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1704758768 “全分子筛吸附法提纯硅烷”是采用氯化铵与硅化镁在液氨中生成硅烷并与分子筛吸附相结合的提纯硅工艺流程,是一种工艺简单、流程短、投资省、易于保证高纯度的技术。这项成果于1980年获国家发明三等奖。由于高纯硅烷在电子工业上的用途不断发展,成为重要高纯电子特种气体,至今国内仍在采用该法生产高纯硅烷气体。
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1704758773 1964年,浙江大学首创硅烷法研制硅单晶(图为阙端麟正在进行科学研究)
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1704758775 从1980开始的“六五”阶段是我国真正的“硅起步”阶段。这一阶段,国家科委组织了“大规模集成电路用硅材料的攻关”,提出了“全部国产化”的要求,启动了“一条龙攻关计划”:组织相关单位,携手合作进行硅材料的国产化研究。阙端麟带领课题组积极参与到“六五”及“七五”国家重点科技攻关中。期间,他领导了探测器级特高阻硅单晶的研究,成功地研制出p型电阻率高达100kΩ·cm的硅单晶。他还采用新的方法,发展了单色红外光电导衰减技术和理论,先后研制成功GGS—1、GGS—2型硅单晶寿命仪。仪器的技术指标大大超过当时同类进口仪器的水平,使硅单晶工业产品寿命测试仪全部国产化,并广泛在国内推广使用。成果于1988年获国家发明三等奖。
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1704758777 不断研究的成功,使实验室在特高阻探测器级硅单晶和高纯技术方面形成特色。1985年,国家计委批准在浙江大学建设高纯硅国家重点实验室,1987年建成并对外开放。实验室具备了较好的从事半导体材料教学、研究的条件,已成为培养高质量人才、出高水平成果的基地。
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1704758779 创建与学科发展同步的生产基地
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1704758781 “科学研究一定要与生产相结合。我们学科的发展就得益于产学研的紧密结合。”阙端麟介绍说,他和课题组的多项成果一经鉴定就直接转入生产,为学科和实验室的建设提供资金支持。
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1704758783 1970年,阙端麟和课题组成员李立本把实验研究取得的“全分子筛吸附法提纯硅烷”技术成果投入应用,并把实验室制取的高纯硅立即投放市场,赚取了第一桶金。在此基础上,他们在没有学校资本投入的情况下,靠自力更生,创办了浙江大学半导体厂。
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1704758785 40余年来,李立本一直致力于硅单晶的研究与产业化。他回忆说:“当时国内的需求量还不大,我们也只是小规模生产,但是效益很好。”
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1704758787 与此同时,阙端麟和李立本在硅晶体生长技术方面的研究取得了实质性的进展。
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1704758789 当时,国际上先进的拉晶都用纯氩做保护气,在国内拥有液态氩的地方很少,液氩成为一种稀缺资源。同时,很少有人注意到用氮作为保护气的可能。阙端麟经过仔细思考,认为在减压条件下可以用氮气成功地拉制单晶。
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1704758791 “长期以来,人们总认为氮与硅在高温下会发生化学反应,从而阻碍硅单晶的生长。”阙端麟说,“但是我们没有受这些思想的束缚,也不是空想,我们立即把自己的想法通过实验来验证。我和老李到实验室试验,一次成功,我们在氮保护气氛下生长出了优质的硅单晶。”
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1704758793 “减压充氮直拉硅单晶技术”是一项中国人自主发展的新技术,不仅使我国在制备低碳含量硅单晶技术领域达到了国际先进水平,还开辟了关于直拉硅单晶中杂质和缺陷的基础研究的广阔领域,丰富了直拉硅单晶缺陷工程的科学内容。这一技术被《科技日报》评选为我国1987年10项重大科技成果之一,1989年获国家发明奖二等奖。
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1704758795 从1988年开始,李立本担任浙江大学半导体厂厂长。他立即把这项技术引入企业,生产硅单晶。“采用这项技术,比用传统技术保护气体,降低了将近一半的成本,而且制造的硅片机械性能好,用这种硅片制作的半导体器件的破碎率也降低一成以上。”李立本介绍说,产品相继进入美国、日本和德国市场。
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1704758797 1995年,浙江大学半导体厂被国务院发展研究中心评为“中华之最——直拉硅单晶产量全国第一”。
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1704758799 1999年5月,李立本作为发起人之一,创立了浙江浙江大学海纳科技股份有限公司,并出任公司总经理。浙大海纳是当时浙江省仅有的一家高校上市公司。此后不久,阙端麟和李立本抓住半导体产业向中国转移的有利时机,组织半导体学科相关的技术和管理人员,创立了宁波立立电子股份有限公司,从事特种重掺杂硅单晶、6-8英寸硅外延片生产。李立本先后出任公司总经理、董事长,带领公司稳步发展。他介绍说,公司与浙江大学半导体材料研究所、硅材料国家重点实验室开展合作,包括阙端麟院士、他本人和杨德仁教授等都是公司研发中心成员。
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1704758801 经过几年的努力,宁波立立电子股份有限公司发展成为国内最大的4-6英寸重掺砷、磷、锑、硼硅单晶锭、抛光片、外延片的生产基地。2003年,和学科合作,成功拉制大规模集成电路用的12英寸直拉硅单晶,完成国家863计划重大专项。2004年,开始实施被列为国家高技术产业化示范工程的8-12英寸硅片外延片项目。
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1704758803 李立本介绍说,公司2005年的销售额达3亿人民币,其中50%以上产品出口。公司还获得国家发改委高科技产业化示范项目1项,已成为国内半导体硅材料生产的龙头企业之一。作为学科科研成果转化的生产基地,公司的发展促进了学科的进步。
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1704758805 让跨国企业采用中国的技术
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1704758807 “减压充氮直拉硅单晶技术”发明之后,国际上开始注意到中国对这个领域的研究。1991年9月,在德国柏林郊区举行的第四届半导体吸杂和缺陷工程国际会议上,刚刚拿到浙江大学博士学位的杨德仁应邀参加大会,并宣读了课题组关于微氮直拉硅单晶研究的论文。此次会议有近20多个国家和地区的100多名专家学者与会,并向大会提交了100多篇学术论文。杨德仁是唯一的中国学者。
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1704758812 杨德仁教授和研究生讨论硅晶体生长
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1704758814 当时,杨德仁年仅27岁。他是阙端麟院士所带的博士生中最早毕业的,也是国内最早毕业的半导体材料工学博士之一。在博士论文中,他阐述了课题组在微氮直拉硅单晶研究中的成果:他们发现了氮原子在硅单晶中的特性,这些特性可以直接提高硅材料的质量。
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1704758816 从90年代初开始,杨德仁和他的课题组在阙端麟院士的指导下做氮的研究。当时,浙江大学半导体厂已经在国际上率先生产出掺氮直拉硅单晶。经过检验,产品的质量不仅没有下降,反而比没用氮保护气掺氮前更好。“我们在国际上首先提出这个观点,并不是误打误撞,而是在实践中发现并经过实践检验后才提出来的。”杨德仁说,“但与会的学者们对这项研究半信半疑。他们对研究感兴趣,但对结果还是持怀疑的态度。”
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