KR20150115996A - 열전도성 기재 및 이의 제조방법 - Google Patents

열전도성 기재 및 이의 제조방법 Download PDF

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박상엽
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강릉원주대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 탄소재의 기판을 형성하는 제1 층 및 제1 층의 일면 또는 양면에 형성되며, 질화규소, 질화알루미늄, 질화리튬 및 실리콘 카바이드 중 1 종 이상을 함유하는 제2 층을 포함하는 열전도성 기재 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 1000℃ 이상의 고온에서도 적용 가능하며, 산소가스, 오존가스 및 이산화질소가스 등의 반응성 가스분위기에서도 산화를 방지할 수 있는 열전도성 기재를 제공한다.

Description

열전도성 기재 및 이의 제조방법{Thermally Conductive Substrate And Preparation Method Thereof}
본 발명은 비산화물질이 코팅된 열전도성 기재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
질화알루미늄(AlN; Aluminum nitride)은 육방정계 섬유아연석(Wurtzite) 결정구조를 갖는 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체로서, 매우 넓은 에너지 밴드갭(6.2 eV)과 높은 열전도도, 높은 전기적 저항, 높은 절연상수, 높은 항복전압 및 우수한 기계적 강도를 가질 뿐 아니라 열적·화학적으로도 안정된 특성을 가진다.
상기와 같은 유용한 특성을 가진 질화알루미늄(AlN) 박막은 실리콘 온 인슐레이터(SOI; Si on Insulator) 구조에서 절연체로서 흔히 사용되는 이산화규소(SiO2)의 자체 발열효과를 감소시키기 위한 대체 물질과 고전력 소자의 게이트 절연물질로서 사용되고 있다.
본 발명의 열전도성 기재의 산업상 적용분야는 연구 또는 생산현장에서 박막을 제조함에 있어서 산소, 질소 및 아르곤 등의 다양한 분위기 하에서 기판의 고온 열처리가 적용되는 공정분야이다.
종래의 진공용 가열 장치인 고온 발열체는 얇은 판 형태로 제작되는 히터로서 PBN/PG (Pyrolitic Boron Nitride/Pyrolytic Graphite) 또는 실리콘카바이드(SiC)로 제작되고 있다. 종래의 PBN/PG 히터는 1800℃ 까지 승온 할 수 있는 좋은 발열체이지만, 매우 고가의 부품이며, 흑연소재를 기반으로 하는 것으로 산소가스와 같은 반응성 가스 분위기에서는 사용할 수 없는 단점이 있다.
또한, 고온 발열체의 소재로 주로 사용되는 알루미늄은 열전도율이 높을 뿐만 아니라 가볍고 가공이 용이한 장점도 갖추고 있으나, 대기 중의 산소와 쉽게 반응하여 산화 또는 부식되어 버리는 문제점이 있었다.
종래에 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로는 방열판의 표면에 산화막 처리를 하거나 도장을 하여 사용하였다.
그러나, 종래기술에서와 같이 방열판의 표면에 산화막 처리나 도장을 하는 경우, 산화 막 및 도장에 쓰이는 안료가 부도체이기 때문에 방열판의 열전도율이 떨어지게 되고, 결과적으로 방열판의 방열 효율을 저하시키게 되는 또 다른 문제점이 발생하게 된다.
따라서, 질소 및 아르곤 등의 다양한 분위기 하에서 부식 없이 열처리가 가능하며, 열전도율이 향상된 열전도성 기재의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제2010-0104218호.
본 발명의 목적은 진공 증착 장비를 통해 박막을 제조하는 공정에서 기판히터로 이용되는 열전도성 기재를 제공한다. 구체적으로 온도가 균일하며, 초고진공 및 상온에서부터 1000℃ 이상의 고온에서도 사용되는 열전도성 기재를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 하나의 실시예에서, 탄소재의 기판을 형성하는 제1 층; 및
제1 층의 일면 또는 양면에 형성되며, 질화규소, 질화알루미늄, 질화리튬 및 실리콘 카바이드 중 1종 이상을 함유하는 제2 층을 포함하는 열전도성 기재를 제공한다.
