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徐中邦:穿梭于纳米世界的“膜”法师
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刘达
将保鲜膜覆盖在食品上,只需要一拉、一撕即可,而在小至纳米级别的半导体结构表面覆上一层膜,则需要用到最顶尖的高真空镀膜工艺,这就是爱发科真空技术(苏州)有限公司制造技术本部部长徐中邦最擅长的事情。
2010年,徐中邦从学校毕业后,进入该公司工作。他从一线设备安装做起,先后参与物理蒸镀、等离子刻蚀、化学气相沉积、溅射等设备的工作,积累了丰富的经验。喜欢琢磨的他,经常将工作中遇到的问题转化为创新成果。转到研发岗位后,他带领团队获得了30多个发明专利和实用新型专利,在纳米世界中玩转“膜”法。
谈起自己的工作,徐中邦喜欢用“长一层膜和去除一层膜”来形容,长一层膜是指在半导体表面覆膜,使其具备阻电、导电、透光和光电转换等功能,而去除一层膜是指去掉半导体图形结构上不需要的膜,使其形成半导体器件所需要的结构。这些原理看似简单,背后蕴含了徐中邦14年如一日的匠心坚守。
“要掌握这项工作,必须熟知所有先进设备的原理、构成、设计、技术规格等,这对刚从学校出来的学生来说是非常难的。”徐中邦坦言,从学校到行业顶尖的外企,知识和实践的断层较大,他一度比较迷茫,“后来,我的师傅跟我说,光想不如实干,从零学起,总有一天能赶上。”为此,他在基层锻炼了近5年的时光,从事设备安装调试和工艺测试。
带着“初生牛犊不怕虎”的劲头,2013年,徐中邦主持了清华大学微电子研究平台用于Si器件开发研究的刻蚀系统导入工作。当时,微电子平台的设备系统相对陈旧,已无法满足其更高研究方向的需求,新系统的导入需要平稳迅速,并且各类刻蚀的工艺区别于老旧设备。“大学院校从事前沿科学研究,对设备要求非常高,安装难度特别大。”徐中邦说,当时他才26岁,面对如此艰巨的任务,他没有退缩,而是充分运用自己在工作中积累的经验,带领团队以较短时间完成了设备系统的导入工作,并根据该学校教授的要求,以老旧工业为基础,先后完成了多项非金属和金属类刻蚀工艺的开发和完善。“我还给教授们上了设备培训课,和他们成了忘年交。”说起这段给清华教授上课的经历,徐中邦的语气中掩饰不住自豪。
有了这次成功的项目经历,再加上平时的努力工作,2016年,徐中邦获得了去企业海外总部研修的机会。在海外学习的过程中,他逐渐意识到国内半导体行业的关键设备、先进制造、核心技术、尖端工艺等与海外优质企业存在差距。“运用国产技术解决卡脖子问题,这是我们努力的方向。”回国后,担任技术部课长的徐中邦开始关注设备和技术国产化,他带领团队潜心研究,推动半导体镀膜设备的国产化,他们团队自主研发了“长E/S距离蒸发设备”,成本比全进口的下降了20%,使产品均匀性降到了1%,“这款设备90%的零部件都是国产的,性能不比进口设备差,甚至还有提高。”
在自主研发设备后,徐中邦对半导体行业日新月异的现象也有了深刻的认识。“俗话说,就是很卷,这也倒逼我们不断提升技术能力。”让徐中邦印象最深的一次项目经历是,在12英寸大尺寸50微米超薄厚度的碳基底上,实施30微米的厚度金属膜层蒸镀设备开发工作。一根头发丝的直径约为60微米,这也意味着徐中邦开发的设备要能在一根头发丝上覆上头发丝厚度二分之一的膜,而这种量级的“镀膜”存在不平整的状况,需要专门的治具以及极大的耐心来操作,光是治具就专门花了半年的时间开发,在之后的验证实践中,他对超薄硅基厚金属薄膜因为应力积聚而发生变形的问题进行了相关技术改进,目前已经在申请专利。最终,用了15个月的时间,徐中邦团队终于完成了任务,设备生产性能和产量都得到客户好评。
近年来,徐中邦持续在设备和工艺开发上发力。2018年,在安徽和江西的两家光电公司的设备导入过程中,他勇于创新,提升产能,将原来2台设备才能完成的工作量,用1台设备就完成,产能提升了2倍;2020年,他主导开发的高真空干法蚀刻系统兼容了SEMI/SMIF规格的自动搬送机能,实现设备销售6000余万元。
随着半导体行业的不断发展,徐中邦也瞄准了一些新的方向,“我们的设备和技术在电动汽车、AR和VR、物联网、人工智能等方面都能得到良好应用,也希望我们能为国家的产业结构升级作出贡献。”