(57)【要約】  熱電変換係数の評価において計測誤差が大きくなるのを抑え、しかも評価効率も向上させること。本発明は、基板上に形成された複数の固体材料の物性を評価する物性評価装置であって、前記個々の固体材料を含む閉回路を形成して、前記固体材料の両端に発生する起電力を測定する起電力測定手段と、前記個々の固体材料中に熱流を発生させる手段と、前記個々の固体材料の近傍に一様な、任意の強度、方向の磁場を発生する外部磁場発生手段と、前記個々の固体材料に対して、前記起電力測定手段と前記熱流発生手段と前記外部磁場発生手段とを用いた物性評価を行う自動化手段を備えた物性評価装置である。
2020031930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された複数の固体材料の物性を評価する物性評価装置であって、
前記個々の固体材料を含む閉回路を形成して、前記固体材料の両端に発生する起電力を測定する起電力測定手段と、
前記個々の固体材料中に熱流を発生させる熱流発生手段と、前記個々の固体材料の近傍に一様な、任意の強度、方向の磁場を発生する外部磁場発生手段と、
前記個々の固体材料に対して、
前記起電力測定手段と前記熱流発生手段と前記外部磁場発生手段と
を用いた物性評価を行う自動化手段を備えた物性評価装置。
【請求項２】
請求項１に記載の物性評価装置であって、前記熱流発生手段は、前記固体材料の表面に固着した発熱体を含むことを特徴とする物性評価装置。
【請求項３】
請求項２に記載の物性評価装置であって、前記熱流発生手段は、前記固体材料の表面に固着した発熱体に、発熱のための熱量を供給する熱量供給手段をさらに含むことを特徴とする物性評価装置。
【請求項４】
請求項３に記載の物性評価装置であって、前記熱量供給手段は、発熱体と分離することができることを特徴とする物性評価装置。
【請求項５】
請求項３に記載の物性評価装置であって、前記熱量供給手段は、発熱体と直接接することができることを特徴とする物性評価装置。
【請求項６】
請求項２に記載の物性評価装置であって、前記熱流発生手段に含まれる発熱体は、固体材料表面上に固着する絶縁被膜と、さらにその絶縁被膜上に固着する導電体膜を含むことを特徴とする物性評価装置。
【請求項７】
請求項６に記載の物性評価装置であって、前記導電体膜を発熱する手段は導電体膜に通電して生じるジュール熱であることを特徴とする物性評価装置。
【請求項８】
請求項６に記載の物性評価装置であって、前記導電体膜を発熱する手段は導電体膜に通電して生じる熱電効果であることを特徴とする物性評価装置。
【請求項９】
前記複数の固体材料は、前記固体材料を構成する材料の組成、形状、成膜プロセス条件の少なくとも一つがそれぞれ異なる請求項１から８のいずれか一項に記載の物性評価装置。
【請求項１０】
基板上に固体材料のパターンが複数形成され、各々の前記パターン上に三角格子状に配置されたコンタクトホールを備えた絶縁膜が形成され、前記コンタクトホール以外の箇所の前記絶縁膜上の一部にヒーター膜が形成され、前記コンタクトホール上にコンタクトパッドが形成されたことを特徴とする物性評価用素子。
【請求項１１】
前記コンタクトホールは前記パターンの端近傍でしかも前記パターンを超えずに前記絶縁膜に設けられた請求項１０に記載の物性評価用素子。
【請求項１２】
前記ヒーター膜は前記絶縁膜上に離間して複数形成された請求項１０または１１に記載の物性評価用素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物性評価装置に関し、主に熱流と電流を相互に変換するための固体材料である熱電変換材料の熱電変換係数を評価する物性評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱電変換効果を示す固体材料の熱電変換係数を評価するには、固体材料に規定された温度差を与えた状態で、出力電圧を計測することが必要である。【０００３】