또한, 본 발명은 제1 층의 일면 또는 양면에 질화규소, 질화알루미늄, 질화리튬 및 실리콘 카바이드 중 1 종 이상의 제2 층을 형성하는 단계를 포함하는 열전도성 기재의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 열전도성 기재는 열균일성 및 열효율성이 향상되어 1000℃ 이상의 고온에서도 적용 가능하며, 760 Torr 의 압력에서부터 10-9 Torr까지의 초고진공의 상태에서 발열체로 사용할 수 있고, 산소가스, 오존가스 및 이산화질소가스 등의 반응성 가스분위기에서도 안정적으로 작동할 수 있어 산소분위기하에서 탄소재 기판의 산화를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 질화알루미늄 층이 형성된 열전도성 기재의 단면에 대하여 주사전자현미경(SEM) 촬영 결과를 도시한 이미지이다.
도 2는 본 발명에 따른 질화알루미늄 층이 형성된 열전도성 기재의 표면에 대하여 주사전자현미경(SEM) 촬영 결과를 도시한 이미지이다.
도 3은 본 발명의 비교예인 탄소재 기판의 표면에 대하여 주사전자현미경(SEM) 촬영한 결과를 도시한 이미지이다.
도 4는 본 발명에 따른 열전도성 기재의 X선 회절구조이다.
도 5는 본 발명의 비교예인 탄소재 기판의 X선 회절구조이다.
도 6은 본 발명에 따른 질화알루미늄 층이 코팅된 열전도성 기재 및 본 발명의 비교예인 탄소재 기판의 열전도도를 비교하여 나타낸 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 열전도성 기재 및 이의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 열전도성 기재는 탄소재 기판을 형성하는 제1 층의 일면 또는 양면에 비산화물질인 질화규소, 질화알루미늄, 질화리튬 또는 실리콘 카바이드 중 1종 이상을 함유하는 제2 층이 물리적 증착법으로 형성되어있어 산화 및 부식을 방지하며, 상기 제2 층은 열전도도 향상효과를 나타내며, 열전도성 기재의 열적 균일성을 유지하는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 의한 열전도성 기재를 상세히 설명한다.
본 발명은 하나의 실시예에서, 탄소재의 기판을 형성하는 제1 층; 및
제1 층의 일면 또는 양면에 형성되며, 질화규소(Si3N4), 질화알루미늄(AlN), 질화리튬(Li3N) 및 실리콘 카바이드(SiC) 중 1종 이상을 함유하는 제2 층을 포함하는 열전도성 기재를 제공한다.
상기 탄소재 기판을 형성하는 제1 층으로 사용되는 탄소재는 특별히 한정되는 것이 아니고, 예를 들어 흑연(graphite), 등방성 흑연재, 이방성 흑연재, 그래핀, 탄소섬유 복합재료, 탄소나노튜브 및 박리흑연 나노플레이트렛(X-GNP) 등이 사용될 수 있다. 구체적으로 상기 탄소재는 부피 밀도가 1.0 내지 2.1 g/㎤ 또는 0.5 내지 1.5 g/㎤ 또는 1.6 내지 3.0 g/㎤ 이며, 기공율은 50 % 이하 또는 40 % 이하 또는 20 % 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 열전도성 기재는 상기와 같은 탄소재를 사용함으로써, 내열성 및 분산성이 향상된 효과를 갖는다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시예에서, 상기 제2 층은 탄소재 기판을 형성하는 제1 층의 일면 또는 양면에 형성될 수 있으며, 복층으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 층은 비산화물질이며, 열전도율이 높은 소재라면 제한 없이 사용 가능하다. 예를 들어, 본 발명에 적용 가능한 비산화물질로는 질화규소 질화알루미늄, 질화리튬 및 실리콘 카바이드 중 1종 이상을 함유할 수 있으며, 더욱 구체적으로 상기 제2 층은 질화알루미늄을 함유할 수 있다.
