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
Jyväskylän yliopisto mukana ensimmäisessä superraskaan alkuaineen kemiallisen sidoksen mittauksessa9.10.2026 07:05:00 EEST | Tiedote
Kansainvälinen tutkimusryhmä on onnistunut ensimmäistä kertaa mittaamaan kemiallisen sidoksen vahvuuden superraskaan alkuaineen yhdisteessä. Jyväskylän yliopisto oli mukana tutkimuksessa, jossa selvitettiin seaborgiumin kemiallisia ominaisuuksia. Tulokset osoittavat, kuinka suhteellisuusteorian ennustamat relativistiset ilmiöt vaikuttavat kaikkein raskaimpien alkuaineiden kemiaan. Tutkimus on julkaistu Nature-lehdessä.
Tutkijoiden yö oli taas Suomen suurin tiedetapahtuma – yli 21 500 kävijää7.10.2026 11:05:00 EEST | Tiedote
Tutkijoiden yötä vietettiin syyskuun viimeisenä perjantaina 25.9.2026 kaikkiaan kahdeksalla paikkakunnalla Helsingistä Sodankylään. Hämeenlinnassa tapahtuma järjestettiin 2.10. Tapahtumassa saatiin uusia tiede-elämyksiä, kokeiltiin itse tutkimuksen tekemistä sekä keskusteltiin innostuneiden tieteentekijöiden kanssa. Mukana oli jälleen satoja tutkijoita ympäri Suomen. Kävijöitä päivän ja yön aikana erilaisiin tapahtumiin osallistui yhteensä yli 21 500. Tapahtuman teemana oli tänä vuonna uteliaisuus.
Valtakunnallinen hanke kehittää kyberturvallisuuden jatkuvaa oppimista 1,1 miljoonan rahoituksella5.10.2026 09:00:00 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopisto koordinoi 1,1 miljoonan euron hanketta, joka tähtää kyberturvallisuusalan jatkuvan oppimisen koulutuksen kehittämiseen Suomessa. Muut hankkeen toteuttajat ovat Helsingin yliopisto, Lappeenrannan-Lahden teknillinen yliopisto, Oulun yliopisto, Tampereen yliopisto, Turun yliopisto, Vaasan yliopisto ja Åbo Akademi. Hankkeen päätavoitteena on suunnata kyberturvallisuuskoulutusta aiempaa enemmän työelämän tarpeisiin jatkuvan oppimisen periaatteiden mukaisesti.
Tutkimus: Tekoälytaidot eivät yksin riitä – koulun pitäisi auttaa tekemään viisaita valintoja5.10.2026 07:45:00 EEST | Tiedote
Tekoälyn käyttöä opetellaan kouluissa, mutta miksi tekoälyyn liittyvää opetusta on tärkeä järjestää? Jyväskylän yliopiston tutkijoiden mukaan oppilaiden tekoälyosaamisen kehittäminen ei riitä, vaan heitä tulee samalla rohkaista pohtimaan, miten he itse haluavat käyttää tekoälyä ja millaisen roolin he sille omassa elämässään antavat.
Tutkimus, osaaminen ja työelämä kohtaavat Jyväskylän yliopiston Yrityspäivässä 8.10.20262.10.2026 08:01:00 EEST | Tiedote
Yritys- ja sidosryhmäpäivä on Jyväskylän yliopiston järjestämä verkostoitumistilaisuus, jossa pääsevät esille yritysten ja sidosryhmien osaaminen ja innovaatiot sekä yliopiston tutkijoiden osaaminen. Päivässä myös opiskelijat pääsevät tutustumaan alansa toimijoihin ja toimijat mahdollisiin tuleviin työntekijöihinsä. Yrityspäivässä ovat mukana kaikki Jyväskylän yliopiston tiedekunnat.
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