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JPH07120421A - Thin film thermal diffusivity measuring device, method of manufacturing the same, and thermal diffusivity measuring method - Google Patents

Thin film thermal diffusivity measuring device, method of manufacturing the same, and thermal diffusivity measuring method

Info

Publication number
JPH07120421A
JPH07120421A JP29145593A JP29145593A JPH07120421A JP H07120421 A JPH07120421 A JP H07120421A JP 29145593 A JP29145593 A JP 29145593A JP 29145593 A JP29145593 A JP 29145593A JP H07120421 A JPH07120421 A JP H07120421A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
thermal diffusivity
conductive
conductive portion
measured
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP29145593A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tokuo Fujitsuka
徳夫 藤塚
Osamu Tabata
修 田畑
Masaharu Takeuchi
正治 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Priority to JP29145593A priority Critical patent/JPH07120421A/en
Publication of JPH07120421A publication Critical patent/JPH07120421A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 厚さ1μm程度の各種の薄膜試料における面
方向(厚さと直角の方向)の熱拡散率を、比較的簡易な
構成の装置によって高精度で測定することができる熱拡
散率測定装置を提供する。 【構成】 薄膜の熱拡散率測定装置100は、上方に開
放された外界連通部12を有する基板10と、この基板
10上に形成され、前記外界連通部12上の一部にブリ
ッジ状に架設された支持部22を有する、絶縁性薄膜か
らなる支持膜20とを含む。この支持膜20上には、少
なくとも一方の端部が前記支持部22に位置する第1の
導電部32、および少なくとも一方の端部が前記支持部
22に位置し、かつ前記第1の導電部32と所定の距離
をおいて位置する第2の導電部42が形成されている。
また支持膜20上には、補助支持膜50を介して、ブリ
ッジ状の被測定部62を有する被測定膜60が形成され
ている。
(57) [Summary] (Corrected) [Purpose] Highly accurate measurement of thermal diffusivity in the surface direction (direction perpendicular to the thickness) of various thin film samples with a thickness of about 1 μm using a relatively simple device. Provided is a thermal diffusivity measuring device capable of performing the above. A thin-film thermal diffusivity measuring apparatus 100 includes a substrate 10 having an external communication portion 12 opened upward and a substrate 10 formed on the substrate 10 and bridged on a part of the external communication portion 12. And a supporting film 20 made of an insulating thin film having a supporting portion 22 formed therein. On the support film 20, at least one end of the first conductive portion 32 is located in the support portion 22, and at least one end is located in the support portion 22, and the first conductive portion 32 is located. A second conductive portion 42 is formed at a predetermined distance from 32.
Further, on the supporting film 20, the measured film 60 having a bridge-shaped measured portion 62 is formed via the auxiliary supporting film 50.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、周期的加熱による薄膜
の熱拡散率測定装置、この測定装置の製造方法およびこ
の測定装置を用いた熱拡散率測定方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for measuring the thermal diffusivity of a thin film by periodic heating, a method for manufacturing the measuring apparatus and a method for measuring the thermal diffusivity using the measuring apparatus.

【0002】本発明の熱拡散率測定装置および測定方法
は、1μm程度の薄膜の熱物性の計測技術に適するもの
である。このような薄膜の熱物性に関する計測技術は、
近年、以下に挙げるような理由からその開発が望まれて
いる。
The thermal diffusivity measuring apparatus and measuring method of the present invention are suitable for measuring the thermophysical properties of thin films of about 1 μm. The measurement technology for the thermophysical properties of such thin films is
In recent years, its development has been desired for the following reasons.

【0003】(a) ICの高集積化,高速化にともない、
素子や配線で発生する熱がICの誤動作や信頼性といっ
た観点から無視できなくなってきていること。
(A) With high integration and high speed of IC,
The heat generated by the elements and wiring cannot be ignored from the viewpoint of IC malfunction and reliability.

【0004】(b) バルク材料で得られないような物性を
薄膜で発現させる技術、バルク材料が得られないような
材料の薄膜の物性値を求める場合、あるいは薄膜を構造
体として用いた熱型の素子の設計等において、薄膜の熱
物性値の測定が要求されること。
(B) A technique for developing a physical property in a thin film that cannot be obtained by a bulk material, a method for obtaining a physical property value of a thin film of a material for which a bulk material is not obtained, or a thermal type using a thin film as a structure. Measurement of thermophysical properties of thin films is required in the device design, etc.

【0005】[0005]

【従来の技術】半導体プロセスにおいて使用される厚さ
1μm程度の薄膜について、正確な熱物性値を測定する
技術に関する報告は少ない。これは、このような薄膜の
熱物性の測定が非常に困難であることによる。
2. Description of the Related Art There have been few reports on a technique for accurately measuring thermophysical property values of a thin film having a thickness of about 1 μm used in a semiconductor process. This is because it is very difficult to measure the thermophysical properties of such a thin film.

【0006】薄膜の熱物性測定に関する技術としては、
特開昭60−155950号公報に開示されたような、
断熱加熱による熱拡散率測定方法がある。この熱拡散率
測定方法は、厚さが一定の薄い被測定試料板の片面の一
部を覆い材で覆った状態で片面に一定振幅の熱エネルギ
ーを断続照射し、被測定試料板の被遮蔽部における覆い
部材の端部から種々の距離の点の交流温度を測定し、該
距離を変数とする交流温度特性線の勾配と、交流周波数
から被測定試料板の熱拡散率を算出するものである。
Techniques for measuring thermophysical properties of thin films include:
As disclosed in JP-A-60-155950,
There is a method of measuring thermal diffusivity by adiabatic heating. In this thermal diffusivity measurement method, one surface of a thin sample plate with a constant thickness is covered with a covering material, and one surface is intermittently irradiated with thermal energy of a constant amplitude to shield the sample plate to be measured. The AC temperature at various points from the end of the cover member in the section is measured, and the thermal diffusivity of the sample plate to be measured is calculated from the gradient of the AC temperature characteristic line with the distance as a variable and the AC frequency. is there.

【0007】この熱拡散率測定方法は、例えば厚さ0.
1〜0.5mm程度の膜に関する熱拡散率の測定には有
用であるが、以下に示すような理由によって、厚さ1μ
m程度のレベルの薄膜に対しては適用できないという難
点を有する。
[0007] This thermal diffusivity measuring method is, for example, a thickness of 0.
Although it is useful for measuring the thermal diffusivity of a film having a thickness of about 1 to 0.5 mm, the thickness is 1 μm for the following reasons.
It has a drawback that it cannot be applied to a thin film having a level of about m.

【0008】被測定試料のみではその厚さが極めて小
さいために機械的強度が小さく、単独で測定対象とする
ことができない。この点を補うために、被測定試料を基
板上に設置した状態で測定することが考えられるが、こ
の場合には、基板の厚さが被測定試料に対して大きいた
めに、得られる熱物性が基板に依存したものとなって被
測定試料の正確な測定結果が得られない。
Since only the sample to be measured has a very small thickness, it has a small mechanical strength and cannot be used alone for measurement. In order to compensate for this point, it is possible to measure with the sample to be measured placed on the substrate. In this case, however, the thickness of the substrate is larger than that of the sample to be measured. Depends on the substrate, and an accurate measurement result of the sample to be measured cannot be obtained.

【0009】前記技術においては熱源として光照射が
用いられているが、透明な薄膜では光が透過してしまい
熱に変換されないため、被測定試料の加熱が困難であ
る。
In the above technique, light irradiation is used as a heat source, but it is difficult to heat the sample to be measured because the transparent thin film transmits light and is not converted into heat.

【0010】本発明は、上述のような従来技術の問題点
を解決し、その目的は、厚さ1μm程度の各種の薄膜試
料における面方向(厚さ方向と直角の方向)の熱拡散率
を、比較的簡易な構成の装置によって高精度で測定する
ことができる熱拡散率測定装置を提供することにある。
The present invention solves the problems of the prior art as described above, and its object is to determine the thermal diffusivity in the plane direction (direction perpendicular to the thickness direction) in various thin film samples having a thickness of about 1 μm. An object of the present invention is to provide a thermal diffusivity measuring device capable of highly accurate measurement with a device having a relatively simple structure.

【0011】本発明の他の目的は、上記熱拡散率測定装
置を簡易なプロセスによって精度よく製造することがで
きる熱拡散率測定装置の製造方法を提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thermal diffusivity measuring device, which can manufacture the thermal diffusivity measuring device with a simple process with high accuracy.

【0012】本発明のさらに他の目的は、前記熱拡散率
測定装置を用いて高い精度の熱拡散率を求めることがで
きる測定方法を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a measuring method which can obtain a highly accurate thermal diffusivity by using the thermal diffusivity measuring device.

【0013】[0013]

【問題点を解決するための手段】本発明の薄膜の熱拡散
率測定装置は、上方に開放された外界連通部を有する基
板と、この基板上に形成され、前記外界連通部上の一部
にブリッジ状に架設された支持部を有する、絶縁性薄膜
からなる支持膜と、この支持膜上に形成され、少なくと
も一方の端部が前記支持部に位置する第1の導電部、お
よびこの第1の導電部と電気的に接続された交流電源を
有する加熱手段と、前記支持膜上に形成され、少なくと
も一方の端部が前記支持部に位置し、かつ前記第1の導
電部と所定の距離をおいて位置する第2の導電部、およ
びこの第2の導電部と電気的に接続された抵抗測定部を
有する温度検出手段と、少なくとも、前記支持部、前記
第1の導電部および前記第2の導電部を含む領域にわた
って形成されたブリッジ状の被測定部を有する被測定膜
と、を含むことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A thin film thermal diffusivity measuring apparatus of the present invention is a substrate having an external communication portion opened upward, and a part of the external communication portion formed on the substrate. A support film made of an insulating thin film, having a support part bridge-shaped, and a first conductive part formed on the support film, at least one end of which is located on the support part; A heating means having an AC power source electrically connected to the first conductive portion; and a heating means formed on the support film, at least one end of which is located on the support portion, and which has a predetermined distance from the first conductive portion. A temperature detecting means having a second conductive portion located at a distance and a resistance measuring portion electrically connected to the second conductive portion; and at least the support portion, the first conductive portion and the temperature detecting means. A block formed over the region including the second conductive portion. Characterized in that it comprises a measured film, a having Tsu-shaped part to be measured.

【0014】前記基板としては通常単結晶シリコン基板
が用いられ、その厚さは300〜600μm程度であ
る。
A single crystal silicon substrate is usually used as the substrate, and its thickness is about 300 to 600 μm.

【0015】前記支持膜は、絶縁性であり、かつ薄膜で
も形状を保てる程度に十分な機械的強度を有する材料で
構成される。このような材料としては、例えばシリコン
窒化膜、シリコン酸化膜などがあげられる。また、支持
膜の膜厚は、被測定膜と同程度であることが好ましく、
通常1000〜5000オングストローム程度とされ
る。
The support film is made of a material which is insulative and has a mechanical strength sufficient to maintain the shape of a thin film. Examples of such a material include a silicon nitride film and a silicon oxide film. The thickness of the support film is preferably about the same as the film to be measured,
Usually, it is about 1000 to 5000 angstroms.

【0016】前記導電部は、ヒータあるいは電極として
機能するのに十分な導電性を有すればその材料は特に限
定されず、例えばポリシリコンに不純物をドーピングし
て導電性をもたせたもの、あるいはNi,Pt,Au等
の金属の薄膜などによって構成することができる。
The conductive part is not particularly limited in material as long as it has sufficient conductivity to function as a heater or an electrode. For example, polysilicon is doped with impurities to have conductivity, or Ni is used. , Pt, Au, etc. can be used.

【0017】前記被測定膜は、測定対象によって各種の
薄膜が選択されるが、例えばSiO2 、リンガラス(P
SG)、アルミニウム、金、金ブラック、チタン酸ジル
コン酸鉛(PZT)、ゲルマン酸鉛(PGO)、ポリフ
ッ化ビニリデン、ポリイミドなどの薄膜があげられる。
The thin film to be measured is selected from various thin films depending on the object to be measured. For example, SiO2, phosphorus glass (P
SG), aluminum, gold, gold black, lead zirconate titanate (PZT), lead germanate (PGO), polyvinylidene fluoride, polyimide, and other thin films.

【0018】本発明の熱拡散率測定装置の製造方法は、
シリコン基板上に絶縁性薄膜からなる支持膜を形成する
工程と、前記支持膜上に導電膜を形成した後、フォトリ
ソグラフィによるパターニングおよびエッチングを行う
ことにより、加熱手段を構成する第1の導電部および温
度検出手段を構成する第2の導電部を形成する工程と、
少なくとも前記第1の導電部および第2の導電部を含む
領域を覆うように、被測定膜を形成する工程と、異方性
エッチングによって前記支持膜下部の前記シリコン基板
の一部を除去し、前記第1の導電部および第2の導電部
を含むブリッジ状の測定領域を形成するとともに外界連
通部を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
The method of manufacturing the thermal diffusivity measuring device of the present invention is
A step of forming a supporting film made of an insulating thin film on a silicon substrate, and a patterning and etching by photolithography after forming a conductive film on the supporting film to form a first conductive portion that constitutes a heating unit. And a step of forming a second conductive portion which constitutes the temperature detecting means,
A step of forming a film to be measured so as to cover at least the region including the first conductive portion and the second conductive portion, and removing a part of the silicon substrate under the support film by anisotropic etching, Forming a bridge-shaped measurement region including the first conductive portion and the second conductive portion and forming an external communication portion.

