2ω法ナノ薄膜熱伝導率計　TCN-2ω

半導体デバイスの集積度は今後さらに進み、デバイスの放熱特性が重要度を増します。デバイスの構成要素である半導体、配線膜、絶縁膜のうち放熱特性を支配するものは熱伝導率が小さい絶縁膜です。
100 nm以上の薄膜の面方向熱伝導率はスキャニング・レーザー加熱AC法熱拡散率・熱伝導率計（アルバック理工　LaserPIT）で測定できます。
厚さ方向の熱伝導率測定技術として周期加熱法のひとつである通称３ω法がありますが、試料に細線状金属薄膜（たとえば幅8μm、長さ1.4 mm）を成膜する装置と技術が必要なため一部で利用されている状態にとどまっております。
本測定技術は３ω法の特長を生かしながら試料準備の難点を著しく軽減し薄膜の厚さ方向の熱伝導率測定のできる世界唯一のもので、半導体デバイスの絶縁膜や有機フィルムの膜厚領域20～1000nmに対応するものです。

●測定対象

厚さ20～1000nmの絶縁薄膜で、Si基板上に成膜したもの。
SiO2、Low-ｋ材（ポーラスシリカ薄膜）、High-ｋ材、有機フィルムなどの熱伝導率。

●特長

3ω法に比べて、試料準備が簡単です。3ω法が細線状金属膜の電気抵抗変化から温度応答を求めるのに比べ、本測定法では、マスク成膜した幅広い短冊状金属薄膜の表面温度応答を、サーモリフレクタンス法により、非接触で簡単に測定します。

●測定

厚さ20～1000nmの絶縁薄膜で、Si基板上に成膜したもの。　　SiO2、Low-ｋ材（ポーラスシリカ薄膜）、High-ｋ材、有機フィルムなどの熱伝導率。　　試料形状：　幅10 mm×長さ20 mm 　　基板：　Si基板は、高熱伝導率で、信頼性の高い熱浸透率（熱伝導率と体積比熱容量の積）データが存在し、高品質で安定に供給されるので、基板材料として適しています。　　金属薄膜：　交流電流を流しヒータとします。同時に温度応答センサー（サーモリフレクタンス法）としての役割を持ちます。小型蒸着装置、又は、スパッター装置を用いて、絶縁薄膜の上にマスク成膜します。寸法は、幅1.7 mm、長さ10 mm、厚さ100 nm程度です。Au薄膜は、高熱伝導率であることと、酸化による反射率変動がないため金属薄膜材料として最適です。

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