Мы используем cookie файлы, как и большинство сайтов в интернете. Гарантируем сохранность ваших персональных данных.
Вернуться назад03.08.2024
На XV Конференции «Кремний-2024»
С 15 по 20 июля 2024 года в Республике Бурятия, с. Сухая состоялась XV Конференция по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, нанометровых структур и приборов на его основе. Конференция организована Сибирским отделением Российской Академии Наук, Институтом геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН, г. Иркутск, ООО «Старт Инжиниринг», г. Иркутск.
Конференция охватывала основные направления:
Конференция «Кремний-2024» является продолжением серии научных конференций, посвященных кремнию. Свою историю она ведет от общероссийского совещания по кремнию, проведенного в МИСиС в 1999 году. За эти годы мероприятие превратилось в основной форум, где ученые, представляющие академическое сообщество, ВУЗы и промышленность России и стран СНГ, могут обсудить актуальные проблемы по всему кругу вопросов, включающему в себя получение металлургического и поликристаллического кремния, рост и материаловедение объемных кристаллов и тонких пленок кремния и родственных материалов, а также физику, технологию и диагностику наноструктур на их основе. На конференции были представлены приглашенные доклады ведущих ученых, работающих в области материаловедения кремния и его применений, а также устные и стендовые доклады.
В составе Программного комитета работали:
Конференция традиционно является авторитетной дискуссионной площадкой, где специалисты из разных предприятий отрасли могут обсуждать настоящее и будущее этой индустрии. Всего в мероприятии приняли участие более 400 ученых, специалистов, преподавателей, аспирантов и студентов.
Первый день работы конференции был посвящен пленарным докладам, обсуждению наиболее актуальных проблем современного материаловедения кремния. Следует выделить группу докладов коллектива авторов из АО «НПП «Салют», Нижний Новгород, посвященных развитию технологии получения поликристаллического кремния, как основного исходного материала для микро- и оптоэлектроники.
C сообщением «ПОЛУЧЕНИЕ ВЫСОКОЧИСТОГО МОНОСИЛАНА И ТЕТРАХЛОРИДА КРЕМНИЯ ИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ТРИХЛОРСИЛАНА» выступил О.С. Аношин c соавторами из АО «НПП «Салют», Нижний Новгород. Высокочистый моносилан (SiH4) с содержанием основного вещества не менее 99,99994% применяется для получения высокоомного поликристаллического кремния. В докладе были представлены результаты проведения процессов синтеза моносилана из технического трихлорсилана, а также процессов глубокой очистки SiH4 с характеристиками полученных наиболее чистых образцов.
Этой же проблеме был посвящен доклад «ПОЛУЧЕНИЕ ВЫСОКОЧИСТОГО ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ МЕТОДОМ CVD ИЗ МОНОСИЛАНА И ВЫСОКООМНОГО МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ МЕТОДОМ БЗП» А. В. Зайцева c соавторами. В АО «НПП» Салют» имеется лабораторная установка БЗП для тестирования качества небольших слитков ПКК (диаметром до 30мм) и две установки БЗП, позволяющие получать МКК диаметром до 100 мм. В настоящее время освоена технология получения без- дислокационных монокристаллических слитков диаметром от 50 до 100 мм, длиной до 1500 мм. Резюмируя итоги, можно сказать, что в настоящее время, после 25-ти летнего перерыва, производство поликремния, основного сырья для выращивания монокристаллов кремния для микро- и оптоэлектроники, в стране формально присутствует, правда, в очень ограниченных объемах. Это несомненный успех коллектива предприятия, но впереди колоссальная работа по масштабированию производства.