【0019】この製造方法によれば、前記支持膜、導電
部、被測定膜はICなどの製造に用いられる薄膜形成技
術によって形成することができる。薄膜形成方法として
は、膜の性質等によって、化学的気相成長法(CVD
法)やスパッタリング,イオンプレーティングなどの物
理的気相成長法(PVD法)等から選択される。
According to this manufacturing method, the supporting film, the conductive portion, and the film to be measured can be formed by the thin film forming technique used for manufacturing an IC or the like. As a thin film forming method, a chemical vapor deposition method (CVD
Method), a physical vapor deposition method (PVD method) such as sputtering, ion plating, or the like.

【0020】本発明の熱拡散率測定方法は、請求項1に
記載の熱拡散率測定装置における前記第1の導電部と第
2の導電部との距離Lが異なる2以上の熱拡散率測定装
置を用いて、各測定装置における温度振幅Tacをそれ
ぞれ測定し、下記の数3より求まる距離Lと温度振幅T
acとの相関関係より減衰定数kを求め、下記の数4よ
り熱拡散率αを求めることを特徴とする。
The thermal diffusivity measuring method of the present invention is a thermal diffusivity measuring apparatus according to claim 1, wherein the distance L between the first conductive portion and the second conductive portion is different from each other. Using the device, the temperature amplitude Tac in each measuring device is measured, and the distance L and the temperature amplitude T obtained by the following equation 3 are calculated.
It is characterized in that the damping constant k is obtained from the correlation with ac, and the thermal diffusivity α is obtained from the following equation 4.

【数3】 [Equation 3]

【数4】 [Equation 4]

【作用】本発明の熱拡散率測定装置においては、加熱手
段を動作させて、すなわち第1の導電部に一定周波数の
交流電圧を印加してこれを周期的に加熱(交流加熱)
し、そして第2の導電部を介して温度検出手段の抵抗測
定部によって温度振幅Tacを抵抗変化として測定する
ことができる。
In the thermal diffusivity measuring apparatus of the present invention, the heating means is operated, that is, an AC voltage having a constant frequency is applied to the first conductive portion to periodically heat it (AC heating).
The temperature amplitude Tac can be measured as a resistance change by the resistance measuring section of the temperature detecting means via the second conductive section.

【0021】本発明の熱拡散率測定装置によれば、被測
定膜を基板上に形成した薄い支持膜によって支持した状
態で測定を行うために、1μmレベルの極めて薄い膜で
あっても測定が可能である。そして、前記支持膜は例え
ば前記測定膜と同程度の厚さとすることができるので、
支持膜の熱拡散率を正確に考慮して被測定膜の熱拡散率
を高い精度で測定することができる。
According to the thermal diffusivity measuring apparatus of the present invention, since the film to be measured is supported by the thin supporting film formed on the substrate, the measurement can be performed even with an extremely thin film of 1 μm level. It is possible. And, since the support film can have a thickness similar to that of the measurement film, for example,
The thermal diffusivity of the film to be measured can be measured with high accuracy by accurately considering the thermal diffusivity of the support film.

【0022】また、加熱手段のヒータとして機能する第
1の導電部は抵抗加熱によって加熱されるため、光照射
による場合と異なり、1μm程度の透明な薄膜であって
も測定に必要な加熱を行うことができる。さらに、温度
検出手段を構成する第2の導電部は、被測定膜と直接的
にあるいは絶縁膜(補助支持膜)を介して設けられてい
るため、輻射率が未知の試料に対しても測定を行うこと
ができる。
Further, since the first conductive portion functioning as a heater of the heating means is heated by resistance heating, heating necessary for measurement is performed even with a transparent thin film of about 1 μm, unlike the case of light irradiation. be able to. Further, since the second conductive portion constituting the temperature detecting means is provided directly to the film to be measured or via the insulating film (auxiliary supporting film), the emissivity can be measured even for the unknown sample. It can be performed.

【0023】さらに、本発明の測定装置は、後述するよ
うに薄膜形成プロセスによって製造されるので、小さな
サイズを有し、かつ高精度でシンプルな構成を有する。
そのため、誤差要因が少なく、精度の高い測定を行うこ
とができる。また、この装置はサイズが小さいため、例
えば真空中で測定を行う場合であっても、大掛かりな装
置を必要としないメリットがある。
Further, since the measuring device of the present invention is manufactured by a thin film forming process as will be described later, it has a small size, a high precision and a simple structure.
Therefore, there are few error factors, and highly accurate measurement can be performed. Further, since this device has a small size, there is an advantage that a large-scale device is not required even when the measurement is performed in a vacuum, for example.

【0024】本発明の熱拡散率測定装置の製造方法によ
れば、例えばCVD法などの薄膜形成プロセスによっ
て、小型でしかも精度の高い装置を容易に製造すること
ができる。そして、被測定膜を形成する前の状態の試料
をバッチ処理により一度に大量に作成し、これらを常時
保管しておき、測定時には被測定薄膜をこれらの試料上
に形成するのみで測定に必要なものが作成できるため試
料の作成も容易となる。
According to the method of manufacturing the thermal diffusivity measuring apparatus of the present invention, a small and highly accurate apparatus can be easily manufactured by a thin film forming process such as the CVD method. Then, a large number of samples in a state before forming the film to be measured are prepared by batch processing at one time, and these are stored at all times, and only the thin film to be measured is formed on these samples at the time of measurement. Since it is possible to create various materials, it is easy to create a sample.

【0025】また、前記熱拡散率測定装置を用いた熱拡
散率測定方法によれば、加熱手段を構成する第1の導電
部と温度検出手段を構成する第2の導電部との距離が異
なる2つ以上の熱拡散率測定装置を用いて距離Lと温度
振幅Tacの相関関係を求めることにより、被測定膜の
熱拡散率を高い精度で求めることができる。
Further, according to the thermal diffusivity measuring method using the thermal diffusivity measuring device, the distance between the first conductive portion constituting the heating means and the second conductive portion constituting the temperature detecting means is different. By calculating the correlation between the distance L and the temperature amplitude Tac using two or more thermal diffusivity measuring devices, the thermal diffusivity of the film to be measured can be calculated with high accuracy.

【0026】[0026]

【実施例】以下に、本発明の好適な実施例について図面
を参照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】図1は、本実施例の熱拡散率測定装置を概
略的に示す斜視図である。図4(I)は図1に示す測定
装置のI−I線に沿った断面図である。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the thermal diffusivity measuring apparatus of this embodiment. FIG. 4 (I) is a sectional view taken along the line I-I of the measuring apparatus shown in FIG.

