第423章 钻石囚笼（2 / 4）

难点在哪。”

封闭车间里，摆放着几台进口的微波等离子体化学气相沉积设备。

这是生长高品质金刚石的神器。利用微波激发甲烷和氢气，产生等离子体，碳原子在基底上层层沉积，长成钻石。

“看这个。”黄河指着视窗里那团耀眼的紫色光球。

“我们要长4英寸的片子，需要极高功率的微波源和极大的等离子体球。”

“但是，当等离子体球变大时，边缘的温度和中心温度就会不一致。”

“结果就是翘曲。”

黄河拿出一片废弃的4英寸金刚石晶圆，放在平整的桌面上。

肉眼可见，晶圆像薯片一样翘了起来。

“翘曲度：500微米。”

“林董，你的光子芯片是平的。我的钻石是弯的。”

“强行压在一起？啪！两个都碎。”

“这是内应力造成的。金刚石生长时温度800度，冷却到室温，热胀冷缩，内应力巨大。”

“不解决应力问题，钻石永远只能做首饰，做不了晶圆。”

林远看着那片“薯片”。

“既然一次长不平……”

“能不能拼？”

“拼？”黄河一愣。

“对。马赛克拼接。”林远提出了方案。

“我们不需要一整块4英寸的钻石。我们只需要在芯片发热最厉害的那个区域，垫一块小钻石。”

“把大问题拆解成小问题。”

“我们把高品质10x10的小块金刚石，像贴瓷砖一样，拼在一个硅载体上。”

“小块的翘曲度可以控制在微米级。然后再进行统抛光。”

黄河摸了摸下巴：“拼接这倒是可行。但是，缝隙怎么办？激光器要是正好跨在缝隙上，热量散不出去，还是炸。”

“那就用晶圆级精准对位。”王海冰插话道，“我们在设计芯片时，避开缝隙。让发热源精准地落在每一块瓷砖的中心。”

“这需要极高的工艺控制。但比控制应力要简单。”

黄河思考了良久。

“行。拼！我负责种瓷砖，你们负责贴。”

解决了“大”，还要解决“平”。

哪怕是小块的钻石，表面依然是粗糙的多晶面，像砂纸一样。要把它磨成镜面，才能和芯片键合。

“CMP太慢了。”林远看着黄河的抛光机，“我们要换个思路。”

“不用磨的。用刻的。”

“等离子体刻蚀抛光。”

林远调出了之前在“普罗米修斯”计划中获得的资料。

“利用高能氧离子束，以极低的角度掠射金刚石表面。”

“突起的部分，会被优先氧化成二氧化碳气体飞走。凹陷的部分，保留下来。”

“这叫原子级刨平。”

“这需要昂贵的电感耦合等离子体刻蚀机。”黄河皱眉，“那是半导体设备，我这里只有压机。”

“我给你调。”林远立刻拨通了孙大炮的电话，“把江钢工业之心备用的那台国产刻蚀机，拉到柘城来！”

一个月后。

第一批马赛克金刚石晶圆制作完成。表面粗糙度终于降到了2纳米。

虽然还不够完美，但已经是国内极限。

接下来，是最关键的一步键合。

把这块金刚石晶圆，和那块脆弱的铌酸锂光子芯片，永久地粘在一起。

PFL实验室。

李振声教授看着两块晶圆，手心出汗。

“我们不能用胶水。胶水导热太差，会成为热瓶颈。”

“必须用范德华力直接键合。”

“也就是，让两个表面的原子，靠得足够近，利用分子间作用力吸在一起。”