질화알루미늄은 매우 넓은 에너지 밴드갭(6.2 eV)과 높은 열전도도, 높은 전기적 저항, 높은 절연상수, 높은 항복전압 및 우수한 기계적 강도를 가질 뿐 아니라 열적·화학적으로도 안정된 특성을 가진다는 이점이 있다. 따라서, 질화알루미늄을 함유하는 제2 층을 포함하는 열전도성 기재는 열전도도 및 기계적 강도 등이 향상된 효과를 갖는다.
따라서, 상기 제1 층의 일면 또는 양면에 상기 비산화물질을 함유하는 제2 층을 형성함으로써, 반응성 가스 분위기 에서도, 탄소재 기판을 형성하는 제1 층이 산화 또는 부식되는 현상이 방지되며, 높은 열전도도를 유지할 수 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시예에서, 상기 제2 층은 방향성을 갖는 결정구조를 포함하며, 상기 방향성을 갖는 결정구조는, 제1 층과 평균 70 내지 90°범위의 각을 형성할 수 있다. 구체적으로 상기 결정구조와 제1 층이 이루는 각은 85 내지 90°일 수 있으며, 예를 들어 수직일 수 있다. 상기 70 내지 90°또는 85 내지 90°의 각은 결정구조와 제1 층이 이루는 각 중 작은 값을 가지는 각을 의미한다.
상기 제2 층의 결정구조를 제1 층과 상기 범위의 각을 형성하는 방향성을 갖도록 형성함으로써, 열전도도가 향상되며, 가열효율이 극대화 되는 열전도성 기재를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시예에서, 상기 제2 층의 두께는 평균 0.1 내지 100 ㎛ 범위 일 수 있다. 구체적으로 상기 범위는 평균 0.5 내지 50 ㎛ 일 수 있으며, 더욱 구체적으로 상기 범위는 평균 0.8 내지 2 ㎛ 또는 1.5 내지 3 ㎛ 일 수 있다. 제2 층의 두께가 상기 범위인 열전도성 기재는 산화방지 및 열전도율이 우수한 특성을 갖는다.
본 발명에 의한 열전도성 기재는 115 W/mk 이상의 열전도도를 가질 수 있다. 구체적으로 상기 열전도성 기재의 열전도도는 115 내지 150 W/mk 또는 120 내지 125 W/mk 일 수 있다. 본 발명에 의한 열전도성 기재가 상기 범위의 열전도도를 가짐으로써, 저온 및 고온의 조건에서도 열효율성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시예에서, 상기 열전도성 기재는 판상형, 물결형 또는 원통형 형상일 수 있다. 예를 들어, 상기 열전도성 기재는 판상형일 수 있으며, 판상형의 열전도성 기재는 박막을 제조하는 공정에서 기판히터로 유용하게 이용될 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 열전도성 기재의 제조방법을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 열전도성 기재의 제조방법은 탄소재의 기판을 형성하는 제1 층의 일면 또는 양면에 질화규소, 질화알루미늄 및 실리콘 카바이드 중 1종 이상을 함유하는 제2 층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 층의 일면 또는 양면에 제2 층을 형성하는 단계에서, 본 발명에 적용 가능한 탄소재는 탄소 화합물을 포함하는 것이라면 특별히 제한되지는 않는다. 예를 들면, 흑연(graphite), 등방성 흑연재, 이방성 흑연재, 그래핀, 탄소섬유 복합재료, 탄소나노튜브, 박리흑연 나노플레이트렛(X-GNP) 등이 사용될 수 있으며, 구체적으로는 흑연(graphite), 등방성 흑연재, 이방성 흑연재 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 구체적으로 상기 탄소재는 부피 밀도가 1.0 내지 2.1 g/㎤ 또는 0.5 내지 1.5 g/㎤ 또는 1.6 내지 3.0 g/㎤ 이며, 기공율은 50 % 이하 또는 40 % 이하 또는 20 % 이하인 것일 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 탄소재를 사용함으로써, 내열성 및 분산성이 향상된 열전도성 기재를 제조할 수 있다.
또한, 상기 제1 층의 일면 또는 양면에 제2 층을 형성하는 단계에서, 상기 제2 층을 복층으로 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 층은 비산화물질이며, 열전도율이 높은 소재라면 제한 없이 사용 가능하다. 예를 들어, 본 발명에 적용 가능한 비산화물질로는 질화규소 질화알루미늄, 질화리튬 및 실리콘 카바이드가 있으며, 더욱 구체적으로 상기 제2 층은 질화알루미늄을 함유할 수 있다.
