Plasma-enhanced atomic layer deposition of aluminum nitride : characteristics and applications

Julkaisun otsikon käännös: Alumiininitridin plasma-avusteinen atomikerroskasvatus : ominaisuudet ja sovellukset

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

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 käännösAlumiininitridin plasma-avusteinen atomikerroskasvatus : ominaisuudet ja sovellukset
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Lipsanen, Harri, Vastuuprofessori
  • Suihkonen, Sami, Ohjaaja
  • Kauppinen, Christoffer, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-64-1619-9
Sähköinen ISBN978-952-64-1620-5
TilaJulkaistu - 2024
OKM-julkaisutyyppiG5 Artikkeliväitöskirja

Tutkimusalat

  • plasma-avusteinen atomikerroskasvatus
  • AlN
  • atomikerroshehkutus
  • ohutkalvot

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Alumiininitridin plasma-avusteinen atomikerroskasvatus : ominaisuudet ja sovellukset'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä