Uusien Y- ja La-lähdeaineiden soveltuus ALE-kasvatuksiin

No Thumbnail Available

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

2001

Department

Kemian tekniikan osasto

Major/Subject

Epäorgaaninen kemia

Mcode

Kem-35

Degree programme

Language

fi

Pages

x + 101

Series

Abstract

Kirjallisuusosassa selvitetään Y_(2)O_(3)- ja La_(2)O_(3)-ohutkalvojen valmistusta eri menetelmillä sekä esitellään lyhyesti menetelmien periaatteet. Fysikaalisista kaasufaasimenetelmistä on käsitelty elektronisuihkuhöyrystystä, pulssitettua laserkasvatusta, molekyylisuihkuepitaksiaa, sputterointia, ioniavustettua kasvatusta sekä ionisoitua klusterisuihkukasvatusta. Kemiallisista nestefaasimenetelmistä on selostettu tarkemmin vain Langmuir-Blodgett-menetelmää. Kemiallisista kaasufaasikasvatusmenetelmistä on käsitelty pyrolyysiä, kemiallista kaasufaasikasvatusta (CVD), organometallista CVD:a, plasma- ja katalyyttiavusteista CVD:a sekä atomikerrosepitaksiaa (ALE). Jokaisesta menetelmästä onkäsitelty sovelluksia Y_(2)O_(3)- ja La_(2)O_(3)-ohutkalvojen kasvatuksista erityisesti piisubstraateille. Kokeellisessa osassa valmistettiin Y_(2)O_(3)- ja La_(2)O_(3)-ohutkalvoja atomikerrosepitaksialla käyttämällä lähdeaineina organometallisia tris(syklopentadienyyli)yttriumia (Cp_(3)Y) ja -lantaania (Cp_(3)La) sekä tris(metyylisyklopentadienyyli)yttriumia (CpMe_(3)Y) ja -lantaania (CpMe_(3)La). Hapettimena käytettiin vettä. Vertailun suorittamiseksi valmistettiin myös oksidikalvoja yttrium- ja lantaani 2,2,6,6-tetrametyyli-3,5-heptaanidionilla (Y(thd)_(3) ja La(thd)_(3)) ja otsonilla. Y_(2)O_(3)-kalvojen kasvunopeuden lämpötilariippuvuutta CpMe_(3)Y:lla tutkittiin lämpötiloissa 175-450°C. ALE-ikkunassa (200-400°C) kasvunopeus Si(100)-substraatille oli 1,25- 1,35 Å/jakso. ALE-kasvu varmistettiin ja valmistusparametrit optimoitiin 300°C:n lämpötilassa. Kasvatetut kalvot olivat monikiteisiä ja stoikiometrisia. Morfologialtaan tasaisimmat kalvot kasvatettiin alle 250°C:ssa. Kasvunopeus piisubstraatille Cp_(3)Y-lähdeainetta käytettäessä oli 1,65-1,85 Å/jakso 250-400°C:n kasvatuslämpötilavälillä. Kummallakin lähdeaineella saavutettavat kalvojen kasvunopeudet olivat huomattavasti korkeammat kuin Y(thd)_(3):lla ja otsonilla kasvatettujen Y_(2)O_(3)-ohutkalvojen kasvunopeus. Lantaanioksidikalvoja pystyttiin valmistamaan CpMe_(3)La-lähdeaineella 165-175°C:n kasvatuslämpötiloissa, jolloin kasvunopeus oli 1,97 Å/jakso Kasvatetut lantaanioksidikalvot olivat monikiteisiä ja reagoivat ilman kanssa. Siitä huolimatta kalvojen havaittiin olevan morfologialtaan tasaisia. Toisaalta Cp_(3)La-lähdeaine hajoaa puolestaan jo hyvin lähellä höyrystymislämpötilaa, eikä lantaanioksidikalvojen kasvatus tällä lähdeaineella ollut mahdollista.

Description

Supervisor

Kulmala, Sakari

Thesis advisor

Putkonen, Matti

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120447502

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK