JP2002071601A - Sample heater for thermoelectric measuring instrument - Google Patents

Sample heater for thermoelectric measuring instrument

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JP2002071601A
JP2002071601A JP2000259891A JP2000259891A JP2002071601A JP 2002071601 A JP2002071601 A JP 2002071601A JP 2000259891 A JP2000259891 A JP 2000259891A JP 2000259891 A JP2000259891 A JP 2000259891A JP 2002071601 A JP2002071601 A JP 2002071601A
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heater
container
conductive
heater container
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Japanese (ja)
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Yasuo Hirayama
泰生 平山
Shuichi Matsuo
秀一 松尾
Masanobu Inami
雅信 稲実
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Rigaku Denki Co Ltd
Rigaku Corp
Original Assignee
Rigaku Denki Co Ltd
Rigaku Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a sample from being irradiated with radiant heat from a heat source and to prevent thermoelectric measurement from being affected by a current flowing through a heater by disposing a conductive heater container on the back side of the sample in a thermoelectric measuring instrument. SOLUTION: The conductive heater container 50 comprises a cylinder part 51 and a flange 52. An upper end of a conductive bellows 70 is fixed on the flange 52. Flat panel heater elements 54 and 56 are housed within the cylinder part 51. The container 50 is fixed to an under surface of a substrate 12 of a sample assembly 10 via an electrically insulating heat transfer sheet 68. Since the container 50 is positioned on the back side of the substrate 12 as viewed from the sample 14, radiant heat from the container 50 does not directly irradiate the surfaces of the sample 14. The container 50, the bellows 70, a lower plate 82, and a tube 84 are electrically connected to each other, thus forming an electrostatic shield. Since the heater elements are outside the shield, electromagnetic noises emitted from the heater elements and from their wiring are cut off by the shield.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、試料の温度を変
化させて試料の電気特性を測定する熱電気測定装置の試
料加熱装置に関するものである。試料の温度を変化させ
て試料の電気特性を測定する手法としては、代表的なも
のに、TSC(Thermally Stimulated Current:熱刺激
電流)測定法があり、そのほかに、DEA(Dielectric
Analysis:熱緩和測定)、DLTS(Deep Level Trans
ient Spectroscopy)、ICTS(Isothermal Capacita
nce Transient Spectroscopy)、TSIC(Thermally
Stimulated Ionic Current)、IV(Current-Voltage
characteristic:電流−電圧特性測定法)、CV(Capac
itance-Voltage characteristic:容量−電圧特性測定
法)などの測定手法がある。この発明はこれらの測定手
法を実施する熱電気測定装置のための試料加熱装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sample heating device of a thermoelectric measuring device for measuring the electrical characteristics of a sample by changing the temperature of the sample. As a typical method for measuring the electrical characteristics of a sample by changing the temperature of the sample, there is a TSC (Thermally Stimulated Current) measurement method. In addition, DEA (Dielectric
Analysis: Thermal relaxation measurement), DLTS (Deep Level Trans
Spectroscopy), ICTS (Isothermal Capacita)
nce Transient Spectroscopy), TSIC (Thermally
Stimulated Ionic Current), IV (Current-Voltage)
characteristic: Current-voltage characteristic measuring method), CV (Capac
There is a measuring method such as itance-Voltage characteristic. The present invention relates to a sample heating device for a thermoelectric measurement device that performs these measurement techniques.

【0002】[0002]

【従来の技術】TSC法は伝統的な熱測定法の一種であ
り、試料温度を変化させて試料に発生する電流を測定す
るものである。その測定結果から各種の解析をすること
ができる。このTSC法を用いて試料の結晶欠陥を解析
することが知られている。例えば、Japanese Journal o
f Applied Physics, Vol.27, No.2, 1988, pp.260-268
では半絶縁性(semi-insulating)GaAs(ガリウム
ヒ素)について液体ヘリウム温度から室温までの低温領
域でTSCスペクトルを測定することで深い準位のトラ
ップを解析している。このような結晶欠陥を測定するに
は次のようにする。試料を例えばマイナス180℃程度
の低温まで冷却し、試料に特定波長の励起光を照射して
から、試料を昇温させていくと、前記結晶欠陥からキャ
リアが放出され、この放出キャリアに起因する微弱な電
流(例えば、10のマイナス13乗アンペアからマイナ
ス15乗アンペア程度)が発生する。この微弱電流を測
定することで試料中の結晶欠陥を解析することができ
る。
2. Description of the Related Art The TSC method is a kind of traditional thermal measurement method, and measures a current generated in a sample by changing a sample temperature. Various analyzes can be performed from the measurement results. It is known to analyze a crystal defect of a sample using the TSC method. For example, Japanese Journal o
f Applied Physics, Vol.27, No.2, 1988, pp.260-268
Analyzes deep level traps by measuring TSC spectra of semi-insulating GaAs (gallium arsenide) in a low temperature range from liquid helium temperature to room temperature. To measure such a crystal defect, the following is performed. When the sample is cooled to a low temperature of, for example, about minus 180 ° C., and the sample is irradiated with excitation light having a specific wavelength, and then the temperature of the sample is increased, carriers are released from the crystal defects. A weak current (for example, about 10 −13 amps to about −15 amps) is generated. By measuring the weak current, crystal defects in the sample can be analyzed.

