Väitös 16.9.2022: Syvällisempi ymmärrys atomikerroskasvatuksesta parantaa älylaitteissakin tarvittavia ohutkalvoja (Kinnunen)
13.9.2022 08:33:00 EEST | Jyväskylän yliopisto | Tiedote
Ohuimmillaan muutaman nanometrin paksuisista ALD-kalvoista prosessoidaan puolijohteiden päälle eristäviä ja johtavia kalvoja. Tuloksena saadaan mikroprosessoreita, muisteja ja muita komponentteja.
Atomikerroskasvatusprosesseja on nykyisin satoja kymmenille eri materiaaleille, ja puolijohdeteollisuuden lisäksi niitä voidaan käyttää aurinkopaneeleissa, pakkausmateriaaleissa, hopean suojaamisessa tummumiselta ja lukemattomissa muissa tarkoituksissa. Väitöskirjassaan Sami Kinnunen tutki alumiini- ja sinkkioksidikalvoihin ALD-pinnoituksessa päätyviä epäpuhtauksia.
”Ohutkalvoihin jää usein erityisesti vetyä epäpuhtautena. Vedyn alkuperä tai mekanismi, jolla se kalvoihin päätyy, ei ole useinkaan tiedossa. Matalissa prosessilämpötiloissa kalvon atomeista yli viidennes voi olla vetyä, ja se vaikuttaa merkittävästi ohutkalvon ominaisuuksiin”, Sami Kinnunen kertoo.
Vetyepäpuhtaus voi päätyä kalvoon joko metallilähdeaineesta tai vedestä, josta oksidikalvot saavat happensa. Väitöskirjassa kalvojen happilähdeaineena käytettiin normaalin veden sijasta muun muassa raskasta vettä, jonka sisältämä deuterium voidaan erottaa metallilähdeaineista peräisin olevasta vedystä.
Vetyepäpuhtauksien havaitseminen onnistuu vain harvoilla menetelmillä
Kevyimpänä alkuaineena vety on hankala havaita ja vain muutama karakterisointimenetelmä pystyy havaitsemaan sen kalvoista.
”Jyväskylän yliopiston kiihdytinpohjaisen materiaalitutkimusryhmän käytössä oleva lentoaika-rekyylispektrometria on yksi harvoista menetelmistä vedyn määrän mittaamiseen. Sillä voidaan havaita ohutkalvoista sekä vety että jopa erottaa sen eri isotoopit toisistaan. Siten menetelmä sopii kuin nenä päähän minun tutkimustani ajatellen”, Kinnunen iloitsee. Jyväskylässä onkin vahvaa erikoisosaamista ionisuihkupohjaisiin analyysimenetelmiin ja laitteistoja on rakennettu myös muille yliopistoille.
Tutkimuksissa paljastui, että vetyä kalvoihin jättävä lähdeaine vaihtui prosessilämpötilaa nostettaessa. Vedyn määrä oli myös vahvasti riippuvainen huuhtelujen pituudesta lähdeainepulssien välissä. Tämä on tärkeä uusi tieto ja sillä on merkittävä vaikutus epäpuhtauksien määrän minimoimiseen tähtäävässä prosessien kehityksessä.
Atomikerroskasvatus aloitti maailmanvalloituksensa Suomesta, kun Tuomo Suntola patentoi menetelmän vuonna 1974. Hän saikin keksinnöstään Millenium-palkinnon 2018.
Tutkimus on toteutettu Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksen kiihdytinlaboratoriossa ja Nanotiedekeskuksessa.
Sami Kinnunen kirjoitti ylioppilaaksi Suonenjoen lukiosta 2009 ja filosofian maiseriksi hän valmistui 2015 Jyväskylän yliopistosta fysiikan laitokselta.
FM Sami Kinnusen väitöskirjan ” Hydrogen incorporation in Al2O3 and ZnO thin films grown by atomic layer deposition” tarkastustilaisuus perjantaina 16.9.2022 klo 12. Vastaväittäjänä professori Matti Putkonen (Helsingin yliopisto) ja kustoksena professori Timo Sajavaara. Väitöstilaisuuden kieli on suomi.
Tilaisuutta voi seurata myös etänä: https://r.jyu.fi/dissertation-kinnunen-160922
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Sami Kinnunen
sami.a.kinnunen@jyu.fi
Vesa HolmViestinnän asiantuntija
Puh:+358504733483vesa.j.holm@jyu.fiKuvat
Linkit
Tietoja julkaisijasta
Jyväskylän keskustassa sijaitsevan yliopiston kauniilla puistokampuksella sykkii monitieteinen ja moderni tiedeyliopisto – ihmisläheinen ja dynaaminen yhteisö, jonka 2500 asiantuntijaa ja 15 000 opiskelijaa etsivät ja löytävät vastauksia huomisen kysymyksiin. Jyväskylän yliopisto on ollut tulevaisuuden palveluksessa jo vuodesta 1863, jolloin suomenkielinen opettajankoulutus sai alkunsa täältä. Voimanlähteenämme on moniarvoinen vuoropuhelu tutkimuksen, koulutuksen ja yhteiskunnan välillä. Vaalimme tutkimuksen ja koulutuksen tasapainoa sekä ajattelun avoimuutta – sytytämme taidon, tiedon ja intohimon elää viisaasti ihmiskunnan parhaaksi. www.jyu.fi
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Jyväskylän yliopisto
Opettajien stressi ja työn imu näkyvät luokkahuonevuorovaikutuksessa4.2.2026 09:10:57 EET | Tiedote
Opettajien työhyvinvointi heijastuu suoraan luokkahuoneeseen ja opettajan ja oppilaiden välisen vuorovaikutuksen laatuun. Jyväskylän yliopistossa tarkastettava väitöstutkimus osoittaa, että opettajien kokema stressi, työuupumus ja työn imu ovat yhteydessä siihen, millaista tunnetukea, ohjauksellista tukea ja toiminnan organisointia oppilaat saavat opetustilanteissa suomalaisissa peruskouluissa.
Tutkimuksen mukaan taidelaitosten tehtävä kestävyysmurroksessa ei ole miellyttää – vaan kestää ristiriitoja4.2.2026 06:59:00 EET | Tiedote
Teolliseen eläintuotantoon liittyy monimutkaisia kysymyksiä yhteiskunnan kestävyysmurroksessa. Ne ravistelevat ruokailutottumuksiamme, tuotannon tapoja ja ihmisen suhdetta muihin eläimiin. Tuoreen väitöstutkimuksen mukaan taidelaitokset voivat toimia merkittävinä areenoina tällaisten tunteita herättävien teemojen käsittelyssä.
Herpesvirusinfektio saa isäntäsolun tuman pehmenemään3.2.2026 07:05:00 EET | Tiedote
Tuore kansainvälinen tutkimus on hyödyntänyt edistyneitä mikroskopiatekniikoita ja laskennallista mallinnusta ja selvittänyt, miksi virusinfektio muuttaa tuman rakennetta ja siihen kohdistuvia voimia.
Yläkouluille tarkoitettu suosittu tieto- ja viestintätekniikan oppimateriaalipaketti uudistettiin – ilmaiseen pakettiin lisättiin tekoälyä käsitteleviä osioita3.2.2026 07:00:00 EET | Tiedote
Jyväskylän yliopiston informaatioteknologian tiedekunnassa kehitetty tieto- ja viestintätekniikan oppimateriaalipaketti uudistui. Yläkoulujen opettajille ja oppilaille suunnattu paketti löytyy ilmaiseksi verkosta ja soveltuu niin oppituntimateriaaliksi kuin omaehtoiseen opiskeluun. Uudistuksessa materiaali päivitettiin ajan tasalle ja siihen lisättiin muun muassa tekoälyyn liittyviä sisältöä. Uudistustyö tehtiin koulutusteknologian opiskelijaprojektina.
Tutkijat peräänkuuluttavat kestävää suhtautumista olemassa olevaan rakennuskantaan – tutustu uuteen politiikkasuositukseen2.2.2026 07:59:00 EET | Tiedote
Rakennusten purkamisella on vaikutuksia paikallisten muutosten lisäksi myös ilmastoon, luontoon, kulttuuriin ja hyvinvointiin. Tutkijoiden mukaan yhteiskunnan kestävyysmurros edellyttää muutosta siinä, miten rakennettua ympäristöä arvotetaan ja kehitetään. Kunnilla ja kaupungeilla on ratkaiseva rooli tässä.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme