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».