Работы. Мемуар
Шрифт:
В общем, долго ли, коротко, спектрометр заработал, и мы стали усердно доказывать начальству, что на него не напрасно потрачена куча денег, что он очень полезен для производства. В основном, определяли причины брака, которыми чаще всего оказывались загрязнения. Какая-то работница на обед покушала селёдку и не помыла руки. Селёдочный жир на микросхеме, микросхема выходит из строя.
Иногда загрязнения были не углеродными, а более интересными. Раз мы нашли палладий на образцах, где его не должно было быть, и он был вреден. Это не такой уж распространённый элемент таблицы Менделеева, откуда он взялся? Оказалось, там рядом с теми образцами делали другие, где палладий как раз был нужен – их палладировали. После этого отмывали от соединения палладия, из которого его осаждали, в воде. Колбу с водой, естественно, мыли. И как-то, перепутав посуду, использовали для отмывки исследуемых образцов. От чего-то другого, не палладия, конечно. Тогда он к ним и прилип. То есть произошла не совсем тривиальная вещь. Палладий от тех, других, образцов, отмывался, потому что прилипал к ним слабее, чем растворялся в воде. Тем не менее, какая-то небольшая его часть оказалась более склонна прилипнуть на стекло колбы, чем оставаться в растворе, куда она так стремилась только что.
Был случай брака, интересный сам по себе. Изготовленный полупроводниковый лазер AlxGa1–xAs-GaAs выходил из строя при работе из-за того, что под действием приложенного поперечного поля по его зеркалу ползла капля металла и замыкала электроды. Металл оказался эвтектикой галлия и, кажется, олова. Температура её плавления была ниже температуры плавления галлия и олова по отдельности, подобно тому, как припой, состоящий из олова и свинца, плавится при температуре ниже их обоих. В сущности, галлий сам по себе довольно легкоплавкий металл, а в сплаве с оловом – тем более, лазер же при работе довольно сильно греется. Удивительным тут было то, что олово в приборе не соприкасалось с галлием, ни содержащимся в арсениде галлия, ни содержащимся в арсениде галлия-алюминия. Как же они ухитряются смешиваться и образовывать эвтектику? А вот так. Эвтектика заранее, как легкоплавкое соединение, образуется ещё до физического смешивания металлов, то есть они плавятся и устремляются друг к другу навстречу. Можно сказать, между ними образуется некий химический потенциал, который их притягивает, объединяет ещё до непосредственного соединения и заставляет расплавиться. Как это ещё объяснить? Стали между ними помещать слой, кажется, хрома, помогало с переменным успехом. Толстый слой хрома тоже чем-то мешал, а тонкий не помогал. Дальнейших подробностей не знаю.
Кстати, о полупроводниковом лазере. Сейчас они всюду, например, в дальномере фотоаппарата, в сканере и т.д. Но тогда это была новая технология. Он был очень маленький, кажется, примерно полсантиметра или меньше. И инфракрасный. На него самого нужно было подавать какое-то не очень большое напряжение и ток. Но вот прибор ночного видения, который как-то принесли в лабораторию, чтобы посмотреть, есть от лазера какой-то свет или нету, выглядел тогда как здоровенный бинокль и питался от преобразователя напряжения, включаемого в сеть 220 В, т.е. ему требовался большой ток и/или большое напряжение. Батарейкой не обойтись. Так что замыслы некоторых рыболовов взять такую штуку на ночную рыбалку, чтобы рыба этого света не видела, а рыбак её видел, никто не попытался осуществить. Возможно, сеть можно было заменить автомобильным аккумулятором. Но требовался другой адаптер. Да и аккумулятор таскать некомфортно. Но в лаборатории в этот супербинокль, подключённый толстым кабелем к здоровенному ящику – адаптеру, излучение лазера было, действительно, видно. Там картинка была такая зелёненькая, не очень приятная для глаз. Что меня поразило, излучение было вовсе не в виде узкого луча, а примерно как у карманного фонарика, конусом. Может, оно и было когерентным, но с фокусировкой у такого маленького лазера было плоховато. Не как у гиперболоида инженера Гарина.
