2ω法纳米薄膜热导率计 TCN-2ω

该装置是世界上唯一一款用2·法测量纳米薄膜厚度方向热导率的商用装置。与其他方法相比,样品的制造和测量更简单。

用途

  • 将低K绝缘膜的热阻数值化,并将其应用于半导体器件的热设计
  • 绝缘膜的研制与散热性能的改善
  • 热电薄膜应用评价

特長

  • 可以测量在衬底上形成的20~1000nm薄膜的厚度方向上的热导率
  • 通过使用热反射法的温度振幅检测实现测量
  • 易于预处理测量样品

专利和标准

热物性测量方法(专利No.5426115)

仕様

测量温度 RT
样品尺寸 宽10mm×长10-20mm×厚0.3-1mm(电路板)
测量气氛 真空中

测量原理

关于“根据绝热边界条件下的2ω法的薄板试料的热传导率评价”的论文

当金属薄膜以f/Hz的频率加热时,加热量以2f/Hz的频率变化。
金属薄膜(0)-薄膜(1)-底板(s)的3层系中的金属薄膜表面的温度变化T(0),在金属薄膜薄膜的热扩散充分通过的条件下,表示1维传热模型的解析解的下式。

:热传导率W m-1 K-1, C:体积比热容量J K-1 m-3,q:体积热量W m-3, d:厚度m, ω:角频率 (=2πf ) / s-1

由于实数解(in-phase amplitude)中包含薄膜信息,因此在相同条件下改变频率进行测量时,相位振幅与(2ω)-0.5成正比。
薄膜的导热率λ1按下列公式计算:
(m:倾斜度,n:截距)

TCN-2ω的示意图

用TCN―2ω测定SiO2薄膜的结果

薄膜评价

测量样品

Si衬底上SiO2薄膜(20-100nm)的示例

薄膜厚度/nm 19.9 51.0 96.8
热导率/Wm-1 K-1 0.82 1.12 1.20

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