घर ( 1 , 2 ) पर माइक्रोचिप्स बनाने की मेरी परियोजना के बारे में पिछले लेखों के बाद एक साल से थोड़ा अधिक समय बीत चुका है, लोग परिणामों में रुचि रखते हैं - इसका मतलब है कि प्रगति के बारे में बात करने का समय है।

मुझे परियोजना के लक्ष्य की याद दिलाएं: "घर" स्थितियों में सरल सिलिकॉन डिजिटल माइक्रोकैक्रिट बनाने का तरीका जानने के लिए। यह किसी भी तरह से बड़े पैमाने पर उत्पादन के साथ प्रतिस्पर्धा करने की अनुमति नहीं देगा - परिमाण के आदेश अधिक उन्नत होने के अलावा (~ 22nm बनाम ~ 20μm, प्रत्येक ट्रांजिस्टर क्षेत्र में एक लाख गुना छोटा है), यह राक्षसी रूप से सस्ता भी है (यह बिंदु तुरंत स्पष्ट नहीं हुआ)। फिर भी, यहां तक ​​कि घर पर बने सबसे सरल काम करने वाले माइक्रोक्रिटस में कम से कम शैक्षिक और निश्चित रूप से, सजावटी मूल्य होगा।

चलो असफलताओं और नाटक से शुरू करते हैं

जैसा कि मैंने एक अन्य विषय पर टिप्पणियों में उल्लेख किया है, इस परियोजना के साथ किकस्टार्टर जाने का प्रयास विफल रहा - एक प्रोटोटाइप की कमी के कारण परियोजना ने मॉडरेशन पास नहीं किया। यह एक बार फिर से इस सरलीकृत प्रौद्योगिकी के व्यावसायीकरण के तरीकों पर पुनर्विचार करने के लिए मजबूर हुआ। रेपराप जैसी ओपनसोर्स किट के रूप में होम चिप तकनीक को जारी करने की संभावना कोहरे में शामिल है: बहुत सारे खतरनाक, महंगी और अस्थिर रसायन विज्ञान हैं - यह मेल द्वारा भेजना इतना आसान नहीं होगा। इसके अलावा, जाहिरा तौर पर वहाँ चिप्स सस्ता उत्पादन संयंत्रों के छोटे बैच बनाने के लिए कोई संभावना नहीं है: अब चिप्स की न्यूनतम परीक्षण बैच के बारे में $ 30-50 एक टुकड़े के लिए उत्पादन किया जा सकता (पार्टी ~ 25 टुकड़ों में), और बहुत सस्ता $ 30 से एक अस्थायी सरलीकृत स्थापना पर यह करने के लिए काम नहीं करेगा एक चिप के लिए है । इसके अलावा, सामान्य कारखानों में कम कीमत के बावजूद - लगभग कोई भी शौकिया सर्किट नहीं करता है, व्यावहारिक रूप से कोई कार्य नहीं है जहां उन्हें FPGA / CPLD / microcontrollers पर लाभ होगा, और विकास की लागत और जटिलता बहुत अधिक है।

लेकिन जैसा कि मैंने ऊपर उल्लेख किया है - इन कमियों के साथ भी, परियोजना मेरे लिए दिलचस्प बनी हुई है।

रसद

हाल के महीनों में मेरे अन्य लेखों में पहले ही जो उल्लेख किया गया है, उससे - एक ऑक्सीजन सांद्रक खरीदा गया था, यह आपको सिरदर्द के बिना ~ 95% ऑक्सीजन प्राप्त करने की अनुमति देता है। हानिकारक अशुद्धियों में से - ऐसा लगता है कि केवल कार्बन डाइऑक्साइड (35ppm), उम्मीद है कि यह पर्याप्त होगा। चीन से एक ओजोन जनरेटर भी आ रहा है (इसे इनपुट पर ऑक्सीजन की आवश्यकता है) - अनुसंधान के परिणाम हैं जो दिखाते हैं कि यह उनके लिए सुविधाजनक है कि वे गेट गेट पतले हो जाएं और प्लेटों की सफाई के लिए चरणों में से एक के रूप में उपयोग करें।