【0003】TSC測定装置では、試料温度を変化させ
るために、試料冷却装置と試料加熱装置とが必要であ
る。試料を加熱する手段としては、いろいろな方法が知
られているが、最も一般的な方法は、試料を加熱炉の内
部に配置する方法である。加熱炉のヒータを加熱する
と、ヒータからの輻射熱と、気体や試料支持体を伝わる
導熱とによって、試料温度が上昇する。
In the TSC measuring device, a sample cooling device and a sample heating device are required to change a sample temperature. Various methods are known as means for heating the sample, but the most common method is to arrange the sample inside a heating furnace. When the heater of the heating furnace is heated, the sample temperature rises due to radiant heat from the heater and heat conduction transmitted through the gas and the sample support.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ヒータ等の熱源からの
輻射熱を利用して試料を加熱する場合に、次のような問
題がある。TSC測定装置において半導体試料の熱刺激
電流を測定することを考えると、試料がヒータからの輻
射熱を受けた場合、その輻射エネルギーに感応するバン
ドギャップが試料中に存在すると、その輻射エネルギー
に起因するトラップが生じ、再結合による微弱電流が試
料中に発生して、測定結果に対する余分な電流となる。
したがって、ヒータ等の熱源からの輻射熱が試料に直接
当たらないようにすることが大切になる。そこで、例え
ば、試料支持体の裏面にヒータを配置して、ヒータから
の熱伝導だけで試料を加熱することが考えられる。しか
しながら、ヒータを試料に近づけると、ヒータに流れる
電流が試料中の微弱電流の測定に影響を及ぼして、測定
結果に対するノイズとなる可能性がある。
When a sample is heated by using radiant heat from a heat source such as a heater, there are the following problems. Considering the measurement of the thermal stimulation current of a semiconductor sample in a TSC measuring device, when a sample receives radiant heat from a heater, if a band gap sensitive to the radiant energy exists in the sample, it is caused by the radiant energy. A trap is generated, and a weak current due to recombination is generated in the sample, which becomes an extra current for the measurement result.
Therefore, it is important that radiant heat from a heat source such as a heater does not directly hit the sample. Therefore, for example, it is conceivable to arrange a heater on the back surface of the sample support and heat the sample only by heat conduction from the heater. However, when the heater is brought close to the sample, the current flowing through the heater affects the measurement of the weak current in the sample, and may cause noise on the measurement result.

【0005】この発明は上述の問題点を解決するために
なされたものであり、その目的は、熱電気測定装置にお
いて、熱源からの輻射熱が試料に当たることがなく、か
つ、ヒータに流れる電流が熱電気測定に影響を及ぼさな
いような試料加熱装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a thermoelectric measurement apparatus in which radiant heat from a heat source does not hit a sample and current flowing through a heater is not heat. An object of the present invention is to provide a sample heating device that does not affect electric measurement.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明の熱電気測定装
置の試料加熱装置は、次の構成を備えている。(a)熱
電気測定装置の試料組立体に固定できる導電性のヒータ
容器。(b)前記ヒータ容器の内部に配置されたヒータ
素子。(c)前記ヒータ素子を前記ヒータ容器から電気
的に絶縁する電気絶縁体。(d)前記ヒータ容器に一端
が電気的に接続された導電性のベローズ。(e)前記ベ
ローズの他端に電気的に接続された導電性の筒であっ
て、前記試料組立体を収容する空間を取り囲む筒。
The sample heating device of the thermoelectric measuring device according to the present invention has the following arrangement. (A) A conductive heater container that can be fixed to a sample assembly of a thermoelectric measurement device. (B) A heater element disposed inside the heater container. (C) an electrical insulator for electrically insulating the heater element from the heater container. (D) a conductive bellows having one end electrically connected to the heater container; (E) a conductive tube electrically connected to the other end of the bellows, the tube surrounding a space accommodating the sample assembly;

