近日，化合积电推出自主研发的 TDTR飞秒激光时域热反射测试系统（简称TDTR），以飞秒激光“泵浦-探测”技术，为微纳材料传热测量提供国际先进的解决方案。
在微纳电子、功率器件、先进封装、金刚石半导体等前沿领域，热导率是衡量材料特性与器件散热能力的关键指标，直接影响器件的性能、可靠性和使用寿命。与此同时，热导率又恰恰是材料参数中最难精准测量的指标之一——尤其面对纳米至微米级薄膜，传统方法往往难以兼顾精度、无损与多尺度表征。
化合积电自主研发的 TDTR，可在已知换能层参数与样品热容等先验条件下，经频域模型拟合与灵敏度分析，提取材料/薄膜的面外热导率、界面热阻等参数，测试范围覆盖块状样品以及厚度在几十纳米至几微米范围内的薄膜，采用非接触式测量，可在常规环境条件下或通过真空室的窗口进行。
TDTR方法将同一束激光分为泵浦光与探测光，以"脉冲加热-反射率探测"方式测量。
首先，强激光脉冲(泵浦脉冲)照射至样品表面，实现样品的瞬时加热(加热过程时间尺度通常为皮秒，即10-12秒)。通常需在样品表面镀一层薄金属膜作为传感层，当温度升高时，金属膜的反射率会呈线性变化。
随后，弱激光脉冲(探测脉冲)在不同时间延迟下照射同一区域，通过测量探测脉冲的反射光强度，获取样品反射率的变化数据。
通过分析反射率变化曲线，并结合热传导模型开展数据拟合，最终提取样品的热导率、热扩散率、热容、界面热阻(或界面热导)等关键热物性参数。
化合积电自主搭建TDTR装置，包括光路全局图与Pump-probe光路模块图，集成锁相检测模块、激光器及显微成像模块、探测光延迟扫描模块、斩波模块等。同时，自主编写配套程序，内置信号识别窗口、实时信号测试窗口、数值拟合窗口三大功能模块，实现TDTR半自动化数据采集。输入实验参数即可一键拟合输出热物性报告，大幅简化测试流程。
分别对氧化镓-SiC、氧化镓-金刚石、氮化镓-金刚石三种不同的材料界面进行了测试。测试及拟合数据曲线分别如下图所示。
