Tekniikka. Tuomo Suntolan 1970-luvulla kehittämä atomikerroskasvatusteknologia (Atomic Layer Deposition, ALD) on nykyisin maailmanlaajuisessa käytössä. Sillä valmistetaan muutaman atomikerroksen vahvuisia ohutkalvoja esimerkiksi mikroprosessoreihin ja muistikomponentteihin. ALD-ohutkalvojen ansiosta nykyelektroniikka on paitsi entistä pienempää ja edullisempaa, myös edellisiä laitesukupolvia tehokkaampaa.

Suntola kehitti ALD-menetelmän litteiden elektroluminesenssinäyttöjen valmistusteknologiaksi. Lopullisen läpimurtonsa tämä erilaisten ohutkalvojen valmistukseen soveltuva monitoimityökalu teki kuitenkin toisaalla. Menetelmän keksijä näki jo varhain atomikerroskasvatuksen ja ohutkalvotekniikan valtavat mahdollisuudet mikroelektroniikassa ja informaatioteknologiassa.

– Kun puolijohdeteknologiassa ymmärrettiin ALD-teknologian merkitys 2000-luvun alussa, sen käyttö räjähti valtavaan kasvuun, Millennium-palkittu Suntola kertoo.

Pelasti Mooren lain

1970-luvulla syntynyt innovaatio on todellakin ollut aikaansa edellä. Vielä 1990-luvulla mikroelektroniikan valmistajat pitivät ALD-tekniikkaa liian hitaana ja työläänä menetelmänä massatuotantoon. 2000-luvulle tultaessa mikrosirut alkoivat kuitenkin olla niin pieniä, että muutaman atomin paksuisille ohutkalvoille alkoi olla käyttöä.

Suntolan innovaatio on yksi keskeinen tekijä siinä, että kuuluisa Mooren laki on pätenyt hämmästyttävän tarkasti näihin päiviin saakka. Gordon E. Moore esitti jo vuonna 1965, että transistorien lukumäärä mikropiireissä kaksinkertaistuu noin kahden vuoden välein. Vuoden 2005 paikkeilla Mooren laki oli suuressa vaarassa kumoutua, sillä mikroprosessorien transistorimäärän kasvaessa tarvittiin entistä ohuempia eristekerroksia. Apuun tuli ALD-teknologia. Prosessorivalmistaja Intel otti ALD-ohutkalvot käyttöönsä ensimmäisenä massavalmistajana, kun se esitteli uuden 45 nanometrin prosessorisukupolvensa vuonna 2007.

Tänään nykyaikaisten tietokoneiden, antureiden, aurinkokennojen ja kännyköiden valmistus ei enää onnistuisi ilman ALD-ohutkalvoja. ALD-kalvojen valmistukseen käytettävien laitteistojen ja kemikaalien maailmanlaajuiset markkinat ovat arviolta noin kaksi miljardia dollaria, ja ALD-teknologiaan nojaavan kuluttajaelektroniikan markkina-arvo yltää jo ainakin viiteensataan miljardiin dollariin. ×

TEK-verkkolehdessä kerrotaan, miten Suntolan innovaatio alunperin syntyi, ja miten erityislaatuista ALD-osaamista Suomessa on. Lue lisää: lehti.tek.fi/suntola