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產(chǎn)品中心

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德國耐馳納秒級熱反射法薄膜導熱儀NanoTR

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產(chǎn)品特點

熱反射(Thermo-Reflectance)方法基于超高速激光閃射系統(tǒng),可測量基片上金屬、陶瓷、聚合物薄膜的熱物性參數(shù),如熱擴散系數(shù)(Thermal Diffusivity)、熱導率(Thermal Conductivity)、吸熱 系數(shù)(Thermal Effusivity)和界面熱阻。

詳細介紹

型號:NanoTR / PicoTR
品牌:NETZSCH(耐馳)
產(chǎn)地:德國
產(chǎn)品別名:皮秒級熱反射法薄膜導熱儀PicoTR
脈沖激光熱反射法薄膜導熱儀
檢測方法:熱反射法
產(chǎn)品介紹

測量原理

熱反射(Thermo-Reflectance)方法基于超高速激光閃射系統(tǒng),可測量基片上金屬、陶瓷、聚合物薄膜的熱物性參數(shù),如熱擴散系數(shù)(Thermal Diffusivity)、熱導率(Thermal Conductivity)、吸熱 系數(shù)(Thermal Effusivity)和界面熱阻。

由于激光閃射時間僅為納秒(ns)量級,甚至可達到皮秒(ps)量級,此系統(tǒng)可測量厚度低至10nm的薄膜。同時,系統(tǒng)提供不同的測量模式,以適應于不同的基片情況(透明/不透明)。

該方法符合國際標準:
JIS R 1689:通過脈沖激光熱反射方法測量精細陶瓷薄膜的熱擴散系數(shù);
JIS R 1690:陶瓷薄膜和金屬薄膜界面熱阻的測量方法。

發(fā)展簡史

  • 1990 年,日本產(chǎn)業(yè)技術綜合研究所/日本國家計量院(AIST/NMIJ)發(fā)明熱反射法,測量薄膜導熱性能。

  • 2008 年,AIST 設立 PicoTherm 公司。

  • 2010 年,PicoTherm 公司推出納秒級熱反射系統(tǒng) NanoTR。

  • 2012 年,PicoTherm 公司推出皮秒級熱反射系統(tǒng) PicoTR。

  • 2014 年,PicoTherm 公司和 NETZSCH 公司建立戰(zhàn)略合作。NETZSCH 將負責 PicoTherm 產(chǎn)品在銷售和服務。

測量模式

RF 測量模式FF 測量模式
主激光源從反面加熱薄膜,檢測激光從正面測量薄膜的溫度升高過程,從而計算薄膜的導熱性能參數(shù)。此模式適用于透明基片。主激光源從正面加熱薄膜,檢測激光從正面測量薄膜的溫度下降過程,從而計算薄膜的導熱性能參數(shù)。此模式適用于不透明基片。

NanoTR / PicoTR - 技術參數(shù)

技術參數(shù)NanoTRPicoTR
溫度范圍RT,RT … 300°C(選件)RT,RT … 500°C(選件)
真空度N/A10-6 mbar(選件)
測量模式RF/FFRF/FF
樣品尺寸10x10 ... 20x20 mm10x10 ... 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
熱擴散溫升時間10ns ... 10μs10ps ... 10ns
熱擴散系數(shù)0.01…1000 mm2/s0.01…1000 mm2/s
測量精度5%(RF), 10%(FF)5%(RF), 10%(FF)
操作系統(tǒng)Windows 7Windows 7

NanoTR / PicoTR - 應用實例

TaOx_5p 薄膜

RF 模式下,不同厚度 TaOx_5p(5%氧化物)薄膜的測量曲線??梢娂词贡∧ず穸鹊椭?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散時間數(shù)據(jù)符合線性關系。

不同厚度 TaOx_5p 薄膜樣品的原始溫升信號對比

面熱擴散時間 vs. 樣品厚度關系圖

 

金屬鉬薄膜

以下兩圖分別使用 RF 與 FF 模式,對石英基片上的 90nm 厚的 Mo 薄膜進行了測試。兩者的測試結果完全一致,平均值為 16.0 mm2/s。

RF 模式測量結果

FF 模式測量結果


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