[发明专利]微纳米尺度圆形边界界面热阻的测量方法

摘要

本发明公开了一种微纳米尺度圆形边界界面热阻的测量方法，设计了辅助器件结构，包括圆柱内芯和内芯外包裹的第一圆环、第二圆环，第一圆环与第二圆环形成的圆形边界即为待测界面的等效界面，从而将晶向、尺寸等影响统一考虑，取等效界面热阻，从而简化界面热效应相关计算，建立了一个简易的模型研究热效应。通过改变第一圆环和第二圆环的材料，可以测量不同材料的圆形边界界面热阻。根据得到的等效热阻，可以就热效应对环栅器件的影响进行建模分析。

主权项

一种微纳米尺度圆形边界界面热阻的测量方法，包括如下步骤：1)根据待测圆形边界的内外侧材料和边界大小，在同一个衬底上制备下述辅助测量器件A和B：器件A包括衬底、传导层、隔离层、圆柱内芯和第一圆环，所述传导层和隔离层依次叠加在衬底之上，圆柱内芯穿过隔离层、底部与传导层接触，第一圆环位于隔离层之上、包裹于圆柱内芯外；器件B在器件A结构的基础上增加了位于隔离层之上、包裹于第一圆环外的第二圆环；其中，第一圆环与第二圆环的材料分别与待测圆形边界的内外侧材料相同，所形成的圆形边界大小也与待测圆形边界相同；器件A中第一圆环的高度和器件B中第一圆环与第二圆环界面的高度一致；传导层和圆柱内芯为热导性好的材料，而隔离层为热导性差的材料；2)同时对器件A和器件B的圆柱内芯通电，使其发热，保持圆柱内芯的温度T1不变且纵向温度分布均匀，然后测量器件A中圆柱内芯上下两端的电压V1和第一圆环外侧的表面温度T2，以及器件B中圆柱内芯上下两端的电压V2和第二圆环外侧的表面温度T3，则待测圆形边界的界面热阻为：R＝(T1 T3)/Q2 (T1 T2)/Q1 R2 公式I公式I中，Q2＝V22/rM，Q1＝V12/rM，R2＝1/(2πλ2L)×ln(d2/d1)，其中rM代表圆柱内芯的电阻，λ2是第二圆环材料的热导率，L是第二圆环的高度，d2是第二圆环的外侧半径，d1是第二圆环的内侧半径。