非特許文献１に記載の技術ではそのFig.3に、固体材料の一端をある一定の温度にするため、第一の温度に安定させた第一の熱浴と、固体材料のもう一方の端を第一の温度と異なる温度にするために、第二の温度に安定させた第二の熱浴を用意し、第一、第二の熱浴を固体材料の両端に接触させて温度差を発生させている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】K. Uchida et. al., “Thermal spin pumping and magnon-phonon-mediated spin-Seebeck effect” Journal of Applied Physics 111, 103903 (2012).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、熱浴と固体材料の界面には、温度ギャップが生じ、この温度ギャップが計測の際に大きく変動することが、固体材料中の温度差の大きな誤差要因となり、正確な熱電変換係数の評価を非常に難しくする課題があった。【０００６】
すなわち、高温・低温ブロック表面と素子の表面、それぞれ微小な凹凸がある物同士を合わせると、空隙が出来、熱伝達が阻害されてしまうために温度ギャップが生じ、その程度は張り合わせの状況に応じて毎回変わってしまう。つまり計測誤差が大きくなってしまう。【０００７】
また、熱電変換係数の評価は、基本的に作業者が一つ一つの試料をセットし、計測する必要があったため、大量の試料を評価することを考えた場合、計測作業の効率化がもう一つの大きな課題であった。【０００８】
本発明の目的は、以上述べた問題点を解決し、熱電変換係数の評価において計測誤差が大きくなるのを抑え、しかも評価効率も向上させる物性評価装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、
基板上に形成された複数の固体材料の物性を評価する物性評価装置であって、
前記個々の固体材料を含む閉回路を形成して、前記固体材料の両端に発生する起電力を測定する起電力測定手段と、
前記個々の固体材料中に熱流を発生させる手段と、
前記個々の固体材料の近傍に一様な、任意の強度、方向の磁場を発生する外部磁場発生手段と、
前記個々の固体材料に対して、
前記起電力測定手段と前記熱流発生手段と前記外部磁場発生手段と
を用いた物性評価を行う自動化手段を備えた物性評価装置、が得られる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、熱電変換係数の評価において計測誤差が大きくなるのを抑え、しかも評価効率も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第一の実施形態の熱電変換効果評価システムに用いる基板と、被測定対象の固体材料の配置を示す模式図である。
【図２】図１の固体材料上に形成した絶縁被膜の配置を示す模式図である。
【図３】図２の絶縁被膜上に形成した発熱体膜の配置を示す模式図である。
【図４】本発明の第一の実施形態の熱電変換効果評価システムの全体像を示す模式図である。
【図５】本発明の第一の実施形態の熱電変換効果評価システムによる計測プロセスの流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第一の実施形態の熱電変換効果評価システムにおいて、異常ネルンスト効果を評価した結果を示すプロットである。
【図７】本発明の第一の実施形態の熱電変換効果評価システムにおいて、発熱体電力に依存して得られる熱起電力を計測した結果を示すプロットである。
【図８】本発明の第一の実施形態の熱電変換効果評価システムにおいて、熱電変換係数を評価した結果を示すプロットである。
【図９】本発明の第一の実施形態の熱電変換効果評価システムにおいて、熱電変換効率を評価した結果を示すプロットである。
【図１０】本発明の第一の実施形態の第一の変形例に用いる基板と、被測定対象の固体材料の配置を示す模式図である。
【図１１】図１０の基板と固体材料全体を覆う絶縁被膜と、固体材料上に配置したコンタクトホール構造を示す模式図である。
【図１２】図１１の絶縁被膜上に配置したコンタクトパッド、発熱体膜を示す模式図である。
【図１３】本発明の第一の実施形態の第二の変形例において、ｚ方向に外部磁場を印加し、ｙ方向に熱流を印加してスピンゼーベック効果を評価するための発熱体膜の配置を示す模式図である。
【図１４】本発明の第二の実施形態の熱電変換効果評価システムに用いる基板上に複数の固体材料を配した状況を示す模式図である。
【図１５】本発明の第二の実施形態の熱電変換効果評価システムによる計測プロセスの流れを示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第二の実施形態の熱電変換効果評価システムによる異常ネルンスト効果を評価した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態に係る熱電変換効果の評価装置とその構成について、図を参照しながら詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。
