Tesis sobre el tema "Microelectronics"
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Karnaushenko, Daniil. "Shapeable microelectronics". Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Chemnitz, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-205489.
Texto completoBanerji, Sounak. "Warpage characterization and lithographic limitations of FR-4 for SOP global interconnect needs". Thesis, Georgia Institute of Technology, 2002. http://hdl.handle.net/1853/14853.
Texto completoSaiyed, Mohammed Shafi. "System-in-package a system level investigation for package reliability /". Diss., Online access via UMI:, 2005.
Buscar texto completoNazareth, Mathew B. "Design and simulation of a multichip module /". Online version of thesis, 1994. http://hdl.handle.net/1850/12181.
Texto completoZubair, Muhammed 1962. "Aluminoborophosphosilicate glasses for microelectronics packaging". Thesis, The University of Arizona, 1991. http://hdl.handle.net/10150/277898.
Texto completoEades, Herbert H. "Thermal modeling of hybrid microelectronics". Thesis, Virginia Tech, 1990. http://hdl.handle.net/10919/42141.
Texto completoAs the size of hybrid microelectronics is reduced, the power density increases and thermal interaction between heat-producing devices becomes significant. A nondimensional model is developed to investigate the effects of heat source interaction on a substrate. The results predict the maximum temperature created by a device for a wide range of device sizes, substrate thicknesses, device spacings, and external boundary conditions. They can be used to assess thermal interaction for preliminary design and layout of power devices on hybrid substrates.
Previous work in this area typically deals with semi-infinite regions or finite regions with isothermal bases. In the present work, the substrate and all heat dissipating mechanisms below the substrate are modeled as two separate thermal resistances in series. The thermal resistance at the base of the substrate includes the bond to the heat sink, the heat sink, and convection to a cooling medium. Results show that including this external resistance in the model can significantly alter the heat flow path through the substrate and the spreading resistance of the substrate. Results also show an optimal thickness exists to minimize temperature rise when the Biot number is small and the device spacing is large.
Tables are presented which list nondimensional values for maximum temperature and spreading resistance over a wide range of substrate geometries, device sizes, and boundary conditions. A design example is included to demonstrate an application of the results to a practical problem. The design example also shows the error that can result from assuming an isothermal boundary at the bottom of the substrate rather than a finite thermal resistance below the substrate.
Several other models are developed and compared with the axisymmetric model. A one-dimensional model and two two-dimensional models are simpler than the axisymmetric model but prove to be inaccurate. The axisymmetric model is then compared with a full three-dimensional model for accuracy. The model proves to be accurate when sources are symmetrically spaced and when sources are asymmetrical under certain conditions. However, when the sources are asymmetrical the axisymmetric model does not always predict accurate results.
Master of Science
Nagarkar, Kaustubh Ravindra. "A systems approach to ultra-fine pitch flip chip interconnect packaging". Diss., Online access via UMI:, 2005.
Buscar texto completoHon, Chi Kwong. "3D packaging of multi-stacked flip chips with plugged through silicon vias for vertical interconnection /". View abstract or full-text, 2006. http://library.ust.hk/cgi/db/thesis.pl?MECH%202006%20HON.
Texto completoSinno, Bilal. "Mechanical and dielectric characterization of electronic grade polymers at subambient temperatures". Thesis, Georgia Institute of Technology, 1995. http://hdl.handle.net/1853/10149.
Texto completoWright-Williams, Lorna M. "New organic materials for microelectronics applications". Diss., Georgia Institute of Technology, 1998. http://hdl.handle.net/1853/26251.
Texto completoHarris, D. G. "The effects of microelectronics in supermarkets". Thesis, Brunel University, 1985. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.354226.
Texto completoBalakrishnapillai, Premlal. "Carbon based nanomaterials for future microelectronics". Thesis, University of Sheffield, 2013. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.604651.
Texto completoKiziroglou, Michail E. "Integration of spintronics into silicon microelectronics". Thesis, University of Southampton, 2006. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.435718.
Texto completoBeck, Daniel S. "Microelectronic obsolescence management". Thesis, Monterey, Calif. : Springfield, Va. : Naval Postgraduate School ; Available from National Technical Information Service, 2003. http://library.nps.navy.mil/uhtbin/hyperion-image/03Jun%5FBeck.pdf.
Texto completoDang, Anh Xuan-Hung. "Study of warpage of base substrates and materials for large-area MCM-D packaging". Thesis, Georgia Institute of Technology, 1999. http://hdl.handle.net/1853/17804.
Texto completoCampbell, James Stephen Jr. "Establishment of an analytical and experimental test facility for the evaluation of thermal management in microelectric packages". Thesis, Georgia Institute of Technology, 1997. http://hdl.handle.net/1853/19244.
Texto completoNagarathnam, Premkumar. "Novel carbon nanotube thermal interfaces for microelectronics". Thesis, Atlanta, Ga. : Georgia Institute of Technology, 2009. http://hdl.handle.net/1853/31720.
Texto completoCommittee Chair: Graham, Sam; Committee Member: Joshi, Yogendra; Committee Member: Kalaitzidou, Kyriaki. Part of the SMARTech Electronic Thesis and Dissertation Collection.
Stephenson, F. W. "Advances in active filters and hybrid microelectronics". Thesis, University of Newcastle upon Tyne, 2006. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.424157.
Texto completoGreen, Nicholas Russell. "Microstructural studies of solder bonds in microelectronics". Thesis, University of Cambridge, 1992. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.316768.
