私のホームチップのプロジェクトに関する最初の記事が公開されてから1年が経ちました（むしろ過ぎ去りました）。進歩と新しい問題を共有する時です。



このプロジェクトの最初の目標は、数百/数千個のトランジスタ（レベル58080/ Z80）で構成される自宅での超小型回路の作成方法を学ぶことです。



プロジェクトが必要なリソースと時間の点で非常に大きいことが判明したという事実により、追加の結果として、限られた条件で超小型回路を作成できる、文書化された最大限にシンプルなオープンソース技術プロセスを取得することにしました。 米国では、おそらくこれはキックスタータープロジェクトの良い言い訳になるでしょうが、どうやら運命ではありません。

複雑な問題と人間の限界の解決について

最初の6ヶ月間、私の前の仕事は単に耐えられないように思えた。 どこでもすべてが明確であるとは限りません。やらなければならないことや対処する必要があることのリストは無限にありました。 後になって初めて、複雑な問題を解決するための基本原則を理解しました。

原則として、人間は複雑な問題を解決することはできません。 彼ができることは、問題の解決につながる長い階段に沿って、次の簡単で明白な一歩を踏み出すことです。 永続的な問題が1つのステップでそれを解決するために明白でない場合、それが明らかになるまで、それを調査し、サブタスクに分割するだけです。 その後、最悪の場合、それはロジスティック問題に変わります-多数の単純なサブタスクを管理する問題。

これはまさに起こったことであり、調査と解決が行われたため、タスクはロジスティックになり、必要なすべてのコンポーネントを見つけて、サイズ、財務、セキュリティに関する既存の制限に基づいて各技術問題を解決するためのよく知られたオプションから選択することになりました。

技術的ソリューションについて

• プロセス技術はNMOS（または最後の手段としてPMOS）であり、1つのタイプのトランジスタと1つのドーピングがあります。 すべてがどのように機能し、設計されているかは理解できます。 CMOSは拡散合金化のために非常に複雑であり、後で使用します。
• 圧縮ガスから-高温アニーリングと金属のスプレーにはアルゴンのみが使用されます。 しかし、私はそれなしでやろうとします-水素/窒素で。
• 酸素（シリコン上に酸化物層を成長させるため）と水素（アニーリングのため）は、アルカリ電解液中のニッケル電極上の水の電気分解により得られます。 少量のアルカリ金属汚染は大きな問題ではないはずです。 酸素ボンベと水素ボンベを家に持ち帰りたくないのは明らかだと思います。
• エピタキシャル層はありません（つまり、シリコン層を成長させます）。 モノシラン（シリコン層の成長に使用されるガス）は爆発性があるため、家にとって危険すぎます。また、微少な量で「所定の位置に」入れることはできません。 したがって、トランジスタには金属ゲートがあります。 比較的遅い。
• フォトリソグラフィー-クォーツオプティクス、253 / 184nm UVについての私の昔ながらの考え-すべて埋め立てに行きます。 標準レンズと365 / 405nmの浸漬UV光があります。 これにより、比較的エキゾチックなフォトレジストの問題も解消されます。
• 真空中の金属のスプレー-タングステンボートでの加熱ではなく、プラズマによる。 はるかにシンプルで柔軟性があり、加熱や温度制御にボートや高度な電子機器を必要としません。 金属-アルミニウム。 シリコンとの望ましい1％合金については知っていますが、今のところ、それで何をするのか正確にはわかりません。 純アルミニウムの使用によるpn接合プロトコルはさまざまな方法で回避でき、エレクトロマイグレーションはこのタスクにとって重大な問題ではありません。
• ストーブは、クオーツチューブ上の普通のニクロムです。 温度制御-ニクロム抵抗を変更するか、最悪の場合-スパイラルへの電力出力（つまり、盲目的）。 高温の熱電対を購入しましたが、超小型サイズには大きすぎます。
• フォトレジストは、アルカリ現像液を使用する一般的なノボラックフォトレジストです。 繰り返しますが、アルカリ金属イオン汚染は最初のタスクにとって致命的ではないため、高価な金属を含まない開発者（ TMAHに基づく）に煩わされないことにしました。

マテリアルプロモーション

鈍いシリコンウェーハに加えて、サファイアシリコン（耐放射線マイクロ回路の製造に使用）。 私の場合、いくつかのステップでの技術的なプロセスは単純化できます：





付属品（電動水栓、真空ホース、圧力計など）を備えた2ステージ真空ポンプは中国から来ました-金属を噴霧するには十分です：





酸-硫酸、塩酸、硝酸、ホウ酸、オルトリン酸...多くの人は前駆体と国家の薬物管理に懸念を抱いています-すべては適切な官僚的手続きの通過とともに私から法的に取得されました。





