KR101573638B1 - 그래핀과 육방정계 질화붕소 이종 적층구조를 이용한 마이크로 히터 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
마이크로 히터 및 그 제조방법이 개시된다. 마이크로 히터는 기판; 상기 기판 상에 위치되고, 패턴이 형성된 그래핀; 및 상기 그래핀 상에 위치되는 보호층을 포함할 수 있다. 마이크로 히터의 제조방법은 기판을 준비하는 단계; 상기 기판상에 그래핀을 전사하는 단계; 상기 그래핀에 전원 공급을 위한 제1 패턴을 형성하는 단계; 상기 그래핀에 열을 집속하기 위한 제2 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴이 형성된 그래핀상에 보호층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 마이크로 히터 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 그래핀과 육방정계 질화붕소를 포함하는 마이크로 히터 및 그 제조방법에 관한 것이다.
마이크로 히터는 전력 인가에 의하여 기판상에서 국부적으로 고온 발열하는 것으로, 최근 가스센서의 감도 향상 및 미소영역의 화학반응제어를 위한 목적으로 널리 연구되어오고 있다.
마이크로 히터는 탄소나노튜브 트랜지스터, 저온 다결정 실리콘, 또는 박막 트랜지스터 등과 같이 고온 제조 공정 또는 고온 작동 공정이 요구되는 각종 전자 장치에 응용될 수 있다.
마이크로 히터에서 발열 및 발광을 위한 가열 요소는 스퍼터링(sputtering) 또는 전자빔 증착(E-beam evaporation) 등의 방법에 의해 형성된다.
일반적인 마이크로 히터의 경우, 여러번의 화학기상증착 혹은 물리기상증착 및 식각공정을 통해 제조해야 하기 때문에 공정이 매우 복잡하다는 문제점이 있다.
뿐만 아니라, 히터의 열원이 되는 필라멘트로 백금(Pt), 금(Au), 텅스텐(W) 등의 고가의 물질을 사용하였기 때문에 고가의 제조비용이 소요된다는 문제점이 있고, 이들 물질의 증착 및 식각을 위해서는 진공분위기와 높은 온도가 필요하기 때문에 공정 조건이 까다롭다는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 그래핀을 이용한 마이크로 히터를 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터는 기판; 상기 기판 상에 위치되고, 패턴이 형성된 그래핀; 및 상기 그래핀 상에 위치되는 보호층을 포함할 수 있다.
하나의 실시예로, 상기 기판은 플렉시블 기판일 수 있다.
하나의 실시예로, 상기 패턴은 상기 그래핀에 전원 공급을 위한 제1 패턴 및 상기 그래핀에 열을 집속하기 위한 제2 패턴을 포함할 수 있다.
하나의 실시예로, 상기 제1 패턴은 마이크로 히터의 양 측면까지 연장되어 형성될 수 있다.
하나의 실시예로, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터는 상기 제1 패턴상에 증착된 전극을 더 포함할 수 있고, 상기 전극은 티타늄 및 금을 포함할 수 있으며, 상기 티타늄은 상기 제1 패턴상에 증착되어 있으며, 상기 금은 상기 티타늄 상에 증착될 수 있다.
일 예로, 상기 티타늄의 두께는 10㎚ 이하일 수 있다.
하나의 실시예로, 상기 제2 패턴은 코어부와 복수 개의 선들을 포함할 수 있고, 상기 복수 개의 선들은 상기 코어부와 이격된 상태로 상기 코어부를 감싸고 있고, 상기 복수 개의 선들이 서로 연결되어 있을 수 있다.