Texto completoRamadhan, Abdulmajeed A. "Electrohydrodynamic driven airflows for microelectronics thermal management". Thesis, University of Leeds, 2018. http://etheses.whiterose.ac.uk/21163/.
Texto completoWilliams, Ian. "Methods and microelectronics for proprioceptive neural feedback". Thesis, Imperial College London, 2014. http://hdl.handle.net/10044/1/24566.
Texto completoHoey, Justin Michael. "Aerosol-Based Ultrafine Material Deposition for Microelectronics". Diss., North Dakota State University, 2012. https://hdl.handle.net/10365/26826.
Texto completoZhu, Xiaoxin. "Computer simulation of electromigration in microelectronics interconnect". Thesis, University of Greenwich, 2014. http://gala.gre.ac.uk/13600/.
Texto completoMarchand, Roger T. "Computation of parasitics in multilayer hybrid microelectronics". Thesis, This resource online, 1992. http://scholar.lib.vt.edu/theses/available/etd-12052009-020108/.
Texto completoCottle, Rand Duprez. "Isotropic copper-invar alloys for microelectronics packaging /". Digital version accessible at:, 2000. http://wwwlib.umi.com/cr/utexas/main.
Texto completoDesai, Anand Hasmukh. "Thermal management of small scale electronic systems". Diss., Online access via UMI:, 2006.
Buscar texto completoDasalla, Kathryn Anne. "Capacity requirements planning of multichip modules through simulation". Diss., Online access via UMI:, 2007.
Buscar texto completoIncludes bibliographical references.
Tsui, Yat Kit. "Design and fabrication of a flip-chip-on-chip multi-chip module with 3D packaging structure and through-silicon-via for underfill dispensing /". View abstract or full-text, 2004. http://library.ust.hk/cgi/db/thesis.pl?MECH%202004%20TSUI.
Texto completoIncludes bibliographical references (leaves 116-127). Also available in electronic version. Access restricted to campus users.
Stoyanov, Stoyan Kostadinov. "Optimisation modelling for microelectronics packaging and product design". Thesis, University of Greenwich, 2004. http://gala.gre.ac.uk/6312/.
Texto completoHunt-Lowery, Alisa. "STATISTICAL ANALYSIS OF NOVEL DIELECTRIC MATERIALS FOR MICROELECTRONICS". NCSU, 2004. http://www.lib.ncsu.edu/theses/available/etd-09212004-100243/.
Texto completoJohansson, Jonny. "Microelectronics for the thumb-size ultrasound measurement system /". Luleå, 2004. http://epubl.luth.se/1402-1544/2004/44.
Texto completoCukalovic, Boris. "MIT integrated microelectronics device experimentation and simulation iLab". Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2006. http://hdl.handle.net/1721.1/36776.
Texto completoIncludes bibliographical references (p. 57-58).
We developed the MIT Integrated Microelectronics Device Experimentation and Simulation iLab, a new online laboratory that combines and significantly upgrades the capabilities of two existing online microelectronics labs: WebLab, a device characterization lab, and WebLabSim, a device simulation lab. The new integrated tool allows users to simultaneously run experiments on actual devices and simulations on the virtual ones, as well as to compare the results of the two. In order to achieve this, we considerably extended the capabilities of the original clients. We added the ability to graph the results of multiple experiments and simulations simultaneously, on top of each other, which allows for much easier comparison. We also added the ability to load, view and graph the results of experiments and simulations that were ran at any point in the past, even when the corresponding lab configurations are no longer available. Our hope is that this new integrated iLab will enrich microelectronics teaching and learning by allowing students to compare real life device behavior with theoretical expectations.
by Boris Cukalovic.
M.Eng.
Tomczyk, Monika Malgorzata. "Designing 2D functional materials for future microelectronics applications". Doctoral thesis, Universidade de Aveiro, 2017. http://hdl.handle.net/10773/21818.
Texto completoDevido à redução de dimensões e ao aumento da velocidade de processamento de dados nos dispositivos microeletrónicos baseados em semicondutores convencionais, estão a ser exploradas abordagens inovadoras envolvendo novos materiais tais como óxidos funcionais. Com o rápido desenvolvimento da indústria eletrónica existe uma maior necessidade de elevado desempenho, de elevada fiabilidade, e de componentes eletrónicos miniaturizados integrados em vários dispositivos. A fim de tornar os dispositivos amplamente acessíveis e de fácil utilização, requisitos adicionais devem ser considerados: o tamanho e peso desejados, o custo reduzido, o baixo consumo de energia e a portabilidade. Materiais funcionais de baixa dimensionalidade são muito promissores para cumprir essas exigências. Em particular, os ferroeléctricos de filmes finos bidimensionais (2D) têm recebido grande atenção devido à sua crescente utilização em memórias não voláteis, detectores piroelétricos, transdutores piezoeléctricos miniaturizados e dispositivos sintonizáveis de micro-ondas. A temperatura de cristalização é um parâmetro chave na preparação de ferroelétricos 2D. Muitos filmes finos ferroelétricos são cristalizados a temperaturas >600 °C. Esses valores estão acima da temperatura que certos elementos do dispositivo funcional podem suportar. Recentemente, este facto tornou-se ainda mais importante, devido às promissoras aplicações que podem ser consideradas caso os ferroeléctricos 2D sejam compatíveis com substratos poliméricos flexíveis de baixo custo e de baixo ponto de fusão. A compatibilidade de filmes finos ferróicos com estes últimos tipos de substratos é muito difícil, mas se conseguida pode ampliar acentuadamente a gama de aplicações para os mais recentes requisitos de eletrónica flexível e microeletrónica, onde dispositivos leves e baratos são exigidos. Neste trabalho, é implementada uma combinação da modificação da química de precursores e assistência por luz UV, com promoção simultânea da cristalização pela introdução de sementes nanocristalinas na solução precursora, para a fabricação de filmes finos ferróicos sem chumbo - Método de Precursores Fotossensíveis Semeados. Neste contexto, o principal objetivo deste trabalho foi fabricar filmes finos sem chumbo BiFeO3 (BFO) e Na0.5Bi0.5TiO3 (NBT) a baixas temperaturas (~300 °C) com uma resposta ferroelétrica competitiva. Além disso, a investigação do efeito do elétrodo-base sobre as propriedades dielétricas e ferroelétricas de filmes finos de BFO foi levada a cabo, e a comparação entre o comportamento de condensadores de BFO com base em IrO2, LaNiO3 (LNO) e Pt foi estabelecida. Adicionalmente, os efeitos dos vários eléctrodos sobre a microestrutura de filmes finos ferroeléctricos de BFO foram estudados por microscopia eletrónica de transmissão (TEM) de alta resolução. Primeiramente, filmes finos finos de perovesquite BFO e NBT foram preparados sobre substratos de silício revestidos com Pt, por deposição de solução química. Os filmes finos de BFO foram preparados a temperaturas na gama de 400-500 °C, a partir de soluções de precursores estequiométricas e com excesso de Bi. Os filmes de BFO cristalinos foram obtidos a 400 °C, o limite inferior de temperatura. Os filmes preparadas com excesso de Bi possuem curvas de histerese ferroelétrica mais definidas do que aqueles sem qualquer excesso, para filmes com espessuras ~150 nm. Uma vez que as densidades de corrente de fuga nos filmes finos diminuem com a diminuição da temperatura de processamento, a polarização de filmes finos de BFO preparados com excesso Bi e recozidos a 400 e 450 °C pode ser efetivamente comutada à temperatura ambiente. Obtiveram-se valores de polarização remanescente de Pr ~10 e ~60 μC/cm2 com campos coercivos de EC ~ 205 e 235 kV/cm para os filmes finos preparados a 400 e 450 °C, respectivamente. Os filmes finos de NBT foram preparados a temperaturas entre 400 e 650 °C. As propriedades estruturais e ferroelétricas dos filmes foram examinadas. A constante dieléctrica observada e as perdas dieléctricas a 100 kHz são 616 e 0,032, respectivamente, enquanto que a polarização remanescente observada e o campo coercivo são Pr ~ 24 μC/cm2 e EC ~ 215 kV/cm, respectivamente para o filme de NBT recozido a 650 °C. O recozimento térmico, em atmosfera de oxigénio após cada camada de revestimento, é eficaz na promoção da cristalização do filme na fase de perovesquite romboédrica a uma baixa temperatura de 400 °C. No entanto, obteve-se um ciclo P-E quase linear para os filmes NBT cristalizados a 400 °C devido à sua incipiente cristalinidade. Os filmes finos de BFO foram depositados numa gama de elétrodos para determinar o seu papel no controlo da formação de fases e da microestrutura. A cristalização em elétrodos de óxido seguiu a sequência: amorfa → Bi2O2(CO3) → perovesquite, enquanto que nos elétrodos de Pt cristalizaram diretamente a partir da fase amorfa. Os elétrodos de IrO2 promoveram a formação da fase de perovesquite à temperatura mais baixa e o LNO induziu adicionalmente o crescimento epitaxial local. O LNO tem a estrutura de perovesquite com o parâmetro de rede a = 0.384 nm, compatível com o de BFO, a = 0.396 nm, e assim a epitaxia é mais provável. Todas as composições exibiram precipitados inteiramente coerentes ricos em Fe dentro do interior de grão da matriz de perovesquite, enquanto que a incoerente segunda fase de Bi2Fe4O9 foi também observada nos limites de grão de BFO crescido em eléctrodos de Pt. Esta última pode ser observada por difração de raios X, bem como TEM, mas os precipitados coerentes foram observados apenas por TEM, principalmente evidenciados pelo seu contraste Z em imagens de campo escuro anular. Estes dados têm consequências acentuadas permitindo alargar a utilização de filmes de BFO sob campo aplicado, a aplicações como atuadores, sensores e aplicações de memória. Em seguida, os filmes finos de BFO foram depositados em substratos de Si com elétrodos distintos, como Pt, LNO e IrO2, para investigar o efeito do elétrodo-base sobre o crescimento e as propriedades elétricas do BFO. Todas os filmes de BFO são compostos por grãos colunares cujo tamanho é dependente do elétrodo-base. Não se observou textura para filmes de 320 nm de espessura fabricados em Pt orientado (111). Os filmes sobre eléctrodos de óxido, em particular sobre LNO são altamente orientados no plano (012). A grande polarização remanescente em BFO/Pt e BFO/IrO2 é atribuída à alta contribuição de corrente de fuga. Os filmes BFO de 400 nm de espessura em LNO possuem uma baixa densidade de corrente de fuga ~4 × 10-6 A/cm2, uma grande polarização remanescente de 50 μC/cm2 e um pequeno campo coercitivo de 180 kV/cm à temperatura ambiente. Demonstramos que as camadas de LNO aumentam a cristalinidade e a orientação de filmes finos BFO, o que se reflete nas suas propriedades funcionais. Este estudo mostra que, além da simples necessidade de filmes monofásicos, os elétrodos de óxido de metal têm um impacto relevante no desenvolvimento de filmes finos BFO de alta qualidade fabricados por métodos químicos de deposição de solução. Estes resultados têm uma implicação grande para a fabricação de dispositivos BFO baseados em filmes finos. Finalmente, provamos que é possível fabricar diretamente filmes finos de BFO sem chumbo em substratos flexíveis de poliamida com funcionalidades ferroelétricas e magnéticas (multiferroicidade) à temperatura ambiente. O nosso método inovador, baseado em soluções de Precursores Fotossensíveis e nanosementes cristalinas, foi usado com sucesso para diminuir a temperatura de cristalização de filmes finos de BFO até uma temperatura tão baixa quanto 300 °C, a mais baixa temperatura reportada até agora para a preparação de filmes finos multiferróicos de BFO. Apesar deste excepcionalmente baixo nível térmico, obtém-se uma polarização remanescente Pr de 2.8 μC/cm2 para os filmes semeados + UV, com um campo coercitivo EC de 300 kV/cm. A estratégia de síntese baseada na utilização de precursores fotossensíveis sementados pode ser transferida para qualquer outra família de óxidos metálicos funcionais.