【００１３】
（第一の実施形態）
まず、第一の実施形態の熱電変換効果の評価装置の構成を、図１乃至図９を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第一の実施形態の熱電変換効果の評価装置に用いる基板と、被測定対象の固体材料の配置を示す模式図である。固体材料としてパーマロイ薄膜を含む計測用素子構造の製造方法について、初めに説明する。
【００１５】
基板１０は、表面に４０ｎｍの厚さの熱酸化膜を形成した面方位（１００）のシリコン製である。基板には、スパッタ蒸着法を用いて、１００ｎｍの厚さのパーマロイ（Ｎｉ７８Ｆｅ２２）薄膜１１を成膜した。このときパーマロイ薄膜１１はステンシルパターンを使って２ｍｍ×４ｍｍの大きさに整形している。
【００１６】
さらに図１のパーマロイ薄膜１１を覆う様にスパッタ法で堆積した酸化シリコン製の絶縁被膜２０を図２に示すようステンシルパターンを使って配置する。酸化シリコンの膜厚は１００ｎｍとした。
【００１７】
最後に図３に示すように、同じくスパッタ法を用いて作成したチタン／白金の積層膜からなる発熱体膜３０を、絶縁被膜２０上に発熱体としてステンシルパターンを使って絶縁被膜２０の両端を残して形成する。チタン／白金積層膜の膜厚は、それぞれ５ｎｍ、９５ｎｍで、チタン、白金の順で積層した。これにより固体材料としてパーマロイ薄膜１１を含む計測用素子構造を得る。
【００１８】
続いて、図４に示す熱電変換効果評価システム４０を用いた計測方法の説明を行う。まず、前記のプロセスを経て作製した計測用素子構造を作成した基板４１は、基板ステージ４２上に固定する。基板ステージ４２は、基板４１の位置を可動機構４３によって図示したｘｙ方向に移動することができる。基板ステージ４２の直下には、パーマロイ薄膜１１の面内方向への磁場印加を目的として電磁石システム４４を備えている。電磁石システム４４は計測の必要に応じて、面内２軸方向（図４のｘｙ方向）に磁場を印加するタイプや、面直方向（図４のｚ方向）に磁場を印加するタイプなどに置き換えることができる。電磁石システム４４は、図４に示していないが励磁電源、磁場強度の推定用に漏れ磁場を参照する磁界センサを備えている。電磁石システム４４の電磁石本体、励磁電源、磁界センサを合わせて、外部磁場発生手段と定義する。
【００１９】
基板４１の直上には、発熱体電流の導入、熱起電力の計測などを目的としたコンタクトプローブシステム４５が、プローブステージ４６上に固定されている。プローブステージ４６は、可動機構４７によってｚ方向に上下することができる。
【００２０】
熱電効果の評価は、図５に示すフローチャートに沿って行う。まず基板４１を基板ステージ４２に固定したら、ステージの可動機構４３を使った位置調整を行い、例えば、基板４１を電磁石システム４４が発生する磁場の中心に配置する。
【００２１】
続いて、コンタクトプローブシステム４５のそれぞれのプローブが、発熱体膜やコンタクトパッドにそれぞれ適切に配置するよう、プローブ自体の位置調整機構や、プローブステージの可動機構４７を使って位置調整を行う。位置調整の結果、プローブが基板上の素子に接地、すなわち電気的に接続した状態となる。
【００２２】
基板の固定から、プローブ先端を素子に接地するまでの一連の動作を行う可動機構は、それぞれをコンピュータで制御することも可能で、さらに一連の動作を自動で行うことも可能である。可動機構と制御用のコンピュータ、ソフトウェアも含めて自動化手段として定義する。
【００２３】
プローブが基板上の素子に接地したことを、コンタクトパッド間の抵抗や、発熱体抵抗の確認によって、確認を行う。コンタクトパッドと接続する抵抗測定機能は、定電流源としての機能と、電流計、電圧計としての機能を備えており、固体材料の両端に発生する起電力を測定する手段（測定手段）として位置付ける。また、発熱体と接続する抵抗測定機能も、定電流源としての機能と、電流計、電圧計としての機能を備えており、発熱体、電流源、その他電気計測機能すべてを含めて、固体材料中に熱流を発生させる手段（熱流発生手段）として定義する。その内、発熱体とそれ以外の機能は、適宜分離することが可能である。また、測定手段と熱流発生手段は、電気的に独立した閉回路を形成することができる。
【００２４】
