В работе представлены результаты оптимизации технологии получения концентрата тетраметиламмония гидроксида (ТМАГ) мембранным электролизом водного раствора хлорида тетраметиламмония, полученные на опытно-промышленной установке.

Исследовано влияние концентрации в антиотражающем покрытии кислотного (п-толуолсульфокислота) и нейтрального (триэтиламмониевая соль додецилбензолсульфокислоты) катализаторов сшивки полимерного связующего на профиль элементов фоторезиста.

Экспериментально показано, что введение фотогенератора кислоты в композицию антиотражающего покрытия позволяет улучшить профиль полученных на нем элементов фоторезиста, а именно – формировать элементы без уширения у основания (footing).

В работе представлены результаты применения катодов из различных конструкционных материалов для получения концентрата тетраметиламмония гидроксида мембранным электролизом водного раствора хлорида тетраметиламмония. Показано, что для получения концентрата тетраметиламмония гидроксида предлагается использовать в качестве катодного материала платинированный титан, характеризующийся высокой химической стойкостью в сильнощелочной среде, механической прочностью и низким перенапряжением выделения водорода при катодной поляризации, что может обеспечить получение продукта современного уровня качества.

Представлены результаты разработки отечественных антиотражающих покрытий, соответствующих современным требованиям ArF-фотолитографии (193 нм). Оценены спектральные, пленкообразующие свойства, а также проведено сравнение с существующим импортным аналогом.

Рассмотрены теоретические подходы к оптимизации оптических параметров антиотражающего покрытия (АОП), нанесенного между кремниевой подложкой и фоторезистом. Определены оптимальные характеристики АОП для первого и второго интерференционного минимума отражения света с длиной волны 193 нм (эксимерный ArF-лазер).

На основании проведенных ранее исследований по разработке технологии получения концентрата тетраметил-аммония гидроксида создана опытно-промышленная электрохимическая установка с электролизером фильтр-прессной конструкции на токовую нагрузку 300-450 A, на которой апробирована лабораторная технология. При этом достигаются аналогичные результаты: выход тетраметиламмония гидроксида по веществу - от 91,4 до 92,2 %, выход по току - от 51,1 до 59,4 %, а энергоемкость процесса существенно ниже (1,1-1,2 кВт-ч/кг), чем на опытной установке, - 3,9-4,7 кВт-ч/кг.

В работе представлены результаты применения различных катионообменных мембран для получения концентрата тетраметиламмония гидроксида. Показано, что для получения концентрата тетраметиламмония гидроксида могут быть использованы только перфторированные катионообменные мембраны, которые характеризуются высокой химической стойкостью, механической прочностью, селективностью и сравнительно низким электроосматическим переносом воды, что обеспечивает получение продукта требуемого качества. Исключением является мембрана МФ 4СК 100, на которой достигаются более низкие выхода продукта по веществу (76,0–85,0%) и по току (15,0–22,9%). Для разработки технологии получения концентрата тетраметиламмония гидроксида рекомендуются мембраны Нафион 324 и Флемин 811.

Рассмотрены подходы к созданию антиотражающих покрытий для фотолитографии с рабочей длиной волны 193 нм. Разработаны экспериментальные образцы, определены их фотолитографические показатели.

Проанализированы структуры полимеров, использующихся в антиотражающих покрытиях при фотолитографии с длиной волны 193 нм. Получены серии полимеров с разными хромофорами, определены особенности процессов синтеза и предложены составы полимеров, пригодных для использования в составе композиций АОП.

Изучены многослойные структуры металл/кремний/металл на основе наночастиц кремния. Изучена способность генерировать электроэнергию за счет взаимодействия нанокремния и воды, находящейся в атмосфере. Показана перспектива использования таких наноструктур как элементарной ячейки микромощных батарей.

В статье изучены многослойные структуры состава металл/кремний/металл на основе наночастиц кремния.Исследована способность этих структур генерировать электроэнергию за счет взаимодействия нанокремния и воды, находящейся в атмосферном воздухе.Показана перспектива использования многослойных кремниевых наноструктур в качестве элементарной ячейки микромощных батарей.Multilayer structures composed of metal / silicon / metal based on Si-nanoparticles have been investigated.Studied is a possibility of such structures to generate electricity due to interaction of nano-silicon and water present in atmospheric air.The prospect of using multilayer Si-nanostructures as an elementary cell of micro-power batteries is shown.

Chemical deposition from vapors of metalorganic compounds and volatile hydrides (metalorganic vapor phase epitaxy) is the main way of growing devices’ heteroepitaxial structures based on gallium arsenide (GaAs) and solid solutions of it (AlxGa1 – xAs and InyGa1 – yAs) on an industrial scale. Electrically active impurities deposited uncontrollably on epitaxial layers during growth worsen the electrophysical parameters of devices’ structures. Sources of deposited background impurities include the initial material. In this work, ways of synthesizing trimethylgallium (TMG) are compared from the viewpoint of impurities, especially electrically active GaAs, being incorporated into the final product. Ways of preparing TMG that include the exchange reaction between gallium trichloride and trimethylaluminum (TMA) and magnesium–organic syntheses in which metallic magnesium is used as the initial reagent are selected as the objects of study. The behavior of electrically active impurities during the purification of TMG via rectification is studied. The investigations are performed by means of spectral analysis and functional control over the growth of electrophysical parameters of GaAs epitaxial layers from TMG and arsine. It is established that the qualitative and quantitative composition of impurities in TMG depends on their content in the initial reagents. TMG prepared using the exchange reaction between gallium trichloride and TMA is the source of n-type impurities in GaAs. These are mainly Group IV elements (silicon, tin, and lead), with silicon impurities predominating. TMG fabricated using metallic magnesium is a source of both p- (preferentially zinc) and n-type (preferentially silicon) impurities. Irrespective of the quality of the initial raw TMG, the use of reduced-pressure rectification allows the fabrication of TMG with low impurity contents. Epitaxial GaAs layers grown using purified TMG (TMG rectificate) have n-type conduction with a low level of background doping (0.7–4) × 1014 cm–3 and high carrier mobilities of 7300–8500 cm2/(V s) at 300 K and 90 000–156 000 cm2/(V s) at 77 K. These values correspond to purest samples made with TMG and arsine using MOC-hydride epitaxy. Based on the data on functional control, the content of impurities that display electrical activity in GaAs is on the level of 10−7–10−6 at % in fabricated TMG-rectificate samples.

The technological process of the production of silicon nanoparticles from silicon monoxide and methods of the deposition of nanosilicon coatings onto solar cells are developed. The process makes it possible to control the particle dimensions in the range from 2 to 10 nm. The effect of such nanosilicon coatings on the efficiency of solar cells is studied. It is shown that nanosilicon films possess good antireflection and passivation properties and can be successfully used in the technology of the production of solar cells.

The effect of thin films of silicon nanoparticles (nc-Si), deposited onto the front surface of single-crystal silicon solar cells, on their conversion efficiency is studied. The thin films are grown using non-luminescent silicon nanoparticles with an average diameter of 12 nm with SiO x (0 ≤ x ≤ 2) shells and silicon nanoparticles 2 nm in diameter with organic shells of octadecene, which exhibit photoluminescence in the red spectral region. It was found that nc-Si film deposition increases the solar-cell conversion efficiency by 12% with respect to the initial value. An analysis of the current-voltage characteristics and reflectance spectra of solar cells allows the conclusion that the increase in the conversion efficiency is controlled by the passivation of defects on the front surface of the solar cell by nanoparticles and a decrease in the light reflectance of this surface.

Changes in the structure and phase composition of silicon monoxide in the disproportionation reaction at high temperatures with the formation of a nanocrystalline silicon phase are studied. On itsseparation from the silicon oxides, the nanosilicon powder is subjected to X-ray diffraction analysis and examined by the small-angle X-ray scattering technique. It is found that, under the optimal heat-treatment conditions of silicon monoxide, the powder obtained contains nanosilicon particles with sizes of 17–20 nm and a volume fraction of 40%.

New methods for the synthesis of silicon monoxide are considered. The structure and phase composition of the compounds synthesized are studied by mass spectrometry, X-ray diffraction analysis, and IR spectroscopy. New opportunities for analysis of silicon monoxide in view of its use in nanotechnology and the electronics industry are demonstrated.

Problems of production of polycrystalline silicon for solar cells at present and in the near future are considered. New promising technologies (implemented already for small-scale production) and some unique recent developments are presented. In particular, the process of reduction of silicon oxides in the gaseous phase is very promising for production of high-purity silicon.