热反射法薄膜导热系数测量仪TR
- 品名: 热反射法薄膜导热系数测量仪TR
- 型号: NanoTR / PicoTR
- 产品详情
- 规格参数
测量原理
热反射(Thermo-Reflectance)方法基于超高速激光闪射系统,可测量基片上金属、陶瓷、聚合物薄膜的热物性参数,如热扩散系数(Thermal Diffusivity)、热导率(Thermal Conductivity)、吸热 系数(Thermal Effusivity)和界面热阻。
由于激光闪射时间仅为纳秒(ns)量级,甚至可达到皮秒(ps)量级,此系统可测量厚度低至10nm的薄膜。同时,系统提供不同的测量模式,以适应于不同的基片情况(透明/不透明)。
该方法符合国际标准:
JIS R 1689:通过脉冲激光热反射方法测量精细陶瓷薄膜的热扩散系数;
JIS R 1690:陶瓷薄膜和金属薄膜界面热阻的测量方法。
发展简史
1990 年,日本产业技术综合研究所/日本国家计量院(AIST/NMIJ)发明热反射法,测量薄膜导热性能。
2008 年,AIST 设立 PicoTherm 公司。
2010 年,PicoTherm 公司推出纳秒级热反射系统 NanoTR。
2012 年,PicoTherm 公司推出皮秒级热反射系统 PicoTR。
2014 年,PicoTherm 公司和 NETZSCH 公司建立战略合作。NETZSCH 将负责 PicoTherm 产品在全球的销售和服务。
测量模式
RF 测量模式
主激光源从反面加热薄膜,检测激光从正面测量薄膜的温度升高过程,从
而计算薄膜的导热性能参数。此模式适用于透明基片。
FF 测量模式
主激光源从正面加热薄膜,检测激光从正面测量薄膜的温度下降过程,从
而计算薄膜的导热性能参数。此模式适用于不透明基片。
NanoTR / PicoTR - 技术参数
技术参数 | NanoTR | PicoTR |
温度范围 | RT,RT … 300°C(选件) | RT,RT … 500°C(选件) |
真空度 | N/A | 10-6 mbar(选件) |
测量模式 | RF/FF | RF/FF |
样品尺寸 | 10x10 ... 20x20 mm | 10x10 ... 20x20 mm |
薄膜厚度 | RF: | RF: |
基片厚度 | < 1mm | < 1mm |
热扩散温升时间 | 10ns ... 10µs | 10ps ... 10ns |
热扩散系数 | 0.01…1000 mm2/s | 0.01…1000 mm2/s |
测量精度 | 5%(RF), 10%(FF) | 5%(RF), 10%(FF) |
操作系统 | Windows 7 | Windows 7 |
NanoTR / PicoTR - 应用实例
TaOx_5p 薄膜
RF 模式下,不同厚度 TaOx_5p(5%氧化物)薄膜的测量曲线。可见即使薄膜厚度低至 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热扩散时间数据符合线性关系。
不同厚度 TaOx_5p 薄膜样品的原始温升信号对比
面热扩散时间 vs. 样品厚度关系图
金属钼薄膜
以下两图分别使用 RF 与 FF 模式,对石英基片上的 90nm 厚的 Mo 薄膜进行了测试。两者的测试结果完全一致,平均值为 16.0 mm2/s。
RF 模式测量结果
FF 模式测量结果