【0028】本実施例の熱拡散率測定装置100は、基
板10と、この基板10上に形成された支持膜20と、
この支持膜20上に形成された第1の導電部32,第2
の導電部42と、これらの導電部32,42を覆う状態
で形成された補助支持膜50と、この補助支持膜50上
に形成された被測定膜60とから構成されている。
The thermal diffusivity measuring apparatus 100 of this embodiment comprises a substrate 10, a support film 20 formed on the substrate 10,
The first conductive portion 32 and the second conductive portion 32 formed on the support film 20.
The conductive portion 42, the auxiliary support film 50 formed so as to cover these conductive portions 32, 42, and the film to be measured 60 formed on the auxiliary support film 50.

【0029】前記基板10は、例えば(100)面の単
結晶シリコンからなり、300〜600μm程度の厚み
を有している。そして、基板10のほぼ中央部には、上
方に開放された凹部からなる外界連通部12が形成され
ている。
The substrate 10 is made of, for example, (100) plane single crystal silicon and has a thickness of about 300 to 600 μm. Further, an external communication portion 12 formed of a concave portion opened upward is formed in a substantially central portion of the substrate 10.

【0030】前記支持膜20は、厚さ1000〜500
0オングストロームのシリコン窒化膜から構成されてい
る。そして、支持膜20は、前記外界連通部12のほぼ
中央に掛け渡されたブリッジ状の支持部22を有してい
る。このような支持部22は、その長手方向がシリコン
基板10の〈110〉方向に形成されている。この支持
部22の両サイドの膜は、前記外界連通部12に連続す
る状態で除去されている。
The support film 20 has a thickness of 1000 to 500.
It is composed of a silicon nitride film of 0 angstrom. Further, the support film 20 has a bridge-shaped support portion 22 which is bridged over substantially the center of the external communication portion 12. The longitudinal direction of the support portion 22 is formed in the <110> direction of the silicon substrate 10. The films on both sides of the support portion 22 are removed so as to be continuous with the external communication portion 12.

【0031】前記第1の導電部32および第2の導電部
42は、ポリシリコン膜に不純物をドーピングして形成
された導電膜から構成されている。前記第1の導電部3
2は、交流加熱によって加熱手段のヒータとして機能
し、前記第2の導電部34は温度検出手段の電極として
機能する。そして、前記第1の導電部32と第2の導電
部42との距離Lは、あらかじめ測定に必要な値に設定
されている。
The first conductive portion 32 and the second conductive portion 42 are composed of a conductive film formed by doping a polysilicon film with impurities. The first conductive portion 3
2 functions as a heater of heating means by AC heating, and the second conductive portion 34 functions as an electrode of temperature detecting means. The distance L between the first conductive portion 32 and the second conductive portion 42 is set in advance to a value required for measurement.

【0032】前記補助支持膜50は、厚さ約1000〜
5000オングストロームのシリコン窒化膜から構成さ
れている。この補助支持膜50は、必ずしも必要なもの
ではないが、被測定膜の成膜性をよくして均一な被測定
膜を形成することが必要な場合や導電性の被測定薄膜を
測定する場合に下地層として形成される。
The auxiliary supporting film 50 has a thickness of about 1000-.
It is composed of a 5000 angstrom silicon nitride film. This auxiliary supporting film 50 is not always necessary, but when it is necessary to improve the film forming property of the film to be measured to form a uniform film to be measured or to measure a conductive film to be measured. Is formed as a base layer.

【0033】前記被測定膜60は、測定の対象とする各
種の薄膜であり、この例の場合には膜厚1000〜10
000オングストロームのSiO2 膜から構成されてい
る。そして、この被測定膜60は、前期支持部22と対
応する位置に被測定部62を有する。
The film to be measured 60 is various thin films to be measured, and in this example, the film thickness is from 1000 to 10
It is composed of a SiO 2 film of 000 Å. The film 60 to be measured has a portion 62 to be measured at a position corresponding to the support portion 22 in the previous period.

【0034】この実施例においては、前記支持膜20、
補助支持膜50および被測定膜60は、前記支持部22
および前記被測定部62を含む測定領域24の両サイド
において前記外界連通部12に対応する部分が除去され
ている。そのため、前記測定領域24は3層構造のブリ
ッジ状をなしその周囲は開放された状態となっている。
したがって、例えば測定系を真空状態とすることによ
り、測定領域からの熱伝達による好ましくない熱の放散
を抑制することができる。
In this embodiment, the support film 20,
The auxiliary supporting film 50 and the film to be measured 60 are the supporting parts 22
Also, the portions corresponding to the external communication portion 12 are removed on both sides of the measurement region 24 including the measured portion 62. Therefore, the measurement area 24 is in the shape of a three-layer bridge, and the periphery thereof is open.
Therefore, for example, by setting the measurement system in a vacuum state, it is possible to suppress unfavorable heat dissipation due to heat transfer from the measurement region.

【0035】前記被測定膜60の表面には、図4(I)
に示すように、コンタクトホールHを介して前記第1の
導電部32および第2の導電部42とそれぞれ電気的に
接続されるアルミニウムの配線膜70,72が形成され
ている。
The surface of the film 60 to be measured is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, aluminum wiring films 70 and 72 electrically connected to the first conductive portion 32 and the second conductive portion 42 through the contact holes H are formed.

【0036】図2は、図1の測定装置100の加熱手段
30および温度検出手段40を示す概略図である。図示
するように、加熱手段30は、前記第1の導電部32と
交流電源34とが配線膜70を介して電気的に接続され
て構成されている。この加熱手段30においては、交流
電源34によって所定の周波数の交流電圧を第1の導電
部32に印加することにより、抵抗加熱によって被測定
膜60の被測定部62を周期的に加熱(交流加熱)する
ことができる。そして、ヒータとして機能する第1の導
電部32は、補助支持膜50を介在させているものの前
記被測定膜60と空間を介さないで接続されているた
め、被測定膜の輻射熱等を考慮する必要がなく、所定の
熱量を被測定膜に正確に与えることができる。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the heating means 30 and the temperature detecting means 40 of the measuring apparatus 100 of FIG. As shown in the drawing, the heating means 30 is configured by electrically connecting the first conductive portion 32 and the AC power source 34 via a wiring film 70. In this heating means 30, by applying an AC voltage having a predetermined frequency to the first conductive portion 32 by the AC power source 34, the measured portion 62 of the measured film 60 is heated cyclically by resistance heating (AC heating). )can do. The first conductive portion 32, which functions as a heater, is connected to the film to be measured 60 without a space though the auxiliary support film 50 is interposed, so that the radiant heat of the film to be measured is considered. It is not necessary, and a predetermined amount of heat can be accurately applied to the film to be measured.