【0007】ヒータ容器とベローズと筒は互いに電気的
に接続されていて、これらは、試料組立体を収容する空
間を取り囲む静電シールドを構成している。なお、この
静電シールドは、それを構成する部品の材質や厚さを適
切に選択すれば、優れた電磁シールド(磁力線や電磁波
を減衰させる)にもなりうる。以下、この明細書では、
静電シールドの用語は、電磁シールドの機能も(その能
力の大小はともかく)兼用するものとして用いることに
する。ヒータ容器の内部に配置されたヒータ素子は、前
記空間から見ると、静電シールドの外側に位置してい
る。したがって、ヒータ素子に流れる電流に起因して発
生する電磁波は、静電シールドに遮蔽されて試料に到達
することがなく、試料に流れる微弱電流の測定には影響
を及ぼさない。また、ヒータ容器は試料組立体に固定さ
れていて、熱伝導によって試料が加熱されるので、試料
表面に熱源からの輻射熱が直接当たることがなく、熱源
からの輻射エネルギーに起因する微弱電流が発生しな
い。
[0007] The heater container, the bellows and the tube are electrically connected to each other, and these constitute an electrostatic shield surrounding a space for accommodating the sample assembly. It should be noted that this electrostatic shield can be an excellent electromagnetic shield (attenuate lines of magnetic force and electromagnetic waves) by appropriately selecting the material and thickness of the components that make up the electrostatic shield. Hereinafter, in this specification,
The term “electrostatic shield” will be used as a function of the electromagnetic shield (regardless of its capability). The heater element disposed inside the heater container is located outside the electrostatic shield when viewed from the space. Therefore, the electromagnetic wave generated due to the current flowing through the heater element is not shielded by the electrostatic shield and does not reach the sample, and does not affect the measurement of the weak current flowing through the sample. In addition, the heater container is fixed to the sample assembly, and the sample is heated by heat conduction, so that the radiant heat from the heat source does not directly hit the sample surface, generating a weak current due to the radiant energy from the heat source. do not do.

【0008】この発明における試料組立体は、試料とそ
の試料を支持する支持体との組み合わせを指す。例え
ば、熱電気測定装置においては、試料は基板に接着等の
手段によって固定するのが一般的であり、この場合、試
料組立体は試料と基板からなる。ヒータ容器をこの試料
組立体に固定する場合は、基板の裏面(試料が固定され
ていない側)にヒータ容器を固定することになる。
[0008] The sample assembly according to the present invention refers to a combination of a sample and a support for supporting the sample. For example, in a thermoelectric measurement device, a sample is generally fixed to a substrate by means such as adhesion, and in this case, a sample assembly includes the sample and the substrate. When fixing the heater container to this sample assembly, the heater container is fixed to the back surface of the substrate (the side on which the sample is not fixed).

【0009】この発明の試料加熱装置は、代表的には、
TSC(Thermally Stimulated Current:熱刺激電流)
測定装置に適用することができ、そのほかに、DEA
(Dielectric Analysis:熱緩和測定)、DLTS(Deep
Level Transient Spectroscopy)、ICTS(Isother
mal Capacitance Transient Spectroscopy)、TSIC
(Thermally Stimulated Ionic Current)、IV(Curr
ent-Voltage characteristic:電流−電圧特性測定
法)、CV(Capacitance-Voltage characteristic:容
量−電圧特性測定法)などの測定手法を実施する熱電気
測定装置にも適用できる。また、測定対象としては、特
定波長のレーザ光を照射することが必要なもの、例え
ば、半導体(GaAsなどの化合物半導体や、Si)や
その他の電子材料(有機系、無期系、それらの混合系)
の不純物準位を反映した微弱電流の測定に適している。
The sample heating apparatus of the present invention is typically
TSC (Thermally Stimulated Current)
It can be applied to measuring devices,
(Dielectric Analysis: thermal relaxation measurement), DLTS (Deep
Level Transient Spectroscopy), ICTS (Isother
mal Capacitance Transient Spectroscopy), TSIC
(Thermally Stimulated Ionic Current), IV (Curr
The present invention can also be applied to a thermoelectric measurement device that performs a measurement method such as ent-Voltage characteristic (method for measuring current-voltage characteristics) and CV (capacitance-voltage characteristic: measuring method for capacitance-voltage characteristics). The object to be measured is one that needs to be irradiated with a laser beam of a specific wavelength, for example, a semiconductor (compound semiconductor such as GaAs or Si) or another electronic material (organic, indefinite, or a mixture thereof). )
It is suitable for the measurement of a weak current reflecting the impurity level of.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は、この発明の試料加熱装置
のひとつの実施形態の主要部と試料組立体とを示す正面
断面図である。ここに示す試料加熱装置と試料組立体は
TSC測定装置のためのものである。まず、試料組立体
10の構造を説明する。この試料組立体10は、窒化ア
ルミニウム製の基板12にGaAs試料14を接着した
ものである。窒化アルミニウムは熱伝導性の良好な電気
絶縁材料である。TSC測定装置では、試料14の温度
を正確にかつ均一に制御することが重要なので、基板1
4の熱伝導性は良好でなければならない。窒化アルミニ
ウムの熱伝導率は、20℃で170[W/(m・K)]であ
り極めて良好である。基板12の材質としては、そのほ
かに、窒化ホウ素や、酸化ベリリウム、酸化アルミニウ
ムを使うことができ、それらの熱伝導率(単位は[W/
(m・K)])は、窒化ホウ素が20℃で75(ただし、
方向依存性がある)、酸化ベリリウムが20℃で24
0、酸化アルミニウムが20℃で38である。
FIG. 1 is a front sectional view showing a main part and a sample assembly of one embodiment of a sample heating apparatus according to the present invention. The sample heating device and sample assembly shown here are for a TSC measurement device. First, the structure of the sample assembly 10 will be described. This sample assembly 10 is obtained by bonding a GaAs sample 14 to a substrate 12 made of aluminum nitride. Aluminum nitride is an electrical insulating material having good thermal conductivity. In the TSC measuring device, since it is important to control the temperature of the sample 14 accurately and uniformly, the substrate 1
4 must have good thermal conductivity. The thermal conductivity of aluminum nitride is 170 [W / (m · K)] at 20 ° C., which is extremely good. In addition, as a material of the substrate 12, boron nitride, beryllium oxide, and aluminum oxide can be used, and their thermal conductivity (unit is [W /
(m · K)]) is that boron nitride is 75 at 20 ° C. (however,
Beryllium oxide is 24 ° C at 20 ° C.
0, aluminum oxide is 38 at 20 ° C.