Кстати, о неприятном зелёном свете. Много позже мне один житель Израиля описывал, как на учениях их танк должен был куда-то целую ночь ехать по определённым координатам. И хотя инфракрасные фары и инфракрасные очки у водителя были, он настолько утомил глаза, что утром они обнаружили, что уцелели по чистой случайности. Прямо перед танком был довольно высокий обрыв, которого водитель ночью не заметил. А то бы не стал вплотную подъезжать. Хорошо, что ошибка определения координат не оказалась чуть больше.
Заодно слух из истории израильско-арабских войн. Арабам танки поставлял СССР. В какой-то момент обнаружилось, что часто израильтяне на своих танках обнаруживают советские танки гораздо раньше, чем наоборот. А ведь приборы ночного видения были примерно одинаковые! Оказалось, у них мощность фар вчетверо больше, если я правильно помню цифру.
Не хочу сказать, что только Оже-спектрометр помогал расследовать причины брака. Например, был такой случай. На тестировании после центрифуги часть изготовленных микросхем не проявили вообще никакой жизни. Как будто их в корпусе вообще нет. Ну, бывает, какая-то ножка оторвётся, для того их и испытывают центрифугой, чтобы определить плохо приваренные контакты. Но чтобы все? Вскрывали в таких случаях (их было несколько) корпуса – и впрямь, пусто. Вместо микросхемы какой-то порошок… Этот брак без нас выловили. Дело было в том, что микросхемы перед привариванием ножек приклеивают к корпусу клеем. Для ускорения работы пузырёк с клеем не закрывали, но он на воздухе загустевает из-за испарения растворителя. Его время от времени нужно подливать. Ну вот, работница подливала его, подливала, и не заметила, как стала клеить практически чистым растворителем. Которого, тем не менее, хватало, чтобы приклеить и даже не отклеиться при приваривании ножек контактной сваркой и загерметизировать корпус. Но там, уже внутри, микросхема всё же отклеивалась и свободно перемещалась внутри корпуса, держась только на ножках. Для тестирования перед центрифугой этого хватало, а на центрифуге её разносило в пыль…
Ну а какие-то случаи брака, особенно появлявшиеся однократно, вообще не расследовались. Потому что – какой смысл? И таких, боюсь, было большинство.
Микросхемы
В это же ОКБ поступил через четыре года работать мой брат Витя. Вообще-то он собирался в теоретический отдел другого института (единственный в Саратове), оттуда приезжали люди в универ и приглашали. Но на распределении оказалось, что нельзя так определённо выбрать место, даже нельзя в тот институт, а только в объединение института и завода на 8-й Дачной. И, конечно, попав в объединение, он обнаружил, что его отправляют мастером на тот завод. – Да что тебе не нравится? – удивлялись начальники. – Там спирта море разливанное, люди спиваются мгновенно, ты там через два года станешь начальником цеха. – Им не приходило в голову, что человек, стремившийся заниматься теорией полупроводниковой схемотехники, вовсе не хочет быть даже начальником цеха, и море разливанное спирта его тоже не привлекает. Он, кстати, ещё больший нелюбитель алкоголя, чем я. Оказалось, что задействовав всех знакомых среди начальства, нельзя изменить это распределение так, чтобы попасть в теоретический отдел. Оказалось возможным только изменить его более кардинально и перераспределиться в ОКБ завода ПУЛ…
Так вот, там Витя занимался именно микросхемами. И начальников характеризовал так. Они бывают типа «Акопян» и типа «Кулибин». Первый тип демонстрирует заказчику партию исправных микросхем, и потом с помощью ловкости рук подменяет её на партию бракованных, которые и вручает заказчику, с тем, чтобы теперь продемонстрировать исправные второй раз и отдать тоже. Начальник второго типа ухитрился понять, что именно Витя сделал с испытательным стендом, чтобы более тонко различать брак и выделить из него некую часть микросхем, ранее считавшихся браком, но на самом деле годных. Более того, он сумел объяснить рабочему, работавшему на стенде, что и как перенастроить, чтобы стенд выдавал ещё больший процент годных. Правда, теперь уже принимая за годные часть брака. А отвечать за это пришлось бы Вите, как человеку, придумавшему эту перенастройку стенда. В общем, в нравственном отношении научная работа – это одно, а производство – совсем другое. В конце концов он оттуда ушёл работать учителем физики и математики в школе. Правда, приходилось переходить из школы в школу, потому что его всё время брали на место учительницы, находящейся в декретном отпуске, а как только она рожала и немного выкармливала младенца, то возвращалась. Но, в конце концов, он нашёл школу, в которой работает уже много лет. Однако только после переезда в Москву.
