[发明专利]一种纳米尺度器件散热特性的测试结构和测试方法

权利要求书

1.一种纳米尺度器件散热特性的测试结构，包括源(1)、漏(2)、栅(3)三部分，其特征是，其中源(1)和漏(2)之间有一根悬空纳米线(5)；栅(3)和漏(2)之间有绝缘层(6)；所述结构采用的是围栅结构，即栅(3)将纳米线(5)包围起来，栅(3)的一端与一个接线板(4)相连。

2.如权利要求1所述的测试结构，其特征是，所述测试结构以SOI为衬底。

3.如权利要求1所述的测试结构，其特征是，所述绝缘层(6)为绝缘材料层或者空气。

4.一种纳米尺度器件散热特性的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)制作权利要求1所述的测试结构；

2)由源端开始一直到栅，每隔一段距离D在纳米线上取一个点，采用高功率激光依次给纳米线上各个点加热，当整个系统进入稳态时收集各个点的拉曼光谱；

3)通过所测得的各个点的拉曼光谱的峰移，计算出每个点与源、漏端之间的温差，进而求得每个点的温度；

4)计算由栅这条路径的总的热阻R_THG和从栅到漏端之间的纳米线热阻R_THD；

5)比较R_THG和R_THD的大小，找出主要散热路径。

5.如权利要求4所述的测试方法，其特征是，步骤1)所述测试结构是在SOI衬底上制成的。

6.如权利要求4所述的测试方法，其特征是，步骤2)所述给各点加热的步骤是在室温条件下进行的。

7.如权利要求4所述的测试方法，其特征是，步骤2)所述高功率激光为打到纳米线上的光斑功率为毫瓦量级的激光。

8.如权利要求4所述的测试方法，其特征是，步骤2)所述距离D＝0.5um。

9.如权利要求4所述的测试方法，其特征是，所述步骤4)，将所得的各个点的温度T和该点距离源端和纳米线连接处的距离X代入公式：

T＝P[R_TH1(R_TH2+R_TH3)]/(R_TH1+R_TH2+R_TH3)＝P(MX²+NX)

R_TH3＝R_THG//R_THD

其中R_TH1为激光打到的点到源端之间的纳米线热阻，R_TH2为激光打到的点到栅之间的纳米线热阻，R_TH3为由栅组成的散热途径和和由源端组成的散热途径总的热阻，P为纳米线吸收总热量，X为打到纳米线上的激光光斑中心到源端的距离，M、N为系数；确定系数M、N，根据上述公式计算出R_TH3，再由纳米线热阻公式计算出R_THD，进而计算出R_THG。

10.如权利要求4所述的测试方法，其特征是，步骤5)中，如果R_THG》R_THD，说明源端为主要散热路径，否则如果R_THG《R_THD，则说明栅是主要散热路径，如果R_THG与R_THD相当，则说明他们散热的能力相当。