【0011】細長い基板12の長手方向の中央には、T
i/Mo/Auの三層構造(Tiが基板側)からなる中間
層16が形成されている。その上に、In(インジウ
ム)からなる接着層18を介して、GaAs試料14が
接着されている。接着剤を構成するインジウムは熱伝導
率が極めて良好なので試料の均熱性が良好になる。基板
12の長手方向の両端には、中央の中間層16から間隔
をあけて、1対の中継電極層24、26が形成されてい
る。これらの中継電極層24、26も、中央の中間層1
6と同様に、Ti/Mo/Auの三層構造になっている。
In the center of the elongated substrate 12 in the longitudinal direction, T
An intermediate layer 16 having a three-layer structure of i / Mo / Au (Ti is on the substrate side) is formed. The GaAs sample 14 is bonded thereon via an adhesive layer 18 made of In (indium). Since indium constituting the adhesive has a very good thermal conductivity, the sample has good heat uniformity. A pair of relay electrode layers 24 and 26 are formed at both ends in the longitudinal direction of the substrate 12 at a distance from the center intermediate layer 16. These relay electrode layers 24 and 26 are also located at the center intermediate layer 1.
As in the case of No. 6, it has a three-layer structure of Ti / Mo / Au.

【0012】試料14の下面には、試料14の側から順
に、Ti(チタン)、Au(金)の順番で二層構造の膜
が形成されている。試料14の上面には1対の電極層2
0、22が間隔をあけて形成されている。これらの電極
層20、22は、AuGe/Ni/Auの三層構造になっ
ている。すなわち、試料14の側から順に、Au88%
・Ge12%のAuGe(金ゲルマニウム)合金、Ni
(ニッケル)、Au(金)の順番で膜が形成されてい
る。試料14上の電極層20は2本のAuワイヤ28に
よって左側の中継電極層24に電気的に接続されてい
る。同様に、試料14上の右側の電極層22は別の2本
のAuワイヤ30によって右側の中継電極層26に電気
的に接続されている。
A film having a two-layer structure is formed on the lower surface of the sample 14 in the order of Ti (titanium) and Au (gold) from the side of the sample 14. On the upper surface of the sample 14, a pair of electrode layers 2
0 and 22 are formed at intervals. These electrode layers 20 and 22 have a three-layer structure of AuGe / Ni / Au. That is, in order from the sample 14 side, Au 88%
・ Ge12% AuGe (gold germanium) alloy, Ni
Films are formed in the order of (nickel) and Au (gold). The electrode layer 20 on the sample 14 is electrically connected to the left relay electrode layer 24 by two Au wires 28. Similarly, the right electrode layer 22 on the sample 14 is electrically connected to the right relay electrode layer 26 by another two Au wires 30.