एक मेटलोग्राफिक माइक्रोस्कोप को काफी समय के लिए खरीदा गया है, और मौजूदा माइक्रोक्रिस्केट्स के ढेर की जांच की गई है । सामान्य तौर पर, यह बहुत स्पष्ट हो गया है कि आपको क्या करना है। और अंत में, चूंकि माइक्रोस्कोप एक सममित उपकरण है, इसका उपयोग फोटोलिथोग्राफी में एक कम छवि को प्रोजेक्ट करने के लिए किया जा सकता है। छवि संयोजन - दृश्य और मैनुअल। प्रक्षेपण के लिए रोशनी का स्रोत - यह यूवी डायोड बनाने के लिए भी आवश्यक नहीं है, सफेद प्रकाश भी काफी उपयुक्त है - छवि गुणवत्ता की अनुमति देता है (हालांकि मेरे पास शक्तिशाली 405nm डायोड है)। इस तरह से प्राप्त फोटोलिथोग्राफी मानक माइक्रोन हैं (यदि आप कड़ी मेहनत करते हैं, तो ~ 350 एनएम तक), लेकिन ट्रांजिस्टर को बहुत कम करने का कोई मतलब नहीं है - क्योंकि "फ्रेम का आकार" भी आनुपातिक रूप से कम हो जाता है, जिसके निष्कर्ष को वेल्ड करने के लिए आवश्यक संपर्क बहुत छोटा हो जाएगा। तो आपको शुरू में अपने आप को योजना के अनुसार 10-20 माइक्रोन के मानदंडों तक सीमित करना होगा।

माइक्रोस्कोप ने घरेलू निर्माताओं और चीनी दोनों में विश्वास को हिला दिया। यह पता चला कि कुछ "घरेलू" सूक्ष्मदर्शी 200-300% मूल्य के लिए चीनी को पुनः वितरित किया जाता है। दूसरी तरफ - लेंस में से एक थोड़ा टेढ़ा लगता है और ऑब्जेक्ट टेबल में थोड़ा सा कास्टिंग दोष था - एक फाइल (शब्द के शाब्दिक अर्थ में) के साथ अंतिम रूप दिया जाना था।


माइक्रोचिप्स के उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण रासायनिक तत्वों में से एक पानी है। फिर, एक चालकता मीटर, एक जल चालकता मीटर, चीन में खरीदा गया था। विद्युत चालकता का उपयोग भंग लवणों की मात्रा का अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है (+ -50%, अगर यह ज्ञात नहीं है कि वास्तव में क्या भंग किया गया है)। पोटेशियम, सोडियम, कैल्शियम और मैंगनीज लवण आमतौर पर पानी में घुल जाते हैं - और ये सभी माइक्रोकाइक्रेट्स (विशेष रूप से सोडियम और पोटेशियम) के लिए बहुत खतरनाक हैं, क्योंकि उनके आयन जल्दी से साधारण तापमान पर सिलिकॉन और सिलिकॉन ऑक्साइड में स्थानांतरित हो सकते हैं और ट्रांजिस्टर के विद्युत मापदंडों को बदल सकते हैं (क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर के लिए - थ्रेशोल्ड वोल्टेज, रिसाव)।


मैंने उपलब्ध पानी के नमूनों को मापा, और निम्नलिखित प्राप्त किया:

	अशुद्धता एकाग्रता
पानी का दोहन करें	219ppm
"नया" घरेलू फ़िल्टर	118ppm
"पुराना" घरेलू फ़िल्टर	210ppm
एक नए फिल्टर से उबला हुआ पानी	140ppm (!!! 2 बार डबल-चेक किया गया)
रसखिम का डबल डिस्टिल्ड पानी (बोली लगाने वाले की तरह नहीं)	10ppm
सूक्ष्म जीव विज्ञान संस्थान से विआयनीकृत पानी	0ppm
हवा में 6 घंटे के बाद विआयनीकृत (हवा से कार्बन डाइऑक्साइड के विघटन के कारण)	8ppm

"सही" विआयनीकृत पानी - में 0.1ppm या उससे कम होना चाहिए, जो मेरे उपकरण को माप सकता है उससे कम है फिर भी, यह तुरंत स्पष्ट है कि पानी का हर स्रोत उपयुक्त नहीं है। आयन एक्सचेंज रेजिन खरीदे गए थे - उनका उपयोग विआयनीकृत पानी को शुद्ध करने के लिए किया जाता है। यह पता चला कि मातृभूमि के डिब्बे बहुत गहरे हैं - 1968 में डिब्बे में से एक को पैक किया गया था


हम TMAH (tetramethylammonium hydroxide) खरीदने में भी कामयाब रहे, जो कि फोटोरेसिस्ट के लिए एक डेवलपर के रूप में उपयोग किया जाता है, जिसमें क्षार धातु के आयन नहीं होते हैं (जो, जैसा कि हम जानते हैं, बुराई है)।


एक वैक्यूम सिस्टम के लिए - वैक्यूम रबर खरीदने के बजाय (मैंने कई बार कोशिश की - लेकिन इसे कभी भी महारत हासिल नहीं की), मुझे चीन में एक गैसकेट निर्माता मिला - एक पेस्ट जिसे वांछित आकार में निचोड़ा जा सकता है, यह कठोर हो जाता है - और रबर बन जाता है।


