9(999999)。
肖克利他們提出了pn結型電晶體的理論,但要把東西做出來,在技術上最大的障礙就是缺乏足夠純淨、均勻的半導體“鍺”材料。】
布拉頓:【對!的確如此。當時蒂爾提出一個大膽的設想,認為先製造出一個大的“鍺單晶”才有可能進行p結或者n結的摻雜
但那個時間,我們都沒有意識到這一點,對他的提議幾乎沒人重視。
主要是,我們還是一幫搞科研的,當時並沒有去想這個pn結電晶體如果要大規模生產,怎樣的工藝和步驟才是更合理的。
我們當時就琢磨著做幾個能驗證理論的“樣品”,所以在考慮其他方式。
正是因為有了蒂爾的研究,我們貝爾實驗室才在1951年生產出第一批商業化pn結電晶體1752。
如果沒有蒂爾,我們的東西大概也只能在實驗室中吃灰。】
觀眾霧裡看花:“所以,這是逢人白眼然後一招打臉的故事!”
戈登·蒂爾:【呃,當初大家不認可我的想法確實有些壓力。所以這裡要特別感謝一下我的兩個小夥伴,實驗室的機械工程師約翰·利特爾和技術員厄內斯特布勒,是他們兩人支援我一起設計和製造了一臺能夠滿足晶體生長的裝置。】
觀眾暗中觀察:“還自己做裝置!我的天,這不就是想吃西紅柿炒雞蛋還得種西紅柿嘛!”
戈登·蒂爾:【既然現在矽是晶片的主流材料,我就跟大家詳細講一下矽晶圓的製作好了。當初做“鍺晶”的過程就後面幾句話簡單說一下。】
觀眾大鬆餅:“對對對,我就想知道,拔絲的矽怎麼就變成晶片的。”
戈登·蒂爾:【矽在沙子中主要以二氧化矽的形式存在,所以,先要將沙子與焦炭、煤或者木屑等混合,在石墨電弧爐