Vacuum line chemistry in selected atomic layer deposition processes

Thumbnail Image

Files

master_malm_jari_2005.pdf (791.68 KB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Kemian tekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2005

Department

Kemian tekniikan osasto

Major/Subject

Epäorgaaninen kemia

Mcode

Kem-3

Degree programme

Language

en

Pages

74 s.

Series

Abstract

Tämän opinnäytteen kirjallisuusosassa esitellään atomikerroskasvatusmenetelmän (ALD) periaatteet ja erityyppiset reaktorit sekä kloridi- syklopentadienyyli- ja amidilähdeaineisiin perustuvien ALD-prosessien tyypilliset piirteet. ALD-reaktorin pumppauslinjassa esiintyvien lähtöaineiden ja reaktiotuotteiden ominaisuuksia tarkastellaan terveysvaikutusten ja myrkyllisyyden sekä laitteistolle aiheutuvien vaikutusten näkökulmasta. Kokeellisessa osassa tarkastellaan atomikerroskasvatuksen kloridilähdeaineista suoritettavien ALD-kasvatusten pintareaktioissa syntyvän HCl-kaasun neutralointia alipaineessa ALD-reaktorin pumppauslinjassa. HCl-pitoisen kaasuvirran käsittelyssä tutkittiin neljää kiinteää, rakeista ja emäksistä absorbenttia - CaCO3:a, CaO:a, NaOH:a ja NaOH:11a kyllästettyä aktiivihiiltä - sekä käsittelemätöntä aktiivihiiltä, jonka toiminta perustuu fysikaaliseen adsorptioon. Kokeet suoritettiin kahdessa osassa: Aluksi materiaalit tutkittiin pienessä ALD-reaktorin pumppauslinjan olosuhteita jäljittelevässä laitteessa sekä myöhemmin suuremmassa koelaitteessa, joka oli liitetty ALD-reaktoriin. HCl-pitoinen poistokaasuvirta tuotettiin runsaasti HC1:a tuottavan ALD-reaktion avulla. Absorbenttimateriaalien tehokkuus määritettiin absorbenttien massanmuutosten sekä kloridi-ionin potetiometristen titrausten perusteella. Pienessä koelaitteessa suoritettujen kokeiden perusteella voitiin verrata valittujen materiaalien suorituskykyä NaOH:a lukuunottamatta, sillä NaOH-rakeet vettyivät. CaCO3 kykeni neutraloimaan suurimman osan laitteeseen syötetystä HC1:sta, kun taas CaO:n toimintakyky kesti pisimmän ajan. Myös CaO:n kyky käsitellä HCl-kaasua absorbenttimateriaalin massa- tai tilavuusyksikköä kohti oli paras. NaOH-impregnoidun aktiivihiilen käytettävissä oleva reaktiivinen ainemäärä reagoi kaikista täydellisimmin. Käsittelemättömän aktiivihiilen suorituskyky oli kaikilta osin vaatimattomin. Tutkittujen neutralointimateriaalien nähtiin reagoivan tyydyttävästi HC1:n kanssa pienessä koelaitteessa suoritetuissa kokeissa, mutta suuremmassa pilot-mittakaavan laitteessa reaktiivisuus oli hyvin vähäistä. Tämä voi johtua pienen ja pilot-mittakaavan laitteen erilaisista virtausnopeuksista ja kaasuvirran kosteuspitoisuuksista sekä toisistaan poikkeavien laiterakenteiden aiheuttamista eroista kiinteän- ja kaasufaasin vuorovaikutuksissa.

Description

Supervisor

Niinistö, Lauri

Keywords

vacuum line, atomic layer deposition, ALD processes

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201305163098

Collections

[dipl] Kemian tekniikan korkeakoulu / CHEM