транзистор-нашевсе / sejjsjan

ИСТОРИЧЕСКИЕ ХРОНИКИ

47

Рис. 1. Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли в

лаборатории "Белл Лабс" и экспериментальное устройство, на

котором эффект был обнаружен (справа). Кристаллик

Рис. 2. Рост количества выпускаемых промышленностью тран-

германия припаян к основанию (база), а две заостр¸нных иглы

зисторов по годам, включая дискретные транзисторы и тран-

размещаются по боковым сторонам треугольника из

зисторы в интегральных схемах. Экстраполяция этой кривой на

плексигласа, расстояние между кончиками игл имеют порядок

2010 год да¸т почти 1020 транзисторов – совершенно

10-ти микрон. Они образуют эмиттер и коллектор.

астрономическую цифру!

48

ИСТОРИЧЕКИЕ ХРОНИКИ

Рис. 4. Олег Владимирович Лосев, ге-

Рис. 3. Джулиус Эдгар Лилиенфельд и запатентованное им

ниальный русский уч¸ный и изобрета-

в 1930 году устройство.

òåëü.

бран кристаллик карбида кремния, SiC. (О Лосеве

чего следует, что работающий транзистор в России

читайте в ¹6 нашего журнала).

был создан уже в 1949-м году, т.е. только на год позже,

18 июля 1930 года в Ленинграде состоялся доклад

чем в США! Что же, действительно в России транзис-

О.Лосева от имени двух учреждений: ЦРЛ и ГФТРИ

тор был сделан только на 1 год позже, чем в США? Та-

(сейчас – ФТИ им. А.Ф. Иоффе). В нем содержались ре-

кое событие можно было бы рассматривать как

зультаты экспериментов, выполненных по схеме, при-

выдающееся достижение!

водимой на рисунке 5. Олег Владимирович был опыт-

Торжества происходили на фирме "Пульсар", ранее

ным схемотехником, и кристаллик карбида кремния,

НИИ35, в Москве. Среди приглаш¸нных на празднова-

припаянный к основанию (база) и снабж¸нный двумя

ние этого события были и представители ФТИ: Р. Сурис,

точечными контактами (имеется ещ¸ и третий контакт

Р. Сейсян (рис. 6). "Королевой бала" оказалась 80-летняя

с изменяемой полярностью), включил в супергетеро-

женщина. Это была Сусанна Мадоян. Как выяснилось,

динную схему измерений, способную зарегистриро-

именно ей при выполнении дипломного проекта в Мос-

вать даже незначительное усиление. Как легко видеть,

ковском химико-технологическом институте под руково-

исследованный образец предвосхищал контактно-то-

дством доцента Александра Викторовича Красилова

чечный транзистор, созданный почти 20 лет спустя Бар-

(рис. 7) и удалось в 1949г. получить впервые в СССР на

диным, Браттейном и Шокли. К сожалению, Олегу Вла-

кристаллике Ge, извлеч¸нном из детектора фирмы

димировичу не удалось зарегистрировать заметное уси-

Siemens, транзисторный эффект, что и было описано в ко-

ление. Как следует из сохранившихся данных,

роткой статье, опубликованной 60 лет тому назад в "Вес-

коэффициент переноса тока в базе не превысил 0,01,

тнике информации" ¹21 за ноябрь 1949 года. Это был то-

что, по-видимому, было предопределено низким качес-

чечно-контактный германиевый транзистор, полностью

твом использованного образца полупроводникового

аналогичный транзистору, созданному Бардиным, Бра-

материала. Только в 70-е годы был создан карбид

тейном и Шокли. Справедливости ради, необходимо заме-

кремния, SiC, "приборного" качества, на котором

тить, что Красилову удалось ранее ознакомиться с упомя-

прибор Лосева смог бы заработать.

нутой выше публикацией в Phys. Rev., а также с листком

В начале июня 2009 г. в России было торжественно

экспресс-информации об этом выдающемся событии, под-

отмечено 60-тилетие отечественного транзистора, из

готовленным И.Кикоиным. Первый лабораторный обра-

Рис. 6. Р.П. Сейсян, В.И. Стафеев, Ю.Р. Носов и Р.А. Сурис на на-

учно-технической конференции, посвящ¸нной 60-летию отечес-

Рис. 5. Схема эксперимента Лосева 1930 года.