하나의 실시예로, 상기 보호층은 평탄한 표면(flat surface)을 가질 수 있고, 표면의 RMS(root mean square) 거칠기는 0.4 ㎚ 미만이며, 두께는 원자 하나의 두께를 가질 수 있으며, 단글링 본드(dangling bond)를 가지고 있지 않은 물질로 이루어질 수 있고, 상기 보호층은 유전상수(dielectric constant)가 2를 초과하고, 브레이크다운 일렉트릭 필드(breakdown electric field)는 1.5㎹/㎝를 초과하는 부도체(insulator)이고, 상기 보호층의 열전도도는 공기의 열전도도 보다 높으며, 850℃의 온도까지 산소와 반응하지 않는 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터의 제조방법은 기판을 준비하는 단계; 상기 기판상에 그래핀을 전사하는 단계; 상기 그래핀에 전원 공급을 위한 제1 패턴을 형성하는 단계; 상기 제1 패턴상에 전극을 형성하는 단계; 상기 그래핀에 열을 집속하기 위한 제2 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 전극 및 상기 제2 패턴이 형성된 그래핀상에 보호층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
하나의 실시예로 상기 제1 패턴상에 전극을 형성하는 단계는 상기 제1 패턴상에 티타늄을 증착하는 단계; 및 상기 티타늄상에 금을 증착하는 단계를 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 본 발명은 유연하고 투명한 그래핀을 이용하여 미세한 사이즈를 가지고, 플렉시블하며, 300℃ 이상의 온도로 발열이 가능한 효과가 있다.
종래의 금(Pt), 백금(Au), 텅스텐(W) 등의 고가의 금속 발열체를 그래핀으로 대체함으로 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 종래의 금속 발열체를 이용하는 것에 비하여 저온, 상압 조건에서 공정이 가능하므로 간단한 제조 공정으로 마이크로 히터를 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 패턴이 형성된 그래핀을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터의 제조방법의 흐름도이다.
도 4a는 기판이 PEN 기판인 경우의 마이크로 히터의 광학현미경 사진이다.
도 4b는 기판이 PI 기판인 경우의 마이크로 히터의 광학현미경 사진다.
도 5a는 기판이 PEN 기판인 경우의 마이크로 히터의 열화상 카메라 사진이다.
도 5b는 기판이 PI 기판인 경우의 마이크로 히터의 열화상 카메라 사진다.
도 6a는 기판이 PEN 기판인 경우의 인가 전압에 따른 마이크로 히터의 발열온도 그래프이다.
도 6b는 기판이 PI 기판인 경우의 인가 전압에 따른 마이크로 히터의 발열온도 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터에서 발생되는 열의 온도 분포를 측정한 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 패턴이 형성된 그래핀을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터의 제조방법의 흐름도이다.
도 4a는 기판이 PEN 기판인 경우의 마이크로 히터의 광학현미경 사진이다.
도 4b는 기판이 PI 기판인 경우의 마이크로 히터의 광학현미경 사진다.
도 5a는 기판이 PEN 기판인 경우의 마이크로 히터의 열화상 카메라 사진이다.
도 5b는 기판이 PI 기판인 경우의 마이크로 히터의 열화상 카메라 사진다.
도 6a는 기판이 PEN 기판인 경우의 인가 전압에 따른 마이크로 히터의 발열온도 그래프이다.
도 6b는 기판이 PI 기판인 경우의 인가 전압에 따른 마이크로 히터의 발열온도 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터에서 발생되는 열의 온도 분포를 측정한 사진이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터를 설명하기 위한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 패턴이 형성된 그래핀을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터(100)는 기판(10), 그래핀(20) 및 보호층(30)을 포함할 수 있다.
기판(10)은 플렉시블(flexible) 기판일 수 있다. 기판(10)으로는 폴리에틸렌나프탈레이트(PolyEthyleneNaphthalate, PEN) 기판 또는 폴리이미드(Polyimide, PI) 기판이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
그래핀(20)은 기판(10) 상에 위치될 수 있고, 패턴이 형성되어 있을 수 있다. 그래핀(20)에 형성된 패턴은 그래핀(20)에 전원을 공급하기 위한 제1 패턴 및 그래핀(20)에 열을 집속시킬 수 있는 제2 패턴을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제2 패턴은 원형상의 코어부와 코어부의 둘레를 감싸는 복수 개의 선들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수 개의 선들이 원형상의 코어부와 이격된 상태로 원형상의 코어부의 둘레를 감싸도록 배치되어 있을 수 있다.