【0013】次に、この試料組立体10をTSC測定装
置に取り付けるときの構造を説明する。試料組立体10
は2本のステンレス鋼製の支持棒32、34によってT
SC測定装置内に支持されている。これらの支持棒3
2、34は電気回路を構成するための導体としても機能
する。これらの支持棒32、34はネジ40、42によ
って試料組立体10の基板12に結合されている。支持
棒32、34の下端面と中継電極層24、26の上面と
の間にはAuワッシャ36、38が挿入されている。1
対の支持棒32、34の間には電流計と電圧源が選択的
に接続されることになる。
Next, a structure when the sample assembly 10 is mounted on a TSC measuring device will be described. Sample assembly 10
By two stainless steel support rods 32, 34
It is supported in the SC measuring device. These support rods 3
Reference numerals 2 and 34 also function as conductors for forming an electric circuit. These support rods 32, 34 are connected to the substrate 12 of the sample assembly 10 by screws 40, 42. Au washers 36 and 38 are inserted between the lower end surfaces of the support rods 32 and 34 and the upper surfaces of the relay electrode layers 24 and 26, respectively. 1
An ammeter and a voltage source will be selectively connected between the pair of support rods 32,34.

【0014】図2は試料組立体10の平面図である。基
板12の上に形成された中間層16と中継電極層24、
26はハッチングで示してある。また、試料14の上に
形成された電極層20、22もハッチングで示してあ
る。この試料組立体10は、試料14の上面に1対の電
極層20、22を形成しているので、試料14の表面に
沿った熱刺激電流を測定することになる。
FIG. 2 is a plan view of the sample assembly 10. An intermediate layer 16 and a relay electrode layer 24 formed on the substrate 12;
26 is indicated by hatching. The electrode layers 20 and 22 formed on the sample 14 are also shown by hatching. Since the sample assembly 10 has the pair of electrode layers 20 and 22 formed on the upper surface of the sample 14, the heat stimulation current along the surface of the sample 14 is measured.

【0015】次に、試料加熱装置を説明する。図1に戻
って、試料加熱装置は導電性(金属製)のヒータ容器5
0を備えている。ヒータ容器50は円筒部51とフラン
ジ52からなる。円筒部51は下方に開口したカップ状
(有底円筒状)である。この円筒部51の下端にフラン
ジ52が一体に形成されている。フランジ52には導電
性(金属製)のベローズ70の上端が固定されている。
ヒータ容器50の円筒部51の内部には、フラットパネ
ルヒータ素子54、56が収容されている。この実施形
態では、フラットパネルヒータ素子54、56が上下2
段に配置されている。上段のヒータ素子54とヒータ容
器50の間にはシート状の電気絶縁体58が配置されて
いて、ヒータ素子54とヒータ容器50との間を電気的
に絶縁している。上下のヒータ素子54、56の間にも
シート上の電気絶縁体60が配置されている。ヒータ素
子54、56は、抵抗加熱式のヒータ素子であって、シ
ート状に形成されている。このヒータ素子54、56
は、図5に示すような渦巻き状のパターンになってい
る。図1に戻って、このヒータ素子54、56には配線
62から電力が供給される。ヒータ容器50の上板64
の内面(下面)には熱電対66の先端が接着されてい
る。ヒータ容器50の上板64の上面は、熱伝導が良好
で軟らかい材料からなる伝熱シート68を介して、試料
組立体10の基板12の下面に固定される。伝熱シート
68としては、銀、金またはグラファイトのシートを使
うことができる。この伝熱シート68は、基板12とヒ
ータ容器50との密着性を高めて、ヒータ素子の熱を試
料に効率的に伝える役割を果たす。
Next, the sample heating device will be described. Returning to FIG. 1, the sample heating device is a conductive (metal) heater container 5.
0 is provided. The heater container 50 includes a cylindrical portion 51 and a flange 52. The cylindrical portion 51 has a cup shape (bottomed cylindrical shape) opened downward. A flange 52 is formed integrally with the lower end of the cylindrical portion 51. The upper end of a conductive (metal) bellows 70 is fixed to the flange 52.
Inside the cylindrical portion 51 of the heater container 50, flat panel heater elements 54 and 56 are accommodated. In this embodiment, the flat panel heater elements 54 and 56
They are arranged in columns. A sheet-shaped electric insulator 58 is disposed between the upper heater element 54 and the heater container 50 to electrically insulate the heater element 54 from the heater container 50. An electric insulator 60 on the sheet is also arranged between the upper and lower heater elements 54 and 56. The heater elements 54 and 56 are resistance heating type heater elements and are formed in a sheet shape. These heater elements 54 and 56
Has a spiral pattern as shown in FIG. Returning to FIG. 1, power is supplied to the heater elements 54 and 56 from the wiring 62. Upper plate 64 of heater container 50
The tip of a thermocouple 66 is adhered to the inner surface (lower surface) of the thermocouple 66. The upper surface of the upper plate 64 of the heater container 50 is fixed to the lower surface of the substrate 12 of the sample assembly 10 via a heat transfer sheet 68 made of a soft material having good heat conduction. As the heat transfer sheet 68, a sheet made of silver, gold, or graphite can be used. The heat transfer sheet 68 plays a role of improving the adhesion between the substrate 12 and the heater container 50 and efficiently transmitting the heat of the heater element to the sample.