твенного транзистора в Москве (НПО "Пульсар", 4 июня

2009 ãîäà).

ИСТОРИЧЕСКИЕ ХРОНИКИ

49

зец работал не больше часа, а затем требовал новой

здание первых отечественных германиевых диодов

настройки.

и триодов (транзисторов) с p-n-переходами. Тема

ли и в США (рис. 8), и в СССР, но вскоре прекратили

ручена правительством параллельно четырем ин-

ввиду нестабильности, как в работе, так и в

ститутам: ФИАНу и ФТИ в Академии наук,

производстве.

ЦНИИ-108 – главному в то время радиолокационно-

Для промышленного производства транзисторов и

му институту Министерства обороны в Москве

их широкого применения необходимо было решить две

(институт возглавлял академик А.И. Берг) и

технические задачи: а) получить достаточно совершен-

НИИ-17 – головному институту электронной тех-

ные кристаллы германия, и б) перейти к плоскостной

ники во Фрязино, под Москвой.

конструкции транзистора, не чувствительной к выбору

Физтех в 1953 г. по нынешним временам был не-

места контакта. Инициатором развития работ по тран-

большим институтом, я получил пропуск ¹ 429, и

зистору в СССР выступил академик Аксель Иванович

это означало, что в тот момент численность всех

Берг. Работа была поручена одновременно нескольким

сотрудников института достигла этой величи-

институтам, среди

которых был

è ÔÒÈ èì.

ны. Большинство знаменитых физтеховцев уеха-

А.Ф. Иоффе.

ло в Москву к И.В. Курчатову и в другие вновь созда-

Историю "советской" "ПЛОСКОСТИ" можно про-

ваемые "атомные" центры. Полупроводниковая

следить по выступлениям одного из главных исполните-

"элита" ушла вместе с А. Ф. Иоффе в недавно орга-

лей этой работы в ФТИ, Жореса Ивановича Алф¸рова

низованную

лабораторию полупроводников при

(рис. 9), который в 1953 году, после окончания ЛЭТИ

президиуме АН СССР. В ЛФТИ из "старшего" поко-

поступил в ФТИ, в сектор полупроводниковых прибо-

ления полупроводниковцев остались Д.Н. Насле-

ров, руководившийся

Владимиром

Максимовичем

дов, Б.Т. Коломиец и В.М. Тучкевич.

Тучкевичем (рис. 10).

"Исторические" образцы плоскостных инжекцион-

И вот 30 января 1953 г. я в Физтехе, у моего ново-

ных германиевых транзисторов по случаю нашлись в

го научного руководителя, в то время заведующего

уголке ящика письменного стола редактора этого жур-

сектором, кандидата физико-математических

нала (рис. 11). Они оказались в мутноватых пластико-

наук Владимира Максимовича Тучкевича. Наш не-

вых корпусах из поликарбоната, изготовленных при по-

большой коллектив решал очень важную задачу: со-

мощи технологов из НИИ-34 (сейчас НИИ Гириконд).

Кстати, по словам Владимира Владимировича Тучкеви-

ча, его отец (Владимир Максимович) убеждал Е.А. Гай-

лиша, главного инженера НИИ-34, взяться за массовое

производство этих транзисторов в СССР. Как и почему

это не состоялось – особая статья.

Исследования транзисторов в СССР тогда шли па-

раллельно во многих научных организациях. В начале

50-х годов первые точечные транзисторы были изготов-

лены В.Е. Лашкаревым в лаборатории при Институте

физики АН Украинской ССР. Экспериментальные об-

разцы также были созданы в 1950 году в Физическом

институте

Академии наук и Ленинградском

физико-техническом институте.

К сожалению, в тот период одинаковые открытия де-

лались независимо друг от друга, а их авторы не имели

информации о достижениях своих коллег. Причиной

тому была секретность исследований в области элек-

Рис.7. С.Г. Мадоян и А.В. Красилов, создатели первого работаю-

троники, имевшей оборонное значение.

щего советского транзистора.