With the dimensions reduction and data processing speeds increasing of conventional semiconductor based microelectronic devices, innovative approaches involving new materials such as functional oxides are being explored. With the rapid development of the electronics industry there is a need for high performance, high reliability and miniaturized electronic components integrated into various devices. In order to make the devices user friendly and widely accessible, additional requirements should be considered: the desired size and weight, low cost, low power consumption, and portability in addition to high levels of functionality. Low dimensional functional materials hold great promises to fulfil those requirements. In particular, two-dimensional (2D) thin film ferroelectrics have received wide attention because of their growing use as non-volatile memories, pyroelectric detectors, miniaturized piezoelectric transducers and tunable microwave devices. Crystallization temperature is a key parameter in preparation of 2D-ferroelectrics. Many ferroelectric thin films are crystallized at temperatures >600 °C. This is above the temperature that certain elements of the functional device can withstand. Recently it became even more important due to promising applications that can be envisaged if 2D-ferroelectrics will be compatible with low cost, low melting temperature flexible polymeric substrates. The compatibility of ferroic thin films with those last types of substrates can markedly widen the range of applications towards the most recent requirements of flexible electronics and microelectronics, where lightweight and cheap devices are demanded. In this work, a combination of the modification of precursor chemistry and the assistance of UV-light, with simultaneous promotion of crystallization by introducing nanocrystalline seeds in the precursor solution, is implemented to fabricate lead-free ferroic thin films - Seeded Photosensitive Precursor Method. Within this context, the main objective of this work was to fabricate lead-free BiFeO3 (BFO) and Na0.5Bi0.5TiO3 (NBT) thin films with a competitive ferroelectric response at low temperatures. Moreover, investigations of the effect of the bottom electrode on the dielectric and ferroelectric properties of BFO thin films was conducted and the comparison between the behavior of IrO2, LaNiO3 (LNO) and Pt based BFO capacitors established. Additionally, the effects of these various bottom electrodes on the microstructure of BiFeO3 ferroelectric films was studied by high-resolution TEM. Firstly, BFO and NBT perovskite thin films were prepared on Pt-coated silicon substrates by chemical solution deposition. BFO was prepared at temperatures in the range 400-500 °C, and from stoichiometric and Bi excess precursor solutions. Crystalline BFO films were obtained at the lowest temperature limit of 400 °C. The films prepared with Bi excess possess more defined ferroelectric hysteresis loops than those without any excess; for films with thicknesses ~150 nm. As the leakage current densities in the films decrease with decreasing the processing temperature, polarization of BFO films prepared with Bi excess and annealed at 400 and 450 °C can be effectively switched at room temperature. Remanent polarization values of Pr ~ 10 and ~60 μC/cm2 with coercive fields of EC ~ 205 and 235 kV/cm were obtained for the films prepared at 400 and 450 °C, respectively. NBT thin films were prepared at temperatures from 400 to 650 °C. Structural and ferroelectric properties of the films were examined. The observed dielectric constant and dielectric losses at 100 kHz are 616 and 0.032, respectively, while the observed remanent polarization and coercive field are Pr ~ 24 μC/cm2 and EC ~ 215 kV/cm, respectively for the NBT film annealed at 650 °C. Thermal annealing in an oxygen atmosphere after each layer of coating is effective in promoting crystallization of the film into rhombohedral perovskite phase at a low temperature of 400 °C. However, almost linear, P-E loop was obtained for those NBT films crystallized at 400 °C due to incipient crystallinity. BFO thin films were grown on a range of electrodes to determine their role in controlling phase formation and microstructure. The crystallization on oxide electrodes followed the sequence: amorphous → Bi2O2(CO3) → perovskite, while those on Pt crystallized directly from the amorphous phase. IrO2 electrodes promoted perovskite phase formation at the lowest temperature and LaNiO3 additionally induced local epitaxial growth. LNO has the perovskite structure with lattice parameter a = 0.384 nm, compatible with that of BFO, a = 0.396 nm and thus epitaxy is more likely. It was observed for the first time that all compositions exhibited fully coherent Fe-rich precipitates within the grain interior of the perovskite matrix, whereas incoherent Bi2Fe4O9 second phase was also observed at the grain boundaries of BFO grown on Pt electrodes. The latter could be observed by X-ray diffraction as well as transmission electron microscopy (TEM) but coherent precipitates were only observed by TEM, principally evidenced by their Z contrast in annular dark field images. These data have pronounced consequences for the extended use of BFO films under applied field for actuator, sensor and memory applications. Then, BFO thin films were deposited on Si-based substrates with distinct electrodes, such as Pt, LNO, and IrO2, in order to investigate the effect of bottom electrode on the growth and electrical properties of BFO. All BFO films are composed of columnar grains which size is dependent on the bottom electrode. No texture was observed for 320 nm thick films fabricated on (111) oriented Pt. Films on oxide electrodes, in particular on LNO are highly (012) oriented. The large remanent polarization in BFO/Pt and BFO/IrO2 is attributed to the high leakage current contribution. 400 nm thick BFO films on LNO possess a low leakage current density ~4 × 10-6 A/cm2, a large remanent polarization of 50 μC/cm2 and a small coercive field of 180 kV/cm at room temperature. We demonstrate that LNO layers enhance the crystallinity and orientation of BFO thin films, which is reflected in their functional properties. This study shows that besides the simple need of monophasic films metal oxide electrodes have a relevant impact on the development of high quality BFO thin films fabricated by chemical solution deposition methods. These results have a broad implication for the fabrication of BFO thin film based devices. Finally, we prove that it is possible to directly fabricate lead-free BFO thin films on flexible polyamide substrates with ferroelectric and magnetic functionalites (multiferroicity) at room temperature. Our own proprietary novel solution-based Seeded Photosensitive Precursor Method was successfully used to decrease the crystallization temperature of BFO thin films down to a temperature as low as 300 °C, the lowest reported up to now for the preparation of multiferroic BFO thin films. Despite this exceptionally low thermal budget a remanent polarization Pr of 2.8 μC/cm2 is obtained for the seeded + UV films, with a coercive field EC of 300 kV/cm. The synthesis strategy based on the use of seeded photosensitive precursors can be transferred to any family of functional metal oxide.
Willis, Oral R. "Characterizing fluoropolymeric materials for microelectronics and MEMS packaging". Diss., Online access via UMI:, 2007.
Buscar texto completoLai, Yin Hing. "High power flip-chip light emitting diode /". View abstract or full-text, 2004. http://library.ust.hk/cgi/db/thesis.pl?ELEC%202004%20LAI.
Texto completoIncludes bibliographical references (leaves 60-68). Also available in electronic version. Access restricted to campus users.
Christensen, Adam Paul. "Multiscale modeling of thermal transport in gallium nitride microelectronics". Diss., Atlanta, Ga. : Georgia Institute of Technology, 2009. http://hdl.handle.net/1853/31681.
Texto completoCommittee Chair: Samuel Graham; Committee Member: Donald Dorsey; Committee Member: Douglas Yoder; Committee Member: Michael Leamy; Committee Member: Sankar Nair; Committee Member: Zhuomin Zhang. Part of the SMARTech Electronic Thesis and Dissertation Collection.
Chiniwalla, Punit Paresh. "Crosslinking of polynorbornene based dielectrics for application in microelectronics". Diss., Georgia Institute of Technology, 2001. http://hdl.handle.net/1853/11313.
Texto completoCoxon, Penelope Anne. "Polycrystalline silicon thin-film transistors for large-scale microelectronics". Thesis, University of Cambridge, 1990. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.358595.
Texto completoThomas, Stuart R. "Solution processed metal oxide microelectronics : from materials to devices". Thesis, Imperial College London, 2013. http://hdl.handle.net/10044/1/22162.
Texto completoСлюсаренко, О. А. y В. П. Карнаушенко. "Комплекс лабораторних робіт із застосування комплекту розробника ST Microelectronics". Thesis, ХНУРЕ, 2018. http://openarchive.nure.ua/handle/document/8933.
Texto completoFu, Zhi. "BaNd2Ti5O14 thick films for microelectronics fabricated by electrophoretic deposition". Doctoral thesis, Universidade de Aveiro, 2008. http://hdl.handle.net/10773/2319.
Texto completoNos dias que correm os engenheiros de circuítos na área da microelectrónica são confrontados com a necessidade de desenhar circuítos que permitam um maior transporte de informação numa menor largura de banda, que consumam menos energia e ao mesmo tempo com a necessidade de criar produtos de dimensões menores e mais flexíveis, com maiores níveis de integração, operação a frequências mais elevadas e a custos mais reduzidos. Neste contexto, a substituição de componentes dieléctricos cerâmicos na forma de monolitos, que são parte integrante de determinados dispositivos microelectrónicos que operam a frequências elevadas (filtros e antennas, por exemplo), por dieléctricos processados na forma de filmes espessos está sob consideração. Com esta aproximação espera-se, por um lado conseguir uma redução do tamanho do dispositivo e dos custos associados à sua produção e por outro lado, e de particular relevância, explorar as oportunidades criadas pela possibilidade de processar filmes conformes com substratos de diferentes formas e de natureza metálica. Novas estruturas e concepções para dispositivos que operam a frequências elevadas deverão ser criadas. Ao mesmo tempo, crê-se contribuir para o desenvolvimento de processos de fabrico de produção em massa de filmes de materiais dieléctricos com desempenho reproductível e a baixos custos. As técnicas de preparação de filmes finos incluem a fabricação por cinta (“tape casting”), por impressão em tela (“screen printing”), por jacto de tinta (“jet printing”) e por deposição electroforética (“electrophoretic deposition”, EPD). A importância da deposição electroforética advém das suas características únicas, que incluem a simplicidade e flexibilidade na aplicação a vários tipos de materiais e combinações de materiais numa gama alargada de formas e dimensões de estruturas, na relação fabricação – custos e na capacidade de dimensionar o processo à escala industrial para fabricação de volumes elevados de produtos e de grandes dimensões. Concomitantemente, quando comparado com os outros processos de fabricação de filmes espessos, a deposição electroforética permite a produção de camadas de uniformidade excepcional com um fácil controlo da sua espessura. Desta forma a fabricação de filmes espessos por deposição electroforética vai de encontro às actuais necessidades da indústria da microelectrónica no que respeita à substituição dos componentes dieléctricos monolitos em uso hoje em dia. Em relação aos materiais, os dieléctricos que podem ser utilizados como componentes de dispositivos de operação às frequências das microondas, deverão possuir perdas dieléctricas baixas, factor de qualidade (definido como o inverso das perdas dieléctricas) elevado, permitividade dieléctrica elevada e coeficiente de temperatura da permitividade baixo. De entre os dieléctricos com baixas perdas, o sistema BaO-Nd2O3-TiO2 representa uma importante família comercial de materiais para utilização às frequências das microondas, em particular a composição 1:1:5, que, porque reúne as características acima mencionadas, é um material de referência para estas aplicações. Embora cerâmicos de BaO-Nd2O3-TiO2 estejam actualmente em produção e comercialmente disponíveis em resonadores, filtros e substratos, entre outras aplicações, o uso de filmes espessos de BNT não foi até à realização deste estudo, referido. Neste trabalho, é explorada a fabricação por deposição electroforética de filmes espessos de BaNd2Ti5O14 (BNT). Para tal é conduzido um estudo sistemático do processo de deposição, desde a prova de conceito de aplicação do processo de deposição electroforética até à definição de condições reprodutíveis e optimizadas de deposição. São utilizados pós comerciais e pós fabricados em laboratório que