Валькирия - В. Бирюк

Прикиньте, строка во внешнеторговом балансе Российской Империи: «ввезено глины англицкой, сто пуд».

Да «патриоты» в дым изойдут!

- Чего?! У нас своего такого дерьма нет?! Чтобы из Англии везти. Распил и казнокрадство!

Глина из Ньюкасла содержит включения чистого углерода. Для Амосова с его принципом: «булат - только железо и углерод», важно. Позже нашли и местную подходящую.

Примеси в глинах в процессе плавки переходят в расплав. Для стекла, например, примеси железа дают желтизну. Что драматически снижает цену готового изделия.

Свободный кремний образуется при нагреве свыше 400°С белого песка (SiO2) с магнием (Mg): SiO2 + 2Mg=2MgO + Si, где кремний представляет собой коричневый порошок.

Ага. И где ж я тут магния найду?

Другой путь: восстановление раскалённым углеродом:

SiO2+C→ CO2+Si

Дорогое удовольствие: восстанавливают расплав диоксида кремния коксом при 1800°С в рудотермических шахтных печах. Электричества они жрут…! Применять емкостную компенсацию реактивной мощности и пониженную частоту переменного тока.

Ещё надо атмосферу из аргона.

Про гидратированные ионы - я уже. А как там воздух разделяют? Кислород по методу Капицы - помните? За именно аргон настаивать не буду, но благородные газы имеются.

Чистота кремния 99,9 % (примеси - металл и углерод). Дальше можно снова почистить.

Попутно получаем очень полезную вещь: прокалить в печи песок с углём - карборунд SiC.

SiO2 + 3C→ SiC + 2CO

Карборунд - абразив. Наши точила, например, на его основе. Помнится, я как-то плакался, что «Наждак» - местность в Малой Азии? - Вот, тему закрыли.

Дальше очистка кремния может идти хлорированием. Хлор у меня из электролизёров с рассолом. Про медицинскую хлорку и отбеливатели - я уже...

Два соединения - SiCl3 и SiCl4H. Могут производить чистку от примесей различными способами. Температуры: 900°С - 1100°С.

Дальше «метод Чохральского» - выращивание монокристаллов путём вытягивания их вверх от свободной поверхности большого объёма расплава с инициацией начала кристаллизации путём приведения затравочного кристалла заданной структуры и кристаллографической ориентации в контакт со свободной поверхностью расплава.

Непонятно? - Ну и не надо. Описание тех.процесса должно сводиться к примитиву. Типа:

- Вон ту фиговину макнуть в ту хрень. И - тянуть неторопливо.

Чохральский в 1916 г. случайно уронил ручку в тигель с расплавленным оловом. Вынимая ручку, обнаружил, что вслед за её металлическим пером тянется тонкая нить твёрдого олова. Нить - монокристаллическая.

Тут я снова… офигеваю. Олово человечество плавит… с 4-го тысячелетия до н.э. Больше 5 тыс.лет. И что, никто не ронял чего-нибудь в тигель? Не пытался вытащить? Не видел тянущуюся нить? - Видели. Многократно. И не поняли. Уж-жас!

Большая открытая площадь расплава - летучие примеси испаряются. С поверхности расплава кремния - монооксид SiO.

Затравочный кристалл с нарастающим на нём монокристаллом и тигель с расплавом вращают в противоположных направлениях. Что приводят к появлению на поверхности слитка винтовой нарезки.

Доводилось ли вам, коллеги, выращивать штопоры? — И мне нет. И пока не буду: нет бутылок с подходящими пробками.

Вращать тигель со скоростью 0.2-2.0 об/мин, вращать кристалл ему навстречу с той же скоростью, со стрелой прогиба фронта кристаллизации в сторону затравки не более 0.2 - получить кристаллы с уменьшенной плотностью микродефектов.

Дальше бы надо снизить содержание кислорода, выровнять изотопный состав…

Факеншит! У меня 12 век! Изотопы померить нечем.

Для кремния с дырочной проводимостью вводят атомы элементов III группы (бор, алюминий, галлий, индий). Для электронной проводимости - V группы (фосфор, мышьяк, сурьма).

Фосфор, мышьяк, сурьма - в поле моей досягаемости. В смысле: Изя знает что это такое и как это выделить из доступного. А, например, алюминия с индием он никогда в жизни не видал.

***

«- Абрам, почему ты не купишь автомобиль?

- Зачем? Если мне хорошо - меня везёт милиция, если плохо - скорая».

***

- Зачем? Я дико извиняюсь, но позволено ли будет спросить? Нах… зах… Э-э-эх… зачем... нам этот… кристалл?

Как, всё-таки, естественен русский язык при выражении экстремальных эмоций! Даже у вечно испуганного и смущённого Изи прорывается ненормативная лексика.

Теперь филологическая проблема возникла у меня. В рамках современного древнерусского языка нет литературного слова для обозначения требуемого мне предмета. Хрень, ср...нь, пое...нь, фигня - чересчур обобщающи.

Выйдем за рамки литературного:

- Транзистор. Будем делать полевой транзистор.

- Ч-что? Э-э-э… А лесной... ну… транс зистор… прости господи за дурное слово… не?

Это он так шутит? Пытается сохранить видимость проф.компетентности? Успокойся, я знаю, что экспертов по транзисторам здесь столько же, сколько отставных спецназеров. В смысле: ноль.

***

Тут я должен покаяться и исповедаться: к полевикам у меня глубоко личное отношение.

- Личное отношение?! К полупроводниковой структуре?!

Коллеги, если человек - личность, то у него «личное отношение» ко всему, с чем он сталкивается.

Однажды полевики изменили мою судьбу.

Дело было так: на третьем курсе я играл в преф.

Всё бы ничего, мало ли у кого подобные грешки… Но шла сессия. А я играл. Выдрали из-за стола, отвели на экзамен, получил свой неуд, снова за стол. Через неделю пересдача. Нет, не карт, а курса. Тот же результат.

Грядёт третий завал. Потом автоматом «в сапоги». Надо сдать.

Курс: «Полупроводниковая техника», препод: «Транзисторный фюрер».

Я учил! Вот те крест!

Но «уд» получил чисто за образность: в голове сложился образ полевого транзистора.

Транзисторы бывают биполярные и полевые (униполярные). В полевых - полупроводник только одного типа проводимости в виде тонкого канала, на который воздействует электрическое поле изолированного от канала затвора, управление - изменением напряжения между затвором и истоком.

Типа: канал. Полон воды. Дали напругу - вся вода на берег выпрыгнула — рыбы нет, проводимость ноль. Поменяли напругу - вода обратно, рыбка валит, ток идёт.

Препод скрипел зубами, но «уд» поставил, и я, радостно прижимая зачётку к груди, побежал дальше, к следующему «свету просвещения».

Для точности: следующую сессию я играл в покер. Там была «Электромагнитная техника», которую я чисто и честно списал с первого раза на «отлично». Ещё бы - прямо с учебника списывал!

«Мы все учились понемногу. Чему-нибудь и как-нибудь» - русская классика.

Разновидность «полевиков» (МОП, «металл-оксид-полупроводник» - последовательность материалов в основной части прибора), три вывода: затвор, исток, сток. Четвёртый, тыльный контакт обычно соединяют с истоком. Вблизи поверхности полупроводника создаётся при изготовлении или индуцируется (при приложении напряжений) канал. Величина тока в нём (исток-сток) зависит от напряжений исток-затвор и исток-сток.