БЕСЕДА ПЯТАЯ

Конечно, Незнайкину не придется самому делать транзисторы, но это не мешает ему живо интересоваться довольно своеобразными приемами изготовления «трехлапых созданий». Попутно он узнает, что существует много разновидностей этих приборов, созданных для выполнения различных задач. Так, все возрастающие требования к частотным пределам и отдаваемой мощности заставили специалистов-технологов принять некоторые весьма оригинальные решения.

Содержание: Очистка методом зонной плавки. Высокочастотный нагрев. Выращивание монокристалла. Резка монокристалла. Метод изготовления «тянутых» переходов. Сплавные транзисторы. Проблема мощных транзисторов. Метод диффузии. Время пробега. Емкости р-п-переходов. Полупроводниковый тетрод. Поверхностно-барьерные транзисторы. Метод двойной диффузии. Дрейфовый транзистор структуры p-n-p. Меза-транзистор. Канальные транзисторы.

НЕМНОГО ТЕХНОЛОГИИ

Первоначальная очистка

Незнайкии. — Знаешь ли ты, Любознайкин, что у меня никогда не возникало искушение самому делать электронные лампы? Необходимость откачать из стеклянного баллона практически весь воздух была для меня непреодолимым препятствием, так как мой велосипедный насос не казался мне подходящим для этого. А теперь мне кажется, что я могу без особых затруднений изготовить для своих собственных нужд несколько транзисторов. Не думаешь ли ты, что я могу найти в магазине химреактивов все нужные мне вещества: чистый германий, сурьму для области n и индий для области p!

Любознайкин. — Ты это серьезно, мой бедный друг?

Н. — Конечно, а разве это так трудно?

Л. — Еще как!... Прежде всего нужно достаточно хорошо очистить германий, так как тот, что ты можешь найти в продаже под названием «чистый», далеко ее так чист, как нам нужно. Затем ему нужно придать правильную кристаллическую структуру, превратив его в единый кристалл или монокристалл. Потом в него нужно ввести примеси типов p и n, создав оба перехода, разделяющих транзистор на три области-зоны. И, наконец, нужно припаять к этим областям выводы, смонтировать все это в единое целое и поместить в герметический корпус, чтобы защитить от внешних воздействий. Только большие, хорошо оснащенные заводы могут правильно выполнить эти разнообразные операции.

Н. — Ты приводишь меня в отчаяние. Неужели действительно так трудно очистить германий?

Л. — Не забывай, что нам нужен действительно чистый германий, в котором на миллиард атомов германия должно содержаться не более десяти атомов примесей, а то и еще меньше.

Н. — Я предполагаю, что для удаления из германия загрязняющих его посторонних веществ применяют химические процессы.

Л. — Химия делает все, что в ее силах, но этого недостаточно. Поэтому после химической очистки прибегают к физическому процессу, называемому зонной плавкой. Слиток очищаемого германия кладут в очень чистый длинный тигель из кварца или графита и в атмосфере водорода или азота (чтобы избежать какого бы то ни было окисления) нагревают узкую зону этого слитка, доводя германий в этом месте до плавления. Эту расплавленную зону медленно перемещают от одного конца тигля к другому.

Н. — Я думаю, что при этом примеси выгорают.

Л. — Ошибаешься. Процесс основан на том явлении, что примеси, стремясь остаться в жидкой зоне, уходят из тех частей германиевого слитка, которые, охлаждаясь, начинают затвердевать. Таким способом их постепенно сгоняют от одного конца бруска германия к другому и после повторения этой процедуры несколько раз обрезают конец стержня, в котором собраны все примеси.

Н. — И его выбрасывают?

Л. — Нет, потому что германий стоит очень дорого. Его повторно используют при очистке следующей порции германия.

Н. — Это заставляет меня думать, что наша Гора вчера испытала на себе зонную очистку...

Л. — Кто такая Гора, и что за чепуху ты мне рассказываешь?

Н. — Гора — наша кошка (мы ее так зовем, потому что она наполовину ангорская). Обычно очень чистая, она, должно быть, связалась с дурной компанией и нахватала блох. Проведя гребнем много раз от головы до хвоста, мы ее освободили от ее примесей... Но как устроен гребень для германия? Я хочу сказать, каким образом удается расплавить узкую зону германия?