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產品介紹

測量原理

熱反射（Thermo-Reflectance）方法基于超高速激光閃射系統，可測量基片上金屬、陶瓷、聚合物薄膜的熱物性參數，如熱擴散系數（Thermal Diffusivity）、熱導率（Thermal Conductivity）、吸熱 系數（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，此系統可測量厚度低至10nm的薄膜。同時，系統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；
JIS R 1690：陶瓷薄膜和金屬薄膜界面熱阻的測量方法。

發展簡史

• 1990 年，日本產業技術綜合研究所/日本國家計量院（AIST/NMIJ）發明熱反射法，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 NanoTR。

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

• 2014 年，PicoTherm 公司和 NETZSCH 公司建立戰略合作。NETZSCH 將負責 PicoTherm 產品在全球的銷售和服務。

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。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。此模式適用于不透明基片。

NanoTR / PicoTR - 技術參數

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。可見即使薄膜厚度低至 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散時間數據符合線性關系。

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