복수 개의 선들은 서로 연결되어 있으며, 코어부의 최외곽을 둘러싸는 선의 단부에는 제1 패턴이 위치할 수 있다.
일 예로, 제1 패턴은 제2 패턴의 코어부를 중심으로 대향하는 방향에 위치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예로, 제1 패턴은 마이크로 히터(10)의 양측으로 연장되어 있을 수 있고, 이는 외부에서 제1 패턴에 형성되는 전극과 전원을 연결하여 그래핀(20)에 전원이 용이하게 공급될 수 있도록 하기 위함이다.
원형상의 코어부는 열이 집속되어 발열되는 부분에 해당되고, 복수 개의 선들에 의하여 둘러싸인 코어부에 열이 집속될 수 있다. 복수 개의 선들은 발열될 수 있는 표면적을 좁고 길게 하여 그래핀(20)의 저항을 높여 그래핀(20)의 발열온도를 더욱 높게할 수 있다. 패턴이 형성되는 방법에 대하여는 아래에서 설명하기로 한다.
공기중에 노출된 그래핀은 시간이 지남에 따라 그 표면에 수분과 산소원자가 결합하게 되고 이는 그래핀의 성능을 저하시키는 요인이 될 수 있다. 이를 방지하기 위하여 보호층(30)은 패턴이 형성된 그래핀(20)상에 위치될 수 있고 그래핀(20)의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
이를 위하여, 보호층(30)은 평탄한 표면(flat surface)을 가질 수 있고, 표면의 RMS(root mean square) 거칠기는 약 0.4 ㎚ 미만이며, 보호층(30)의 두께는 원자 하나의 두께를 가질 수 있으며, 보호층(30)은 단글링 본드(dangling bond)를 가지고 있지 않은 물질로 이루어질 수 있고, 보호층(30)은 유전상수(dielectric constant)가 약 2를 초과하며, 브레이크다운 일렉트릭 필드(breakdown electric field)는 약 1.5㎹/㎝를 초과하는 부도체(insulator)이고, 보호층(30)의 열전도도는 공기의 열전도도 보다 높으며, 보호층(30)은 약 850℃의 온도까지 산소와 반응하지 않는 물질로 이루어질 수 있다.
일 예로 보호층(30)으로는 육방정계 질화붕소(hexagonal boron nitride, h-BN)가 사용될 수 있다. 육방정계 질화붕소는 그래핀과 동일한 2차원 구조를 지닌 물질로, 붕소(Boron)와 질소(Nitrogen) 원자가 육각형의 벌집구조를 이루면서 평면에 넓게 펴진 원자로 이루어진 하나의 층 구조를 가진다. 육방정계 질화붕소의 구조는 그래핀의 구조와 유사하며 이는 육방정계 질화붕소가 보호층(30)으로 사용되기에 적합한 구조이다.
그래핀(20)은 금속적인 성질을 가지는 반면에 육방정계 질화붕소(h-BN)는 부도체(Insulator)이기 때문에 육방정계 질화붕소(h-BN)는 그래핀(20)의 전류가 누설되는 것을 방지할 수 있다. 이는 그래핀(20)의 발열 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 보호층(30)으로 육방정계 질화붕소를 사용하는 경우에는 그래핀(20)으로 더 높은 전압을 인가할 수 있다. 공기의 열전도도는 약 0.025W/mK 이고 질화붕소의 열전도도는 30W/mK 이다. 그래핀(20)이 육방정계 질화붕소에 의하여 보호되는 경우, 그래핀(20)에서 발생되는 열은 육방정계 질화붕소의 모든 면에 등방성을 가지며 빠르고 균일하게 전달될 수 있다. 따라서 그래핀(20)이 공기에 노출되어 있는 경우에 비하여 그래핀(20)의 열을 더욱 빠르게 방출시킬 수 있어 그래핀(20)의 열화에 대한 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터의 제조방법의 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터의 제조방법은 기판을 준비하는 단계(S1), 상기 기판상에 그래핀을 전사하는 단계(S2), 상기 그래핀에 전원 공급을 위한 제1 패턴을 형성하는 단계(S3), 제1 패턴에 전극을 형성하는 단계(S4), 상기 그래핀에 열을 집속하기 위한 제2 패턴을 형성하는 단계(S5) 및 상기 전극 및 상기 제2 패턴이 형성된 그래핀상에 보호층을 형성하는 단계(S6)를 포함할 수 있다.
