Кремниевая эволюция

Наука и технологии
Микро- и нантехника
«Эксперт» №45 (875) 11 ноября 2013
В Санкт-Петербурге научились превращать вузовские разработки в высокотехнологический бизнес и запускать инновации в массовое производство. Помогла этому советская история
Кремниевая эволюция

Виктор Лучинин начинал свою карьеру в Высшем военно-морском училище радиоэлектроники им. А. С. Попова. Туда он поступал, намереваясь пойти по стопам отца, служившего флотским офицером-медиком, и мечтая о службе на подводной лодке, но на четвертом курсе был комиссован и потому вынужден искать гражданское место учебы по схожей специальности. Лучинин выбрал ЛЭТИ — в то время один из самых престижных технических вузов страны, в котором на электрофизическом факультете существовала мощная школа гидроакустики члена-корреспондента АН СССР Сергея Соколова. Но при зачислении его уговорили пойти учиться на другую кафедру — диэлектриков и полупроводников, предполагавшую более широкую научную специализацию.

Вскоре талантливый, отлично учившийся Виктор Лучинин привлекает внимание профессора Юрия Таирова, и его приглашают в лабораторию, которая занимается ростом кристаллов карбида кремния. Еще в 1950-е фундаментальные исследования американцев, тогдашних передовиков по части полупроводников, показали, что если изготавливать полупроводниковые приборы: диоды, транзисторы, терристоры и другие элементы — на основе этого материала вместо привычного кремния, то они будут отличаться очень высокой надежностью и смогут стабильно работать при очень высоких температурах и в условиях повышенного радиационного фона. Причем эти приборы можно делать значительно компактнее кремниевых аналогов, в том числе потому, что карбид кремния не теряет своих свойств даже при значительном повышении температуры и приборам, изготовленным на его основе, не нужны специальные рассеиватели тепла. Оставалось разработать саму технологию выращивания крупных кристаллов карбида кремния, а вот как раз это американским разработчикам и не удавалось. В середине 1970-х такую технологию с группой коллег в своей лаборатории сумел освоить Юрий Таиров (подробнее о судьбе таировской технологии, получившей в итоге коммерческое применение в США, мы писали в статье «Америка доказала, что мы можем», «Эксперт» № 45 за 2012 год). Одним из участников, а по его собственным словам, «подмастерьем» в процессе освоения роста кристаллов этого материала и был Виктор Лучинин. Как вспоминают его коллеги, они сразу поняли, что новичок — «незаурядный человек с нестандартным, образным мышлением, титаническим трудолюбием и жесткой самодисциплиной».

Лучинин рассказывает, что о междисциплинарности особенно много говорят в последнее десятилетие, но для него самого и его коллег еще в 1970-е было очевидно, насколько важно взаимопроникновение различных научных дисциплин для создания прорывных технологий. Будучи еще студентом, он начал работать над так называемой проблемой политипизма, или полиморфизма, карбида кремния — как раз над этим так долго бились американцы, безуспешно пытаясь решить проблему роста крупных и бездефектных кристаллов. Дело в том, что при росте кристалла этого материала в рамках одной химической формулы образуется целое многообразие веществ с различными свойствами: электрофизическими — ширина запрещенной зоны, подв