Microwave Sintering of AIN Substrate Doped Rare Earth Ions

초록

AlN은 우수한 열전도성과 전기절연성을 가지고 있으나, 소결이 어려우며, 공기 중의 수분과 반응하여 가수분해되는 결점을 가지고 있다. 이러한 AlN을 소결하기 위해서는 그래파이트, Spark plasma 및 마이크로웨이브 소결로를 이용한 다양한 방법이 사용되어 왔다. 마이크로 웨이브 소결은 짧은 시간에 고온에 도달하므로 소결시간을 단축할 수 있고, 에너지 절감에 유리하여 최근 많은 연구가 되고 있다. 본 연구에서는 후막공정에 의해 제조된 AlN 기판의 소결특성 향상 및 산화를 억제하기 위하여 AlN에 희토류 산화물 (Dy2O3, Y2O3, Sm2O3)을 1, 3, 5 wt.% 첨가한 조성의 샘플을 마이크로웨이브 소결로로 소결하여 소결특성 및 열전도도를 조사하였다. AlN 슬러리의 제조는 후막성형 sheet의 강도, 접착성등을 고려하여 바인더 배합비를 Powder/Binder = 6/4, 5/5, 4/6 3종류의 중량비로 하였다. 분산 및 분쇄를 위하여 24시간 ball mill을 실시한 후, 24시간 에이징 하였으며, 이렇게 제조된 슬러리를 Comma coater를 이용하여 24㎛으로 성형하였다. AlN소결은 후막성형으로 AlN시편을 10*10*1㎜의 크기로 성형하여 마이크로웨이브 소결로를 사용하여 Al2O3 및 BN 도가니에 넣고 소결하였다. 또한 시편의 위치에 따라 소결상태가 다른 문제점이 발생되었으나, 공정조건 및 소재의 조성 개선을 통하여 양호한 소결특성을 갖는 AlN 기판이 제조되었다.