CN112912356B - 氮化硅基板的制造方法以及氮化硅基板 - Google Patents

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Abstract

一种氮化硅基板的制造方法，其特征在于，将包含氮化硅粉末和烧结助剂的多张生片以在它们之间夹持分离材料的方式层叠并烧结后进行分离，由此得到多张氮化硅烧结体，从而由氮化硅烧结体得到氮化硅基板，分离材料包含氮化硅粉。由于得到的氮化硅基板在表面不含氮化硼粉，因此在与铜接合时的热循环性优异。分离材料的通过BET法测定的比表面积为1m2/g以上且20m2/g以下，通过激光衍射散射法测定的体积基准的50％粒径D50为20μm以下，并且氧量为0.3重量％以上且低于2重量％，通过将分离材料以0.1mg/cm2以上且3mg/cm2以下的涂布量涂布在生片表面，能够得到热导率在室温下为80W/(m·K)以上、4点弯曲强度在室温下为800MPa以上的氮化硅基板。

Description

氮化硅基板的制造方法以及氮化硅基板
技术领域
本发明涉及用于绝缘基板和电路基板的氮化硅基板的制造方法、以及通过该制造方法制造的氮化硅基板。
背景技术
近年，广泛使用各种陶瓷(烧结体)基板作为半导体模块用基板、结构用构件。例如，作为要安装大功率且发热量大的半导体元件的半导体模块用基板，要求其机械强度高、热导率高、电绝缘性高。氮化铝、氮化硅等氮化物烧结体的这些特性优异，这些氮化物烧结体基板被广泛使用。
作为氮化物基板的基础的氮化物烧结体通过将以氮化物(AlN、Si3N4等)粉末为主成分的生片在高温的氮气气氛中进行烧结而制作。此时，通常为如下制造方法：制造大面积的氮化物烧结体，从该烧结体切出多张具有期望大小的上述基板。该烧结使用电炉等进行，但为了降低制造成本，可使用将多个生片层叠并进行烧结，从而同时得到多个氮化物烧结体的手法。
该烧结时，为了防止所层叠的氮化物烧结体间的粘接，要制成氮化物烧结体的生片会在表面涂布分离材料后进行层叠。烧结后，能够通过分离材料而将多个氮化物烧结体分离。
氮化铝、氮化硅等氮化物烧结体需要在1600℃以上的高温下进行烧结，因此，为了使氮化物烧结体间的剥离性良好，广泛使用在烧结温度以上的高温下稳定的氮化硼(BN)粉作为分离材料。
如上所述，BN粉由于保持夹持在氮化物烧结体间的状态而进行烧结，因此必须使其不会因烧结时拘束氮化物烧结体、或与氮化物烧结体发生反应而变形。因此，需要对使用的BN粉的性状、BN粉的涂布方法等制造条件进行选择。
专利文献1公开了一种板状陶瓷烧结体的制造方法，其中，将多个生片以在它们之间夹持由高耐热性的微粒形成的剥离材料的方式层叠，一边在该层叠生片的层叠方向上按压，一边进行烧成。该发明中，记载了能够防止烧结时的翘曲、裂纹，重叠的片材不会发生固着，能够容易地剥离。然而，没有与作为陶瓷烧结体的氮化硅薄板相关的记载，对于在氮化硅薄板的制造时使用氮化硅粉作为剥离材料完全没有记载。
专利文献2公开了一种氮化硅基板的制造方法，其中，分离材料为氧量0.01～0.5重量％、平均粒径4～20μm、比表面积20m2/g以下的氮化硼(BN)粉，将前述BN粉以0.05～1.4mg/cm2的涂布量涂布在生片表面。该发明中，记载了提供剥离性良好、相对密度高且高强度、高热导率、变形少的氮化硅基板。然而，弯曲强度为790MPa以下、热导率为93W/mK以下。
