박막 분석기

박막의 물리적 특성은 위상 변화 물질, 광 디스크 도구, 열전 소재, 발광 다이오드(LED), 연료 전지, 위상 변화 기억 장치, 평판 디스플레이 등 일반적으로 반도체 산업과 응용 분야에서 매우 중요해지고 있습니다.

이러한 모든 산업은 기기에 특정 기능을 제공하기 위해 단일 또는 다중 계층 설정을 사용합니다. 박막의 물리적 특성은 벌크 재료와 크게 다르기 때문에 그에 맞는 특성화 장비를 사용하여 두께 및 온도 의존적 특성을 얻을 필요가 있습니다. 높은 종횡비 및 증착 기술로 인해 추가적인 경계선 및 표면 산란이 발생하여 운송 특성이 감소합니다.

측정 요구 사항이 벌크 재료와 다를 수 있으므로 다른 측정 방법을 사용해야 합니다.

박막 재료의 열 전도도 및 전기 전도도는 일반적으로 벌크 재료의 열 전도도와 전기 전도도보다 작습니다. 예를 들어, 실온에서, 20nm Si박막 또는 나노와이어의 열 전도도는 벌크 단결정 재료보다 5배 더 작을 수 있습니다[1]. 100nm의 Au의 경우, 전도 특성이 거의 절반으로 줄어드는 것으로 나타났습니다[2]. 일반적으로 전도 특성은 온도뿐만 아니라 두께에 따라 크게 다르릅니다[3].

이러한 열전도도 감소는 일반적으로 두 가지 기본적인 이유로 발생합니다. 첫째, 벌크 단결정과 비교할 때 많은 박막 합성 기술은 더 많은 불순물, 무질서함 및 결정립계를 초래하여 열 전도율을 낮추는 경향이 있습니다. 둘째, 원자적으로 완벽한 박막조차도 경계 산란, 포논 누출 및 관련 상호 작용으로 인해 열 전도도가 감소 할 것으로 예상됩니다. 두 가지 기본 메카니즘은 일반적으로 평면 내 및 횡단면 수송에 다르게 영향을 미치므로, 벌크 형태가 등방성 열 전도도를 갖는 물질의 경우에도 박막의 열전도율은 일반적으로 이방성 입니다.

[1] Li, Deyu 등. “개별 실리콘 나노 와이어의 열 전도성.”응용 물리 학문83.14 (2003) : 2934-2936.

[2] Linseis, V., Völklein, F., Reith, H., Nielsch, K., Woias, P. 2018. Au 및 Ti 나노 필름의 열전 특성은 새로운 측정 플랫폼을 특징으로합니다.오늘날의 자료 : 절차, ECT2017 컨퍼런스 절차.

[3] Linseis, V., Völklein, F., Reith, H., Hühne, R., Schnatmann, L., Nielsch, K. 및 Woias, P. 2018. Bi의 두께 및 온도 의존 열전 특성₈₇Sb₁₃새로운 측정 플랫폼으로 측정 된 나노 필름.반도체 과학 기술.