В последнее время очевиден прогресс в области освоения нанометровых размеров транзисторов вместе с переходом к новым конструкциям полевых транзисторов, таких как нанолистовые или нанополосковые транзисторы с круговым затвором, новым технологиям их пространственного расположения («вертикализация»). Это приведет к многократному увеличению счетной мощности полупроводниковых микросхем и создаст качественно новые возможности в развитии компактных систем искусственного интеллекта и к кардинальным изменениям в структуре экономики и социальных отношений в ближайшем будущем. Ожидается, что прогресс в развитии квантовых и фотонных вычислителей значительно расширит возможности классических микроэлектронных технологий как по производительности и защищенности вычислений (квантовые технологии), так и в снижении энергетических затрат (фотонные технологии).
Новым путям развития был посвящен разносторонний обзорный доклад «КРЕМНИЕВАЯ МИКРОЭЛЕКТРОНИКА: СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ, МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ», авторы А. Л. Асеев и П. В. Гейдт из ИФП им. А. В. Ржанова СО РАН и Новосибирского государственного университета.
Много внимания было уделено сырьевой базе кремниевого производства в России. C докладом «ПРОБЛЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА НА ОСНОВЕ ОСОБО-ЧИСТОГО ПРИРОДНОГО КВАРЦЕВОГО МАТЕРИАЛА» выступил Непомнящих А. И. c соавторами. В Институте геохимии СО РАН проводятся комплексные работы по поиску, оценке особо-чистого природного кварцевого сырья и разработке на его основе высокочистых кварцевых концентратов для различного применения. В Восточном Саяне выявлены такие источники в виде высокочистых кварцитов, разработаны процессы обогащения и получены кварцевые концентраты высокой степени чистоты и оптическое кварцевое стекло.
Отличительной чертой последних десятилетий является стремительный рост мирового рынка поликремния для солнечной энергетики, который создает новые реальности и для отечественной микро- и оптоэлектроники. Этому был посвящен доклад «ОСОБЕННОСТИ БУДУЩЕГО РЫНКА ПОЛИКРЕМНИЯ В РОССИИ» А. В. Наумова из АО «ОКБ «Астрон». Автор отметил, что исчезло прежде популярное понятие «солнечный кремний» как промежуточного по чистоте между кремнием металлургическим и электронным. «Солнечный» поликремний, полученный Сименс-методом, по качеству вплотную приблизился c электронному поликремнию, а объемы его производства превысили 1 млн. тонн. Автор подчеркнул, что выбор метода утилизации избыточного тетрахлорида кремния в будущем производстве поликремния в России путем высокотемпературного гидролиза тетрахлорида кремния позволит параллельно обеспечить производство изделий из высокочистого синтетического кварца: тиглей, лодочек, труб, оптических изделий.
C обзорным докладом «ОБЗОР РЫНКА КРЕМНИЯ» выступил Романов В. С. c соавторами из ООО «ЕК-Ресурсес» и АО «Кварцевые материалы». Было рассмотрено состояние мирового рынка металлургического кремния. Представлен статистический обзор и прогноз спроса на металлургический кремний по всем основным регионам мира. Собраны данные по основным производственным мощностям с их изменением и прогнозами изменений по годам.
Не были забыты и вопросы аппаратуры для получения кремния. C докладом «НОВЫЕ АППАРАТНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНИЯ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ» выступил С. М. Нехамин из ООО «НПФ КОМТЕРМ», Москва.
Традиционно большим вниманием пользовались вопросы моделирования процессов, происходящих в расплавах при кристаллизации кремния. C докладом «ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ СОПРЯЖЕННОГО КОНВЕКТИВНОГО И РАДИАЦИОННО-КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛООБМЕНА В МЕТОДАХ НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ РАСПЛАВОВ» выступил В. С. Бердников c соавторами из Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН и Новосибирского государственного технического университета.
По-прежнему в России на высоком уровне сохраняются и развиваются компетенции в технологиях ядерного легирования кремния для силовой электроники и оптоэлектроники. C докладом «СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ЯДЕРНОГО (НЕЙТРОННО-ТРАНСМУТАЦИОННОГО) ЛЕГИРОВАНИЯ КРЕМНИЯ» выступил А. А .Стук c соавторами из АО «Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л. Я. Карпова», г. Обнинск.