专利文献3记载了一种氮化硅基板的制造方法及氮化硅基板、以及使用其的电路基板，所述氮化硅基板的特征在于，由含有氮化硅颗粒和至少包含氧化镁的烧结助剂的氮化硅烧结体形成，前述氮化硅颗粒包含以面积比计为30％以上的、短径a为0.5～5μm且长径b相对于短径a之比(b/a)为2以上的柱状晶体颗粒，前述基板表面的算术平均粗糙度Ra为0.3～2μm以上，基板表面残留的BN与氮化硅之比以B的荧光X射线强度与Si的荧光X射线强度之比(B/Si)计大于6.5×10-5且为300×10-5以下。然而，虽然通过使氮化硅基板表面残留的分离材料即氮化硼的残留量为适当的范围，从而接合铜板时的耐热循环性得到改善，但弯曲强度为750MPa以上且830MPa以下。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平1-87574号公报
专利文献2：日本特开2011-178598号公报
专利文献3：日本特开2011-216577号公报
专利文献4：国际公开第2013/146713号
发明内容
发明要解决的问题
根据这些现有技术，通过在陶瓷生片的表面涂布作为分离材料的氮化硼，从而在层叠多张生片并烧结后，可得到剥离性良好、变形少的氮化硅基板，但由于基板表面会残留作为分离材料的氮化硼，因此在接合铜板时的耐热循环性产生问题，期望得到改善。
另外，这些现有技术中，对于近年发热量越发增大的半导体模块，热传导性或机械特性经常不足，尤其进一步期望稳定地确保放热性直至操作中的高温区域，在该现状下，还存在热传导性和机械特性这两方面性能不足的问题。
例如，为了改善耐热循环性而采用减少氮化硼(BN)分离材料在生片表面的涂布量的方法、或者强化对氮化硅烧结体表面进行研磨或珩磨(honing)等的加工条件从而对BN分离材料进行强制去除加工的方法等，使表示基板表面残留的BN与氮化硅之比的B/Si荧光X射线强度比为5×10-5以下时，氮化硅烧结体表面有缺陷残留或产生损伤，其弯曲强度也随之降低。
专利文献3中，在由含有氮化硅颗粒和至少包含氧化镁的烧结助剂的氮化硅烧结体形成的氮化硅基板中，前述氮化硅颗粒包含以面积比计为30％以上的、短径a为0.5～5μm且长径b相对于短径a之比(b/a)为2以上的柱状晶体颗粒，前述基板表面的算术平均粗糙度Ra为0.3～2μm，将基板表面残留的BN与氮化硅之比的、B的荧光X射线强度与Si的荧光X射线强度之比(B/Si)设为大于6.5×10-5且为300×10-5以下这一适当的范围，由此提高在氮化硅基板表面接合铜板时的接合强度，改善了耐热循环性。然而，专利文献3的方法中，利用如下的方法改善了耐热循环性：通过使前述b/a比为2以上的柱状晶体颗粒的面积比为30％以上而在基板表面形成规定深度的凹部，从而作为分离材料的BN残留于凹部，使得最表面不存在BN，因此，氮化硅基板表面的凹凸变大。因此，氮化硅烧结体的弯曲强度停留在830MPa以下的水平。
本发明人等发现，通过使用氮化硅粉代替以往的氮化硼粉作为分离材料，能够解决与铜接合时的热循环性不充分的问题，并且通过使用具有规定特性的氮化硅粉，还能够一举解决上述的弯曲强度降低的问题和对热循环的耐久性不充分的问题这两者。
即，本发明是鉴于上述问题点而作出的，其目的在于，提供与铜接合时的热循环性优异的氮化硅基板及其制造方法、以及远超现有技术的高强度、高热传导且变形少的氮化硅基板及其制造方法。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决前述课题而反复进行了深入研究，结果发现，作为用于氮化硅基板的制造的分离材料，能够使用氮化硅(SN)粉而非氮化硼(BN)粉，并且由此可得到耐热循环性优异的氮化硅基板，以及通过使用具有特定的比表面积、粒度、氧量且铝含量少的氮化硅(SN)粉作为分离材料，使涂布量等制造条件为特定的范围，可得到剥离性良好、高强度、高热传导且变形少的氮化硅基板，从而完成了本发明。即，本发明涉及以下方案。
〔方案1〕一种氮化硅基板的制造方法，其特征在于，将包含氮化硅粉末和烧结助剂的多张生片以在它们之间配置分离材料的方式层叠，前述分离材料包含氮化硅粉，