У меня же нет никаких педагогических способностей. Впрочем, подробно это надо описать в воспоминаниях об универе, т.к. проявилось именно тогда.
Попытки работы на будущее
Кроме текущей работы, я не оставил мысль о количественном Оже-анализе. Раздобывал образцы чистых химических элементов, в основном, металлов, конечно (одну маленькую пластинку серебра мне выдали под расписку в московском Центре поверхности и вакуума, куда я чуть было не поступил в аспирантуру, и я очень боялся уронить держатель с ней при перегрузке из загрузочной камеры в основную) для калибровки как энергетической шкалы спектрометра, так и коэффициентов Оже-чувствительности различных элементов.
Одна задумка для калибровки энергетической шкалы спектрометра оказалась провальной. Мне пришло в голову, что хорошим образцом для этого была бы поваренная соль NaCl. Оба элемента имеют большие Оже-пики, расположенные притом на энергетической шкале далеко друг от друга. Вспомнив свой школьный опыт по выращиванию большого кристалла медного купороса, я вырастил дома кристалл соли. Не такой большой, как тот, тот был с ладонь, а этот примерно сантиметровой величины. Причём я ожидал, что он будет кубической формы, а получилась почему-то половинка кубика, где-то 1х1х0,5 см. Наверное, сыграло роль то, что он лежал на дне баночки с раствором, а не был подвешен на ниточке. Ниточку совать в вакуумную камеру мне не хотелось. Гордый достигнутым успехом, я принёс кристалл на работу и загрузил в камеру. И… не смог откачать. Хороший вакуум никак не достигался. Только тогда до меня дошло, и я посмотрел в справочнике и убедился, что та поваренная соль, которую мы знаем, это кристаллогидрат. У неё в составе полно воды. Как, кстати, и медный купорос, который именно потому такой красивый, синий, там ионы меди как в растворе. А в вакууме вода испаряется и не даст ничего мерить, хоть год откачивай. Которого мне никто не даст. Да и камеру жалко, все стенки будут в воде и она долго потом будет оттуда слетать и портить вакуум. И обезгаживание сделать нельзя, образец испортится… Соль пришлось срочно вынимать из спектрометра. Что касается кристалла безводной поваренной соли, его надо выращивать не из раствора, а из расплава. Что не такая простая задача 42 . Где и как это делать, я не знал. Хуже того, даже если найти, где его сделать, выращенный кристалл будет очень гигроскопичен. Трудно будет его в сохранности довезти и поместить в камеру, не дав контактировать с атмосферой, в которой всегда есть вода. А ведь если хоть сколько-то воды прилипнет, она окажется на поверхности, и, даже если не испортит вакуум, испортит Оже-пики, обеспечив им и химический сдвиг, и разное ослабление при прохождении мокрого слоя из-за различия в энергии Оже-пиков натрия и хлора. Спектрометр-то смотрит самую поверхность, где вода и будет.
42
температура плавления NaCl довольно большая, 800,8°С
Придумал приспособление для определения точного места в пространстве положения фокуса анализатора, чтобы совместить с ним точку анализа и пучки пушек, электронной и ионной. Оно определяется на ощупь, двигая манипулятор с образцом, по энергии получаемых пиков, а ведь эта энергия тоже известна не особо точно. Приспособление должно было состоять из примерно сантиметровой воронки с вложенным в неё конусом, оставляющим между ним и воронкой зазор, воспроизводящий в металле траектории электронов, прошедших через анализатор, только с другой стороны от анализатора, чем приёмник электронов, симметрично. В отличие от обычного плоского образца, сигнал у этого конуса должен был быть резко максимальным именно в правильной позиции по всем трём координатам. Но изготовить его так и не получилось, всё время находились более срочные дела.