第292章 扫描电镜（1/2）

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。”

“所以我们需要合作。”宋颜教授接话道，“红星所有‘掐丝珐琅’电路板的经验，有脉冲电机的控制技术，有正在研发的‘电子耳朵’传感系统。我们也许可以从最简单的开始。”

他提出了两个具体方向：“其一，我们可以共同研制一个简易‘射频辉光放电’实验装置。传统的热壁cvd需要高温，对许多基片材料不友好。射频辉光放电可以在较低温度下实现薄膜沉积，这对未来在硅片上集成多层结构至关重要。”

“其二，我们可以为你们的沉积系统加装自制的、基于‘掐丝珐琅’电路的简易温度-流量程序控制器。不需要一步到位达到国际水平，但至少可以做到：设定一个温度曲线，控制器能自动调节加热功率；设定气体流量比例，能通过步进电机驱动的针阀进行粗调。先把数据记录下来，建立工艺参数与薄膜性能的关联数据库。”

谢凯补充道：“我们还可以设计一套简易的数据采集系统，用‘掐丝珐琅’电路板做信号调理和模数转换，把温度、压力、流量这些关键参数实时记录下来。有了数据，就可以做统计分析，找到影响薄膜质量的关键因子。”

文昭南教授眼睛亮了：“这个思路好！先从‘数据化’开始。我们工业学院在自动控制理论方面有积累，可以负责算法和系统建模。真空所有工艺经验，红星所有工程实现能力，三方合作，正好互补！”