Highlights
ナノメートル領域の熱拡散率評価方法
サーモリフレクタンス法
エレクトロニクスの著しい進歩により、デバイス領域、ナノメートルオーダーでの熱伝導率の評価をも要求されるようになりました。高速化・高集積化に伴う発熱の問題解決や、性能向上のためには熱物性の情報が不可欠であるためです。その応用範囲は、半導体の層間絶縁膜、相変化記録膜、照明用LED、FPD用透明導電膜や、性能指数向上のための熱電薄膜など、きわめて多岐にわたります。
このような要請に対応すべく、日本では、（国研）産業技術総合研究所によって長年にわたって開発がすすめられてきましたが、レーザーフラッシュ法を超高速化した「パルス光加熱サーモリフレクタンス法」によって世界で初めて薄膜の熱拡散率・熱伝導率の絶対測定に成功しました。
そして、産総研発のベンチャーカンパニーである株式会社ピコサームより、ナノ秒レーザー・サーモリフレクタンス法装置「NanoTR」、ピコ秒レーザー・サーモリフレクタンス法装置「PicoTR」として製品化されました。
2014年、株式会社ピコサームとNETZSCH Japan株式会社のコラボレーションにより、同製品の世界的な販売展開を開始いたしました。2021年に、NETZSCH Japan株式会社は株式会社ピコサームを吸収合併し当社の薄膜熱物性システムの販売サービスを全世界的な展開を開始致しました。
ピコサームブランドのサーモリフレクタンス法装置とNETZSCH社のレーザーフラッシュアナライザーにより、ナノ薄膜よりバルクまで、すべての領域の熱物性測定のソリューションをご提供いたします。
エレクトロニクスの著しい進歩により、デバイス領域、ナノメートルオーダーでの熱伝導率の評価をも要求されるようになりました。高速化・高集積化に伴う発熱の問題解決や、性能向上のためには熱物性の情報が不可欠であるためです。その応用範囲は、半導体の層間絶縁膜、相変化記録膜、照明用LED、FPD用透明導電膜や、性能指数向上のための熱電薄膜など、きわめて多岐にわたります。
このような要請に対応すべく、日本では、（国研）産業技術総合研究所によって長年にわたって開発がすすめられてきましたが、レーザーフラッシュ法を超高速化した「パルス光加熱サーモリフレクタンス法」によって世界で初めて薄膜の熱拡散率・熱伝導率の絶対測定に成功しました。
そして、産総研発のベンチャーカンパニーである株式会社ピコサームより、ナノ秒レーザー・サーモリフレクタンス法装置「NanoTR」、ピコ秒レーザー・サーモリフレクタンス法装置「PicoTR」として製品化されました。
Method
ピコ秒サーモリフレクタンス装置 – PicoTRの原理
ピコ秒サーモリフレクタンス装置PicoTRでは、パルス幅0.5ps のパルスレーザー（ポンプレーザー) を50ns の間隔で照射し、同じくパルスレーザー（プローブレーザー)により、温度応答を検出します。
繰り返し信号を積算し、電気遅延回路により観測時間をずらして、温度上昇曲線全体を取得するユニークな特長により、きわめてSN比の高いシグナルを得ることができます。
RF方式とFF方式の切り替えも簡単に行うことができます。
また、PicoTRはJIS R1689, JIS R1690に準拠してりおます。
技術仕様
| PicoTR | ||
|---|---|---|
ポンプレーザー （加熱用） | パルス幅 波長 ビーム径 | 0.5 ps 1550 nm 45 μm |
プローブレーザー （測温用） | パルス幅 波長 ビーム径 | 0.5 ps 775 nm 25 μm |
| 測定項目 | 熱拡散率、熱伝導率、界面熱抵抗 | |
試料膜厚（目安） (RF方式） | 樹脂 セラミックス 金属 | 10 nm ～ 100 nm 10 nm ～ 300 nm 100 nm ～ 900 nm |
試料膜厚（目安） (FF方式） | 100nm以上 | |
| 基板 | 光学特性 サイズ 厚さ | 不透明/透明 10 ～ 20 mm square 1mm以下 |
| 熱拡散率 | 範囲 | 0.01 ～ 1000 mm²/s |
| 不確かさ | ±6.2%（CRM5808-a、RF方式、421nm厚さMoの場合） | |
| 再現性 | ± 5% | |
| ソフトウェア | 熱物性の計算、多層膜解析、データベース |
ソフトウェア
100,000 回の測定を即座に表示・分析
NanoTR/PicoTRの測定/解析ソフトウエアは、高度かつ使いやすいインターフェースを備え、薄膜の熱物性値を正確に算出することができます。
レーザーのアライメントはソフトウェアで調整することができ、CCD画像を確認しながら、フォーカス調整をソフトウェアにより行うことができます。
NanoTR/PicoTRソフトウェアはMicrosoft Windows上で動作します。
Obtaining results in minutes
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