【0016】図2では、ヒータ容器の円筒部51が破線
で示されている。試料組立体10の基板12には、ヒー
タ容器を取り付けるのに利用する1対の貫通孔72、7
4が形成されている。ヒータ容器の上板64(図1)に
は、これらの貫通孔72、74に対応する位置にネジ穴
が形成されている。図3は図2の3−3線断面図であ
り、ヒータ容器50を試料組立体10に取り付けた状態
を示している。ヒータ容器50の上板の上面は伝熱シー
ト68を介して試料組立体10の基板12の下面に固定
されている。2本のネジ76、78を貫通孔72、74
(図2)に挿入して、これをヒータ容器の50の上板の
ネジ穴にねじ込むことで、ヒータ容器50を基板12の
裏側に固定することができる。伝熱シート68にもネジ
76、78が貫通するための貫通孔が形成されている。
In FIG. 2, the cylindrical portion 51 of the heater container is shown by a broken line. The substrate 12 of the sample assembly 10 has a pair of through holes 72, 7 used for mounting a heater container.
4 are formed. Screw holes are formed in the upper plate 64 (FIG. 1) of the heater container at positions corresponding to these through holes 72 and 74. FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 of FIG. 2 and shows a state where the heater container 50 is attached to the sample assembly 10. The upper surface of the upper plate of the heater container 50 is fixed to the lower surface of the substrate 12 of the sample assembly 10 via the heat transfer sheet 68. The two screws 76, 78 are inserted into the through holes 72, 74.
2 is screwed into the screw hole of the upper plate of the heater container 50, whereby the heater container 50 can be fixed to the back side of the substrate 12. The heat transfer sheet 68 is also provided with through holes for the screws 76 and 78 to pass through.

【0017】図3に示すように、ヒータ容器50は、試
料14から見て、基板12の裏側に位置するので、ヒー
タ容器50からの輻射熱が試料14の表面に直接当たる
ことがない。
As shown in FIG. 3, since the heater container 50 is located on the back side of the substrate 12 when viewed from the sample 14, radiant heat from the heater container 50 does not directly hit the surface of the sample 14.

【0018】図4は試料組立体の周囲の構造を示す正面
断面図である。試料加熱装置のベローズ70の下端はフ
ランジ80に固定されている。フランジ80は概略中空
円板状の下板82の内周部分に一体に形成されている。
下板82の外周縁は筒84の下端に固定されている。筒
84は試料組立体10を収容する空間86を取り囲んで
いる。下板82と筒84はいずれも導電性の材料(金
属)で形成されていて、これらは互いに機械的に固定さ
れており、当然、電気的にも互いに接続されている。筒
84の上端はTSC測定装置のフレームに機械的及び電
気的に接続されていて、接地電位となっている。したが
って、試料組立体10を収容する空間86は接地電位の
導電体(静電シールド)によって取り囲まれることにな
る。導電性のヒータ容器50もこの静電シールドの一部
を構成している。ヒータ容器50の内部のヒータ素子
は、試料組立体10を収容した空間86から見れば、静
電シールドの外側に位置している。
FIG. 4 is a front sectional view showing the structure around the sample assembly. The lower end of the bellows 70 of the sample heating device is fixed to the flange 80. The flange 80 is formed integrally with the inner peripheral portion of the lower plate 82 having a substantially hollow disk shape.
The outer peripheral edge of the lower plate 82 is fixed to the lower end of the cylinder 84. The tube 84 surrounds a space 86 that accommodates the sample assembly 10. The lower plate 82 and the cylinder 84 are both formed of a conductive material (metal), and are mechanically fixed to each other, and of course, electrically connected to each other. The upper end of the cylinder 84 is mechanically and electrically connected to the frame of the TSC measuring device, and is at the ground potential. Therefore, the space 86 accommodating the sample assembly 10 is surrounded by the conductor (electrostatic shield) at the ground potential. The conductive heater container 50 also forms a part of the electrostatic shield. The heater element inside the heater container 50 is located outside the electrostatic shield when viewed from the space 86 containing the sample assembly 10.

【0019】ヒータ素子が静電シールドの外側に位置し
ていることにより、次のような効果がある。ヒータ素子
に電力を供給して試料組立体を加熱したときに、ヒータ
素子に流れる電流は、試料組立体に電気的な影響を及ぼ
さない。ヒータ素子は静電シールドの外側にあるので、
ヒータ素子やその配線から放射される電磁的なノイズ
は、静電シールドで遮断されて、静電シールドの内部空
間には影響を及ぼさない。
Since the heater element is located outside the electrostatic shield, the following effects can be obtained. When power is supplied to the heater element to heat the sample assembly, the current flowing through the heater element has no electrical effect on the sample assembly. Since the heater element is outside the electrostatic shield,
Electromagnetic noise radiated from the heater element and its wiring is cut off by the electrostatic shield and does not affect the internal space of the electrostatic shield.

