Mangaanin levitys ZnS-ohutkalvolle ALE-prosessissa

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

1999

Department

Kemian tekniikan osasto

Major/Subject

Epäorgaaninen kemia

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.

Description

Supervisor

Niinistö, Lauri

Thesis advisor

Pitkänen, Tuomas

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120446199

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK