Mehanical and thermal characterization of advanced bonded silicon-on-insulator structures

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Österlund, Elmeri
dc.contributor.author Luntinen, Ville
dc.date.accessioned 2018-10-17T08:08:40Z
dc.date.available 2018-10-17T08:08:40Z
dc.date.issued 2018-10-08
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/34396
dc.description.abstract The goal of this Master's Thesis is to determine the mechanical strength of unconventional silicon-on-insulator structures and the thermal conductivity of their insulator layers. The insulator layers consist of silicon dioxide coupled with either aluminum nitride, aluminum oxide or aluminum gallium nitride. The mechanical strength of the SOI structures is determined by measuring their tensile strength with a tensile test, and comparing it to the strength of a Si-SiO2 direct bond, which acts as a measure of sufficient strength for industrial applications. The thermal conductivity of the insulator layer is measured using transient thermoreflectance. Experiments show that the SOI structures exhibit higher tensile strength than what is typically reported for Si-SiO2 bonds. The weakest link of the structure is not either of the experimental interfaces in the insulator layer, but rather the bonded interface. The thermal conductivity measurements show no reliable results due to compatibility issues between the sample properties and the measurement method. en
dc.description.abstract Tämän diplomityön tarkoitus on selvittää kokeellisten silicon-on-insulator rakenteiden mekaaninen kestävyys, sekä eristekerroksen lämmönjohtavuus. Eristekerros kaikissa rakenteissa koostuu piidioksidista, sekä ohuesta kerroksesta joko alumiininitridiä, alumiinioksidia tai alumiinigalliumnitridiä. Näiden SOI rakenteiden mekaaninen kestävyys määritetään mittaamalla niiden vetolujuus vetotestillä ja veraamalla sitä Si-SiO2 -liitoksen kestävyyteen, jonka tiedetään olevan riittävän vahva teollista prosessointia varten. Eristekerroksen lämmönjohtavuus mitataan nopealla lämpöreflektanssiin perustuvalla menetelmällä. Kokeet osoittavat, että työssä tutkitut SOI rakenteet ovat mekaanisesti tyypillisiä Si-SiO2 -liitoksia vahvempia. Rakenteen heikoin kohta ei ole kumpikaan kokeellisen kerroksen rajapinnoista, vaan liitosrajapinta piin ja piidioksidin välissä. Lämmönjohtavuusmittauksiin valittu menetelmä ei ole riittävä tässä työssä valmistettujen näytteiden ominaisuuksille, minkä seurauksena mittaukset eivät tuota luotettavia tuloksia. fi
dc.format.extent 8+79
dc.language.iso en en
dc.title Mehanical and thermal characterization of advanced bonded silicon-on-insulator structures en
dc.title Kehittyneiden silicon-on-insulator rakenteiden mekaanisten ja termisten ominaisuuksien karakterisointi fi
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö fi
dc.contributor.school Sähkötekniikan korkeakoulu fi
dc.subject.keyword silicon-on-insulator en
dc.subject.keyword aluminum nitride en
dc.subject.keyword aluminum oxide en
dc.subject.keyword tensile strength en
dc.subject.keyword thermal conductivity en
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201810175471
dc.programme.major Translational engineering fi
dc.programme.mcode ELEC3023 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Paulasto-Kröckel, Mervi
dc.programme AEE - Master’s Programme in Automation and Electrical Engineering (TS2013) fi
dc.location P1 fi
local.aalto.electroniconly yes
local.aalto.openaccess no


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account