【0037】前記温度検出手段40においては、前記第
2の導電部42は、配線膜72を介して定電流電源44
および電圧計46と並列的に接続されている。したがっ
て、第1の導電部32の交流加熱によって発生する第2
の導電部42での温度振幅を抵抗値として測定すること
ができる。また、第2の導電部42も前記第1の導電部
32と同様に補助支持膜50および被測定膜60によっ
て埋め込まれた状態で設けられているため、放射による
熱の損失を防止することができ、正確な測定が可能とな
る。
In the temperature detecting means 40, the second conductive portion 42 has a constant current power source 44 via a wiring film 72.
And a voltmeter 46 connected in parallel. Therefore, the second generated by the AC heating of the first conductive portion 32
It is possible to measure the temperature amplitude at the conductive part 42 as a resistance value. Further, the second conductive portion 42 is also provided in a state of being embedded by the auxiliary supporting film 50 and the film to be measured 60, similarly to the first conductive portion 32, so that heat loss due to radiation can be prevented. Yes, accurate measurement is possible.

【0038】以上述べた熱拡散率測定装置100によれ
ば、以下のような作用効果が達成される。
According to the thermal diffusivity measuring apparatus 100 described above, the following operational effects are achieved.

【0039】被測定膜60をこれと同程度の薄い支持
膜20および補助支持膜50によって支持したため、後
に詳述する計算方法を用いて、支持膜20および補助支
持膜50の熱拡散率の影響を除いて被測定膜60の熱拡
散率を正確に測定することができる。
Since the film to be measured 60 was supported by the supporting film 20 and the auxiliary supporting film 50 which were as thin as this, the influence of the thermal diffusivity of the supporting film 20 and the auxiliary supporting film 50 was calculated by using the calculation method described in detail later. The thermal diffusivity of the film 60 to be measured can be accurately measured except for.

【0040】測定領域24がブリッジ状をなし、その
下方が外界と連通した状態で構成されているため、例え
ば側定系を真空状態とすることにより、熱伝達の影響を
なくして正確な測定をすることができる。
Since the measurement region 24 is formed in a bridge shape and the lower part thereof communicates with the outside world, for example, by setting the side constant system in a vacuum state, the influence of heat transfer is eliminated and accurate measurement is performed. can do.

【0041】ヒータを構成する第1の導電部32と電
極を構成する第2の導電部42とが、ほぼ同じ条件下で
近接して設けられ、かつこれらは埋設された状態である
ため、交流加熱を正確に制御することができ、また伝導
熱を正確に測定することができる。
The first conductive portion 32 forming the heater and the second conductive portion 42 forming the electrode are provided close to each other under almost the same conditions, and they are in a buried state. The heating can be accurately controlled and the conduction heat can be accurately measured.

【0042】また、本実施例の測定装置は小型であ
り、かつ加熱手段30および温度検出手段40の構成も
シンプルであるため、側定系の制御が容易であり、しか
も測定を簡単に行うことができる。
Further, since the measuring apparatus of this embodiment is small and the heating means 30 and the temperature detecting means 40 have a simple structure, the side constant system can be easily controlled and the measurement can be performed easily. You can

【0043】次に、図1に示す熱拡散率測定装置100
の製造プロセスについて、図3および図4を参照しなが
ら説明する。
Next, the thermal diffusivity measuring device 100 shown in FIG.
The manufacturing process will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

【0044】まず、シリコン単結晶からなる基板10の
表面にシリコン窒化膜からなる支持膜20を減圧CVD
法によって堆積させる(図3(A))。ついで、支持膜
20の表面にポリシリコン膜32aを減圧CVD法によ
って堆積させる(図3(B))。このポリシリコン膜3
2aにリン,ヒ素あるいはホウ素などの不純物をイオン
注入法によってドーピングし、その後、通常のフォトリ
ソグラフィによるパターニングおよびエッチングを行っ
て、第1の導電部32および第2の導電部42を形成す
る(図3(C))。このときの不純物の拡散濃度は特に
限定されないが、例えば抵抗温度係数が1000ppm
/℃以上、比抵抗が0.0001Ωcm以上であるよう
に制御されることが望ましい。この第1の導電部32お
よび第2の導電部42は、図5(A)に示すように、距
離Lを介して対向して配置され、その形状は平面形状が
コ字状の2端子構造とされている。
First, a support film 20 made of a silicon nitride film is formed on the surface of a substrate 10 made of silicon single crystal by low pressure CVD.
It is deposited by the method (FIG. 3 (A)). Then, a polysilicon film 32a is deposited on the surface of the support film 20 by the low pressure CVD method (FIG. 3 (B)). This polysilicon film 3
2a is doped with impurities such as phosphorus, arsenic or boron by an ion implantation method, and then patterned and etched by ordinary photolithography to form a first conductive portion 32 and a second conductive portion 42 (FIG. 3 (C)). The diffusion concentration of impurities at this time is not particularly limited, but for example, the temperature coefficient of resistance is 1000 ppm.
It is desirable to control the temperature to be / ° C or higher and the specific resistance to be 0.0001 Ωcm or higher. As shown in FIG. 5A, the first conductive portion 32 and the second conductive portion 42 are arranged so as to face each other with a distance L, and the shape thereof is a two-terminal structure having a U-shaped planar shape. It is said that.

【0045】ついで、前記第1の導電部32および第2
の導電部42を覆う状態で支持膜20の表面にシリコン
窒化膜からなる補助支持膜50が減圧CVD法により堆
積される(図3(D))。そして、この補助支持膜50
の表面に測定の対象となる被測定膜(SiO2 膜)60
が減圧CVD法等によって形成される(図3(E))。
Then, the first conductive portion 32 and the second conductive portion 32
An auxiliary support film 50 made of a silicon nitride film is deposited on the surface of the support film 20 by the low pressure CVD method so as to cover the conductive portion 42 of FIG. Then, this auxiliary support film 50
Film (SiO 2 film) 60 to be measured on the surface of the
Are formed by a low pressure CVD method or the like (FIG. 3 (E)).

【0046】ついで、第1の導電部32および第2の導
電部42にそれぞれ連通するコンタクトホールHを被測
定膜60および補助支持膜50に形成する。(図4
(F))。その後、通常用いられるスパッタリング法に
より、アルミニウムからなる配線膜70aを形成し(図
4(G))、これをパターニングおよびエッチングによ
って所定形状の配線膜70,72を形成する(図4
(H))。
Next, contact holes H which communicate with the first conductive portion 32 and the second conductive portion 42, respectively, are formed in the measured film 60 and the auxiliary support film 50. (Fig. 4
(F)). Thereafter, a wiring film 70a made of aluminum is formed by a commonly used sputtering method (FIG. 4G), and the wiring films 70 and 72 having a predetermined shape are formed by patterning and etching the wiring film 70a (FIG. 4).
(H)).

