aalto1 untyped-item.component.html
Mangaanin levitys ZnS-ohutkalvolle ALE-prosessissa
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Master's thesis
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Location:
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
Kem-35
Degree programme
Language
fi
Pages
ix + 121 s. + liitt.
Series
Abstract
Työn tarkoituksena oli selvittää Planar Systems Oy:n ALE-prosessissa kasvatetun ZnS:Mn-ohutkalvon mangaanipitoisuuden jakautumiseen vaikuttavat tekijät.
Optimitilanteessa mangaanin pitäisi olla jakautunut lasin yli ja kalvon syvyyssuunnassa tasaisesti eli konsentraatiogradientteja ei esiintyisi.
Työn kirjallisuusosassa on tarkasteltu ALE- ja CVD-menetelmillä kasvatettuja ZnS- ja ZnS:Mn-ohutkalvoja lähinnä niiden ominaisuuksien ja käytettyjen lähtöaineiden kannalta.
Työn tutkimusosassa tärkein seurattava parametri oli mangaanipitoisuus sekä sen jakautuminen kalvossa.
Atomiabsorptiospektrometrialla seurattiin mangaanipitoisuutta lasin yli.
Mangaanin syvyysjakautumisen selvittämiseen käytettiin epäsuoraa Mn[2+]-emission aikavakioon perustuvaa menetelmää.
Emission keskimääräisen aikavakion ja Mn-pitoisuuden välillä todettiin tutkitulla alueella lineaarinen riippuvuus.
Lisäksi tutkittiin ohutkalvojen kiderakennetta, pinnan karkeutta, paksuutta ja kiteiden muotoa röntgendiffraktiolla, atomivoimamikroskopialla, optisella spektrianalysaattorilla ja läpäisyelektronimikroskopialla.
MnCl_(2):n todettiin reagoivan spontaanisti ZnS-pinnan kanssa.
Reaktiossa vapautuu ZnCI_(2):a, joten pulssittamalla sitä reaktoriin saadaan reaktiotasapaino kääntymään.
Tätä ilmiötä kutsuttiin Mn-levitykseksi.
Myös Mn-ionien diffuusiota ZnS:ssa tutkittiin.
Atomivoimamikroskopialla havaittiin ZnS-kalvon pinta-alan kasvavan kalvon paksuuden kasvaessa.
Tämän seurauksena mangaania tarttuu enemmän ZnS-kalvoon kasvatuksen lopussa.
Mn-levityksen ZnS-kalvon yläosassa todettiin vaikeutuvan kalvon pinta-alan kasvaessa ja ZnCI_(2)-pulssien heiketessä.
Muut Mn-levitykseen vaikuttavat prosessiparametrit olivat pulssien pituudet sekä reaktori- ja lähdelämpötilat.
Tulosten perusteella mangaanin tasainen jakautuminen lasin yli ja kalvon syvyyssuunnassa on mahdollista aikaansaada optimoimalla kasvatuksen aikaiset parametrit.
Tärkeimmät optimoitavat parametrit ovat reaktori- ja lähdelämpötilat sekä Mn-seostus- ja Mn levityspulssien pituudet.
Lisäksi on kiinnitettävä huomiota lähteiden täyttömääriin.