在信息薄膜加工中真空技术的应用

     半个世纪的历史表明,电子学器件的发展对人类社会起了很大的推动作用 ,每一种新的电
子器件出现都对科学技术和生产的发展起了积极的促进作用。电子管的诞生是真空科学技术
充分发展的结果。微电子器件的发展是基于材料的超纯和微细加工高精技术的提高

,其中很

多加工过程都与真空技术有关。微电子器件是现代高速计算机和个人计算机的基础

,当今在

某些发达国家

,微电子和计算机工业已经超过了能源、材料、交通和钢铁工业而占国民经济产

值的第一位。在电子工业和计算机工业的发展中

,真空科学与技术做出了重要贡献。

      未来的家电中将主要为新的四大件:具有多媒体的彩电、计算机和音响组合体的多功能信
息系统

;具有真空冷冻和真空保鲜功能的电冰箱;具有真空脱水功能的洗衣机以及具有监控室

内空气新鲜程度的空调器。这些家用电器中

,有的直接应用真空技术,有的间接利用真空技术

得到的加工成果。因为不论是计算机

,还是各种自动化电器,它们的基础是微电子器件。其中最

重要的是在规模集成电路。现今提起微电子器件几乎是家喻户晓

,老幼皆知,因为它在现今人

类社会的生产和生活中的作用是任何其它工业产品不能与之相比的。微电子器件的发展

,将

推动人类社会更快地进步。微电子器件的发展趋势是大规模集成电路

,集成度越来越高,也就

是芯片上的功能元件尺寸越来越小。其规律是莫尔（

Moore）定律所描述的,每 18 个月同样

大小芯片上的元件数增加一倍。过去

20 年是这样,电子学家预言,未来的 15 年仍是这样。

     莫尔定律讲的是硅片上的元件密度,这是描述大规模集成电路进行信息加工能力的参量 ,
按照

IBM 公司 1994 年发表的特殊报告讲到的关于奇妙的芯片:元件的尺寸越小,芯片的功能

越大。信息存储密度

106bit／cm2，可存下一篇 30 页论文;108bit／cm2,能存 300 页的书 10 本;

1010bit／cm2,存 1000 本书;1012bit／cm2,存 10 万本书,对于一块 3.5＂磁盘可存入 500 万本
书是可能的。这几乎是我国目前省级图书馆的全部藏书。由这个估算可见存储密度的提高

,其

芯片的功能是极其惊人的。这只是量变的推算

,应该考虑到量变到质变产生的功能飞跃。

1012bit／cm2 称为超高密度信息存储,主要是数字 0 和 1 的存储,安是纳米电子学的基础。每
个信息存储点的尺寸小于

10nm,它含有的原子数有限。作为功能点与传统的元件相比,它的特

征是体积更小（

<109 个原子）、材料更纯（杂质缺陷<10-8）、信号功率更低（<10-12 焦

耳）、信号的写入读出的响应速度快（

<纳秒）。因此，超高密度信息存储的研究要求发展

新理论、新材料和新的组装加工技术。
        最早用于广播、通信和雷达的电子器件是真空电子管,主要是控制由阴极发射到真空中
的自由电子

,用于信号的振荡、调制、发射、检测、放大、存储和加工.电子管器件的制造,要求真

空卫生和真空纯洁

,微电子器件的产生是建立在高纯锗、硅材料的基础上的，在材料和器件

加工过程中，要求保持比高纯还好的半导体纯和高度有序的晶体结构。而微电子器件的下一
代的纳米电子器件，要求所用材料和组装加工过程应该好于半导体纯，更少的杂质和缺陷
更完善的晶体结构，所以在研究纳米电子器件时，将更多地采用高真空，甚至超高真空进
行材料制备和器件组装。
        近些年北京大学和中国科学院北京真空物理实验室重点研究有机复合薄膜的超高密度