続いて、発熱体に定電流を印加し、さらに電磁石システム４４によって外部磁場を印加する。この状態で、コンタクトパッド間に発生する開放電圧、外部磁場の強さなどを計測することで、特定の熱流と外部磁場が印加された状態での熱起電力のデータを取得することができる。
【００２５】
そして、あらかじめ準備しておいた電流や外部磁場を印加する値のリストに沿って、計測を繰り返すことで、図６に示すような、熱起電力の外部磁場依存性、印加電流依存性のプロファイルを取得することができる。
【００２６】
上記の構成は、磁性半導体や伝導体で生じる主には異常ネルンスト効果に起因する熱電効果を計測するものである。
【００２７】
引き続き、上記の構成による評価の妥当性を確認するため、発熱体電力に依存する熱起電力の大きさを確認した。図７は、横軸に発熱体投入電力、縦軸に図６の外部磁場に対する熱起電力のプロファイルの振幅の半値を熱起電力として再定義してプロットした結果である。発熱体への印加電流は０から５００ｍＡまで変化させた。図７の結果から、５００ｍＡまで線形に熱起電力が増大している。このことは、発熱体に発生した熱量が、輻射や対流で空気に散逸したり、膜の面内方向へ熱伝導で散逸したりする分は非常に小さく、ほぼ全てが固体材料を通って基板側に拡散していていることが推定できる。
【００２８】
図７には、発熱体直下の評価対象に素子に隣接して配置した、ダミー素子の熱起電力を計測した結果も併せてプロットしているが、全く熱起電力は発生していないことが分かる。
【００２９】
すなわち、固体材料への熱流の印加量は発熱体投入電力と発熱体の大きさから熱流束Ｑ［Ｗ／ｍ２］として正確に推定できるため、パーマロイ薄膜の熱伝導率、厚さを測定パラメータに用いれば、膜に発生する温度差を正確に推定でき、ひいては熱電変換係数を推定できることを意味する。
【００３０】
図８に実際に計測した熱電変換係数を、図９には発電量から見積もった熱電変換効率のプロットを示す。横軸はいずれも薄膜に発生している温度差で、１［ｍＫ］のオーダーである。熱起電力は約０．０７［Ｖ／Ｋ］でほぼ一定であり、熱電変換効率は原理的に温度差に依存して増加する傾向が見て取れる。熱電変換効率は、１０−１１のオーダーで非常に小さい値であるが、試料は１００ｎｍ程度の薄膜であり、加わっている温度差が非常に小さいことを考えれば十分妥当な値である。
【００３１】
以上述べたように、本実施形態では、固体材料の熱電変換効果、特に磁性体で生じるスピンゼーベック効果や異常ネルンスト効果、その他スピン物性に関わって生じる逆スピンホール効果などを評価する目的で、固体材料に発生する起電力を計測できる。
【００３２】
この時、測定対象となる固体材料製の試料は、ガラス板や酸化膜付シリコンウェハなどの、蒸着装置などにおいて取り回しのし易い平坦性の高い薄板状の基板の上に積層されていることを特徴とする。さらに、固体材料中に熱流を発生させるための発熱体が、絶縁膜を介して固体材料と積層するように配置されている。
【００３３】
発熱体に熱を発生する手段は、ジュール加熱、輻射加熱、熱伝導による加熱、マイクロ波加熱、熱電効果による加熱、化学反応などによる加熱など様々な手段を用いることが可能で、熱伝導や熱電効果による負の発熱、すなわち吸熱や冷却を行うことも可能である。
【００３４】
発熱体と試料は固体同士が連続的に接合しているため、その界面に定義される熱伝達係数は１０６から１０８［Ｗ／ｍ２Ｋ］程度となり、熱抵抗成分としてはほとんど無視できる大きさで、必然的にばらつきもごく小さい値となる。
【００３５】
加えて、基板の上には複数の試料を配置することが可能で、それら複数の試料は一連の成膜加工プロセスを経て一括配置することができる。この時、コンビナトリアル成膜技術を活用して、複数の試料の間で、材料の配合組成や、厚さなどの形状、温度などの成膜プロセス条件がそれぞれ異なるように作成することも可能である。
【００３６】
併せて発熱体も、試料の配置と整合するように複数配置することが可能である。
【００３７】
測定に関しては、発熱体の加熱、起電力の計測、複数の試料に渡る加熱や計測のためのプローブの上下動作、プローブもしくは基板ステージの平面動作、場合によって、外部磁場、雰囲気、環境温度などの計測環境の制御など全てを、事前の計画に沿って自動で行うことが可能である。
【００３８】
（第一の実施形態の第一の変形例）
