基于显微拉曼光谱技术的薄膜材料热导率测量方法研究

薄膜材料的热特性是集成电路与MEMS器件的设计和加工中的重要参数，关系着器件的性能与寿命。随着薄膜几何尺寸的减小，其热特性的尺寸效应越来越明显。本项目提出了一种新的利用显微拉曼光谱技术测量薄膜热导率的方法，该方法具有非接触、无破坏；可测量多种材料薄膜热导率；能够平面扫描测量等优点。其特点在于利用硅材料的温度与其拉曼光谱频移的关系，得到样品经激光加热后的温升并计算样品的热导率；通过对硅与其他薄膜材料构成的复合膜的温度测量，得到非硅薄膜材料的热导率。本项目研究该方法的基本原理验证；薄膜结构试件的设计与制备；几种薄膜材料热导率的测量研究；单晶硅薄膜热导率的尺寸效应研究；测量误差的产生因素及校正研究。本项目不仅提出了一种新的薄膜热导率测量方法，对提高我国当前集成电路、MEMS及其它微纳米器件的设计与制造水平起到一定的帮助作用，还拓展了显微拉曼光谱仪的应用范围。