【0020】ヒータ容器50とベローズ70と下板82
と筒84は、静電シールド材の観点としては導電性(代
表的には金属)であればよいが、電磁シールドの機能を
重視すれば、ステンレス鋼(強磁性体のもの)、鉄、ニ
ッケルなどを使うのが好ましい。また、ヒータ容器50
は、導電性であることのほかに、熱伝導の良好な材料で
あることが好ましく、例えば、銅にクロムメッキを施し
たものを用いることができる。
The heater container 50, the bellows 70 and the lower plate 82
And the cylinder 84 may be made of a conductive material (typically a metal) from the viewpoint of the electrostatic shielding material, but if the function of the electromagnetic shield is emphasized, stainless steel (ferromagnetic material), iron, nickel It is preferable to use such as. Also, the heater container 50
Is preferably a material having good heat conductivity in addition to being electrically conductive. For example, copper-plated copper can be used.

【0021】ベローズ70は、ヒータ容器50と下板8
2との距離の変化を吸収する働きがある。試料組立体1
0の高さ位置と下板82の高さ位置は、所定の位置にあ
るので、それらの間の距離は基本的には一定である。し
かし、広い温度範囲にわたって試料の温度を変化させる
と、各部の伸縮等によって、その距離は変化しうる。し
たがって、ヒータ容器50の高さ位置は下板82に対し
て変化する可能性がある。また、試料組立体10にヒー
タ容器50を取り付ける作業においても、ヒータ容器5
0を上下に動かすことが考えられる。このような点を考
慮すると、ヒータ容器50と下板82とを電気的に接続
した状態で、それらの間の距離を変えることのできるよ
うな機能が必要である。そこで、ヒータ容器50と下板
82の間に導電性のベローズ70を設けて、距離の変化
を吸収できるようにしている。また、ベローズ70はヒ
ータ容器50から下板82までの熱伝導の距離をかせぐ
意味もある。ヒータ容器50を下板82に電気的に接続
すると、その接続部分を通して熱が伝導し、これが加熱
エネルギーのロスにつながる。ベローズ70は、熱伝導
の距離を長くできるので、加熱エネルギーのロスを少な
くできる。
The bellows 70 includes the heater container 50 and the lower plate 8.
It has a function of absorbing a change in the distance from the second. Sample assembly 1
Since the height position of 0 and the height position of the lower plate 82 are at predetermined positions, the distance between them is basically constant. However, when the temperature of the sample is changed over a wide temperature range, the distance may change due to expansion and contraction of each part. Therefore, the height position of the heater container 50 may change with respect to the lower plate 82. Also, in the operation of attaching the heater container 50 to the sample assembly 10, the heater container 5
It is conceivable to move 0 up and down. In consideration of such a point, a function that can change the distance between the heater container 50 and the lower plate 82 in an electrically connected state is required. Therefore, a conductive bellows 70 is provided between the heater container 50 and the lower plate 82 so that a change in distance can be absorbed. Further, the bellows 70 also has the meaning of increasing the heat conduction distance from the heater container 50 to the lower plate 82. When the heater container 50 is electrically connected to the lower plate 82, heat is conducted through the connection portion, which leads to loss of heating energy. Since the bellows 70 can increase the distance of heat conduction, loss of heating energy can be reduced.

【0022】[0022]

【発明の効果】この発明の試料加熱装置は、ヒータ容器
を試料組立体に固定するようにしたので、ヒータ容器か
らの輻射熱が試料に直接当たることがない。また、試料
組立体を収容する空間が、ヒータ容器を構成の一部とす
る静電シールドによって取り囲まれているので、ヒータ
素子に流れる電流が熱電気測定に影響を及ぼすことがな
い。
According to the sample heating apparatus of the present invention, since the heater container is fixed to the sample assembly, radiant heat from the heater container does not directly hit the sample. Further, since the space accommodating the sample assembly is surrounded by the electrostatic shield having the heater container as a part, the current flowing through the heater element does not affect the thermoelectric measurement.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の試料加熱装置のひとつの実施形態の
主要部と試料組立体とを示す正面断面図である。
FIG. 1 is a front sectional view showing a main part and a sample assembly of one embodiment of a sample heating apparatus according to the present invention.

【図2】試料組立体の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a sample assembly.