질화알루미늄은 매우 넓은 에너지 밴드갭(6.2 eV)과 높은 열전도도, 높은 전기적 저항, 높은 절연상수, 높은 항복전압 및 우수한 기계적 강도를 가질 뿐 아니라 열적·화학적으로도 안정된 특성을 가진다는 이점이 있다. 따라서, 질화알루미늄을 함유하는 층을 형성하면 열전도도가 높으며, 고온에서도 사용 가능한 열전도성 기재를 제조할 수 있다.
본 발명의 열전도성 기재의 제조방법에서 제1 층은, 제2 층이 형성되는 방향을 기준으로, 1 ㎛/cm2 이하의 평균 표면 거칠기를 가질 수 있다.
상기 제1 층이 1 ㎛/cm2 이하의 평균 표면 거칠기를 갖는 방법은, 연마를 포함할 수 있는데, 구체적으로 연마는 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 상기 제2 층을 형성하는 성분은 결정구조를 가질 수 있는데, 상기 제2 층을 형성하기 전에 탄소재 기판의 평균 표면 거칠기를 1 ㎛/cm2 이하로 유지함으로써, 제2 층을 형성하는 결정구조가 일정한 방향성을 갖는데 용이하며, 균일하게 형성된다는 이점이 있다. 또한, 열균일성 및 열전도도가 향상된 열전도성 기재의 제작이 가능하다.
본 발명의 열전도성 기재의 제조방법에서, 상기 제2 층은 방향성을 갖는 결정구조를 포함하며, 상기 방향성을 갖는 결정구조는, 제1 층과 평균 70 내지 90°범위의 각을 형성할 수 있다. 구체적으로 상기 결정구조와 제1 층이 이루는 각은 85 내지 90°일 수 있으며, 예를 들어 수직일 수 있다. 상기 70 내지 90°또는 85 내지 90°의 각은 결정구조와 제1 층이 이루는 각 중 작은 값을 가지는 각을 의미한다.
상기 제2 층의 결정구조가 제1 층과 상기 범위의 각을 형성하는 방향성을 갖도록 형성함으로써, 열전도도가 향상되며, 가열효율이 극대화 되는 열전도성 기재를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 열전도성 기재의 제조방법은, 상기 제2 층의 두께를 평균 0.1 내지 100 ㎛ 로 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 제2 층의 두께는 평균 0.5 ㎛ 내지 50 ㎛ 로 형성될 수 있다. 더욱 구체적으로 상기 범위는 평균 0.8 내지 2 ㎛ 또는 1.5 내지 3 ㎛ 일 수 있다. 제2 층의 두께를 상기 범위로 함으로써, 산화방지효과 및 열전도율이 우수한 열전도성 기재가 제조 가능하다.
또한, 본 발명의 열전도성 기재의 제조방법에서, 상기 제2 층은 질화규소, 질화알루미늄, 질화리튬 및 실리콘 카바이드 중 1종 이상을 증착에 의해 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 증착하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 스퍼터링법, 펄스레이저법 및 에어로졸증착법 중 어느 하나 이상의 방법으로 수행될 수 있다. 구체적으로 상기 증착은 스퍼터링법을 통해 수행될 수 있다. 본 발명에 적용되는 스퍼터링 방식은, 소정의 가스를 진공 상태의 챔버(camber) 내에 주입하고 여기에 전자기적 에너지를 가하여 챔버 내의 가스를 이온화시킴으로써 플라즈마를 생성시킨 후, 상기 플라즈마 내의 입자를 성막하고자 하는 타겟(target) 물질에 충돌시켜 이 충돌에 의해 타겟으로부터 분리된 물질을 기판에 코팅시키는 방법이다.
여기서 인가된 전원이 직류(direct current, DC)일 경우를 직류 스퍼터링법(DC sputtering method)이라 하며, 일반적으로 전도체의 스터퍼링에 사용된다. 절연체와 같은 부도체는 교류 전원을 사용하여 박막을 제조한다. 이때 교류전원은 13.56 MHz의 주파수를 가지며 이를 RF(Radio Frequency)라 한다.
