FDTR/SSTR 기반 박막 및 다층 구조 열물성·계면 열전도도 동시 추출 연구

Simultaneous extraction of thermal properties and interfacial thermal conductance from thin films and multilayers using FDTR/SSTR

연구 내용

FDTR 모드와 SSTR 모드를 결합해 박막·계면의 위상지연 신호로부터 열전도도와 계면 열전도율을 동시에 추출하는 계측 및 분석 연구

반도체 소재 및 세라믹/절연막의 마이크로·나노 스케일 열전달을 정량화하기 위해 time-domain 및 frequency-domain thermoreflectance 기반 열물성 계측을 수행합니다. PEALD로 형성한 YSZ 및 HfZrO2 계열 박막에서 조성·미세구조 변화에 따른 열전도도를 추출하고, TiO2 박막에서는 상 경계 열저항과 열전도도를 동시에 분리해 해석합니다. 또한 BeO 및 CVD h-BN 박막의 유효 열전도도를 측정하여 고온·고전력 응용 재료의 열 성능 범위를 제시합니다. 계측 신호와 열모델을 연결해 계면 열전도도, 위상지연 응답을 기반으로 열물성을 역추정하는 접근이 핵심입니다.

관련 프로젝트

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연구 흐름

초기에는 박막 열전도도 및 계면 열전달을 thermoreflectance 기반으로 측정하고, 측정 신호가 열모델 파라미터에 어떻게 매핑되는지 분석하는 데 집중했습니다. 이후 조성 가변 박막(YSZ, HfZrO2)과 상 분리 구조(TiO2)로 확장하여 단일 열물성뿐 아니라 상 경계 열저항 및 계면 기여를 분리하는 방향으로 연구를 심화했습니다. 최근에는 BeO 및 h-BN 박막처럼 소자 적용성이 높은 재료군의 열전도도 거동을 측정하고, 듀얼 모드 열반사율 방식으로 계측 표준성과 반복성 확보를 위한 기술을 병행하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

박막 열전도도 데이터베이스 구축
계면 열전도도 역추출
열물성 측정 표준화
다층 구조 열저항 분해
재료 조성-열성능 상관모델
소자용 고열전도 절연막 평가
상 경계 열저항 측정 프로토콜
열반사 기반 공정 모니터링
thermal map 기반 패키징 진단
열모델 파라미터 캘리브레이션