기판(10)을 준비(S1)하고 준비된 기판(10)상에 그패핀을 전사한다(S2). 일 예로 그래핀(20)은 구리 포일을 이용하여 성장시킬 수 있으며, 구리포일을 제거함으로써 기판(10)상에 전사되는 그래핀(20)을 준비할 수 있다.
구리포일을 제거하기 위하여 염화철(FeCl3) 용액이 사용될 수 있다. 즉, 구리포일을 촉매로 하여 성장된 그래핀(20)을 기판(10)상에 전사하기 위하여 염화철(FeCl3) 용액으로 구리포일을 최소 10분 이상 식각한다. 식각시간이 충분하지 않은 경우, 그래핀(20)의 표면에는 제거되지 않은 미세한 구리 알갱이들이 남아있게 되며 이는 그래핀(20)의 특성을 떨어뜨리는 요인이 될 수 있다. 준비된 그래핀(20)은 습식 전사방식을 통하여 기판(10)상에 전사될 수 있다.
그래핀(20)이 기판(10)상에 전사된 후, 그래핀(20)에 전원 공급을 위한 제1 패턴을 형성한다(S3). 제1 패턴은 전극 패턴일 수 있다.
포토 리소그래피(photo-lithography) 공정을 이용하여 마이크로 히터(100)에 전원을 공급할 전극 부분만 선택적으로 현상액에 의하여 현상되도록 제1 패턴을 만들 수 있다. 포토 리소그래피(photo-lithography) 공정은 자외선에 반응하는 감광제인 포토레지스트(photoresist)를 스핀코팅 방식으로 그래핀(20) 상에 전체적으로 도포하여 선택적인 포지티브(positive) 또는 네가티브(negative) 방식으로 전극이 올라갈 자리만을 현상액(developer)으로 현상함으로써 수행될 수 있다. 일 예로 포토레지스트는 포지티브(positive)와 네가티브(negative) 방식이 모두 가능한 AZ계열의 5214품번이 사용될 수 있다.
다음으로, 제1 패턴에 전극을 형성한다(S4). 일 예로 전자 빔 증발기(e-beam evaporator)를 이용하여 전극을 제1 패턴상에 증착한다. 전극은 제1 패턴 상에 티타늄(Ti)을 증착한 후, 티타늄 상에 금(Au)을 증착함으로써 형성될 수 있다.
금은 그래핀(20)과의 접착력이 약하기 때문에 금과 접착력이 뛰어난 티타늄(Ti)을 금과 그래핀(20)의 결합을 위한 중간층으로 사용한다. 또한, 티타늄(Ti) 이외에도 크롬(Cr) 등과 같이 금과 접착특성이 좋은 다른 물질이 금과 그래핀(20)의 결합을 위한 중간층으로 사용될 수 있다.
일 예로, 티타늄(Ti)은 10㎚ 이하의 두께로 증착되는 것이 바람직하고 이는 그래핀(20)과 금 사이의 접촉저항을 줄이기 위함이다. 또한, 금(Au)은 150㎚ 이상의 두께로 증착되는 것이 바람직하다.
전극이 형성된 후에는 아세톤(acetone)을 이용하여 전극 이외의 부분에 증착된 티타늄과 금을 제거해준다.
다음으로, 전극이 형성된 그래핀(20)에 열을 집속하기 위한 제2 패턴을 형성한다(S4). 포지티브(positgive) 포토리소그래피(photo-lithography) 공정 또는 산소(O2) 플라즈마 에칭(plasma etching)을 이용하여 양쪽 전극 사이에 제2 패턴을 형성할 수 있다. 제2 패턴은 전극 사이에 위치하고, 전극과 그래핀이 전기적으로 서로 연결될 수 있도록 있도록 형성되어야 한다.
