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第292章 扫描电镜

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参观结束后,顾赟将三人请到一间小会议室。

房间简陋,一张旧会议桌,几把木椅,墙上挂着毛主席像和“实事求是”的标语。

暖水瓶冒着热气,搪瓷缸子里泡着浓茶。

“宋教授,吕辰同志,谢凯同志,刚才你们看到的,就是我们真空所在‘薄膜化学气相沉积’方面的全部家底了。”顾赟开门见山,语气坦诚,“条件艰苦,水平有限。你们从红星所来,见惯了自动化、系统化,看我们这套‘手工作坊’,怕是觉得落后吧?”

宋颜教授摇头:“顾工言重了。恰恰相反,我们深受震撼。在这样简陋的条件下,你们能建立完整的工艺链,能稳定沉积出氮化硅、二氧化硅这些关键材料,这本身就是了不起的成就。”

文昭南教授接口道:“我们和真空所合作时间久,深知他们的难处。主要问题集中在几个方面。”

他扳着手指列举:“第一,‘测不准’与‘控不精’。真空度极限不高,微漏难查;气体流量靠经验估算;温度控制精度差;环境扰动大。

第二,知其然不知其所以然’。工艺严重依赖老师傅的‘手感’,是典型的‘黑箱’,对薄膜的微观结构、应力状态、界面特性几乎一无所知。

第三,‘需求牵引不足,目标模糊’。当前主要是为电子管服务,要求是‘牢固、均匀、耐高温’。但对于未来集成电路所需的纳米级精度、超洁净界面、特定电学性能,既无概念,也无需求。”

顾赟苦笑:“文教授总结得很到位。我们就像在黑暗里摸索,偶尔点亮一根火柴,看到一点光亮,但不知道整个房间是什么样子。”

这时,吕辰从随身背包里拿出一片样品,那是刚才刘师傅制作的氮化硅薄膜基片,顾赟特地送给他们作纪念的。

吕辰将基片举到窗前,对着光仔细观看。

薄膜在阳光下呈现淡淡的蓝紫色虹彩,均匀而致密。

“顾工,文教授。”吕辰转过身,“请允许我说几句可能冒昧的话。”

所有人的目光聚焦在他身上。

“你们的工作,不是‘手工作坊’,而是一门‘艺术’。”吕辰说,“在真空中,用精密的化学反应,在物体表面‘生长’出一层性能完全不同的新物质,这本身就是一种魔法。刘师傅调节阀门时的那种专注,观察流量计浮子时的那种敏锐,是任何自动化设备都无法替代的‘工匠直觉’。”

他走到会议室角落的黑板前,那是一块真正的黑板,表面已经磨得光滑,边缘堆着粉笔灰。

吕辰拿起一支粉笔,开始画图。

他先画了一个简单的结构,两层平行的金属板,中间是绝缘层。“这是电容器,你们熟悉。”

接着,他在绝缘层中间画了一个小方块,引出两条线。“但如果,我们在这里开一个‘门’,用一层极薄的绝缘膜作为‘门’的介质,下面是用特殊处理的半导体材料……”

他快速地画出了一个简易的金属-氧化物-半导体场效应晶体管结构图。

“这就是未来集成电路的基础单元,晶体管。”吕辰用粉笔点了点那层极薄的绝缘膜,“这一层,可能只有几十个原子那么厚。它的厚度均匀性、界面洁净度、电荷陷阱密度,直接决定了晶体管的性能、速度、功耗和可靠性。”

他转身,望着顾赟和文昭南:“你们现在沉积的氮化硅、二氧化硅,正是未来这层‘门介质’的核心候选材料。你们研究的‘化学气相沉积’,将不再是电子管的辅助工艺,而是建造整个微电子大厦的基石技术之一。”

会议室里安静极了,只有暖气管片轻微的嗡鸣。

几位老研究员盯着黑板上的结构图,眼神从疑惑逐渐变为震惊。

他们熟悉电子管,熟悉真空技术,但吕辰描述的这个世界,用一层几十个原子厚的薄膜来控制电流,将成千上万个这样的结构集成在指甲盖大小的硅片上,完全超出了他们的想象。

“可是……这怎么可能?”一位头发花白的老工程师喃喃道,“那么薄的膜,怎么控制厚度?怎么保证均匀?怎么测量?”

“这正是问题的关键。”吕辰放下粉笔,“难点不在于原理,化学反应你们已经掌握了。难点在于,如何将你们所有的经验,从一门依赖老师傅‘手感’和‘直觉’的‘艺术’,变成一套可重复、可量化、可设计的‘精密科学’。”

他回到座位,语气更加恳切:“刘师傅能通过观察浮子位置估算流量,这很了不起。但如果能给他一个质量流量控制器,让流量精确到每秒多少毫升;如果能给他的加热系统装上更精确的温度控制器,让温度稳定在±1°C;如果能用质谱仪实时监测反应腔内的气体成分;如果能用椭圆偏振仪在线测量膜厚……那么,他的经验就不再是‘黑箱’,而可以转化为数学模型,可以写成工艺规范,可以教给其他人。”

顾赟深吸一口气:“吕辰同志,你说的这些设备,我们听说过,但买不到,也造不出来。一台进口的质量流量控制器,要几万美元,还得外汇。椭圆偏振仪,我们这台自制的,已经是所里最精密的仪器了。”

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