【0047】ついで、外界連通部12の形状に対応する
開口を有するマスク(図示せず)を形成した後、例えば
KOH,TMAH,EDP等の異方性エッチング液を用
いて被測定膜60,補助支持膜50および基板10を異
方性エッチングすることにより、マスクパターンに対応
した所定部分を除去して外界連通部12を形成する。外
界連通部12は、図4(I)および図5(B)に示すよ
うに、全体平面形状がほぼ正方形をなし、そして、その
対角線に沿って支持膜20,補助支持膜50および被測
定膜60の3層構造からなるブリッジ状の測定領域24
が形成されている。このようなブリッジは、その長手方
向が(100)面のシリコン基板の〈110〉方向に形
成されているため、ブリッジ下部のシリコン基板をエッ
チングにより除去できる。
Then, after forming a mask (not shown) having an opening corresponding to the shape of the external communication portion 12, the film 60 to be measured and the auxiliary film to be measured using an anisotropic etching solution such as KOH, TMAH or EDP. By anisotropically etching the support film 50 and the substrate 10, a predetermined portion corresponding to the mask pattern is removed to form the external communication portion 12. As shown in FIG. 4 (I) and FIG. 5 (B), the external communication portion 12 has a substantially square overall planar shape, and the supporting film 20, the auxiliary supporting film 50, and the film to be measured are arranged along the diagonal line thereof. A bridge-shaped measurement region 24 having a three-layer structure 60
Are formed. Since such a bridge has its longitudinal direction formed in the <110> direction of the silicon substrate having the (100) plane, the silicon substrate below the bridge can be removed by etching.

【0048】このような熱拡散率測定装置の製造方法に
よれば、ICの製造などにおいて通常用いられる薄膜形
成技術によって精密な装置を製造することができる。そ
して、被測定膜60を形成する前の状態の装置をバッチ
処理により一度に多数個作成して常時保管しておくこと
により、各種の測定対象についてこれを用いることがで
き、測定装置を比較的容易に製造することができる。ま
た、第1の導電部32と第2の導電部42とを作成する
際には、パターニングの手段としてフォトリソグラフィ
を用いるため、両者を極めて高い位置精度で製造するこ
とができ、したがって両者の距離Lを正確に規定するこ
とができる。
According to such a method of manufacturing a thermal diffusivity measuring device, a precise device can be manufactured by a thin film forming technique which is usually used in IC manufacturing. Then, by preparing a large number of devices in a state before forming the film to be measured 60 by batch processing and keeping them at all times, this can be used for various kinds of measurement objects, and the measurement device can be relatively used. It can be easily manufactured. Further, when the first conductive portion 32 and the second conductive portion 42 are formed, since photolithography is used as a patterning means, both can be manufactured with extremely high positional accuracy, and therefore the distance between them can be increased. L can be accurately defined.

【0049】さらに、このような成膜方法によって第1
の導電部32および第2の導電部42を形成することに
よって、ヒータやディテクタを接着する工程を必要とせ
ず、例えば銀ペーストなどの接着材の影響を考慮する必
要がない。
Further, according to such a film forming method, the first
By forming the conductive part 32 and the second conductive part 42, the step of bonding the heater or the detector is not necessary, and it is not necessary to consider the influence of the adhesive material such as silver paste.

【0050】また、上記プロセスにおいては支持膜2
0,補助支持膜50および被測定膜60の形成後にエッ
チングを行って外界連通部12を形成したが、これに限
らず、基板10に外界連通部12を形成した後に支持膜
20,補助支持膜50および被測定膜60を形成し、こ
れらの膜20,50,60のパターニングを行ってもよ
い。
In the above process, the supporting film 2 is used.
0, the auxiliary support film 50 and the film to be measured 60 were etched to form the external communication portion 12, but the invention is not limited to this, and the support film 20 and the auxiliary support film are formed after the external communication portion 12 is formed on the substrate 10. The film 50 and the film 60 to be measured may be formed, and the films 20, 50 and 60 may be patterned.

【0051】次に、本実施例の熱拡散率測定装置を用い
た熱拡散率測定方法について説明する。
Next, a thermal diffusivity measuring method using the thermal diffusivity measuring apparatus of this embodiment will be described.

【0052】まず、測定領域で検出される温度振幅Ta
cと、第1の導電部32と第2の導電部42との距離L
との相関関係について説明する。
First, the temperature amplitude Ta detected in the measurement region
c, the distance L between the first conductive portion 32 and the second conductive portion 42
The correlation with is explained.

【0053】熱拡散率測定装置に一定周波数fの交流熱
Qを与えたときの温度振幅Tacの絶対値は下記の数5
のように表される。
The absolute value of the temperature amplitude Tac when AC heat Q having a constant frequency f is applied to the thermal diffusivity measuring apparatus is given by the following mathematical formula 5.
It is expressed as.

【数5】 この数5より、前記の数1,数3が導かれる。[Equation 5] From Equation 5, Equations 1 and 3 are derived.

【0054】前記の数1および数3において、減衰定数
kは、前記の数2,数4によって表される。
In the equations 1 and 3, the damping constant k is represented by the equations 2 and 4.

【0055】数1,数3より、温度振幅Tacの絶対値
|Tac|は距離Lの一次関数となる。したがって、距
離Lの異なる2つ以上の試料について測定を行い、距離
Lと温度振幅Tacとの相関関係を求め、その相関図よ
り減衰定数kを求めることにより被測定膜の熱拡散率を
求めることができる。
From Expressions 1 and 3, the absolute value | Tac | of the temperature amplitude Tac is a linear function of the distance L. Therefore, the measurement is performed on two or more samples having different distances L, the correlation between the distance L and the temperature amplitude Tac is obtained, and the thermal diffusivity of the film to be measured is obtained by obtaining the attenuation constant k from the correlation diagram. You can

【0056】なお、この実施例の場合には、測定の対象
となる膜がシリコン窒化膜からなる補助支持膜50とS
iO2 からなる被測定膜60とからなる複合膜を構成し
ているため、実際に測定装置によって求められる熱拡散
率は前記複合膜のものとして得られるが、複合膜の熱拡
散率、支持膜50の熱拡散率、および両者の膜厚より、
下記の数6によって被測定膜60の熱拡散率を算出する
ことができる。
In the case of this embodiment, the film to be measured is the auxiliary support film 50 and S which are made of a silicon nitride film.
Since the composite film including the film to be measured 60 made of iO 2 is formed, the thermal diffusivity actually obtained by the measuring device is obtained as that of the composite film. From the thermal diffusivity of 50 and the film thickness of both,
The thermal diffusivity of the film 60 to be measured can be calculated by the following equation 6.

