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絕緣膜的開(kāi)發(fā)與散熱改善用設(shè)備原理介紹

  • 發(fā)布日期:2021-11-19      瀏覽次數(shù):1925
    • 絕緣膜的開(kāi)發(fā)與散熱改善用設(shè)備原理介紹

      2ω法納米薄膜導(dǎo)熱儀TCN-2ω

      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(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SiO 2薄膜(20-100 nm)示例

      薄膜厚度/nm19.951.096.8
      導(dǎo)熱系數(shù)/Wm -1 K -10.821.121.20


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