이러한 스퍼터링법을 이용한 박막의 제조기술은 코팅층의 두께를 수십 nm 까지 정밀하게 조절할 수 있으며, 간단한 마스크를 사용하여 부분 코팅과정을 매우 용이하게 처리할 수 있다.
스퍼터링법을 통해 코팅층을 증착하는 단계에서, 타겟은 알루미늄 금속 타겟을 포함할 수 있다.
또한, 상기 스퍼터링법을 통해 제2 층을 증착하는 단계에서, 스퍼터링 증착 온도는 100 내지 800 ℃ 또는 200 내지 600 ℃ 의 범위로 하여 제2 층을 증착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 보다 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 : 질화알루미늄층이 형성된 열전도성 기재의 제조
3 cm × 3 cm × 0.5 cm 크기의 흑연판을 화학적 기계적 연마에 의해 표면 거칠기를 평균 1 ? 이하로 유지하였다. 증착기 내에 도입한 다음, 증착기 내부에 질소 가스를 주입하였다. 증착기 내부가 질소 가스로 채워지면, 증착기 내부 압력을 약 1×10-7 Torr의 진공상태로 전환시키고, 이를 유지하였다. 그런 다음, 증착기 내부에 설치된 스퍼터링 건에 13.56 MHz 라디오 주파수(RF), 50 W 전력을 인가하여 플라즈마를 형성하고, 스퍼터링하여 두께가 약 2 ㎛ 이 되도록 제2 층을 증착시켰다. 이때, 도전체로는 알루미늄(Al) 금속을 사용하였으며, 증착기 내부 온도는 200 에서 600 ℃ 로 다양한 증착온도 조건을 유지하면서 증착하였다. 증착이 완료되면, 인가 전력을 멈추고, 증착기의 내부 압력을 대기압으로 조절하여 증착을 종료하여 흑연판 상에 알루미늄(Al)이 약 2 ㎛ 증착된 열전도성 기재를 제조하였다. 상기 실시예에 의해 제조된 열전도성 기재의 이미지를 도 1 및 도 2에 나타내었다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의해 탄소재 기판(D1)상에 질화알루미늄 층(D2)이 형성된 열전도성 기재의 단면에 대하여 주사전자현미경(SEM) 촬영한 결과를 도시한 이미지이다. 도 1을 참조하면, 흑연 기판(D1)상에 질화알루미늄의 결정구조(D2)가 방향성을 가지고 잘 형성되어 있는 모습을 볼 수 있다.
도 2는 상기 열전도성 기재의 표면에 대하여 주사전자현미경(SEM) 촬영한 결과를 도시한 이미지이다. 도 3에 나타낸 질화알루미늄 층이 형성되지 않은 탄소재 기판 표면이미지와 비교하면, 도 2는 질화알루미늄 결정구조가 잘 형성되어 있음을 알 수 있다.
비교예 : 탄소재 기판
3 cm × 3 cm × 0.5 cm 크기의 흑연판을 화학적 기계적 연마에 의해 표면 거칠기를 평균 1 ㎛ 이하로 유지하였다. 상기 비교예에 의한 탄소재 기판은 도 3에 나타내었다.
도 3은 본 발명의 비교예인 질화알루미늄 층을 형성하지 않은 탄소재 기판의 표면에 대하여 주사전자현미경(SEM) 촬영한 결과를 도시한 이미지이다.
실험예 1: 실시예 및 비교예의 XRD (X선 회절 )분석 비교
본 발명의 실시예에 의해 얻어진 열전도성 기재의 질화알루미늄 결정상태를 확인하기 위해 XRD분석 장치를 이용한 측정을 실시하였다. 이때, XRD측정에서는, θ/2θ법을 사용하였다. X선 조사시의 전압은 40 kV이며, 관전류는 250 mA이었다. 또한, X선 발생부의 타겟은 Cu이었다. 또한, 이하의 모든 XRD분석도, 전술한 XRD분석 장치를 이용하여 실시하였다.