foram depositados sobre folhas metálicas flexíveis de platina e substratos de alumina. Inicia-se o trabalho pela prova do conceito de aplicação da deposição electroforética ao fabrico de filmes de BNT. Filmes de BNT com 12 a 52 μm de espessura são fabricados a partir de pós de BNT comerciais sobre substratos de platina. Para melhorar a densidade em verde e a microestutura dos filmes obtidos recorre-se a uma etapa intermédia de prensagem isostática dos filmes em verde. O efeito da espessura dos filmes nas propriedades dieléctricas a baixas frequências é analisado. À medida que a espessura do filme aumenta, as propriedades dieléctricas dos filmes de BNT aproximam-se das propriedades dos cerâmicos de BNT em termos de permitividade e perdas dieléctricas. Filmes de BNT com 52 μm de espessura e sinterizados a 1300 °C durante 1 h exibem uma constante dieléctrica e uma perda dieléctrica de 107 e 0.0006 ou um factor de perda Q de 1600 a 1 MHz, respectivamente. A variação de permitividade dieléctrica é inferior a 0.02 % a um campo eléctrico de ±8 kV/cm e na gama de temperatura entre 30-120 °C é abaixo de +58.5 ppm/°C. O estudo revela ainda que não há degradação das propriedades dos filmes de BNT até 1.4 GHz, relativamente às propriedades medidas à frequência de 1 MHz. Após a prova de conceito, são conduzidos estudos de optimização do processo de deposição. Para tal foram especificamente sintetizados por processo convencional de reacções no estado sólido pós de BNT. O sucesso no processo de fabricação por EPD está intimamente relacionado com a escolha do meio de suspensão e aditivos, que devem originar uma suspensão estável com um grau de dispersão das partículas elevado. Neste trabalho são estudados quatro meios suspensores diferentes, que incluem, água, acetona, etanol e ácido acético. As propriedades físico – químicas das diferentes suspensões foram analisadas pelo determinação do potencial zeta, da distribuição do tamanho de partícula e transmitância de luz. Os resultados experimentais revelam que o potencial zeta é uma medida directa da estabilidade das suspensões, visto que o máximo do potencial zeta corresponde ao máximo de dispersão da suspensão que se reflecte também na distribuição do tamanho de partícula e no comportamento em termos de transmissão de luz através da suspensão. O máximo de potencial zeta (61 mV) é obtido para o meio suspensor de acetona com adições de I2, a que corresponde uma transmitância de 10%. O efeito dos diferentes meios suspensores é estudado na deposição, microestrutura e propriedades dieléctricas dos filmes de BNT. De entre os vários meios suspensores, apenas o ácido acético e a acetona com I2 apresentam a capacidade para formação de depósitos e as limitações do ácido acético são analisadas em termos da reproductibilidade do processo. Camadas depositadas de homogeneidade e taxa de deposição elevadas e com superfícies macias foram obtidas com o meio suspensor à base de acetona. Para este caso, o efeito de vários parâmetros de processamento, que incluem o campo eléctrico aplicado, o tempo de deposição e a composição da suspensão e a espessura e morfologia dos filmes é investigada e a discutida. Conjuntamente, e sob as condições optimizadas de deposição é estudado o efeito da temperatura de sinterização na estrutura, microestrutura e propriedades dieléctricas dos filmes espessos de BNT. Para tal filmes de BNT com 10 a 80 μm de espessura foram fabricados por EPD sobre folhas de Pt em diferentes condições. O impacto dos parâmetros de processamento: campo eléctrico, substrato e temperatura de sinterização são analisados e discutidos. Observa-se que um aumento da temperatura de sinterização aumenta acentuadamente a razão de aspecto dos grãos, decresce a permitividade dieléctrica relativa e o coeficiente de temperatura da permitividade TCεr varia de -114 para +12 ppm/°C. É então proposto que a anisotropia do grão observada é facilidade pelas condições de sinterização restrictas (“constrained sintering”). Através do controlo da temperatura de sinterização filmes espessos de TCεr quase nulo, Q elevado com 45< εr<70 podem ser fabricados. Esta descoberta é de especial relevância tecnológica visto que demonstra que o controlo da tensão originada pelo substrato e as condições de sinterização podem ser usadas para controlar a anisotropia do cerscimento do grão e consequentemente as propriedades dieléctricas dos filmes de BaO-Re2O3-TiO2. Ao mesmo tempo o fabrico de filmes com propriedades controladas contribui para a diminuição das dimensões dos dispositivos que operam a frequências elevadas. Esperam-se observações semelhantes em outros sistemas de materiais, o que abre ainda mais o leque de oportunidades em termos tecnológicos. Para aplicações específicas, camadas espessas de dieléctricos sobre substratos isoldaores podem ser necassárias. Contudo a fabricação de filmes por deposição electroforética é incompatível com o uso de substratos isoladores; assim sendo foi desenvolvido e é apresentado neste trabalho um método de fabricação de filmes sobre substratos isoladores por deposição electroforética. Para ultrapassar esta dificuldade, substratos de alumina foram recobertos com uma “camada sacríficio” de grafite. Filmes uniformes e densos foram então depositados sobre substratos de alumina (Al2O3). A influência da espessura da camada de grafite e a sua interacção com os filmes de BNT na estrutura, microestrutura e resposta dieléctrica é avaliada e discutida. Intercações marcadas entre os filems de BNT e os substratos de alumina foram observadas a temperaturas superiores a 1300 ºC. A difusão dos iões de Al para o interior dos filmes origina a formação de segundas fases de aluminatos de neodimio. Contudo