続いて、第一の実施形態の熱電変換効果評価システムの第一の変形例の構成を、図１０乃至図１２を参照して説明する。本変形例は、より簡便なプロセスを用いて、評価用素子構造を歩留まり良く作製するための手法及び素子構造に関する。固体材料としてパーマロイ薄膜を含む計測用素子構造の製造方法について、説明する。
【００３９】
図１０は、本変形例に用いる基板１００と、被測定対象の固体材料１０１の配置を示す模式図で、第一の実施形態と同様に酸化膜付シリコン基板とパーマロイ薄膜を用いている。
【００４０】
次に、図１１に示すように、図１０の基板全面にＭＯＤ（有機金属分解）法やＳＯＧ（スピンオングラス）法と呼ばれる手法を用いて作製した酸化シリコン被膜１１０を形成する。この手法は、有機シリコン分子を含んだ溶液を基板表面上にスピンコートし、４３０℃の大気中で一時間熱処理を施したものである。酸化シリコン被膜１１０の、焼成後の膜厚は３００ｎｍであった。
【００４１】
さらにリソグラフィ手法を用いて作製したレジストパターンをマスクとして、酢酸アンモニウム緩衝フッ化水素溶液（ＢＨＦ）に浸漬し、酸化シリコン被膜１１０を部分的に除去してコンタクトホール構造１１１を形成する。コンタクトホール構造１１１は、図１１に示したように、直径約２０μｍのドットが４０μｍピッチで三角格子状に配置されたものである。これはＢＨＦによるオーバーエッチの際の膜の剥離を抑制するために効果を持つ。したがって、形状はドットパターンに限ることはなく、部分的にμｍオーダーの大きさでコンタクトホールが形成されている状態が実現していればよい。また、コンタクトホール構造１１１は、直下に配置する固体材料１０１のパターンの端付近、もしくはパターンの領域からはみ出しては配置しない。これも膜の剥離を抑制するために効果を持つ。
【００４２】
最後に図１２に示すように、コンタクトパッド１２０、１２１、および発熱体膜１２２を第一の実施形態と同様に形成して、評価用素子構造を得る。
【００４３】
本変形例は、酸化シリコン被膜を、真空プロセスを使用せずに形成できるため素子化の工程がより簡便なものとなる。
【００４４】
（第一の実施形態の第二の変形例）
続いて、第一の実施形態の熱電変換効果評価システムの第二の変形例の構成を、図１３を参照して説明する。
【００４５】
本変形例は、磁性熱電変換効果であるスピンゼーベック効果や異常ネルンスト効果を計測する際に、磁場の印加方向と熱流の印加方向を第一の実施形態と入れ替えて計測する手法、および素子構造に関する。
【００４６】
図１３は、ガラス基板１３０上に、第一の実施形態の第一の変形例で説明したものと同様の固体材料１０１、酸化シリコン製の絶縁被膜を備えている。さらに発熱体膜１３１、１３２として、絶縁被膜上の一部分にのみ配置した二つの発熱体膜を備えている。
【００４７】
発熱体膜はどちらか一方のみに通電加熱を施すことで、固体材料の面内＋ｙ方向もしくは−ｙ方向の温度勾配を発生することを目的として配置している。
【００４８】
従って、図１３に示すように、固体材料が形成する矩形の四辺のうち、ｘ軸に平行な２辺のほとんどを覆う様に配置する。さらに、矩形の内部はできるだけ覆わないような線状の形状とすることでｙ方向の熱流発生を効果的に行うことができる。ｙ方向の熱流発生に関しては、固体材料の熱伝導率に対して基板の熱伝導率を小さくすることが重要であるため、固体材料の種類に応じて基板材料を選択することができる。また、固体材料の膜厚が厚いほど、ｙ方向の幅が小さいほど、熱起電力計測のＳ／Ｎ比（Signal to Noise Ratio）が向上するため、適切な形状を選択することで計測の精度を高めることができる。両方の発熱体を活用することによって、熱電効果の対称性を確認することができる利点がある。
【００４９】
また、図１３には図示していないが、±ｚ軸方向、すなわち面直方向に外部磁場を印加するための電磁石システムを備えていてもよい。原理的に、漏れ磁場方式を用いる面内磁場印加と比較して、面直方向にはより大きな磁場印加が可能になるため保持力の大きい固体材料の計測に適した構成である。
【００５０】
（第一の実施形態の第三の変形例）
続いて、第一の実施形態の熱電変換効果の評価装置の第三の変形例の構成を、図３を参照して説明する。
【００５１】
本変形例は、発熱体膜３０として熱電効果素子を用いて計測する手法、および素子構造に関する。すなわち発熱体膜３０は、ペルチェ効果、スピンペルチェ効果、エッティングスハウゼン効果など熱電効果を備えた熱流発生素子であり、発熱体膜３０へ通電する電流の向きによって、固体材料と接する面を加熱したり冷却したりすることが可能である。
【００５２】