Значительная часть докладов была посвящена технологиям наноструктурирования кремния и кремниевых структур и изучению и моделированию их свойств.
Крайне важным событием в России стало восстановление промышленного производства монокристаллов кремния. C 2024 г. завод «Энкор» в Калининградской области осваивает в промышленном масштабе выращивание слитков монокристаллического кремния методом Чохральского для солнечных модулей. Производственный комплекс позволяет выращивать слитки и производить пластины монокристаллического кремния для солнечных элементов суммарной мощностью до 1,3 ГВт в год, что означает работу около 100 установок получения монокристаллов диаметром более 200 мм. Эта промышленная площадка уже становится научной базой для материаловедческих исследований кремния. C докладом «КРЕМНИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ ГЕТЕРОСТРУКТУРНЫХ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ: АСПЕКТЫ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛА И ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОЛНЕЧНЫХ ЯЧЕЕК» выступил К. В. Емцев c соавторами из НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике, Санкт-Петербург, ФТИ им. А. Ф. Иоффе и ООО «Хевел», Новочебоксарск.
В целом, доклады авторов были посвящены значительному кругу проблем, стоящих перед специалистами и учеными в области материаловедения кремния и представлены на высоком уровне.
Завершая далеко не полный обзор работ XV Конференции по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, нанометровых структур и приборов на его основе, хочется сказать, что Конференция показала, что компетенции научного сообщества специалистов по кремнию сохраняются и развиваются, а настрой участников Конференции однозначно свидетельствовал, что на вызовы, стоящие перед отраслью в наше время, будет дан достойный ответ.
Материал подготовил Наумов Аркадий Валерьевич, АО «ОКБ «Астрон»
- Получение и очистка металлургического кремния, процессы производства поликристаллического кремния, объемных монокристаллов кремния и солнечных элементов.
- Квантово-размерные структуры в кремнии, в том числе нано- и оптоэлектроники, спинтроники и фотоники.
- Атомные процессы на поверхности, границах раздела и в объеме кремния: дефекты, примесные атомы, тонкие пленки. Рост и материаловедение тонких (в том числе эпитаксиальных) пленок на кремнии, включая кремний-на-изоляторе и напряженные структуры.
- Квантовые технологии на основе кремниевых структур. Технологии создания квантовых точек скрытых слоев и квантовых сенсоров.
- Методы и аппаратура для исследования свойств кремния и структур на его основе.
- Новые приборы, включающие элементы микромеханики, оптоэлектроники, силовой электроники, светоизлучающие структуры и фотоприемники.
Конференция «Кремний-2024» является продолжением серии научных конференций, посвященных кремнию. Свою историю она ведет от общероссийского совещания по кремнию, проведенного в МИСиС в 1999 году. За эти годы мероприятие превратилось в основной форум, где ученые, представляющие академическое сообщество, ВУЗы и промышленность России и стран СНГ, могут обсудить актуальные проблемы по всему кругу вопросов, включающему в себя получение металлургического и поликристаллического кремния, рост и материаловедение объемных кристаллов и тонких пленок кремния и родственных материалов, а также физику, технологию и диагностику наноструктур на их основе. На конференции были представлены приглашенные доклады ведущих ученых, работающих в области материаловедения кремния и его применений, а также устные и стендовые доклады.
В составе Программного комитета работали:
- Председатель конференции Непомнящих А. И., ИГХ СО РАН, Иркутск
- Ученый секретарь Елисеев И.А., ИГХ СО РАН, Иркутск
Конференция традиционно является авторитетной дискуссионной площадкой, где специалисты из разных предприятий отрасли могут обсуждать настоящее и будущее этой индустрии. Всего в мероприятии приняли участие более 400 ученых, специалистов, преподавателей, аспирантов и студентов.