포토리소그래피(photo-lithography) 공정을 이용하여 그래핀(20)에 제2 패턴을 형성할 수 있고, 제2 패턴이 형성될 부분에만 부분에만 포토레지스트가 위치되도록 포지티브(positive) 방식이 사용될 수 있다.
포토리소그래피(photo-lithography) 공정을 이용하여 그래핀(20)에 제2 패턴을 형성한 후에는 남아있는 포토레지스트(photoresist)는 아세톤을 이용하여 제거될 수 있다.
산소(O2) 플라즈마 에칭(plasma etching)을 이용하여 그래핀(20)에서 제2 패턴이 형성될 부분만을 선택적으로 식각하여 제2 패턴을 형성할 수 있다. 일 예로 산소(O2)의 양은 5sccm 이상이고, RF Power는 20W 이상이며, 식각시간은 약 10초로 이내일 수 있고, 워킹 프레셔(working pressure)는 약 475 mtorr일 수 있다.
제2 패턴이 형성된 후, 전극 및 제2 패턴이 형성된 그래핀(20)상에 보호층(30)을 형성한다(S5). 일 예로, 2차원 평면물질인 육방정계 질화붕소(h-BN)가 그래핀(20)상에 전사됨으로써 보호층(30)이 형성될 수 있다. 보호층(30)은 습식 전사방식을 통하여 그래핀(20)상에 전사될 수 있다.
육방정계 질화붕소(h-BN)도 그래핀(20)과 동일하게 구리포일을 이용하여 성장될 수 있고, 그래핀(20)상에 전사되기 전에 구리포일은 염화철(FeCl3)용액으로 제거하여 육방정계 질화붕소(h-BN)를 준비할 수 있다.
도 4a는 기판이 PEN 기판인 경우의 마이크로 히터의 광학현미경 사진이고, 도 4b는 기판이 PI 기판인 경우의 마이크로 히터의 광학현미경 사진다.
도 4a 및 4b를 참조하면, PEN 기판은 투명하나 PI 기판은 붉은색을 띄고 있기때문에 PI 기판인 마이크로 히터(100)의 색이 더욱 진한 것으로 확인할 수 있다.
제2 패턴의 원형상의 둘러싸고 있는 복수 개의 선인 single-ring heater는 최소선폭이 PEN 기판의 경우 약 3㎛이고, PI 기판의 경우 약 6㎛이다.
도 5a는 기판이 PEN 기판인 경우의 마이크로 히터의 열화상 카메라 사진이고, 도 5b는 기판이 PI 기판인 경우의 마이크로 히터의 열화상 카메라 사진다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, PEN 기판인 마이크로 히터(100)의 경우에는 약 225℃ 정도까지 온도가 상승함을 확인할 수 있다. PI 기판인 마이크로 히터(100)의 경우에는 약 340℃ 정도까지 온도가 상승함을 확인할 수 있다. 마이크로 히터(100)의 정확한 온도는 아래 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명하기로 한다.
도 6a는 기판이 PEN 기판인 경우의 인가 전압에 따른 마이크로 히터의 발열온도 그래프이고, 도 6b는 기판이 PI 기판인 경우의 인가 전압에 따른 마이크로 히터의 발열온도 그래프이다. 마이크로 히터에 인가되는 전압은 5V에서 시작되어 전압의 크기가 계속하여 증가되었다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, PEN 기판인 마이크로 히터(100)의 경우에는 5V의 전압이 인가된 시점에는 온도가 약 33.3℃로 측정되었고, 전압이 증가됨에 따라 64V에서 약 220.7℃ 까지 온도가 상승됨을 확인할 수 있었다.
PI 기판인 마이크로 히터(100)의 경우에는 5V의 전압이 인가된 시점에는 온도가 약 33℃로 측정되었고, 전압이 증가됨에 따라 82V에서 약 360.2℃ 까지 온도가 상승됨을 확인할 수 있었다.