स्टोव पर: थर्मल इन्सुलेशन के लिए - ऐसी बेसाल्ट शीट खरीदी गई थी, इसका उपयोग परमाणु रिएक्टरों के थर्मल इन्सुलेशन के लिए किया जाता है। 1000-1200 डिग्री के साथ।


माइक्रोस्कोप के तहत - पिघला हुआ बेसाल्ट के दृश्यमान व्यक्तिगत किस्में, जिसमें से कपड़ा बुना जाता है। ये असली नैनोटेक्नोलॉजीज हैं !!! यह पहली बार सिर में फिट नहीं होता है: कैसे बेहतरीन धागे पत्थर से बने हो सकते हैं और लचीली सामग्री बुन सकते हैं? (स्केल: 1 पिक्सेल ~ 3 माइक्रोमीटर):


विभिन्न व्यास के स्टोव के लिए क्वार्ट्ज ट्यूब पाए गए और कट गए। थर्मल इन्सुलेशन का पहला स्तर एक दूसरे में डाली गई नलियों के बीच हवा का अंतर है।


प्रारंभ में, मैंने स्टोव को सीधे 220 वोल्ट से खिलाने के लिए सोचा - लेकिन फिर भी यह विवेकपूर्ण रूप से 48 वोल्ट के एक निरंतर वोल्टेज पर स्विच करने का फैसला किया - यह हमें अधिक सटीक रूप से नियंत्रित करने और शक्ति को नियंत्रित करने की अनुमति देगा, और डिजाइन को सुरक्षित बना देगा। 400W के लिए 2 बिजली की आपूर्ति खरीदी। कैसे चीनी $ 19 के लिए इस तरह की एक इकाई का उत्पादन और उद्धार एक रहस्य है:


तापमान को नियंत्रित करने के लिए - शुरू में 1200 डिग्री के लिए डिज़ाइन किए गए उच्च-तापमान वाले थर्मोकॉउन्स को खरीदा गया था (मैंने पिछली श्रृंखला में उनके बारे में लिखा था - लेकिन कोई फोटो नहीं था)। आकार बेशक घोड़ा है। 1 μm की तरंग दैर्ध्य पर अवरक्त विकिरण के स्तर की निगरानी करना शायद आसान होगा - क्वार्ट्ज इसके लिए पारदर्शी है।


और अंत में - स्टोव के लिए एक निष्क्रिय वातावरण। मेरे मामले में, यह आर्गन है। गैस जुदाई की प्रकृति के कारण, आर्गन नाइट्रोजन की तुलना में क्लीनर है, यद्यपि थोड़ा अधिक महंगा है। मैंने एक छोटी सी 10l की बोतल और रेगुलेटर खरीदा। नियामक अचानक सामने नहीं आया - धागा मेल नहीं खाता है, आपको या तो एडॉप्टर देखने की जरूरत है, या दूसरे नियामक को खरीदने की जरूरत है।

यह पता चला कि वे घर के पास संपीड़ित गैसों को बेचते हैं (मॉस्को के औद्योगिक क्षेत्र में जीवन के अपने फायदे हैं) - और मैं इसके लिए एक गाड़ी लेकर आया था। कार्यकर्ता ने मेरे आवेग की सराहना नहीं की - और कार्डबोर्ड में बोतल को लपेटने की जोरदार सिफारिश की ताकि राहगीरों को चिंता न हो। 15 मिनट में हम छलावरण से निपटते हैं। सामान्य तौर पर, वास्तविक दुनिया के साथ एक बैठक हमेशा आश्चर्यचकित करती है :-)

सॉफ्टवेयर और विकास

सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि हम पूरी तरह से समझने में कामयाब रहे कि चिप्स एनएमओएस तकनीक के अनुसार कैसे काम करते हैं, क्यों 3 बिजली की आपूर्ति वोल्टेज (या 2, गति में कमी के साथ) हैं। अंत में, सरल माइक्रोकिरुकेट विकसित करने के लिए उच्च-गुणवत्ता वाला ओपन-सोर्स सॉफ़्टवेयर पाया गया, जिसमें सहायक और NMOS प्रक्रिया शामिल है - gnueRNA :

और क्या याद आ रहा है

पिछले लेख में मैंने जो भी उल्लेख किया है, टीईओएस को स्पष्ट रूप से आवश्यक नहीं है, इसके साथ काम करना बहुत मुश्किल है, एचएमडीएस आवश्यक नहीं है, कम से कम "बड़े" ट्रांजिस्टर के लिए।

