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測(cè)量納米薄膜厚度方向?qū)嵯禂?shù)的商用裝置
2021-11-19 閱讀(1147)
測(cè)量納米薄膜厚度方向?qū)嵯禂?shù)的商用裝置
該裝置是目前世界上使用2ω法測(cè)量納米薄膜厚度方向?qū)嵯禂?shù)的商用裝置。與其他方法相比，可以輕松地進(jìn)行樣品制作和測(cè)量。
用途
通過(guò)量化低K絕緣膜的熱阻，用于半導(dǎo)體器件的熱設(shè)計(jì)
絕緣膜的開(kāi)發(fā)與散熱的改善
熱電薄膜應(yīng)用評(píng)價(jià)
特征
可以測(cè)量在基板上形成的 20 至 1000 nm 薄膜在厚度方向上的熱導(dǎo)率。
使用熱反射法通過(guò)溫度幅度檢測(cè)實(shí)現(xiàn)測(cè)量
測(cè)量樣品的簡(jiǎn)單預(yù)處理
測(cè)量原理
論文“絕熱邊界條件下2ω法評(píng)估薄板樣品的熱導(dǎo)率"
當(dāng)以 f/Hz 的頻率加熱金屬薄膜時(shí)，熱量以 2 f/Hz 的頻率變化。
金屬薄膜(0) – 薄膜(1) – 基材三層體系中金屬薄膜表面的溫度變化(s) T (0) 在充分傳熱的條件下是一維的穿過(guò)金屬薄膜/薄膜，下面的公式用來(lái)表示傳熱模型的解析解。
(Λ: 導(dǎo)熱系數(shù) W m -1 K -1 , C: 體積比熱容 JK -1 m -3 , q: 每體積熱容W m -3 , d: 厚度 m, ω: 角頻率 (= 2πf) / 秒-1 )
由于實(shí)數(shù)解（同相幅度）包含薄膜的信息，因此在相同條件下在不同頻率下進(jìn)行測(cè)量時(shí)，同相幅度與（2ω）-0.5成正比。
薄膜的熱導(dǎo)率λ 1由下式獲得。
（M：斜率，n：截距）
TCN-2ω示意圖
TCN-2ω對(duì)SiO 2薄膜的測(cè)量結(jié)果
薄膜的評(píng)價(jià)
測(cè)量樣品
Si襯底上的SiO 2薄膜（20-100 nm）示例
| 薄膜厚度/nm | 19.9 | 51.0 | 96.8 |
|---|---|---|---|
| 導(dǎo)熱系數(shù)/Wm -1 K -1 | 0.82 | 1.12 | 1.20 |
