为半导体芯片穿上“防护衣”

本文转自：河北日报

河北工业大学材料科学与工程学院“90后”教授陈聪

为半导体芯片穿上“防护衣”

河北日报记者 崔丛丛

2月16日早7时许，穿上白大褂，戴上蓝色橡胶手套，陈聪开始了一天紧张而忙碌的研究工作。

“从去年年初到现在，除了上课，我和几位研究生几乎每天都是在实验室度过。”1990年出生的陈聪，现在是河北工业大学材料科学与工程学院教授。他告诉记者，今年春节假期，他让爱人自己回东北老家过年。“我们团队的半导体封装材料进入中试阶段，时间紧任务重，必须分秒必争。”

2019年博士毕业后，陈聪因攻读博士期间科研成果突出被河北工业大学引进，入选该校的“元光学者计划”，并聘为副教授。“我在吉林大学读博时，有机会到河北工大做交流，当时就被这里先进工程材料研究团队的学术氛围和国家重点实验室平台所吸引。”

“‘元光学者计划’为我这个刚毕业的博士提供了充足的科研经费，合理的聘期考核制度也让我能心无旁骛地投入到科研当中。”进入河北工业大学后，陈聪很快就建立了光伏与光电子集成器件实验室。仅仅入职两个月后，他就带领团队开发出了第一批半导体光伏组件。

2021年，他们又将目标放在先进半导体钝化封装材料的攻坚上。

陈聪向记者解释：封装相当于给芯片穿上一层“防护衣”，保护芯片不被外界空气的杂质腐蚀造成电学性能下降。因此，钝化材料和封装工艺决定了半导体的性能。

然而，国产的玻璃粉钝化封装材料纯度低，高纯度的材料几乎主要依赖进口，而且价格极其昂贵。在读研期间，陈聪就已经着手研究封装材料的钝化工艺了，但是由于时间和条件有限，材料的纯度只能做到99.9%。

“科学研究就要面向国家重大需要。”进入河北工业大学后，陈聪有了更充裕的时间和条件。他依托国家重点实验室中先进的仪器设备，在学校先进工程材料研究团队的支持下，不断创新提纯工艺和材料制作方式。2021年年底，他和团队自主研发的新一代5N级半导体钝化封装玻璃粉纯度达99.999%以上，“它的纯度，相当于十万颗原子当中只能存在一颗杂质。”

“做科研是一件枯燥但又非常有成就感的事。”陈聪说，合理设计实验和工艺过程不断证实或者证伪自己的想法，在试错中不断地前进，只为获得那十万分之一的突破，这个过程本身就非常有成就感。

正是抱着这样一种做科研的心态，让陈聪在科研领域取得多项重要成果，30余篇研究论文发表在《先进能源材料》《德国应用化学》《中国科学：材料》等相关领域高水平期刊上。入职三年半后，由于在教学和科研上取得的连续突出性成果，陈聪通过教授职称资格评审，成为该校最年轻的教授之一。

“发表论文绝不是科研目的，而应该时刻牢记解决科学问题和工程难题。科技成果若不转化，就相当于一堆废纸。”陈聪没有停留在成功的喜悦中，而是为研发成果落地开始四处奔走。

2022年10月，陈聪和他的团队在石家庄市高新区创办河北黛曦科技有限公司，主推半导体功率芯片和光伏组件所需的玻璃粉钝化封装材料。相关产品在国内多个半导体企业实现了实用性替代验证，并取得良好反馈。

“目前，我们一直在做厂房的选址工作，并联系开发定制化非标设备产线，推进规模化生产进程，力争在今年年底前实现量产并向企业交付定制化产品。”陈聪对记者说。