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电路专利,用的方式就是在二氧化硅上利用光刻挖洞的技术。
后来纳尔可是去了你们仙童半导体,你的那个光刻平面工艺不就是借鉴别人的嘛。】
诺伊斯:【我就那个呵呵了,莱斯罗普后来也去了你们德州仪器,还跟你一起工作呢。你家后来搞集成电路,还是用了人家的技术。少在这里笑百步!】
杰克·基尔比:【……】
诺伊斯:【再说,我们的平面照相工艺早就有了。你也不看看仙童半导体的东家是干什么的!】
观众大喇叭牛哄哄:“仙童摄影器材……东家是做摄影器材的,难怪仙童半导体能先搞出来平面工艺。我之前还觉得它东家跟它根本不搭边呢……”
诺伊斯:【早在我们去旧金山成立仙童半导体的路途中,就从照相机商店购买了三个16毫米的镜头,用来制作步进重复照相机。
这种照相机是用来制作“图像母版”的,能在照片底片上产生矩形阵列微小的、相同的图像,这就是现在集成电路制作所称的“掩膜”了。
先将一种特殊的光敏树脂沉积在晶片的二氧化硅层上,再将光透过掩膜照射到光敏树脂上,形成想要的图案。
然后用强酸冲洗晶片,将图案部分腐蚀掉,露出晶片下面的硅。
之后,再将杂质扩散到硅中,形成各种PN结。
1958年我和赫尔尼、拉斯特对这种平面照相技术进行了改良,制作出来第一台用于硅晶体三极管制作的光刻照相机。
到1958年,利用平面照相技术,我们仙童已经可以在一块晶圆上批量制作相同的晶体管。
1959年1月23日,我开始思考,既然已经可以批量制作晶体管,为什么不能把多种组件放在单一硅片上,通过内部连接形成“集成电路”呢。
这种方式不但能够减少产品的体积和重量,价格也会降低,让咱们仙童更具竞争优势。
于是,我、赫尔尼和拉斯特为首,开始着手“集成电路”的研究。
当然,我们成功了!
我们在硅片上加上一层氧化硅作为绝缘层,然后在这层绝缘层上“打洞”,用铝薄膜将已经用硅扩散技术做好的器件连接起来。
这样器件之间需要连接的能够连接,需要隔离绝缘的能够绝缘。
看看,我的想法显然是领先于基尔比的,因为我们有光刻照相机,咱们的赫尔尼和拉斯特把平面工艺发扬光大了。
而德州仪器,在这个时期毛都没有,啊哈哈哈哈。】
杰克·基尔比:【话虽如此,但其实咱们用的技术大多出于贝尔实验室才是真的。】
诺伊斯:【当然,这点我并不否认。其实,即使这些发明和想法不出现在仙童,当半导体工艺发展到一定程度也会出现在别处。不出现在1959年,也一定会出现在后面的某一个节点。
所以,其实……】
杰克·基尔比:【其实我们应该感谢贝尔实验室的技术奠基,也感谢那个能商业化的时代,让实验室的技术能够得到进一步的实用、商业规模化和进一步提升。】
诺伊斯:【嗯,是这个道理。其实,基尔比,你是一个很好的工程师,拥有绝佳的解决问题的能力。】
基尔比:【嗯,其实比起科学家,我更愿意做一名工程师。科学家是解释事物的人,工程师是解决问题的人。我的一生,最大的兴趣就是解决问题吧。
而你,诺伊斯,不但是一名科学家,也是优秀的工程师,更是卓越的企业家。还是很让人佩服的。】
观众大松饼:“我觉得贝尔实验室好牛啊,这些技术最早都是从贝尔实验室搞出来的。”
观众暗中观察:“那是当然,晶体管、激光器、太阳能电池、发光二极管、数字交换机、通信卫星、电子数字计算机、C语言、UNIX操作系统、蜂窝移动通信设备、长途电视传送、仿真语言、有声电影以及通信网等等都是从贝尔实验室诞生的。
自1925年以来,贝尔实验室共获得两万五千多项专利,一共诞生了13位诺贝尔获奖者。可惜现在没落了……”
张汝京:【仙童半导体当年的照相、掩膜、显影、光刻、扩散,这一整套平面处理技术,直到今天,仍然是现代集成电路制造的核心工艺。
60年代初期,光刻技术还非常初级。当时的掩膜版是一比一贴在晶圆上的。而且,因为原理并不复杂,当时的半导体公司还能自己设计光刻工具和设备。
但很快,专业的光刻机出现。1961年,美国的GCA公司制造出了第一台光刻机,从此以后光刻成为芯片制造的重要环节。
光刻的主要作用是将掩模版上的芯片电路图转移到硅片上,是集成电路制造的核心环节。
光刻工艺定义了半导体器件的尺寸,也是整个集成电路制造中最复杂、最关键的工艺步骤。光刻工艺难度大、耗时最长。
在芯片的生产过程中,一般需要20到30次光刻,耗费时间占整个工艺的40%到60%。
而且光刻机成本极高,约占整个硅片制造工艺的三分之一左右。
2018年,中芯国际向阿斯麦订购了一台最新的EUV(极紫外线)技术光刻机,价格为1.2亿欧元。本应该于2019年交货,但目前由于种种阻碍,咱还没能收到货。
半导体平面工艺的诞生,首先明确的奠定了“硅”成为基础原材料。
第二,平面工艺解决了大规模化生产集成电路的瓶颈。加速了晶体管平均价格的降低。
1957年,半导体晶体管的平均价格为20美金,到了1965年,价格已经低于1美金。
大规模生产,价格不断降低,这就是后来“摩尔定律”的原点。】