熱流発生の向きを正負入れ替えて計測を行うことができるため、熱電効果の熱流符号に関する対称性の確認や、寄生的な効果、信号の確認、Ｓ／Ｎ比の向上などの利点がある。
【００５３】
（第二の実施形態）
まず、第二の実施形態の熱電変換効果の評価装置の構成を、図１４乃至図１５を参照して説明する。
【００５４】
図１４は、本実施形態の熱電変換効果評価システムに用いる基板１４０と、被測定対象となる複数のパーマロイ薄膜１４１の配置パターンを示す模式図である。
【００５５】
基板１４０は、４０ｎｍの厚さの熱酸化シリコン被膜が付いた（１００）面方位の３インチシリコン基板で、スパッタ蒸着法を用いて１００ｎｍの厚さのパーマロイ薄膜１４１を成膜した。パーマロイ薄膜１４１は、ステンシルパターンを使って２ｍｍ×４ｍｍの大きさで、２．２ｍｍ×４．２ｍｍの周期でアレイ状に配置している。
【００５６】
引き続いて、それぞれのパーマロイ薄膜１４１には、第一の実施形態に記載の方法を用いて、酸化被膜と発熱体膜を形成することで、アレイ状の評価用素子構造群を得ることができる。
【００５７】
計測には、図４に示した評価システムを活用する。計測のプロセスは図１５に示すフローチャートに沿って行う。
【００５８】
まず、基板１４０を図４の評価システムの基板ステージ４２に固定したら、原点の調整やステージの可動機構４３と基板１４０の素子構造アレイのｘｙ軸とのアラインメント調整など自動測定の準備を行う。
【００５９】
一連の準備が終了したら、予め準備しておいた基板上の評価用素子の位置のリストに従って、基板ステージの位置調整が自動で行われる。それ以降の計測は図５のフローチャートと同様で、熱流スイープ終了まで進むことで一つの評価用素子に対する計測が終了し、図６に示すような、熱起電力の外部磁場依存性、印加電流依存性のプロファイルを取得することができる。
【００６０】
そのあとは、基板上の評価用素子に対して予めリストアップした分の測定を順次自動で行うことで、複数の評価用素子に対するデータ群を一括して取得することができる。
【００６１】
一般に、コンビナトリアル成膜技術と呼ばれる手法によれば、基板上に組成の異なる材料を一括で成膜することが可能になる。本実施形態と組み合わせて用いることによって、さらに熱電変換係数の組成依存性を一括で評価することができ、図１６に示すような評価結果が得られる。材料探索の効率化の観点で非常に大きなメリットにつながる技術である。
【００６２】
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
基板上に形成された複数の固体材料の物性を評価する物性評価装置であって、
前記個々の固体材料を含む閉回路を形成して、前記固体材料の両端に発生する起電力を測定する起電力測定手段と、
前記個々の固体材料中に熱流を発生させる熱流発生手段と、
前記個々の固体材料の近傍に一様な、任意の強度、方向の磁場を発生する外部磁場発生手段と、
前記個々の固体材料に対して、
前記起電力測定手段と前記熱流発生手段と前記外部磁場発生手段と
を用いた物性評価を行う自動化手段を備えた物性評価装置。
（付記２）
付記１に記載の物性評価装置であって、前記熱流発生手段は、前記固体材料の表面に固着した発熱体を含むことを特徴とする物性評価装置。
（付記３）
付記２に記載の物性評価装置であって、前記熱流発生手段は、前記固体材料の表面に固着した発熱体に、発熱のための熱量を供給する手段をさらに含むことを特徴とする物性評価装置。
（付記４）
付記３に記載の物性評価装置であって、前記熱量供給手段は、発熱体と分離することができることを特徴とする物性評価装置。
（付記５）
付記３に記載の物性評価装置であって、前記熱量供給手段は、発熱体と直接接することができることを特徴とする物性評価装置。
（付記６）
付記２に記載の物性評価装置であって、前記熱流発生手段に含まれる発熱体は、固体材料表面上に固着する絶縁被膜と、さらにその絶縁被膜上に固着する導電体膜を含むことを特徴とする物性評価装置。
（付記７）
付記６に記載の物性評価装置であって、前記導電体膜を発熱する手段は導電体膜に通電して生じるジュール熱であることを特徴とする物性評価装置。
（付記８）
付記６に記載の物性評価装置であって、前記導電体膜を発熱する手段は導電体膜に通電して生じる熱電効果であることを特徴とする物性評価装置。
（付記９）
前記複数の固体材料は、前記固体材料を構成する材料の組成、形状、成膜プロセス条件の少なくとも一つがそれぞれ異なる付記１から８のいずれか一項に記載の物性評価装置。
