講述人:華中科技大學(xué)機械科學(xué)與工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師 陳蓉
實現(xiàn)納米尺度下的精密制造,是世界級難題,也是我一直以來追趕的目標。 “底部的世界大有可為”,追求極致的道路是永無止境的,我一直以“精益求精”來要求自己,去最細微處追尋科學(xué)之美。
從美國硅谷到中國光谷,歸國這十余年,我和我的團隊主攻納米制造,具體就是在毫米的百萬分之一尺度下那些原子的性質(zhì)與變化。在這樣小的空間里,肉眼不可見,手指觸不著,我們需要借助先進的探測手段去觀測它們。但是光探測還不夠,更難的地方還在于要實現(xiàn)精準的操控。我們實現(xiàn)納米甚至原子尺度下精確制造的方法叫作選擇性原子層沉積技術(shù),可以這么理解:原子層沉積就像搭積木一樣,通過物質(zhì)表面與反應(yīng)物分子發(fā)生反應(yīng)和原子替換,從而實現(xiàn)原子如同積木一層一層搭上去的效果,精度可達到埃米(10-10米)級,如今已成為微納制造研究的熱點之一;而選擇性原子層沉積技術(shù)則更進一步,只在特定表面、特定位置發(fā)生“原子積木”的搭建,其他表面維持原狀,從而有望實現(xiàn)自下而上搭建納米器件的終極夢想,為半導(dǎo)體行業(yè)向更小尺寸工藝的突破另辟蹊徑。
我非常有幸見證并經(jīng)歷了原子層沉積技術(shù)從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的過程,并“從一而終”。想當(dāng)初,我的博士課題就是原子層沉積技術(shù)在芯片中的高介電常數(shù)材料/金屬柵極工藝中的應(yīng)用;博士畢業(yè)后去了英特爾公司從事相關(guān)研究工作,并在2007年參與這項技術(shù)應(yīng)用于45納米半導(dǎo)體芯片制程,這也是選擇性原子層沉積在全球范圍內(nèi)首次技術(shù)應(yīng)用;回國后,我聚焦芯片,經(jīng)歷無數(shù)次實驗嘗試后,我們團隊發(fā)現(xiàn)了固有選擇性沉積這一路線能進一步簡化工藝步驟并提升精度,屬國際上獨立發(fā)現(xiàn)。目前該技術(shù)已經(jīng)引起了其他領(lǐng)域的重視和應(yīng)用,如光伏太陽能板、光學(xué)鏡頭鍍膜等,并已初步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化論證。
我一直認為,科技創(chuàng)新是我們謀在長遠、干在當(dāng)下、贏在未來的戰(zhàn)略之舉,破解“卡脖子”難題,填補國內(nèi)空白領(lǐng)域,為國家科技與經(jīng)濟發(fā)展做貢獻,把論文和成果書寫在祖國大地上,是作為一名科技工作者對于祖國、社會和人民的責(zé)任義務(wù)和使命擔(dān)當(dāng)。正是在這樣的信念的感召下,在“科學(xué)家精神”的指引下,我一直深耕于微納制造的前沿交叉領(lǐng)域,圍繞集成電路、高端顯示、運載動力等產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求,開展原子尺度協(xié)同制造工藝與裝備研究。為了盡早實現(xiàn)工藝產(chǎn)業(yè)化,創(chuàng)造社會價值,我們團隊在國家重點研發(fā)計劃顛覆性技術(shù)創(chuàng)新重點專項項目“面向芯片先進制程的選擇性原子層沉積工藝與裝備研發(fā)”支持下,正在積極開發(fā)選擇性沉積設(shè)備,以在芯片領(lǐng)域早日投產(chǎn)。該工藝在國際上非常前沿,我有信心能在選擇性原子沉積領(lǐng)域位列國際第一方陣,在國家高水平自立自強的道路上貢獻一份力量。
我是一名科技工作者,也是一名高校教師,承擔(dān)三門本科生、一門研究生課程,承擔(dān)湖北省本科教改項目“面向新工科的納米制造系列課程體系建設(shè)”。作為導(dǎo)師,我經(jīng)常跟我的學(xué)生說:要以勤奮為基,勇?lián)姑瑢W(xué)會通過科學(xué)的知識和理性的思考對待學(xué)習(xí)和工作,以赤誠之心和實際行動回報祖國和社會。
強國建設(shè)、民族復(fù)興的宏偉目標催人奮進,“半邊天”大有可為。作為人們眼中的“女科學(xué)家”“女博導(dǎo)”,我很高興地看到越來越多的女性成為攀登科技高峰的領(lǐng)路人、生力軍。我將牢記囑托擔(dān)當(dāng)使命,爭做時代的書寫人、追夢的奮斗者,和中國廣大女性科研工作者一道,在國家重大需求等領(lǐng)域綻放巾幗力量。
(光明日報全媒體記者王建宏 張銳 采訪整理)