Первый день работы конференции был посвящен пленарным докладам, обсуждению наиболее актуальных проблем современного материаловедения кремния. Следует выделить группу докладов коллектива авторов из АО «НПП «Салют», Нижний Новгород, посвященных развитию технологии получения поликристаллического кремния, как основного исходного материала для микро- и оптоэлектроники.
C сообщением «ПОЛУЧЕНИЕ ВЫСОКОЧИСТОГО МОНОСИЛАНА И ТЕТРАХЛОРИДА КРЕМНИЯ ИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ТРИХЛОРСИЛАНА» выступил О.С. Аношин c соавторами из АО «НПП «Салют», Нижний Новгород. Высокочистый моносилан (SiH4) с содержанием основного вещества не менее 99,99994% применяется для получения высокоомного поликристаллического кремния. В докладе были представлены результаты проведения процессов синтеза моносилана из технического трихлорсилана, а также процессов глубокой очистки SiH4 с характеристиками полученных наиболее чистых образцов.
Этой же проблеме был посвящен доклад «ПОЛУЧЕНИЕ ВЫСОКОЧИСТОГО ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ МЕТОДОМ CVD ИЗ МОНОСИЛАНА И ВЫСОКООМНОГО МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ МЕТОДОМ БЗП» А. В. Зайцева c соавторами. В АО «НПП» Салют» имеется лабораторная установка БЗП для тестирования качества небольших слитков ПКК (диаметром до 30мм) и две установки БЗП, позволяющие получать МКК диаметром до 100 мм. В настоящее время освоена технология получения без- дислокационных монокристаллических слитков диаметром от 50 до 100 мм, длиной до 1500 мм. Резюмируя итоги, можно сказать, что в настоящее время, после 25-ти летнего перерыва, производство поликремния, основного сырья для выращивания монокристаллов кремния для микро- и оптоэлектроники, в стране формально присутствует, правда, в очень ограниченных объемах. Это несомненный успех коллектива предприятия, но впереди колоссальная работа по масштабированию производства.
В последнее время очевиден прогресс в области освоения нанометровых размеров транзисторов вместе с переходом к новым конструкциям полевых транзисторов, таких как нанолистовые или нанополосковые транзисторы с круговым затвором, новым технологиям их пространственного расположения («вертикализация»). Это приведет к многократному увеличению счетной мощности полупроводниковых микросхем и создаст качественно новые возможности в развитии компактных систем искусственного интеллекта и к кардинальным изменениям в структуре экономики и социальных отношений в ближайшем будущем. Ожидается, что прогресс в развитии квантовых и фотонных вычислителей значительно расширит возможности классических микроэлектронных технологий как по производительности и защищенности вычислений (квантовые технологии), так и в снижении энергетических затрат (фотонные технологии).
Новым путям развития был посвящен разносторонний обзорный доклад «КРЕМНИЕВАЯ МИКРОЭЛЕКТРОНИКА: СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ, МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ», авторы А. Л. Асеев и П. В. Гейдт из ИФП им. А. В. Ржанова СО РАН и Новосибирского государственного университета.
Много внимания было уделено сырьевой базе кремниевого производства в России. C докладом «ПРОБЛЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА НА ОСНОВЕ ОСОБО-ЧИСТОГО ПРИРОДНОГО КВАРЦЕВОГО МАТЕРИАЛА» выступил Непомнящих А. И. c соавторами. В Институте геохимии СО РАН проводятся комплексные работы по поиску, оценке особо-чистого природного кварцевого сырья и разработке на его основе высокочистых кварцевых концентратов для различного применения. В Восточном Саяне выявлены такие источники в виде высокочистых кварцитов, разработаны процессы обогащения и получены кварцевые концентраты высокой степени чистоты и оптическое кварцевое стекло.