Рис. 8. Точечно-контактные инжекционные транзисторы, вы-

Рис. 9. Жорес Иванович Алф¸ров – один из основных исполните-

пускавшиеся в США.

лей НИР "Плоскость" в ФТИ.

50

ИСТОРИЧЕКИЕ ХРОНИКИ

ИСТОРИЧЕСКИЕ ХРОНИКИ

51

ботоспособность прибора. Приемник, конечно, не

работал. После выхода из шокового состояния

Н.С. Яковчук сообразил, что дело не в приемнике.

В Москве и в Ленинграде существовали отдельные

радиостанции, каждая из которых вещала на своей

частоте. Приемник, естественно, был настроен на

частоту ленинградской станции, которая в Мос-

кве не ловилась. С помощью подручных средств ему

пришлось за ночь перепаивать входной каскад при-

емника и настраивать его на "московскую волну".

Утром "усталые, но довольные" они поехали на

аудиенцию к Л.П. Берии и просидели в приемной не-

сколько часов, но никто их так и не вызывал. Нако-

нец, к ним вышел взмыленный военный и посовето-

Рис. 13. Вид кристаллов микропроцессора Интел, изготовленно-

вал убираться домой. По дороге в гостиницу они

го по технологическому стандарту 65 нм.

услышали по своему приемнику, что Берия оказал-

ся английский шпионом. Откручивая на ходу па-

бораторий ФТИ) и другие. После известных работ

мятную табличку, представители ФТИ помчались

В. Шокли по обнаружению транзисторного эффекта

на Ленинградский вокзал и оттуда ближайшим по-

в германии, перед сектором была поставлена задача

ездом в Ленинград.

повторения данных результатов в наших условиях.

Тем не менее, отец был удостоен за эту работу пре-

Насколько я помню рассказы отца, ему была пору-

мии Совета Министров СССР (1958 г.). А в 1960 году

чена разработка технологии роста монокристал-

он был командирован во Францию для участия в конфе-

лов германия; Ж.И. Алферову – разработка техноло-

ренции, что тогда тоже считалось наградой.

гии формирования p-n переходов; Н.С. Яковчуку – со-

В наши дни объ¸мы производства транзисторов не-

здание и наладка схемы на основе германиевых

уклонно растут, вполне соответствуя зависимости,

транзисторов. По словам отца, большую помощь в

привед¸нной Гордоном Муром. Но происходит это, в

работе им оказал теоретик – А.И. Уваров. Работа

первую очередь, за сч¸т производства интегральных

была выполнена успешно, к отцу, например, приез-

схем, в частности, микропроцессоров, уровень интегра-

жали перенимать опыт по росту кристаллов не

ции в которых строго следует достигнутой разрешаю-

только из других институтов, но и из других

щей способности литографических средств, обеспечи-

республик.

вающих вс¸ меньшие критические размеры (CD) эле-

В связи с завершением данной работы отец рас-

ментов транзистора.

сказывал следующую историю. Так как работа

На рисунке 13 приводится вид поверхности кристал-

была выполнена быстро, то тогдашняя дирекция

лика кремния (чипа), изготовленного по технологичес-

ФТИ решила "пропиарить" полученные результа-

ким нормам CD = 65нм. В настоящее время уже выпус-

ты на самом высоком правительственном уровне.

каются микропрцессоры по нормам 45нм, а готовится к

На основе полученных Ge транзисторов был собран

производству микропроцессор по нормам 32нм, и далее

приемник, упакован в красивый корпус, к корпусу

– 16нм! Понятно, что количество транзисторов на та-

привинчена табличка с надписью "Дорогому Лаврен-

ком же по площади чипе будет возрастать приблизи-

тию Павловичу от благодарных уч¸ных" или

тельно в два раза при переходах 65-45-32, и в четыре

что-то вроде этого. С этим приемником Н.С. Яков-

раза при переходе 32-16нм! Количество транзисторов,

чук и ещ¸ кто-то из дирекции поехали в Москву на

интегрированных в одном кристалле, достигает при

прием к Л.П. Берии, который тогда курировал об-

этом уже на CD = 65нм такой гигантской величины,

оронные научные разработки.

как один миллиард (109) øòóê!