이를 통하여 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터(100)는 종래에 비하여 높은 온도까지 발열할 수 있음을 확인할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터에서 발생되는 열의 온도 분포를 측정한 사진이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터(100)는 균일한 원형상의 온도 분포를 가지는 열을 발생시킬 수 있음을 확인할 수 있고, 이는 원형상의 코어부와 코어부의 둘레를 감싸는 복수 개의 선들이 배치된 형상에 대응한다.
본 발명의 실시예에 따른 마이크로 히터(100)는 균일한 원형상의 온도 분포를 가지는 열을 발생시킬 수 있기 때문에 가열의 대상이 되는 물체에 열이 균일하게 전달될 수 있도록 제어하는 것이 용이하다. 왜냐하면, 열의 온도 분포가 균일하지 못한 경우에는 가열의 대상이 되는 물체의 부분마다 전달되는 열이 다를 수 있고, 이러한 차이를 일일이 확인하면서 제어하는 것은 매우 번거롭고 어렵기 때문이다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100: 마이크로 히터 10: 기판
20: 그래핀 30: 보호층
20: 그래핀 30: 보호층
Claims (11)
- 기판;
상기 기판 상에 위치되고, 패턴이 형성된 그래핀; 및
상기 그래핀 상에 위치되고 육방정계 질화붕소로 이루어진 보호층을 포함하고,
상기 패턴은 상기 그래핀에 전원 공급을 위한 제1 패턴 및 상기 그래핀에 열을 집속하기 위한 제2 패턴을 포함하며,
상기 제2 패턴은 코어부와 복수 개의 선들을 포함하고, 상기 복수 개의 선들은 상기 코어부와 이격된 상태로 상기 코어부를 감싸고 있으며, 상기 복수 개의 선들이 서로 연결되어 있는, 마이크로 히터.
- 제1항에 있어서,
상기 기판은 플렉시블 기판인, 마이크로 히터.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 패턴은 마이크로 히터의 양 측면까지 연장되어 형성되는, 마이크로 히터.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 패턴상에 증착된 전극을 더 포함하고,
상기 전극은 티타늄 및 금을 포함하고, 상기 티타늄은 상기 제1 패턴상에 증착되어 있으며, 상기 금은 상기 티타늄 상에 증착된, 마이크로 히터.
- 제5항에 있어서,
상기 티타늄의 두께는 10㎚ 이하인, 마이크로 히터.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 보호층은 평탄한 표면(flat surface)을 가질 수 있고, 표면의 RMS(root mean square) 거칠기는 0.4 ㎚ 미만이며, 두께는 원자 하나의 두께를 가질 수 있으며, 단글링 본드(dangling bond)를 가지고 있지 않은 물질로 이루어질 수 있고,
상기 보호층은 유전상수(dielectric constant)가 2를 초과하고, 브레이크다운 일렉트릭 필드(breakdown electric field)는 1.5㎹/㎝를 초과하는 부도체(insulator)이고,
상기 보호층의 열전도도는 공기의 열전도도 보다 높으며, 850℃의 온도까지 산소와 반응하지 않는 물질로 이루어진, 마이크로 히터.
- 삭제
- 기판을 준비하는 단계;
상기 기판상에 그래핀을 전사하는 단계;
상기 그래핀에 전원 공급을 위한 제1 패턴을 형성하는 단계;
상기 제1 패턴상에 전극을 형성하는 단계;
상기 그래핀에 열을 집속하기 위한 제2 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 전극 및 상기 제2 패턴이 형성된 그래핀상에 육방정계 질화붕소로 이루어진 보호층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 제2 패턴은 코어부와 복수 개의 선들을 포함하고, 상기 복수 개의 선들은 상기 코어부와 이격된 상태로 상기 코어부를 감싸고 있으며, 상기 복수 개의 선들이 서로 연결되어 있는, 마이크로 히터의 제조방법.
- 제10항에 있어서,
상기 제1 패턴상에 전극을 형성하는 단계는,
상기 제1 패턴상에 티타늄을 증착하는 단계; 및
상기 티타늄상에 금을 증착하는 단계를 포함하는, 마이크로 히터의 제조방법.
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