एक नाइट्रोजन जनरेटर निश्चित रूप से सुविधाजनक है, एक निष्क्रिय वातावरण में प्लेटों के साथ काम कर रहा है और सिलेंडर के साथ खिलवाड़ नहीं कर रहा है, लेकिन यह भी महत्वपूर्ण नहीं है।

केवल चीजें जो गंभीरता से काम की सुविधा दे सकती थीं, वे हैं-डोपेंट और स्पिन-ऑन ग्लास के नमूने। रूस में, विभिन्न कारणों से, उनका उपयोग नहीं किया जाता है और उत्पादन नहीं किया जाता है, विदेश में कुछ निर्माता हैं, वे बड़ी मात्रा में बेचे जाते हैं और महंगे (हजारों डॉलर) हैं। इमल्सीटोन कंपनी, जिससे जेरई एल्सवर्थ ने नमूने खरीदे, जब उसने अपना ट्रांजिस्टर बनाया, तो वह मुड़ी हुई लगती थी, और उनसे संपर्क नहीं किया जा सका। लेकिन यह भी एक अनिवार्य वस्तु नहीं है - आप उनके बिना काम कर सकते हैं (फॉस्फोरिक और बोरिक एसिड के साथ, POCl3 और BBr3), हालांकि यह बहुत अधिक जटिल / कुछ हद तक खतरनाक है।

और अंत में - निश्चित रूप से मेरी परियोजनाओं के लिए पर्याप्त प्रायोजक नहीं है, कभी-कभी अतिरिक्त समय और अतिरिक्त पैसे के बीच मुझे पहले चुनना होता है। यदि कंपनियों या व्यक्तियों में से किसी को मेरी परियोजनाओं को प्रायोजित करने की इच्छा है (शर्तों पर चर्चा की गई है) - आपको पता है कि मुझे कहां ढूंढना है :-)।
अद्यतन: एक अनुमानित अनुमान है, मैं इसे अनुरोध पर भेज रहा हूं - अर्थात एक विचार है कि वास्तव में पैसे की क्या जरूरत है।

"धारावाहिक" प्रोजेक्ट के बारे में

पिछले लेख में, मैंने अपने क्लासिक माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक प्रोजेक्ट का उल्लेख किया था - मैं धारावाहिक पौधों में माइक्रोकंट्रोलर विकसित और निर्माण करना चाहता था। माइक्रोस्कोप (उत्पादन मानकों, क्षेत्र) के तहत प्रतियोगियों की जांच की, और लगभग सभी पौधों (घरेलू और विदेशी दोनों) में उत्पादन की कीमतों को सीखा, यह स्पष्ट हो गया कि व्यापार बहुत अच्छा है, यद्यपि बहुत पूंजी-गहन है। फिर भी, ऐसा लगता है कि यहां अभी तक कोई भाग्य नहीं है - विशेष अनुभव की कमी के कारण परियोजना दो बार स्कोल्कोवो में पूरी हुई । एक तरफ, वे निश्चित रूप से सही हैं, दूसरे पर, ज़ुकरबर्ग स्कोल्कोवो में आए होंगे, और उनके लिए, "आपने पहले से कितने सामाजिक नेटवर्क बनाए हैं?" काल्पनिक सदस्यों को टीम में लाने के लिए पूरी तरह से इच्छा नहीं है। इसलिए, हमेशा की तरह, जीवन इंद्रधनुष योजनाओं में समायोजन करता है - जाहिरा तौर पर पहले आपको परियोजना के लिए अन्य तरीकों से धन अर्जित करना होगा, और 3-5 वर्षों के बाद उस पर वापस लौटना होगा (यदि किसी और को इसकी आवश्यकता है)।

आगे की योजना

अगला कदम नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ स्टोव की विधानसभा है, और अंत में पहले नमूनों का उत्पादन। शुरुआत के लिए, सिलिकॉन डायोड, उनकी विशेषताओं का अध्ययन, सौर पैनल, फिर क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर, संभवतः द्विध्रुवी। आप Schottky डायोड बनाने की कोशिश कर सकते हैं - लेकिन उनके साथ सब कुछ इतना सरल नहीं है (धातु-अर्धचालक इंटरफ़ेस और डायोड के किनारों के लिए उच्च आवश्यकताएं)।

फिर आपको यह सोचने की ज़रूरत है कि घर पर सिलिकॉन वेफर के साथ तार के अल्ट्रासोनिक या थर्मोकम्पेशन वेल्डिंग कैसे करें - यह लीड को जोड़ने के लिए आवश्यक है।

मुझे उम्मीद है कि भविष्य में हम अभी भी घर चिप्स देखेंगे :-)