12.06.2023 by Aileen Sammler
NanoTR 및 PicoTR - 얇은 층의 열 특성화를 위한 계측기 라인
나노 기술은 다양한 분야에서 그 중요성이 높아지고 있습니다. 통신, 의료, 환경, 에너지, 항공우주 등의 분야에서 제조업체들은 점점 더 작은 공간에 더 많은 제품을 집적하고 있으며, 이로 인해 방출되는 열은 점점 더 큰 문제가 되고 있습니다. 따라서 재료의 열-물리적 특성에 대한 지식은 최적의 열 흐름을 가능하게 하는 데 중요한 역할을 합니다. NETZSCH 시간 영역 열반사율 방법 을 사용하여 이를 측정할 수 있습니다.
박막의 열 관리
재료의 열전도도 및 열확산도 측정은 확립된 레이저/광 플래시 방법(LFA)으로 실현할 수 있습니다. 이 LFA 방법은 일반적으로 두께가 0.1mm에서 6mm 사이인 시료에 사용할 수 있습니다. 그러나 전자 기기의 설계가 계속 발전하고 효율적인 열 관리에 대한 요구가 증가함에 따라 열 확산도, 열 전도도 및 전이 접촉 저항을 나노미터 범위로 정밀하게 측정하는 것이 더욱 중요해졌습니다. 이 응용 분야에서 재료의 두께는 10nm에서 2µm까지 다양합니다. 이러한 재료는 상변화 저장(PCM), 열전 박막, 발광 다이오드(LED), 유전체 계면층 또는 투명 전도성 필름(PFD)의 형태를 취할 수 있습니다.
나노미터 박막의 두께는 일반적인 입자 크기보다 작은 경우가 많습니다. 따라서 열물리학적 특성은 벌크 재료의 값과 크게 다릅니다. 입자 크기(필름 두께)가 감소함에 따라 열 확산도는 특히 전자의 평균 자유 경로 영역에서 감소합니다. 따라서 벌크 재료의 열확산도는 박막보다 몇 배 더 높을 수 있습니다. 이러한 사실 때문에 박막의 열 확산도도 측정하는 것이 필수적입니다.
펄스 광 가열에 의한 시간 영역 열 반사율: 박막을 위한 레이저 플래시 방법
NanoTR 와 PicoTR 은 박막을 위한 열 분석 시스템입니다. 이 분석기는 금속, 산화물, 유기 및 기타 필름의 열물리학적 특성에 대한 고정밀 측정을 제공하는 세계 최초의 분석기로, 원래 AIST의 일본 국립도량형연구소(NMIJ)에서 개발했습니다. 이 장비를 사용하면 모든 기판에 형성된 수 나노미터에서 수십 마이크로미터 두께의 필름에 대한 열 확산도, 열 효율, 열 전도성 및 계면 열 저항을 신속하고 정밀하게 측정할 수 있습니다.
어떻게 작동하나요?
기판 위 박막의 전면 또는 후면은 펄스 레이저 소스(펌프 레이저)로 가열됩니다. 동시에 박막의 앞면은 온도 모니터링을 위한 레이저 소스(프로브 레이저)에 의해 조사됩니다. 광 검출기와 결합하여 반사율을 시간의 함수로 평가하고 온도 상승 곡선을 얻을 수 있습니다. 수학적 모델을 온도 이력 곡선에 맞춰 열 확산도를 측정할 수 있습니다.
샘플 레이저가 방출하고 샘플이 반사하는 일정한 에너지를 측정함으로써 표면의 온도 변화를 기존 적외선 디텍터보다 정확하고 빠르게 기록할 수 있습니다.
열 확산도 및 계면 열 저항의 측정은 후면 가열/전면 감지(RF 모드)와 전면 가열/전면 감지(FF 모드)로 구현할 수 있습니다.
둘 다 NanoTR 와 PicoTR 를 사용하면 나노미터 범위에서 수 10μm의 두께 범위에서 박막의 열 확산도를 절대적으로 측정할 수 있습니다.
한눈에 보는 이점:
- 다층 구조를 포함한 박막의 열물리 분석: NanoTR 및 PicoTR 박막의 열 확산도, 열 효율 및 전도도, 다층 박막의 박막 간 계면 열 저항을 측정할 수 있습니다. NanoTR 그리고 PicoTR 반도체 디바이스를 위한 고도로 정교한 열 설계를 가능하게 합니다.
- 고속 측정: NanoTR최첨단 신호 처리 기술을 통해 고속 측정이 가능합니다.
- RF 및 FF 구성: NanoTR 과 PicoTR 는 RF(후면 가열/전면 감지) 및 FF(전면 가열/전면 감지) 측정을 모두 구성할 수 있어 다양한 샘플을 측정할 수 있습니다.
- 고정밀 분석: 이 기기는 금속, 산화물, 유기 및 기타 필름의 열물리학적 특성을 고정밀로 측정할 수 있습니다. 높은 정확도는 NMIJ 인증 참조 자료(NMIJ CRM)를 통해 확인할 수 있습니다.
- 가장 넓은 두께 범위: 엔드레스하우저는 LFA 장비와 함께 나노미터 범위의 박막부터 밀리미터 범위의 벌크 재료까지 측정할 수 있는 솔루션을 제공합니다.
