一种测试薄膜热导率的方法技术

本发明专利技术公开了一种测试薄膜热导率的方法，包括如下步骤：①用表面微加工技术制备出双端支撑悬臂梁结构，所述双端支撑悬臂梁结构由待测薄膜、待测薄膜上的金属电阻条和位于待测薄膜下两端的支撑块构成；②给金属电阻条施加适当的直流电流I，从而通过电流的加热效应在双端支撑悬臂梁上产生温升；③待达热平衡后双端支撑悬臂梁上将产生稳定的温升分布，通过测试金属电阻条内侧两极的电压变化值ΔU或ΔUTCR的值求出热导率。本发明专利技术与常用的3ω法薄膜热学性能测试方法相比，一维悬臂梁直流电流法测试结构加工工艺及测试手段相对较为简单且可以获得更为精确的结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料的热学性能测试
，尤其涉及一种用于对薄膜的热导率进行测试的双端支撑悬臂梁结构及其测试方法。
技术介绍
对于集成度成倍增加的现代集成电路及微型传感器件而言,器件内部的散热性能日益成为制约电路及器件性能的主要因素之一，散热不良而引起的热量累积最终往往导致器件的失效。因此，获得器件结构单元以及构成结构单元的各功能薄膜的热学性能参数，特别是热导参数，就显得十分必要，因为它为最佳的器件结构设计和布局提供了依据。而对于与热学相关的MEMS器件而言，最为典型的如非制冷红外焦平面阵列探测器，支撑结构的热导直接决定着器件的成败:热导过大将导致温升信号过小而降低器件信噪比，热导过小又可能降低器件的响应频率。因此必须对各功能薄膜的热导率(K )进行精确的测量，从而对支撑结构设计和器件性能预测提供参考。为精确测量薄膜的热导率参数K，需要设计并制备适当的微机械结构，因为测试结构直接影响到最终测试结果的准确性。已经有很多关于薄膜热导测试的文献，其中3ω交流法得到多数作者的认可和采用。如Cahill采用3 ω测试了厚度约100 μ m量级的二维非晶态氧化娃薄膜以及其他标准已标定热导率薄膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测试薄膜热导率的方法，其特征在于，包括如下步骤：①用表面微加工技术制备出双端支撑悬臂梁结构，所述双端支撑悬臂梁结构由待测薄膜、待测薄膜上的金属电阻条和位于待测薄膜下两端的支撑块构成；②给金属电阻条施加适当的直流电流I，从而通过电流的加热效应在双端支撑悬臂梁上产生温升；③待达到热平衡后双端支撑悬臂梁上将产生稳定的温升分布，通过测试金属电阻条内侧两极的电压变化值ΔU或ΔUTCR的值和其相应的公式：?以及?其中；从式（13）和（13＇）得出待测薄膜的热导率κ1，其中κ2表示金属电阻条的热导率，ΔR或ΔRTCR表示金属电阻条的电阻比加热前的电阻的增加值，下标TCR表示温升时考虑了金属电阻随温度的变...

【技术特征摘要】
1.种测试薄膜热导率的方法，其特征在于，包括如下步骤: ①用表面微加工技术制备出双端支撑悬臂梁结构，所述双端支撑悬臂梁结构由待测薄膜、待测薄膜上的金属电阻条和位于待测薄膜下两端的支撑块构成； ②给金属电阻条施加适当的直流电流/，从而通过电流的加热效应在双端支撑悬臂梁上产生温升； ③待达到热平衡后双端支撑悬臂梁上将产生稳定的温升分布，通过测试金属电阻条内侧两极的电压变化值J V或J TCE的值和其相应的公式:2.据权利要求1所述的测试薄膜热导率的方法，其特征在于，所述JV或J Rcr的公式由以下步骤得出， ①设沿双端支撑悬臂梁的长度7方向为X轴，达到热平衡前，沿悬臂梁将有与时间 和位置Z相关的温度分布」Tix, )，根据热平衡方程得到温升」Tix, t)的微分方程:CclP1Si + c.pS, )Mf(x.r) = (tS..^k1S1 )1T^:(x.r) +.11.ρ.: S1 (^) 其中，^和^分别是待测薄膜和金属电阻条的热容率，和分别是待测薄膜和金属电阻条的密度，」Tt (x, t)表示Zl Tix, t)对...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎威志，王军，徐洁，蒋亚东，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：