基于3ω法的碲化铋溅射沉积膜的导热性研究

发布时间：2024-04-24 00:14

　　随着IC向高集成度、高速化和多功能性方向飞速发展,芯片的功率密度越来越大,极易造成芯片的总体温升超限和局部热点温度超高等散热问题。为保证芯片的工作性能与寿命,往往需要在提供常规散热措施的基础上,于芯片表面增加微型热电制冷(μTEC)等强制散热手段,平抑局部热点的温升值。薄膜型碲化铋(Bi₂Te₃)热电材料是用于制备μTEC器件的性能良好的备选材料,为进一步提升其热电优值以增强μTEC的工作性能,单纯增大功率因子的效果并不理想,必须借助降低导热率这一主要方式。因此,实现薄膜导热率的准确测量,则是支撑热电性能评价与优化研究的重要基础。论文通过对比目前发展较成熟的微/纳薄膜热物性表征方法,选取了制样要求低、响应速度快、结果准确有效的3ω法作为Bi₂Te₃薄膜导热率的测量原理依据,并搭建了一套可同时测得块体和薄膜两种材料导热率的测量系统。配套设计了完整的微型加热器版图、多层薄膜循序测量的一系列样品结构与总体测试流程,并通过Lift-off光刻微加工工艺,制备了设计结构的Al质加热器。使用自搭建的测量系统,分...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-2双桥法测试原理图

膜法[23]、微桥法[24]、双热电偶法[25]；非稳态法则主要有光热反射法[26]、闪光法[27]、交流量热法[28]、3ω法[29-31]等。下文将对这些方法的测量原理进行简要说明。（1）双桥法双桥法是在待测薄膜表面沉积两条金属丝，分别作为含测温功能的加热丝和单纯的测温计。在....

图1-3悬膜制备的工艺流程

天津工业大学硕士学位论文6如图1-2所示，薄膜表面A点与C点的温度TA和TC可以利用金属丝的电阻值与温度的变化关系测得。由于金属丝之间的距离足够小，因此可以根据半无限大边界导热模型求出B点的温度TB，从而可以计算出待测薄膜沿厚度方向的导热率：()ABQdwlTT=(1-2)式中，....

图1-4悬膜法的测试原理

第一章绪论7意图如图1-4所示，主要是利用四探针法测得金属膜的电阻，并通过改变样品的环境温度测得不同温度下的薄膜电阻，然后根据金属膜的阻值与加热功率之间的关系，再利用热传导的一维稳态方程，即可确定金属薄膜的导热率。图1-4悬膜法的测试原理（3）微桥法微桥法的测量原理是在待测薄膜表....

图1-5微桥法测试原理图

第一章绪论7意图如图1-4所示，主要是利用四探针法测得金属膜的电阻，并通过改变样品的环境温度测得不同温度下的薄膜电阻，然后根据金属膜的阻值与加热功率之间的关系，再利用热传导的一维稳态方程，即可确定金属薄膜的导热率。图1-4悬膜法的测试原理（3）微桥法微桥法的测量原理是在待测薄膜表....

本文编号：3962954