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
Uusi menetelmä puhdistaa haitta‑ainepitoisia tuhkia metsälannoitukseen23.4.2026 07:05:00 EEST | Tiedote
Heleä‑hankkeen loppuraportti tuo uutta tietoa puu‑ ja seostuhkien hyödyntämisestä metsälannoitteena. Hankkeessa kehitettiin kustannustehokas menetelmä, jolla tuhkan haitta‑ainepitoisuuksia voidaan alentaa merkittävästi säilyttäen samalla tuhkan hyödylliset ravinteet. Menetelmä voi mahdollistaa tuhkan laajamittaisemman hyödyntämisen metsätaloudessa tulevaisuudessa.
Jyväskylän yliopiston kauppakorkeakoulun uusi yritysten ympäristöjohtamisen professori Tiina Onkila: ”Haluan edistää tutkimuksellani yritysten kestävyysmurrosta ja liiketoiminnan muutosta”22.4.2026 11:12:08 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopiston kauppakorkeakoulussa viime lokakuussa yritysten ympäristöjohtamisen professorina aloittanut Tiina Onkila keskittyy tutkimuksessaan tuottamaan tietoa ja ymmärrystä yritysten kestävyysmurroksen edistämiseksi. Yhteiskunnallista vaikuttavuustyötä hän on tehnyt muun muassa ympäristöministeriön alaisen Suomen Luontopaneelin jäsenenä vuodesta 2022 alkaen.
Konnevedellä vietetään uutta koko perheen Luontopäivää 25.4.202621.4.2026 10:00:00 EEST | Tiedote
Konnevedellä järjestetään lauantaina 25.4.2026 klo 10–14 ensimmäistä kertaa koko perheen Luontopäivä, joka kutsuu kaikenikäiset viettämään elämyksellistä kevätpäivää luonnon, tieteen ja yhdessä tekemisen pariin. Maksuton tapahtuma levittäytyy useisiin kohteisiin Konnevedellä ja tarjoaa monipuolista ohjelmaa perheille ja luonnosta kiinnostuneille.
Jyväskylän yliopiston kauppakorkeakoulun uusi johtamisen professori Marjo Siltaoja tutkii vastuullisuuden, kestävyyden ja sosiaalisen pääoman kysymyksiä20.4.2026 11:00:00 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopiston kauppakorkeakoulussa viime syksynä johtamisen professorina aloittanut KTT Marjo Siltaoja keskittyy tutkimuksessaan vastuullisuuden, kestävyyden ja sosiaalisen pääoman teemoihin. Kansainvälisesti verkostoitunut tutkija on myös opettanut koko työuransa ajan.
Monitieteisen aivotutkimuksen professori Tiina Parviainen näkee aivot avaimena oppimiseen ja hyvinvointiin17.4.2026 08:31:48 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopiston monitieteisen aivotutkimuksen professori Tiina Parviainen tarkastelee tutkimuksissaan niin lapsen aivojen ainutlaatuista kehitystä kuin sitä, miten kehon fysiologiset signaalit muovaavat kokemuksia ja mielen hyvinvointia.
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
