Данная работа посвящена решению актуальной научно-практической задачи – разработке простой, высокопроизводительной и дешёвой технологии формирования маскирующих покрытий с помощью процесса наносферной литографии для создания кремниевых наноструктур. В ходе исследования был изучен процесс наносферной литографии методом центрифугирования с использованием полистирольных сфер, а именно был определён характер влияния технологических параметров процесса центрифугирования (скорость и время центрифугирования, концентрации компонентов в растворе) на площадь заполнения подложки моно- и бислоем наносфер. На основе полученных экспериментальных данных было подобрано оптимальное соотношение технологических параметров и сформирована монослойная наносферная маска (диаметр наносфер 300 нм) на Si подложке с площадью заполнения 97 %. Был разработан и создан автоматизированный промышленной образец установки безмасочной литографии методом Ленгмюра-Блоджетт. В результате на Si подложке было сформировано монослойное плотноупакованное покрытие из полистирольных сфер диаметром 1000 нм с площадью заполнения подложки 99 % и площадью гексагонального упорядоченного домена с одной ориентацией 1600 мкм2. Кроме того, в работе был подробно изучен процесс контролируемого уменьшения размера наносфер в кислородной индуктивно-связанной плазме, что позволило получить кремниевые наноструктуры различной геометрии (наностолбики, наноиглы) и различных размеров.

This work is devoted to solving important scientific and practical problem - development of a simple, efficient, and inexpensive technology of masking coatings formation by a process of nanosphere lithography for creating silicon nanostructures. The process of nanosphere lithography using spin-coating method with polystyrene spheres was studied. Namely, the influence of technological parameters (centrifugation speed and time, concentrations of compo-nents in the solution) on the substrate coverage area with nanospheres was determined. Based on the experimental data the optimum ratio of the technological parameters was selected and a monolayer nanosphere mask (nanosphere diameter of 300 nm) on Si substrate with 97 % coverage area was created. An automated prototype of an industrial-scale machine for creating coatings by Langmuir-Blodgett method was designed and developed. As a result, a monolayer densely packed coating substrate using 1000 nm diameter microspheres was formed on a Si substrate with 99 % coverage area and hexagonal ordered domain area with one orientation of 1600 μm2. In addition, the process of controlled reduction of nanospheres size in oxygen inductively coupled plasma was studied in detail. It made it possible to obtain silicon nanostructures of different geometries (nanoneedles and nanorods) and different sizes.

• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
  • 1.1 Метод центрифугирования для формирования наносферных покрытий
  • 1.2 Метод Ленгмюра-Блоджетт для формирования наносферных покрытий
  • 1.3 Создание наноструктур через сформированную наносферную маску
• ГЛАВА 2 МЕТОДЫ И ОБОРУДОВАНИЕ
  • 2.1 Материалы
  • 2.2 Подготовка и проведение процесса наносферной литографии методом центрифугирования
  • 2.3 Подготовка и проведение процесса наносферной литографии методом Ленгмюра-Блоджетт
  • 2.4 Проведение процесса плазмохимического травления
  • 2.5 Используемые методы исследования
  • 2.6 Разработка и создание экспериментальной установки для проведения процесса наносферной литографии методом Ленгмюра-Блоджетт
• ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ НАНОСФЕРНОЙ ЛИТОГРАФИИ
  • 3.1 Метод центрифугирования с использование полистирольных наносфер диаметром 300 нм
  • 3.2 Метод центрифугирования с использованием полистирольных сфер диаметром 1000 нм
  • 3.3 Метод Ленгмюра-Блоджетт с использованием полистирольных сфер диаметром 1000 нм
• ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ УМЕНЬШЕНИЯ РАЗМЕРА ПОЛИСТИРОЛЬНЫХ СФЕР С ПОМОЩЬЮ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО ТРАВЛЕНИЯ
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