自宅でマイクロチップを作成する私のプロジェクトに関する以前の記事（ 1、2 ）から1年を少し過ぎて、人々は結果に興味を持ち続けています。つまり、進歩について話をする時です。
このプロジェクトの目標を思い出させてください。「自宅」の状態で簡単なシリコンデジタルマイクロ回路を作成する方法を学ぶことです。 これは量産との競合を許しません-桁違いに高度であることに加えて（〜20μmに対して〜22nm、各トランジスタは面積が100万倍小さい）、それはまた途方もなく安価です（この点はすぐには明らかになりませんでした）。 それにもかかわらず、自宅で作られた最も単純な動作マイクロ回路でさえ、少なくとも教育的、そしてもちろん装飾的な価値があります。
失敗とドラマから始めましょう
別のトピックへのコメントで述べたように、 このプロジェクトでキックスターターを使用する試みは失敗しました。プロトタイプがないため、プロジェクトはモデレートに合格しませんでした。 これにより、この単純化された技術を商業化する方法をもう一度考え直す必要がありました。 ホームチップテクノロジーをRepRapのようなオープンソースキットの形でリリースする可能性は霧に覆われています。危険な、高価で不安定な化学物質がたくさんあります。メールで送信するのはそれほど簡単ではありません。 また、どうやら、チップの小さなバッチをシリアルプラントよりも安くする方法はありません：チップの最小テストバッチは約30-50ドル（〜25個のバッチ）で作成でき、仮設の簡易インストールのチップでは$ 30よりはるかに安く動作しません。 さらに、通常の工場の低価格にもかかわらず、アマチュア回路を製造する人はほとんどいないため、FPGA / CPLD /マイクロコントローラーよりも有利なタスクはほとんどなく、開発のコストと複雑さは非常に高いままです。しかし、前述したように、これらの欠点があっても、このプロジェクトは私にとって興味深いものです。
物流
最近の他の記事ですでに言及されていることから-酸素濃縮器が購入されたので、頭痛なしで〜95％の酸素を得ることができます。 有害な不純物のうち、二酸化炭素（35ppm）のみであると思われますが、これで十分です。 オゾン発生器も中国から来ています（入力に酸素が必要です）-薄いゲートゲート誘電体を成長させ、プレートを洗浄するためのステップの1つとして使用するのが便利であることを示す研究結果があります。
金属顕微鏡はかなり前から購入されており、既存の超小型 回路の山が調査されています。 一般に、対処する必要があるものがより明確になりました。 最後に、顕微鏡は対称的なデバイスであるため、フォトリソグラフィーで縮小画像を投影するために使用できます。 画像の組み合わせ-視覚的および手動。 投影用の照明源-UVダイオードを作成する必要さえありません。白色光も非常に適しています-画質が可能です（ただし、強力な405nmダイオードもあります）。 この方法で達成されるフォトリソグラフィー標準はミクロンです（一生懸命試してみると、最大〜350 nm）が、トランジスタを大幅に削減する意味はありません。 「フレームサイズ」も比例して減少し、結論を溶接する必要がある接点が小さくなります。 したがって、計画どおり、最初は10〜20ミクロンの標準に制限する必要があります。
顕微鏡は、国内メーカーと中国人の両方に対する信頼をいくらか揺るがしました。 一部の「家庭用」顕微鏡は、価格の200〜300％で中国語のラベルが付け直されていることが判明しました。 一方、レンズの1つが少し曲がっているように見え、オブジェクトテーブルにわずかなキャスティングの欠陥がありました-ファイルでファイナライズする必要がありました（文字通りの意味で）。
マイクロチップの生産に重要な化学要素の1つは水です。 繰り返しになりますが、中国では導電率計、水の導電率計が購入されました。 導電率を使用して、溶解した塩の量を推定することができます（溶解したものが正確に分からない場合、+ -50％）。 カリウム、ナトリウム、カルシウム、およびマンガンの塩は通常水に溶けます-そして、それらはすべて、マイクロ回路（特にナトリウムとカリウム）にとって非常に危険です それらのイオンは、常温でシリコンと酸化シリコン内を素早く移動し、トランジスタの電気的パラメータを変化させることがあります（電界効果トランジスタの場合-しきい値電圧、リーク）。
利用可能な水サンプルを測定し、次の情報を受け取りました。
| 不純物濃度 | |
| 水道水 | 219ppm |
| 「新しい」家庭用フィルター | 118ppm |
| 「古い」家庭用フィルター | 210ppm |
| 新しいフィルターからの沸騰水 | 140ppm
（!!! 2回ダブルチェック） |
| Ruskhimからの再蒸留水
（再蒸留とは異なります） | 10ppm |
| 微生物研究所の脱イオン水 | 0ppm |
| 空気中で6時間後に脱イオン
（空気からの二酸化炭素の溶解のため） | 8ppm |
また、TMAH（水酸化テトラメチルアンモニウム）を購入することもできました。TMAHは、フォトレジストの現像液として使用され、アルカリ金属イオンを含んでいません（知っているように、悪意があります）。
真空システムの場合-真空ゴムを購入する代わりに（何度か試してみましたが、マスターしませんでした）、中国でガスケットメーカーを見つけました。これは、希望の形状に絞ることができ、硬化するペーストで、ゴムになります。
