型號(hào): | NanoTR / PicoTR |
品牌: | NETZSCH(耐馳) |
產(chǎn)地: | 德國(guó) |
產(chǎn)品別名: | 皮秒級(jí)熱反射法薄膜導(dǎo)熱儀PicoTR 脈沖激光熱反射法薄膜導(dǎo)熱儀 |
檢測(cè)方法: | 熱反射法 |
測(cè)量原理
熱反射(Thermo-Reflectance)方法基于超高速激光閃射系統(tǒng),可測(cè)量基片上金屬、陶瓷、聚合物薄膜的熱物性參數(shù),如熱擴(kuò)散系數(shù)(Thermal Diffusivity)、熱導(dǎo)率(Thermal Conductivity)、吸熱 系數(shù)(Thermal Effusivity)和界面熱阻。
由于激光閃射時(shí)間僅為納秒(ns)量級(jí),甚至可達(dá)到皮秒(ps)量級(jí),此系統(tǒng)可測(cè)量厚度低至10nm的薄膜。同時(shí),系統(tǒng)提供不同的測(cè)量模式,以適應(yīng)于不同的基片情況(透明/不透明)。
該方法符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn):
JIS R 1689:通過(guò)脈沖激光熱反射方法測(cè)量精細(xì)陶瓷薄膜的熱擴(kuò)散系數(shù);
JIS R 1690:陶瓷薄膜和金屬薄膜界面熱阻的測(cè)量方法。
發(fā)展簡(jiǎn)史
1990 年,日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所/日本國(guó)家(AIST/NMIJ)發(fā)明熱反射法,測(cè)量薄膜導(dǎo)熱性能。
2008 年,AIST 設(shè)立 PicoTherm 公司。
2010 年,PicoTherm 公司推出納秒級(jí)熱反射系統(tǒng) NanoTR。
2012 年,PicoTherm 公司推出皮秒級(jí)熱反射系統(tǒng) PicoTR。
2014 年,PicoTherm 公司和 NETZSCH 公司建立戰(zhàn)略合作。NETZSCH 將負(fù)責(zé) PicoTherm 產(chǎn)品在的銷售和服務(wù)。
測(cè)量模式
RF 測(cè)量模式 | FF 測(cè)量模式 |
主激光源從反面加熱薄膜,檢測(cè)激光從正面測(cè)量薄膜的溫度升高過(guò)程,從而計(jì)算薄膜的導(dǎo)熱性能參數(shù)。此模式適用于透明基片。 | 主激光源從正面加熱薄膜,檢測(cè)激光從正面測(cè)量薄膜的溫度下降過(guò)程,從而計(jì)算薄膜的導(dǎo)熱性能參數(shù)。此模式適用于不透明基片。 |
NanoTR / PicoTR - 技術(shù)參數(shù)
技術(shù)參數(shù) | NanoTR | PicoTR |
溫度范圍 | RT,RT … 300°C(選件) | RT,RT … 500°C(選件) |
真空度 | N/A | 10-6 mbar(選件) |
測(cè)量模式 | RF/FF | RF/FF |
樣品尺寸 | 10x10 ... 20x20 mm | 10x10 ... 20x20 mm |
薄膜厚度 | RF: 金屬:1 ... 20µm 陶瓷:300nm ... 5µm 聚合物:30nm ... 2µm FF:> 1µm | RF: 金屬:100nm ... 900nm 陶瓷:10nm ... 300nm 聚合物:10nm ... 100nm FF:> 100nm |
基片厚度 | < 1mm | < 1mm |
熱擴(kuò)散溫升時(shí)間 | 10ns ... 10µs | 10ps ... 10ns |
熱擴(kuò)散系數(shù) | 0.01…1000 mm2/s | 0.01…1000 mm2/s |
測(cè)量精度 | 5%(RF), 10%(FF) | 5%(RF), 10%(FF) |
操作系統(tǒng) | Windows 7 | Windows 7 |
NanoTR / PicoTR - 應(yīng)用實(shí)例
TaOx_5p 薄膜
RF 模式下,不同厚度 TaOx_5p(5%氧化物)薄膜的測(cè)量曲線??梢?jiàn)即使薄膜厚度低至 10nm,仍然可以得到良好的信噪比。且不同厚度的薄膜得到的面熱擴(kuò)散時(shí)間數(shù)據(jù)符合線性關(guān)系。
不同厚度 TaOx_5p 薄膜樣品的原始溫升信號(hào)對(duì)比
面熱擴(kuò)散時(shí)間 vs. 樣品厚度關(guān)系圖
金屬鉬薄膜
以下兩圖分別使用 RF 與 FF 模式,對(duì)石英基片上的 90nm 厚的 Mo 薄膜進(jìn)行了測(cè)試。兩者的測(cè)試結(jié)果*一致,平均值為 16.0 mm2/s。
RF 模式測(cè)量結(jié)果
FF 模式測(cè)量結(jié)果