【図3】図2の3−3線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2;

【図4】試料組立体の周囲の構造を示す正面断面図であ
る。
FIG. 4 is a front sectional view showing a structure around a sample assembly.

【図5】ヒータ素子のパターンを示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a pattern of a heater element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 試料組立体 12 基板 14 試料 50 ヒータ容器 54、56 フラットパネルヒータ素子 58、60 電気絶縁体 68 伝熱シート 70 ベローズ 84 筒 86 空間 Reference Signs List 10 Sample assembly 12 Substrate 14 Sample 50 Heater container 54, 56 Flat panel heater element 58, 60 Electrical insulator 68 Heat transfer sheet 70 Bellows 84 Tube 86 Space

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲実 雅信 東京都昭島市松原町3丁目9番12号 理学 電機株式会社内 Fターム(参考) 2G040 AB08 AB18 AB20 BA18 BA25 BA27 CA02 CA13 CA22 DA02 EA02 EA06 EB02 EC03 EC08 FA01  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Masanobu Inami 3-9-1, Matsubara-cho, Akishima-shi, Tokyo Rigaku Electric Co., Ltd. F-term (reference) 2G040 AB08 AB18 AB20 BA18 BA25 BA27 CA02 CA13 CA22 DA02 EA02 EA06 EB06 EB02 EC03 EC08 FA01

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 次の構成を備える熱電気測定装置の試料
加熱装置。 (a)熱電気測定装置の試料組立体に固定できる導電性
のヒータ容器。 (b)前記ヒータ容器の内部に配置されたヒータ素子。 (c)前記ヒータ素子を前記ヒータ容器から電気的に絶
縁する電気絶縁体。 (d)前記ヒータ容器に一端が電気的に接続された導電
性のベローズ。 (e)前記ベローズの他端に電気的に接続された導電性
の筒であって、前記試料組立体を収容する空間を取り囲
む筒。
1. A sample heating device for a thermoelectric measurement device having the following configuration. (A) A conductive heater container that can be fixed to a sample assembly of a thermoelectric measurement device. (B) A heater element disposed inside the heater container. (C) an electrical insulator for electrically insulating the heater element from the heater container. (D) a conductive bellows having one end electrically connected to the heater container; (E) a conductive tube electrically connected to the other end of the bellows, the tube surrounding a space accommodating the sample assembly;
【請求項2】 請求項1に記載の試料加熱装置におい
て、前記ヒータ容器は熱伝導が良好で軟らかい材料から
なる伝熱シートを介して前記試料組立体に固定されるこ
とを特徴とする試料加熱装置。
2. The sample heating apparatus according to claim 1, wherein the heater container is fixed to the sample assembly via a heat transfer sheet made of a soft material having good heat conduction. apparatus.
【請求項3】 請求項1に記載の試料加熱装置におい
て、前記ヒータ素子は抵抗加熱式のフラットパネルヒー
タ素子であることを特徴とする試料加熱装置。
3. The sample heating apparatus according to claim 1, wherein said heater element is a flat panel heater element of a resistance heating type.
【請求項4】 請求項1から3までのいずれか1項に記
載の試料加熱装置において、前記熱電気測定装置は、試
料に光を照射して試料の熱電気特性を測定できることを
特徴とする試料加熱装置。
4. The sample heating device according to claim 1, wherein the thermoelectric measurement device is capable of irradiating the sample with light to measure the thermoelectric characteristics of the sample. Sample heating device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010230592A (en) * 2009-03-27 2010-10-14 Horiba Ltd Gas sensor
CN105806892B (en) * 2016-03-11 2018-04-20 清华大学 Gu-fluid general thermally stimulated current measuring device
CN113092525A (en) * 2021-04-12 2021-07-09 哈尔滨理工大学 Insulation material steady state heat conduction test system under electric field containing thermal drive guard electrode
KR20220096462A (en) * 2020-12-31 2022-07-07 한국자동차연구원 Heat transfer measuring device and measurement method for anaylyzing filler dispersion ofr thermally conductive composite material

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010230592A (en) * 2009-03-27 2010-10-14 Horiba Ltd Gas sensor
CN105806892B (en) * 2016-03-11 2018-04-20 清华大学 Gu-fluid general thermally stimulated current measuring device
KR20220096462A (en) * 2020-12-31 2022-07-07 한국자동차연구원 Heat transfer measuring device and measurement method for anaylyzing filler dispersion ofr thermally conductive composite material
KR102580119B1 (en) * 2020-12-31 2023-09-20 한국자동차연구원 Heat transfer measuring device and measurement method for anaylyzing filler dispersion ofr thermally conductive composite material
CN113092525A (en) * 2021-04-12 2021-07-09 哈尔滨理工大学 Insulation material steady state heat conduction test system under electric field containing thermal drive guard electrode

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