Отличительной чертой последних десятилетий является стремительный рост мирового рынка поликремния для солнечной энергетики, который создает новые реальности и для отечественной микро- и оптоэлектроники. Этому был посвящен доклад «ОСОБЕННОСТИ БУДУЩЕГО РЫНКА ПОЛИКРЕМНИЯ В РОССИИ» А. В. Наумова из АО «ОКБ «Астрон». Автор отметил, что исчезло прежде популярное понятие «солнечный кремний» как промежуточного по чистоте между кремнием металлургическим и электронным. «Солнечный» поликремний, полученный Сименс-методом, по качеству вплотную приблизился c электронному поликремнию, а объемы его производства превысили 1 млн. тонн. Автор подчеркнул, что выбор метода утилизации избыточного тетрахлорида кремния в будущем производстве поликремния в России путем высокотемпературного гидролиза тетрахлорида кремния позволит параллельно обеспечить производство изделий из высокочистого синтетического кварца: тиглей, лодочек, труб, оптических изделий.
C обзорным докладом «ОБЗОР РЫНКА КРЕМНИЯ» выступил Романов В. С. c соавторами из ООО «ЕК-Ресурсес» и АО «Кварцевые материалы». Было рассмотрено состояние мирового рынка металлургического кремния. Представлен статистический обзор и прогноз спроса на металлургический кремний по всем основным регионам мира. Собраны данные по основным производственным мощностям с их изменением и прогнозами изменений по годам.
Не были забыты и вопросы аппаратуры для получения кремния. C докладом «НОВЫЕ АППАРАТНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНИЯ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ» выступил С. М. Нехамин из ООО «НПФ КОМТЕРМ», Москва.
Традиционно большим вниманием пользовались вопросы моделирования процессов, происходящих в расплавах при кристаллизации кремния. C докладом «ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ СОПРЯЖЕННОГО КОНВЕКТИВНОГО И РАДИАЦИОННО-КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛООБМЕНА В МЕТОДАХ НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ РАСПЛАВОВ» выступил В. С. Бердников c соавторами из Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН и Новосибирского государственного технического университета.
По-прежнему в России на высоком уровне сохраняются и развиваются компетенции в технологиях ядерного легирования кремния для силовой электроники и оптоэлектроники. C докладом «СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ЯДЕРНОГО (НЕЙТРОННО-ТРАНСМУТАЦИОННОГО) ЛЕГИРОВАНИЯ КРЕМНИЯ» выступил А. А .Стук c соавторами из АО «Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л. Я. Карпова», г. Обнинск.
Значительная часть докладов была посвящена технологиям наноструктурирования кремния и кремниевых структур и изучению и моделированию их свойств.
Крайне важным событием в России стало восстановление промышленного производства монокристаллов кремния. C 2024 г. завод «Энкор» в Калининградской области осваивает в промышленном масштабе выращивание слитков монокристаллического кремния методом Чохральского для солнечных модулей. Производственный комплекс позволяет выращивать слитки и производить пластины монокристаллического кремния для солнечных элементов суммарной мощностью до 1,3 ГВт в год, что означает работу около 100 установок получения монокристаллов диаметром более 200 мм. Эта промышленная площадка уже становится научной базой для материаловедческих исследований кремния. C докладом «КРЕМНИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ ГЕТЕРОСТРУКТУРНЫХ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ: АСПЕКТЫ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛА И ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОЛНЕЧНЫХ ЯЧЕЕК» выступил К. В. Емцев c соавторами из НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике, Санкт-Петербург, ФТИ им. А. Ф. Иоффе и ООО «Хевел», Новочебоксарск.
В целом, доклады авторов были посвящены значительному кругу проблем, стоящих перед специалистами и учеными в области материаловедения кремния и представлены на высоком уровне.
Завершая далеко не полный обзор работ XV Конференции по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, нанометровых структур и приборов на его основе, хочется сказать, что Конференция показала, что компетенции научного сообщества специалистов по кремнию сохраняются и развиваются, а настрой участников Конференции однозначно свидетельствовал, что на вызовы, стоящие перед отраслью в наше время, будет дан достойный ответ.
Материал подготовил Наумов Аркадий Валерьевич, АО «ОКБ «Астрон»