そして海外では、ふわふわ。 これは私の人生で最大の間違いです。 彼らは（危険のため）店に注ぐことを拒否し、24kgだけを売ることができると言った。 それから私は他のオプションを見なかったし、同意した。 しかし、私は彼女を本当に恐れていました- フッ化水素酸の使用についてのビデオを長い間見た後、悪夢は私が彼女を毒したことを夢見て、解毒剤がなかった、それで終わりです（真実はそれほど遠くない、トピックはエピソード20でカバーされています）シーズンER /救急車 ）。 アイデアは「邪悪な」ものでした-それを地獄に落として、自分でこぼして過剰を売りました。 しかし、20 ccの注射器でガスマスクなどで輸液しなければならなかった最初の2キログラムの後、足で熱烈にコンクリートをシューという音を立て、数滴をこぼした場所で溶けた-私は-まあ、一体何だと決めた。 ハンドルのない一種のスーツケースになりました。これは単に残念なことではありません-できません。 いまいましい危険。



その結果、私はこのスーツケースをピックアップ化学で売り手に渡し、必要最小限の金額を残しました。 それは良い教訓でした。



その後、私が使用しなければならない超小型回路の製造で最も危険な物質は、合金化のためのリンとホウ素の供給源です：BBr3とPOCl3-必要最小限の量でそれらを購入しました。 より安全な代替手段、いわゆるスピンオンドーパントがありますが、製造業者は責任問題のために私にそれを販売したくありません。 昔ながらの方法でうまくいかない場合は、メーカーを仕上げます。



1000Cまでのマイクロオーブン用の石英皿



ニクロム線（直径0.4および0.8 mm）、電解電極用に圧延されたニッケル：



マイクロエレクトロニクス用途の工業用フォトレジスト。 私は最も薄いレジストを追いかけないことにしました、これは2ミクロンのオークで十分です。 厚い層-作業が簡単で、最初は十分なはずです。 接着促進剤（ HMDS ）はありませんが、利用できませんでしたが、それなしで試します。



アドバイスをしてくれた一部の人々が指摘したように、超小型回路は研究室でしか作成できません。 あなたが自宅にいる場合にのみ、あなたはそれらを自宅で作ることができます-実験室。 それはそうであるようで、行きます



一般的に、ロジスティクスで最も必要なものはすでにそこにあります。

ヒキガエルがまだ私を入れないものがあります：

1. 金属顕微鏡-ロシアでは、中国の顕微鏡はそれぞれ100〜30万ルーブルを再販し、象の祖国では1,500〜3,000ドルです。 これもおそらく必要なことです。エスクローで私に売る中国人を見つけることはできません。
2. 実験用窒素発生器 -トリックの地獄。 窒素は空気から取り込まれ、消耗品はありません。 それにより、無酸素ボックスを作成し、不活性ガスの問題を取り除くことができます。 しかし、それは約19万ルーブルかかります。 私は彼なしでやります。
3. 脱イオン水生成器も農場では便利ですが、45,000ルーブルまでは非常に簡単です。 イオン交換樹脂で自分で「集団農場」を試みます（純粋に興味のないことですが、DI水も購入できることは明らかです）

残りの問題と私が探しているもの

• 特定の番号を持つ（古い）製造プロセスの詳細な説明。 私はそれを見つけましたが、それは私を大いに助けましたが、別の1-2の外観は非常に便利でしょう。
• 「オープン」（つまり、標準セルの内容がレイヤーを通して直接見える場合）比較的厚い製造プロセス用のデジタルライブラリ
• 私は、マイクロサーキットを設計するためのソフトウェアのセットアップを支援し、そこに何があるかを教えてくれる人を探しています-一般的なアイデアを持ち、簡単なテスト回路を合成できます。 紙にシフトレジスタを描画できることは明らかですが、もう少し複雑です...
• これまで、金属噴霧室に真空ゴムを購入することはできませんでした。
• また、ILD（金属配線レベルを分離する誘電体）用のスピンオンドーパントとスピンオンガラスのサンプルをどこで購入するかをゆっくりと探します。
• 少量のTMAH 、 HMDSおよびTEOS 。

これらの問題の解決について考えがあれば、メールで私に書いてください 。

さらなるステップ

一般に、まだ長い道のりがありますが、以前のように霧で覆われなくなりました。 主要なコンポーネントがすでに存在するため、温度制御を備えた白熱炉（または自動酸化膜厚計算機）の電子制御ユニットと、水素と酸素の分離と乾燥を行う電解装置の開発が進んでいます。



前の記事に回答した人々（情報/アドバイスと資料の両方）の助けがなければ、私の進歩はもっと控えめだったでしょう。



はい、ハックニーされた質問について-個人的にも一般的にも「なぜこれがすべてなのか」について：私は興味を持っているのでこれを行います。趣味のようなものです。 一方、このプロジェクトの作業により、「技術」および財政の観点から、「大きな」マイクロエレクトロニクスがどのように機能するかを理解することができました。 これに加えて、現在、「古典的な」マイクロエレクトロニクスプロジェクトに取り組んでいます。これは（すべてが計画どおりであれば）大規模生産で実装される予定です。



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