（付記１０）
基板上に固体材料のパターンが複数形成され、各々の前記パターン上に三角格子状に配置されたコンタクトホールを備えた絶縁膜が形成され、前記コンタクトホール以外の箇所の前記絶縁膜上の一部にヒーター膜が形成され、前記コンタクトホール上にコンタクトパッドが形成されたことを特徴とする物性評価用素子。
（付記１１）
前記コンタクトホールは前記パターンの端近傍でしかも前記パターンを超えずに前記絶縁膜に設けられた付記１０に記載の物性評価用素子。
（付記１２）
前記ヒーター膜は前記絶縁膜上に離間して複数形成された付記１０または１１に記載の物性評価用素子。
【００６３】
以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
【００６４】
この出願は、２０１８年８月７日に出願された日本出願特願２０１８−１４８１２７号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００６５】
１０    基板
１１    パーマロイ薄膜
２０    絶縁被膜
３０    発熱体膜
４０    熱電変換効果評価システム
４１    基板
４２    基板ステージ
４３    可動機構
４４    電磁石システム
４５    コンタクトプローブシステム
４６    プローブステージ
４７    可動機構
１４０    基板
１０１    固体材料
１１０    酸化シリコン被膜
１１１    コンタクトホール構造
１２０    コンタクトパッド
１２１    コンタクトパッド
１２２    発熱体膜
１３０    ガラス基板
１３１    発熱体膜
１３２    発熱体膜
１４０    基板
１４１    パーマロイ薄膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年1月22日(2021.1.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された複数の固体材料の物性を評価する物性評価装置であって、
前記個々の固体材料を含む閉回路を形成して、前記固体材料の両端に発生する起電力を測定する起電力測定手段と、
前記個々の固体材料中に熱流を発生させる熱流発生手段と、前記個々の固体材料の近傍に一様な、任意の強度、方向の磁場を発生する外部磁場発生手段と、
前記個々の固体材料に対して、
前記起電力測定手段と前記熱流発生手段と前記外部磁場発生手段と
を用いた物性評価を行う自動化手段を備えた物性評価装置。
【請求項２】
請求項１に記載の物性評価装置であって、前記熱流発生手段は、前記固体材料の表面に固着した発熱体を含むことを特徴とする物性評価装置。
【請求項３】
請求項２に記載の物性評価装置であって、前記熱流発生手段は、前記固体材料の表面に固着した発熱体に、発熱のための熱量を供給する熱量供給手段をさらに含むことを特徴とする物性評価装置。
【請求項４】
請求項３に記載の物性評価装置であって、前記熱量供給手段は、発熱体と分離することができることを特徴とする物性評価装置。
【請求項５】
請求項３に記載の物性評価装置であって、前記熱量供給手段は、発熱体と直接接することができることを特徴とする物性評価装置。
【請求項６】
請求項２に記載の物性評価装置であって、前記熱流発生手段に含まれる発熱体は、固体材料表面上に固着する絶縁被膜と、さらにその絶縁被膜上に固着する導電体膜を含むことを特徴とする物性評価装置。
【請求項７】
請求項６に記載の物性評価装置であって、前記導電体膜を発熱する手段は導電体膜に通電して生じるジュール熱であることを特徴とする物性評価装置。
【請求項８】
請求項６に記載の物性評価装置であって、前記導電体膜を発熱する手段は導電体膜に通電して生じる熱電効果であることを特徴とする物性評価装置。
【請求項９】
前記複数の固体材料は、前記固体材料を構成する材料の組成、形状、成膜プロセス条件の少なくとも一つがそれぞれ異なる請求項１から８のいずれか一項に記載の物性評価装置。
【請求項１０】
基板上に固体材料のパターンが複数形成され、各々の前記パターン上に三角格子状に配置されたコンタクトホールを備えた絶縁膜が形成され、前記コンタクトホール以外の箇所の前記絶縁膜上の一部にヒーター膜が形成され、前記コンタクトホール上にコンタクトパッドが形成されたことを特徴とする物性評価用素子。
【国際調査報告】
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