filmes de BNT de espessura de 100 μm e sinterizados a 1250 ºC durante 1h exibem uma permitividade dieléctrica relativa e valores de Q de146 e 1161 a cerca de 10 GHz, respectivamente. Crê-se que esta aproximação do uso de uma “camada sacríficio” de grafite sobre substratos não condutores é muito importante e válida, já que pode ser extendida para a deposição de filmes espessos e finos a uma variedade alargada de materiais funcionais sobre um leque também alargado de substratos não condutores. Um outro desafio em termos de industria microelectónica, em particular a relacionada com o fabrico de dispositivos sintonizáveis de operação a frequências elevadas, é a fabricação de dieléctricos de perdas baixas e sintonabilidade elevada. Neste trabalho propõe-se uma aborgadem de engenharia para ultrapassar esta limitação. Assim reporta-se a preparação e caracterização de compósitos de BaNd2Ti5O14 (BNT) - Ba0.5Sr0.5TiO3 (BST) sobre folhas de Pt, através da combinação do processo de deposição electroforética com o processo sol gel. Filmes compósitos de BNT – BST com espessuras de 9μm sobre Pt, homogéneos, densos e uniformes exibem permitividade e perda dieléctrica de 287 e 0.0013 a 1MHz, e sintonização da permitividade dieléctrica de 12% a 33 kV/cm, e coeficiente de temperatura da permitividade de 0.26% entre 28 ºC e 120 ºC, respectivamente. Acima de tudo estes filmes exibem um dos facoters de qualidade K mais elevados referidos na literatura. Assim, a actual limitação de dieléctricos sintonizáveis de baixa perda é de certo modo ultrapassada e considera-se que estes resultados têm uma implicação alargada na comunidade microelectrónica de dispositivos sintonizáveis a frequências elevadas.
Currently RF and MW design engineers are being asked to send more bits over less bandwidth, use less battery power, and create products that are smaller and more flexible, which include increased integration, operation at higher frequencies and reduced costs. In this context the replacement of the current bulk ceramic dielectric components of some microelectronic devices (filters, baluns and antennas) by dielectrics processed as thick films is now being considered. With this methodology it is expected, besides reducing device size, to reduce processing costs and of particular relevancy are the opportunities created by the possibility to process thick films conformally on substrates and on metal foils. New structures and designs for such devices to operate at high frequencies are then expected. At the same time, this drives the search for fabrication processes for films materials to be mass-produced with repeatable performance at very low costs. The techniques for the preparation of thick films include tape casting, screen printing, jet printing or electrophoretic deposition (EPD). The importance of EPD comes from its unique features, such as the high flexibility and simplicity for application with various materials and combinations of materials, and on a wide range of shapes and 3D complex and porous structures, its costeffectiveness, and its ability to be scaled-up to the fabrication of large product volumes and sizes. In addition, when compared with the other methods, EPD enables the fabrication of highly uniform layers with an easy control of the layer thickness. As so, EPD matches well with the current considerations of the microelectronics industry of replacement of bulk dielectric components by dielectrics processed as thick films. Pertaining to materials, dielectrics which may be employed as microwave components must exhibit low loss or high quality factor Q, high relative permittivity and small temperature coefficient of relative permittivity (TCεr). Within low loss dielectrics, the BaO-Nd2O3-TiO2 system represents an important commercial family of microwave materials, particularly the 1:1:5 composition, that because it exhibits low dielectric losses, high quality factor, high relative permittivity and small temperature coefficient of resonant frequency, have been known as an important microwave dielectric material. Although BaO-Nd2O3-TiO2 ceramics are currently being produced for resonators, filters and substrates, among others applications, the use of BNT thick films have not been reported until the realization of this PhD program. In this work, the fabrication of BaNd2Ti5O14 (BNT) thick films by EPD is exploited. For that a systematic research study of the EPD process is conducted from the proof-of-concept till the definition of reproducible and optimised process conditions. Commercial and “home made” BaNd2Ti5O14 powders were used to fabricate BNT films on platinum foils and polycrystalline alumina substrates. The technological feasibility of using EPD for the fabrication of BNT thick films was firstly studied. 12 to 52 μm thick BNT films were fabricated from BNT commercial powders on platinum metallic foils by EPD. To improve the microstructure and density of the films a post deposition isostatic pressing step was used. The effect of film thickness on the dielectric properties at low frequencies was investigated. As the film thickness increases, the dielectric properties of BNT films approach those of BNT ceramics in terms of permittivity and loss tangent. 