热波检测技术：一种材料特性评估的新方法

"热波检测及热波成像系统的实验研究 (1993年) - 清华大学学报(自然科学服) 第33卷第4期，作者：乐光启，聂云刚" 本文主要介绍了热波检测及成像系统的基本原理、系统结构以及实验成果，这是一种用于检测材料热性质差异的技术。该系统能够对试件材料的热传导系数等热性质变化做出响应，并通过扫描技术将这些变化转化为高分辨率的热性质分布图像。这一技术的独特之处在于它能够揭示导致材料热性质变化的各种因素，包括材料类型、结晶状态、表面薄膜、污染、局部改性以及内部缺陷等。 热波检测技术依赖于热过程，与传统的光学、声学、电磁学和辐射检测方法相比，具有补充性和独特优势。尤其是在激光技术的支持下，热性质测量变得更为精确和实用。例如，在离子注入浓度检测的应用中，当晶体被不同剂量的离子注入时，其热传导系数会因晶格有序性的破坏而下降。通过测量微区内的热传导系数，可以推断出离子注入的浓度和分布，且此过程是非破坏性的，无需物理接触，实时进行，且对测试环境要求不高，避免了对试件的额外处理，如退火或去除氧化层。 该热波成像系统具有微米级的空间分辨率，可以检测到10^11到10^16离子/cm²的宽动态范围。这使得它在微电子行业中尤为适用，可以直接在生产线上对离子注入后的工件进行检测，而无需专门制作测试样本，这是传统的四探针法难以实现的。此外，热波成像对于观察离子注入的图像尤为有效，因为热传导过程与材料的晶体结构有序性紧密相关，而光学、声学和电磁学方法对此可能不那么敏感。 热波检测及成像技术为材料科学提供了一种新的、高效的评估工具，尤其在微电子制造等领域，能够提供无损、高精度的材料特性分析，对材料的微观结构和性能变化有着深刻的理解和应用价值。