【数6】 さらに、加熱手段によって交流的に供給された熱量に対
するサンプルの交流温度の振幅から被測定膜の定容比熱
を、またその供給熱量に対する被測定膜の上昇温度から
被測定膜の熱導電率を求めることができる。そして、熱
拡散率α、熱伝導率λおよび定容比熱c´は下記の数7
に示す関係を有するため、これらのうち任意の2つを求
めれば他の1つを算出することができる。
[Equation 6] Further, the constant volume specific heat of the film to be measured is obtained from the amplitude of the AC temperature of the sample with respect to the amount of heat supplied by the heating means in an alternating manner, and the thermal conductivity of the film to be measured is obtained from the temperature rise of the film to be measured with respect to the amount of heat supplied be able to. The thermal diffusivity α, the thermal conductivity λ, and the constant volume specific heat c ′ are given by
Since it has the relationship shown in, the other one can be calculated by finding any two of these.

【数7】 次に、本実施例の測定装置を実際に用いて行った測定結
果について説明する。測定装置としては、図6に示すよ
うに、第1の導電部32と第2の導電部42との距離L
が異なる6種のサンプルを作成した。また、各サンプル
について、印加する交流電圧の周波数を5段階にわたっ
て変化させて測定を行った。これらの結果を図6に示
す。符号aで示す線は周波数が1kHzの場合、符号b
で示す線は周波数が2Hzの場合、符号cで示す線は周
波数が4Hzの場合、符号dで示す線は周波数が9Hz
の場合および符号eで示す曲線は周波数が16Hzの場
合である。
[Equation 7] Next, the measurement results obtained by actually using the measuring apparatus of this embodiment will be described. As a measuring device, as shown in FIG. 6, a distance L between the first conductive portion 32 and the second conductive portion 42
Six types of samples having different values were prepared. In addition, for each sample, the frequency of the applied AC voltage was changed in five steps for measurement. The results are shown in FIG. If the frequency is 1 kHz, the line indicated by reference symbol a indicates the reference symbol b
The line indicated by indicates a frequency of 2 Hz, the line indicated by c indicates a frequency of 4 Hz, and the line indicated by d indicates a frequency of 9 Hz.
And the curve indicated by the symbol e is for a frequency of 16 Hz.

【0057】これらの測定データから数3,数4,数6
を用いると、SiO2 の熱拡散率は0.054cm2
Sと求まる。
From these measurement data, equations 3, 4 and 6
The thermal diffusivity of SiO 2 is 0.054 cm 2 /
S is obtained.

【0058】以上のように、本発明の熱拡散率の測定方
法によれば、誤差要因の少ない本発明の測定装置を用い
ることにより、熱拡散率を高精度でしかも容易に求める
ことができる。
As described above, according to the thermal diffusivity measuring method of the present invention, the thermal diffusivity can be obtained with high accuracy and easily by using the measuring device of the present invention with few error factors.

【0059】次に、本実施例の変形例について説明す
る。なお、図1および図2に示す部材と実質的に同様の
構成および機能を有する部材には同一の符号を付し、そ
の詳細な説明を省略する。
Next, a modification of this embodiment will be described. Members having substantially the same configurations and functions as those shown in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0060】図7は、第1の変形例を示す概略平面図で
ある。この変形例の熱拡散率測定装置200において
は、温度検出手段40の構成が前記実施例と異なってい
る。すなわち、第2の導電部42を4端子構造とし、定
電流電源44および電圧計46を別々の配線によって並
列的に接続している。このように、定電流電源44と電
圧計46を異なる配線によって接続することにより、導
電部42の先端部のみの抵抗変化を精度よく検出し、こ
れによって正確な温度測定を行なうことができる。ま
た、必要に応じてロックインアンプを用いることによっ
て検出感度を数桁上げることができる。
FIG. 7 is a schematic plan view showing a first modification. In the thermal diffusivity measuring apparatus 200 of this modified example, the structure of the temperature detecting means 40 is different from that of the above embodiment. That is, the second conductive portion 42 has a four-terminal structure, and the constant current power source 44 and the voltmeter 46 are connected in parallel by separate wirings. In this way, by connecting the constant current power source 44 and the voltmeter 46 with different wirings, it is possible to accurately detect the resistance change only at the tip of the conductive portion 42, and thereby to perform accurate temperature measurement. In addition, the detection sensitivity can be increased by several digits by using a lock-in amplifier if necessary.

【0061】図8に示す第2の変形例においては、熱拡
散率測定装置300は前記実施例のように補助支持膜を
介さず、被測定膜60が直接支持膜20(第1の導電部
32,第2の導電部34を含む領域)の表面に形成され
ている。このような構成を取り入れるためには、被測定
膜60は、下地層がなくともそれ自身で均一で良好な成
膜性を有する必要がある。このように被測定膜60を支
持膜20上に直接設けることにより、被測定膜60の熱
特性をより正確に測定することができ、また製造プロセ
スも簡略化される。
In the second modification shown in FIG. 8, the thermal diffusivity measuring device 300 does not use the auxiliary supporting film as in the above-described embodiment, but the measured film 60 is directly supported by the supporting film 20 (first conductive portion). 32, a region including the second conductive portion 34). In order to adopt such a configuration, the film-to-be-measured 60 needs to have uniform and good film-forming property by itself even without a base layer. By directly providing the film-to-be-measured 60 on the support film 20 in this way, the thermal characteristics of the film-to-be-measured 60 can be measured more accurately, and the manufacturing process is also simplified.

【0062】なお、外界連通部12を形成するときにブ
リッジ下部のシリコン基板を除去する方法として、犠牲
層エッチングを用いることもできる。この場合は、支持
膜20を形成する前に、シリコン基板上のブリッジを形
成する領域にあらかじめポリシリコンよりなる犠牲層を
形成しておく。
As a method of removing the silicon substrate under the bridge when forming the external communication portion 12, sacrificial layer etching can be used. In this case, before forming the support film 20, a sacrificial layer made of polysilicon is formed in advance in a region where a bridge is formed on the silicon substrate.

【0063】[0063]

【発明の効果】本発明の熱拡散率測定装置によれば、厚
さ1μm程度の各種の薄膜試料における面方向の熱拡散
率を、比較的簡易な構成の装置によって高精度で測定す
ることができる。
According to the thermal diffusivity measuring apparatus of the present invention, the thermal diffusivity in the surface direction of various thin film samples having a thickness of about 1 μm can be measured with high accuracy by a relatively simple apparatus. it can.

