薄膜試料のその場熱容量測定法の開発のための３ω法の適用

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本研究の目的は，薄膜デバイスの進歩にともなって求められている誘電体薄膜をはじめとした種々の薄膜の熱物性測定において，現時点では困難な熱容量測定を可能とするものである．このため，これまで熱容量分光法で使用している3ω法を応用し，薄膜熱容量測定を行う技法および測定装置を開発することを目指している．このためには，測定技法の確立と最適な測定センサーの開発の2点が不可欠であり，これを同時進行で行なう必要がある．測定技法の確立については3ω法による熱容量分光法を応用し，最適な測定センサーの開発についても同時に開発研究を行うことにしている．令和4年度は、令和3年度に購入したスパッタリング装置を用いて，薄膜熱容量測定に最適なセンサーの作成条件の検討をさらに進めた．3ω法に使用されている白金薄膜について様々なスパッタリング条件および形状を検討して薄膜作成を行い，その評価を行った．その結果，白金薄膜センサーの形状とは、センサー幅が狭いほど，また電気抵抗が小さいほど、センサーが作動する高周波数範囲が比較的高周波領域まで拡張することが明らかになった．しかし，現状では定量測定が可能な周波数範囲が数10kHzまでにとどまっており，さらに，数100kHz領域まで拡張する必要がある．また，ガラス基盤についての予備的測定を行い，物性測定が可能なことが確認できた。今後、実際の多層薄膜熱容量測定試験と測定周波数の高周波数化について，重点的に進めて行く予定である．