Abstrakti
Plasma-avusteisella atomikerroskasvatuksella (eng. plasma-enhanced atomic layer deposition, PEALD) on useita etuja verrattuna moniin ohutkalvojen kasvatustekniikoihin, kuten esimerkiksi monimutkaisten rakenteiden tasainen pinnoittaminen. Huonolaatuinen kiteisyys on kuitenkin PEALD:lla kasvatettujen alumiininitridiohutkalvojen (AlN) heikkous, mikä on estänyt niiden käytön monissa sovelluksissa. Tässä väitöskirjassa tutkittiin PEALD-prosessia, jolla voitaisiin saavuttaa parempi kidelaatu AlN-ohutkalvoihin. Tutkitussa prosessissa PEALD-jaksoon on lisätty ylimääräinen plasmavaihe, atomikerroshehkutus (eng. atomic layer annealing, ALA). Väitöskirjan tulokset on jaettu uuden AlN-materiaalin ominaisuuksiin sekä PEALD ALA AlN - ja PEALD AlN -ohutkalvojen käyttöön erinäisissä sovelluksissa.
PEALD ALA -prosessilla saavutettiin parempi stoikiometria, kiteisyys sekä c-akselin mukainen suuntautuminen AlN:lle. Lisäksi materiaalissa on vähemmän hiili- ja vetyepäpuhtauksia, mutta enemmän happiepäpuhtauksia. Hehkutus tyhjiössä korkeassa lämpötilassa kasvatuksen jälkeen poistaa epäpuhtauksia kalvosta, muttei paranna kiteisyyttä. Pinnoitettavan substraatin kiteisyys vaikuttaa myös kalvon kidelaatuun, ja sillä voi edistää AlN:n kasvua haluttuun kiderakenteeseen.
Mittauksissa todettiin ALA AlN:n olevan pietsosähköinen kasvatettuna alumiinille. Lisäksi se kasvaa kiteisenä pystysuorille sivuseinille. PEALD ALA AlN:n käyttö siirtymäkerroksena uudelleenkasvatettavaksi metalliorgaanista kemiallista kaasufaasipinnoitusta käyttäen osoitettiin onnistuneesti.
PEALD AlN todettiin toimivaksi piin pintapassivointimateriaaliksi. Kalvo passivoi pinnan, ja pisimmät varauksenkuljettajien elinajat saatiin korkeampaa kasvatuslämpötilaa käyttämällä sekä hehkutuksen että nopean kuumennuksen (engl. firing) yhdistelmää kasvatuksen jälkeisenä lämpökäsittelynä.
Julkaisun otsikon käännös | Alumiininitridin plasma-avusteinen atomikerroskasvatus : ominaisuudet ja sovellukset |
---|---|
Alkuperäiskieli | Englanti |
Pätevyys | Tohtorintutkinto |
Myöntävä instituutio |
|
Valvoja/neuvonantaja |
|
Kustantaja | |
Painoksen ISBN | 978-952-64-1619-9 |
Sähköinen ISBN | 978-952-64-1620-5 |
Tila | Julkaistu - 2024 |
OKM-julkaisutyyppi | G5 Artikkeliväitöskirja |
Tutkimusalat
- plasma-avusteinen atomikerroskasvatus
- AlN
- atomikerroshehkutus
- ohutkalvot
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'Alumiininitridin plasma-avusteinen atomikerroskasvatus : ominaisuudet ja sovellukset'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.Laitteet
-
-
-
OtaNano Nanomikroskopiakeskus
Seitsonen, J. (Manager) & Rissanen, A. (Other)
OtaNanoLaitteistot/tilat: Facility