【0064】また、本発明の熱拡散率測定装置の製造方
法によれば、簡易なプロセスによって高精度の熱拡散率
測定装置を再現性よく製造することができる。
Further, according to the method for manufacturing a thermal diffusivity measuring apparatus of the present invention, a highly accurate thermal diffusivity measuring apparatus can be manufactured with good reproducibility by a simple process.

【0065】さらに、本発明の熱拡散率測定方法によれ
ば、高い精度で熱拡散率を求めることができる。
Furthermore, according to the thermal diffusivity measuring method of the present invention, the thermal diffusivity can be obtained with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例にかかる熱拡散率測定装置を概
略的に示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a thermal diffusivity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す測定装置に加熱手段および温度検出
手段を付加した状態を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state in which a heating unit and a temperature detecting unit are added to the measuring device shown in FIG.

【図3】(A)〜(E)は、図1に示す熱拡散率測定装
置の製造プロセスを模式的に示す断面図である。
3A to 3E are sectional views schematically showing a manufacturing process of the thermal diffusivity measuring apparatus shown in FIG.

【図4】(F)〜(I)は、図3に示した製造プロセス
に引き続くプロセスを模式的に示す断面図である。
4 (F) to (I) are cross-sectional views schematically showing a process following the manufacturing process shown in FIG.

【図5】(A)は、図3(C)に示す装置の平面図,
(B)は、図4(I)に示す装置の平面図である。
5 (A) is a plan view of the device shown in FIG. 3 (C),
FIG. 4B is a plan view of the device shown in FIG.

【図6】図1に示す熱拡散率測定装置を用いて行った実
測例における、第1の導電部と第2の導電部との距離と
温度振幅との関係を示す図である。
6 is a diagram showing a relationship between a distance between a first conductive portion and a second conductive portion and a temperature amplitude in an actual measurement example performed by using the thermal diffusivity measuring apparatus shown in FIG.

【図7】本発明の実施例の変形例を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a modified example of the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の他の変形例を示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing another modification of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 基板 12 外界連通部 20 支持膜 22 支持部 24 測定領域 30 加熱手段 32 第1の導電部 40 温度検出手段 42 第2の導電部 60 被測定膜 62 被測定部 100,200,300 熱拡散率測定装置 10 substrate 12 external communication part 20 support film 22 support part 24 measurement region 30 heating means 32 first conductive part 40 temperature detecting means 42 second conductive part 60 measured film 62 measured part 100, 200, 300 thermal diffusivity measuring device

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上方に開放された外界連通部を有する基
板と、 この基板上に形成され、前記外界連通部上の一部にブリ
ッジ状に架設された支持部を有する、絶縁性薄膜からな
る支持膜と、 この支持膜上に形成され、少なくとも一方の端部が前記
支持部に位置する第1の導電部、およびこの第1の導電
部と電気的に接続された交流電源を有する加熱手段と、 前記支持膜上に形成され、少なくとも一方の端部が前記
支持部に位置し、かつ前記第1の導電部と所定の距離を
おいて位置する第2の導電部、およびこの第2の導電部
と電気的に接続された抵抗測定部を有する温度検出手段
と、 少なくとも、前記支持部、前記第1の導電部および前記
第2の導電部を含む領域にわたって形成されたブリッジ
状の被測定部を有する被測定膜と、 を含むことを特徴とする、薄膜の熱拡散率測定装置。
1. An insulating thin film, comprising: a substrate having an external communication portion opened upward; and a support portion formed on the substrate and erected in a bridge shape on a portion of the external communication portion. A heating means having a support film, a first conductive part formed on the support film, at least one end of which is located in the support part, and an AC power supply electrically connected to the first conductive part. A second conductive portion formed on the support film, at least one end of which is located in the support portion, and which is located at a predetermined distance from the first conductive portion; and the second conductive portion. Temperature detecting means having a resistance measuring part electrically connected to the conductive part, and a bridge-shaped measured object formed at least over a region including the support part, the first conductive part and the second conductive part. A film to be measured having a portion, and Wherein, the thermal diffusivity measuring apparatus of a thin film.
【請求項2】 シリコン基板上に絶縁性薄膜からなる支
持膜を形成する工程と、 前記支持膜上に導電膜を形成した後、フォトリソグラフ
ィによるパターニングおよびエッチングを行うことによ
り、加熱手段を構成する第1の導電部および温度検出手
段を構成する第2の導電部を形成する工程と、 少なくとも前記第1の導電部および第2の導電部を含む
領域を覆うように、被測定膜を形成する工程と、 異方性エッチングによって前記支持膜下部の前記シリコ
ン基板の一部を除去し、前記第1の導電部および第2の
導電部を含むブリッジ状の測定領域を形成するとともに
外界連通部を形成する工程と、 を含むことを特徴とする熱拡散率測定装置の製造方法。
2. A heating means is formed by forming a support film made of an insulating thin film on a silicon substrate, and patterning and etching by photolithography after forming a conductive film on the support film. A step of forming a first conductive portion and a second conductive portion constituting the temperature detecting means, and forming a film to be measured so as to cover at least a region including the first conductive portion and the second conductive portion. And a part of the silicon substrate under the support film is removed by anisotropic etching to form a bridge-shaped measurement region including the first conductive portion and the second conductive portion, and to connect the external communication portion. A method of manufacturing a thermal diffusivity measuring apparatus, comprising:
【請求項3】 請求項1に記載の熱拡散率測定装置にお
ける前記第1の導電部と第2の導電部との距離Lが異な
る2以上の熱拡散率測定装置を用いて、各測定装置にお
ける温度振幅Tacをそれぞれ測定し、下記の数1より
求まる距離Lと温度振幅Tacとの相関関係より減衰定
数kを求め、下記の数2より熱拡散率αを求めることを
特徴とする熱拡散率の測定方法。 【数1】 【数2】
3. The thermal diffusivity measuring device according to claim 1, wherein the measuring device comprises two or more thermal diffusivity measuring devices having different distances L between the first conductive part and the second conductive part. The thermal diffusivity is characterized by measuring the temperature amplitude Tac in each of the above, obtaining the damping constant k from the correlation between the distance L and the temperature amplitude Tac obtained from the following equation 1, and obtaining the thermal diffusivity α from the following equation 2. How to measure the rate. [Equation 1] [Equation 2]
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100409003C (en) * 2001-10-10 2008-08-06 株式会社日立制作所 Resin thermal impedance testing method and tester using same
JP2013250115A (en) * 2012-05-31 2013-12-12 Univ Of Tokyo Measurement sensor and measurement apparatus
KR20140005074A (en) * 2012-07-03 2014-01-14 한국전자통신연구원 Thermal conductivity mearsuring device and measuring method thereof

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