52 μm-thick BNT film sintered at 1300 °C for 1 h exhibit a dielectric constant and a loss tangent of 107 and 0.0006 (or Q of 1600) at 1 MHz, respectively. The variation in permittivity is less than 0.02 % at a bias voltage ±8 kV/cm. The change of film permittivity with the temperature within the range 30-120 °C is below +58.5 ppm/°C. Compared to at 1 MHz, the dielectric properties of 52 μm thickness BNT films do not show tremendously degradation till up to 1.4 GHz. After the proof-of-concept, the optimization of the EPD process was conducted. For that BNT powders were specifically synthesised by the conventional solid state reaction method. The success in the EPD process is intimately related to a careful choice of the suspension media and additives, which should lead to well-dispersed and stable suspensions for EPD. Four different suspension media, which included de-ionized water, acetone, ethanol, and glacial acetic acid (HAC), were studied. The physicochemical properties of the different suspensions were evaluated and analyzed by zeta potential, particle size distribution and light transmittance. Experimental results revealed that the zeta potential is a straightforward indication of the stability of these suspensions, since the maximum absolute zeta potential corresponds to a maximum of the suspension dispersibility, also reflected in the particle size distribution and suspension light transmittance behaviour. The maximum zeta potential was obtained for acetone with iodine suspensions (61 mV), and the corresponding transmittance was 10%. The effect of different solvents was studied on the deposition, microstructure and dielectric properties of BNT thick films. Among the used solvents, only the acetic acid and acetone with I2 based suspensions showed the ability of forming deposits and the limitations of acetic acid solvent was analyzed in terms of the process reproducibility. Deposits with homogeneous, smooth surface and high deposition yield were obtained upon adding I2 to the acetone based suspension. For the case of acetone with I2 suspensions, the effect of EPD process parameters such as deposition voltage, deposition time and suspension composition, deposited thickness of BNT and film morphology was investigated and discussed. In addition, under the definition of the optimal conditions for EPD BNT thick films, the effect of the post deposition sintering temperature was addressed on the structure, microstructure and dielectric properties of BNT thick films. For that 10 to 80 μm thick BaNd2Ti5O14 (BNT) films were fabricated by electrophor-etic deposition on Pt foils under different conditions. The impact of the processing parameters: electric field during EPD, the substrate effect and the sintering temperature were analyzed and discussed. It was observed that the increase of the sintering temperature increases markedly the aspect ratio of the grains, decreases the dielectric permittivity and TCεr changes from -114 to +12 ppm/°C. It was then proposed that the o bserved anisotropic grain growth is facilitated by the constrained sintering. By controlling the sintering temperature, near – zero TCεr, high Q thick films can be fabricated with 45< εr<70. These findings are of technological relevance since they demonstrate that control of substrate constraint and sintering conditions can be used to control grain anisotropy and thus microwave properties of the BaO-Re2O3-TiO2. The thick films facilitate scaling to small device sizes for high frequency operation. Similar observations are expected in other MW systems thus opening further technological opportunities. For some specific applications, such as multilayer microstrip for band-pass microwave filter applications, thick dielectric layers on insulating substrates may be required. However the fabrication by EPD is incompatible with the use of insulating substrates, so a method of performing EPD on non-conducting substrates was developed and is reported in this work. To overcome the requirement of a conducting substrate, insulating polycrystalline alumina substrates were covered with a sacrificial graphite layer. Uniform and dense BNT layers have been then deposited on alumina (Al2O3) substrate by EPD. The influence of the graphite layer thickness and the interactions between the BNT films and alumina substrates on the final structure, microstructure and dielectric response were addressed and discussed. Severe interactions between the BNT films and alumina substrates were observed for sintering temperatures >1300 °C. The diff usion of Al ions into the films resulted in the formation of neodymium aluminates second phases. However 100 μm thick BNT films sintered at 1250 ºC/1h show relative permittivity and Q values of 146 and 1161 at about 10 GHz, respectively. It is believed that this approach of using sacrificial graphite layers for EPD on non-conducting substrates is extremely valuable since it can be extended for both thin and thick film deposition on a large variety of other non-conducting substrates. Another challenge for the microelectronics agile / tunable industries is the fabrication of low loss tunable microwave dielectrics because lower loss tangents provide lower insertion loss in the device. In the work an approach to overcome this limitation is proposed. The preparation and characterization of BaNd2Ti5O14 (BNT) - Ba0.5Sr0.5TiO3 (BST) composite thick films on flexible platinum foil substrate, via an EPD process combined with a sol gel one was reported. Homogeneous, dense, and uniform 9μm-thick BNT-BST composite thick films on flexible Pt foils exhibit dielectric constants and loss tangent of 287 and 0.0013 at 1MHz, and dielectric tunability of 12% at 33kV/cm, and tempera-ture coefficient of relative permittivity of 0.26% between 28ºC to 120ºC, respectively. Above all these films exhibit one of the highest quality factor (K = 70) reported for dielectric films. As such the actual limitation of low loss high tunable dielectrics is somehow surmount and these results are expected to have broad implications in the community of microwave agile devices.
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