본 발명의 실시예의 XRD분석 결과는 도 4에 나타내었고, 비교예인 탄소재 기판의 XRD분석 결과는 도 5에 나타내었다.
도 4와 도 5를 비교하면, 도 5에는 나타나지 않은 질화알루미늄 피크가 도 4에 나타남으로써, 본 발명의 열전도성 기재의 질화알루미늄 결정구조가 잘 형성되었음을 확인할 수 있었다.
실험예 2: 실시예 및 비교예의 열전도도 비교
본 발명에 의한 실시예에 의한 열전도성 기재와 비교예의 열전도도를 비교하기 위한 실험을 수행하였다.
실시예 및 비교예의 측정 시편을 IR 센서로 비접촉식으로 상승 온도 측정이 가능한 Netsch사의 LFA 457 장비를 이용하여 전기화학적 불활성(inert) 상태에서 상온의 열전도도를 구한 후 25℃의 열전도도를 대표값으로 취하였다. 그 결과는 도 6에 나타내었다.
도 6을 참조하면, 질화알루미늄 층이 형성되지 않은 탄소재 기판의 열전도도는 107 W/mk 였으며, 본 발명에 의한 질화알루미늄 층이 형성된 열전도성 기재의 열전도도는 123 W/mk 로 질화알루미늄 층 형성 전보다 열전도도가 약 15 % 향상된 결과를 보였다.
따라서, 본 발명에 따른 열전도성 기재는 비산화물질의 결정구조가 탄소재의 기판상에 방향성을 갖도록 형성됨으로써, 열전도율이 향상되어 760 Torr 정도의 압력에서부터 10-9 Torr까지의 초고진공에서도 발열체로 사용할 수 있다. 또한, 비산화물질을 함유하는 층으로 인해 산소가스, 오존가스, 이산화질소가스 등 초강력 반응성가스 분위기에서도 산화 또는 부식되는 현상을 방지할 수 있으며, 안정적인 작동이 가능하다.
상기 열전도성 기재는 박막공정의 핵심 부품인 기판히터로 이용될 수 있으며, 다양한 연구분야 또는 산업환경에서 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 탄소재의 기판을 형성하는 제1 층; 및
    제1 층의 일면 또는 양면에 형성되며, 질화규소, 질화알루미늄, 질화리튬 및 실리콘 카바이드 중 1종 이상을 함유하는 제2 층을 포함하는 열전도성 기재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제1 층은 흑연, 등방성 흑연재, 이방성 흑연재, 그래핀, 탄소섬유 복합재료 및 탄소나노튜브 중 1 종 이상을 포함하는 열전도성 기재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제2 층은 방향성을 갖는 결정구조를 포함하며,
    상기 방향성을 갖는 결정구조는, 제1 층과 평균 70 내지 90°범위의 각을 형성하는 열전도성 기재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제2 층의 두께는 평균 0.5 내지 100 ㎛ 인 열전도성 기재.
  5. 제 1 항에 있어서,
    열전도성 기재는 115 W/mk 이상의 열전도도를 갖는 것을 특징으로 하는 열전도성 기재.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    열전도성 기재는 판상형, 물결형 또는 원통형 형상인 열전도성 기재.
  7. 탄소재의 기판을 형성하는 제1 층의 일면 또는 양면에 질화규소, 질화알루미늄, 질화리튬 및 실리콘 카바이드 중 1 종 이상을 함유하는 제2 층을 형성하는 단계를 포함하는 열전도성 기재의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    제1 층은, 제2 층이 형성되는 방향을 기준으로, 1 ㎛/cm2 이하의 평균 표면 거칠기를 갖는 열전도성 기재의 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    제2 층은 방향성을 갖는 결정구조를 포함하며,
    상기 방향성을 갖는 결정구조는, 제1 층과 평균 70 내지 90°범위의 각을 형성하는 열전도성 기재의 제조방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    제2 층의 두께는 평균 0.5 내지 100 ㎛ 범위인 열전도성 기재의 제조방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    제2 층은 질화규소, 질화알루미늄 및 실리콘 카바이드 중 1 종 이상이 증착에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 열전도성 기재의 제조방법.

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