ストーブで：断熱用-そのような玄武岩シートが購入され、原子炉の断熱に使用されます。 1000-1200度に耐えます。
顕微鏡下で-生地が織られている溶融玄武岩の目に見える個々のストランド。 これらは本当のナノテクノロジーです!!! 最初は頭に収まりません。どのようにして最高級の糸を石で作り、柔軟な素材を織ることができますか？ （スケール：1ピクセル〜3マイクロメートル）：
直径の異なるストーブ用の石英管が見つかり、切断されました。 断熱の最初のレベルは、互いに挿入されたチューブ間の空隙です。
最初は、220ボルトから直接ストーブに給電することを考えていましたが、それでも48ボルトの定電圧に切り替えることを慎重に決定しました。これにより、電力をより正確に調整および制御でき、設計がより安全になります。 400Wの電源を2つ購入しました。 中国がこのようなユニットを19ドルでどのように生産し、配送するかは謎です。
温度を制御するために、最初に1200度用に設計された高温の熱電対が購入されました（前回のシリーズでそれらについて書きましたが、写真はありませんでした）。 サイズはもちろん馬です。 おそらく1μmの波長で赤外線のレベルを監視する方が簡単でしょう-石英は透明です。
そして最後に-ストーブの不活性環境。 私の場合、これはアルゴンです。 ガス分離の性質により、アルゴンは窒素よりもクリーンですが、多少高価です。 私は小さな10リットルのボトルとレギュレーターを買いました。 レギュレーターが突然起動しませんでした-スレッドが一致しないため、アダプターを探すか、別のレギュレーターを購入する必要があります。
彼らは家の近くで圧縮ガスを販売していることがわかりました（モスクワの工業地帯の生活には利点があります）-私はカートでそれを求めました。 労働者は私の衝動に感謝しなかった-そして、通行人が心配しないように、段ボールでボトルを包むことを強く勧めた。 15分で、私たちはカモフラージュに対処しました。 一般的に、現実世界との出会いは常に驚きを与えます:-)
ソフトウェアと開発
最も重要なことは、NMOSテクノロジーに従ってチップがどのように動作するかを完全に理解することができたことです。なぜ3つの電源電圧 （または2、速度の低下）があるのか。 最後に、サポートおよびNMOSプロセスを含む、シンプルなマイクロ回路を開発するための高品質のオープンソースソフトウェアが見つかりました-gnuelectric ：
他に不足しているもの
前の記事で述べたことから、 TEOSは明らかに不要であり、それを使用するのは非常に困難であり、 HMDSは少なくとも「大きな」トランジスタには必要ありません。窒素発生器はもちろん便利で、不活性雰囲気でプレートを操作し、シリンダーをいじることはありませんが、重要ではありません。
作業を大幅に促進できるのは、スピンオンドーパントとスピンオンガラスサンプルだけです。 ロシアでは、さまざまな理由で、それらは使用されず、生産されず、海外では製造業者がほとんどなく、大量に販売され、高価です（数千ドル）。 ジェリ・エルズワースがトランジスタを作ったときにサンプルを購入したEmulsitone社は曲がっているようで、連絡できませんでした。 しかし、これは必須項目ではありません-それらがなくても作業できます（リン酸およびホウ酸、POCl3およびBBr3を使用）。ただし、はるかに複雑/やや危険です。
そして最後に-もちろん、私のプロジェクトに十分なスポンサーがいません。場合によっては、最初に選ばなければならない余分な時間と余分なお金の間にあります。 企業や個人からの誰かが私のプロジェクトを後援したい場合（条件が議論されています）- あなたは私を見つける場所を知っています :-)。
更新：おおよその見積もりがあります。リクエストに応じて送信しています。 正確にお金が何のために必要なのかという考えがあります。
「シリアル」プロジェクトについて
前の記事で、古典的なマイクロエレクトロニクスプロジェクトについて言及しました。シリアルプラントでマイクロコントローラーを開発および製造したかったのです。 競合他社を顕微鏡（生産基準、面積）で調査し、ほぼすべての工場（国内および海外）で生産価格を学習すると、非常に資本集約的であるにもかかわらず、ビジネスが良好であることが明らかになりました。 それにもかかわらず、ここにはまだ運命がないようです-私の専門的な経験の不足のため、 プロジェクトはSkolkovoで2回完了しました 。 一方で、彼らは確かに正しいです、他方では、ザッカーバーグはスコルコボに来て、彼に、「あなたはすでにいくつのソーシャルネットワークを作成しましたか？」 架空のメンバーをチームに紹介することは絶対に望みません。 人生はいつものように虹の計画を調整します-明らかに最初に他の方法でプロジェクトのためにお金を稼ぎ、3〜5年後にそれに戻る必要があります（誰かがそれを必要とするなら）。今後の計画
次のステップは、制御電子回路を備えたストーブの組み立てであり、最後に最初のサンプルの生産です。 まず、シリコンダイオード、その特性の調査、ソーラーパネル、次に電界効果トランジスタ、場合によってはバイポーラ。 ショットキーダイオードを作成することもできますが、それらを使用するとすべてがそれほど単純ではありません（金属と半導体のインターフェースとダイオードのエッジに対する高い要件）。次に、自宅でシリコンウェーハとワイヤを超音波または熱圧着する方法について考える必要があります。これは、リードを接続するために必要です。
近い将来、ホームチップが見られることを願っています:-)