创新为魂 匠心铸梦

访国家“千人计划”特聘专家、河南科技大学高纯材料研究中心主任王广欣教授

Licai - - INTERVIEW - ◎文/段佳佳

在这个炎炎夏日,经过再三约访,终于有机会走近这位谦谦学者——王广欣教授。

提起高纯材料,王广欣教授侃侃而谈,在他看来,高纯材料就是纯度很高、所含杂质常以百万分之几计算的材料,如制备半导体材料用的铝、铜、钴、钛、钽等金属必须要求达到 99.999%以上的纯度。这些高纯金属主要用来制造高纯金属溅射靶材,是集成电路工艺所需的关键支撑材料,应用于各种功能薄膜的制备。随着技术的不断进步 和产业的升级,集成电路产业对各种高纯金属材料及溅射靶材的需求量将越来越大,为高端有色金属材料产业的发展提供了机遇。

梦之源起——行走在高纯金属世界的科学家

新发高纯电子材料等方面多有建技生王广欣教授长期活跃于术、产,新在工超艺、高纯新金材属料靶的材、研树,数掌握核心技术的华人专家之是国际上高纯靶材方面少一。他是我国恢复高考制度后的第一批大学生,也是改革开放后的第一批公派留德研究生。硕士毕业于德国亚深工业大学,博士毕业于德国不莱梅大学,而后在德国 GKSS研究中心做过 5 年的博士后。在浙江大学短期工作后,于1997年开始先后在美国霍尼韦尔(Honeywell)电子材料公司、奇美(Kemet)电子原件公司和威廉姆斯(Williams)先进材料公司工作,分别担任首席工程师、首席科学家等高级技术职务,主要从事高纯材料、材料表面工程等方向的研究。2015年 5 月,在德国、美国工作多年的 他作为高端引进人才正式加盟河南科技大学。

回国后,王广欣教授一心想在新材料领域拓展一片属于自己的天空。他作为学术带头人,2015 年 5月负责组建了河南科技大学高纯材料研究中心,专门从事高纯材料、溅射靶材等先进电子功能材料研究与应用开发,并在很短的时间内在科学研究、人才培养和实验室建设等方面都取得了显著的成绩,使该校高纯材料学科方向的研发团队从无到有,从小到大,不仅具备了在该领域从事重要科学研究的能力,而且培养了一批高素质的人才。

该中心在科研队伍建设过程中,十分注重高水平人才的遴选和引进,有国家 “千人计划” 专家 3 人,其中包括外专千人计划专家 HeinzRolf Stock 和 Akiyoshi Osaka 教 授。经过仅仅 3 年多的发展,研究队伍从刚回国时的单枪匹马,发展到目前 20多人的研发团队。中心立足于国家重点发展的有色金属新材料领域和电子信息领域,面向芯片、平板显示、特种合金等先进技术行业,经过 3 年多的发展,在整体规模、队伍建设、平台建设和科研水平等方面都取得了长足进步,产生了一

大批重要的科技成果。

王广欣教授作为团队负责人,带领团队陆续承担了国家02 专项支持的“超高纯 Co金属材料产业化技术研发”等重大项目,建成河南省高纯材料及溅射靶材工程中心和河南省高端装备用高纯材料制备与应用技术创新引智基地,入选河南省创新型科技团队。组建时间虽短,但是他们每一步都走得格外扎实和有力。团队坚持把科研和地方经济社会需求相结合,在坚持原有研究特色和方向的基础上,不断追求和探索新的学科领域和研究方向,坚持研究工作的前沿性、创新性、系统性和深入性,现已成为综合实力较强的高纯材料研发机构之一。

梦之锻造——超高纯钴炼成“中国纯度”

高纯材料的纯度对集成电路的成品率、电性能和可靠性均有十分重要的影响。制造芯片必须采用纯度 99.999%以上的高纯材料,国内极少有厂家能生产纯度达 99.999% 的高纯钴。在国际上,也只有美日等少数几个国家具备生产能力。这些国家的靶材企业从金属材料的高纯化制备到靶材制造生产具备了完备的技术垂直整合能力,控制着全球高端电子制造用靶材的主要市场。国内有色金属品种齐全,但关键新材料开发严重滞后于战略性新兴产业发展需求,有些高纯金属材料可以自主研发获得,如高纯铜、钛,虽然生产的量不是很大。但更多高纯金属材料需要进口。因此,迫切需要提升有色金属的高纯化、精细化深加工技术,实现材料的高附加值及高效利用。

高纯钴是制备光电器件、磁传感器和集成电路等元器件的重要材料。5N及以上的超高纯钴主要用来制造超大规模集成电路行业用溅射靶材,属国家战略性新材料。目前,限于技术原因,5N及以上的高纯钴需要大量进口。因而,开发具有自主知识产权的高纯钴制备技术尤为重要。之前,王广欣教授在美国霍尼韦尔工作时的第一次任务就是研 究高纯钴,这给他留下了深刻的印象。虽然之前从未接触过,但他顶住了压力,在很短的时间内圆满完成了任务,这为他之后的研究打下了良好的基础。

“极大规模集成电路制造装备及成套工艺” 科技重大专项( 简称 “02专项” )是我国 16个科技重大专项之一,旨在开发集成电路关键制造装备,掌握具有自主知识产权的成套先进工艺及相关新材料技术,打破我国高端集成电路制造装备与工艺完全依赖进口的状况,带动相关产业的技术提升和结构调整。2017年,王广欣教授千人专家团队联合宁波江丰电子材料有限公司、宁波创润有限公司申报的课题 “集成电路靶材用超高纯金属材料产业化技术” 成功获得 02专项支持。王广欣团队承担其中的子课题 “超高纯钴金属材料产业化技术研发”。王广欣教授带领团队自主研发攻关,通过超高纯钴金属材料提纯技术的研究与开发,确定了制备高纯钴的稳定生产工艺,形成超高纯材料与高端

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