将得到的层叠体中的前述多张生片进行烧结，
通过从前述层叠体分离而得到多张氮化硅烧结体，
从前述氮化硅烧结体得到氮化硅基板。
〔方案2〕根据方案1所述的氮化硅基板的制造方法，其特征在于，在氮化硅制围绕体或氮化硼制围绕体内进行前述多张生片的前述烧结。
〔方案3〕根据方案1或2所述的氮化硅基板的制造方法，其特征在于，将前述多张生片的周围用氮化硅粉覆盖而进行前述烧结。
〔方案4〕根据方案1～3中任一项所述的氮化硅基板的制造方法，其特征在于，将残留在前述烧结后得到的前述氮化硅烧结体的表面的前述分离材料去除。
〔方案5〕根据方案1～4中任一项所述的氮化硅基板的制造方法，其特征在于，前述分离材料的通过BET法测定的比表面积为1m2/g以上且20m2/g以下，通过激光衍射散射法测定的体积基准的50％粒径D50为20μm以下，并且氧量为0.3重量％以上且低于2重量％，
前述分离材料以0.1mg/cm2以上且3mg/cm2以下的涂布量涂布在前述生片的表面。
〔方案6〕根据方案5所述的氮化硅基板的制造方法，其特征在于，前述分离材料的铝含量低于50ppm。
〔方案7〕根据方案5或6所述的氮化硅基板的制造方法，其特征在于，前述烧结是在氮气氛中以气体压力0.15MPa以上且3MPa以下、烧结温度1750℃以上且1910℃以下保持6小时以上且22小时以下而进行的。
〔方案8〕一种氮化硅基板，其特征在于，其为由含有氮化硅颗粒和烧结助剂的氮化硅烧结体形成的氮化硅基板，前述氮化硅基板的厚度为0.5mm以下，前述基板的表面没有氮化硼粉。
〔方案9〕根据方案8所述的氮化硅基板，其特征在于，前述基板的表面中的氮化硼与氮化硅之比以硼(B)的荧光X射线强度与硅(Si)的荧光X射线强度之比(B/Si)计为15×10-5以下。
〔方案10〕根据方案8所述的氮化硅基板，其特征在于，前述基板不含氮化硼(BN)。
〔方案11〕一种氮化硅基板，其特征在于，其为由含有氮化硅颗粒和烧结助剂的氮化硅烧结体形成的氮化硅基板，以在前述基板表面中的面积比计，将前述氮化硅颗粒的、短径a为0.5～5μm且长径b相对于短径a之比(b/a)为2以上的柱状晶体颗粒设为35％以下，且前述基板表面的算术平均表面粗糙度为0.03μm以上且0.5μm以下，前述基板表面中的氮化硼与氮化硅之比以硼(B)的荧光X射线强度与硅(Si)的荧光X射线强度之比(B/Si)计为15×10-5以下。
〔方案12〕根据方案11所述的氮化硅基板，其特征在于，前述基板的表面没有氮化硼粉。
〔方案13〕根据方案11或12所述的氮化硅基板，其特征在于，热导率在室温下为80W/(m·K)以上，4点弯曲强度在室温下为800MPa以上。
〔方案14〕根据方案11～13中任一项所述的氮化硅基板，其特征在于，前述分离材料的铝含量低于50ppm。
〔方案15〕根据方案11～14中任一项所述的氮化硅基板，其特征在于，厚度为0.5mm以下。
〔方案16〕一种绝缘基板及电路基板，其特征在于，使用了方案8～15中任一项所述的氮化硅基板。
发明的效果
根据本发明的氮化硅基板，由于基板表面不存在氮化硼(BN)粉，因此接合铜板时的耐热循环性得到改善，可得到能够历经长期地稳定使用的氮化硅基板。
另外，根据本发明，在将多张生片夹持SN分离材料而层叠后对氮化硅烧结体进行烧结时，能够容易地剥离多张氮化硅烧结体，能够得到具有高强度、高热传导且变形少的氮化硅基板。尤其是在使用氧化镁作为烧结助剂的氮化硅烧结体的情况下，本发明特别有效。
附图说明
图1为示出本发明的氮化硅基板的制造方法中层叠生片2的状态的图。
图2为示出本发明的氮化硅基板的制造方法中层叠生片2并设置填充粉5的状态的图。
图3为示出氮化硅烧结体表面的氮化硅颗粒8和分离材料9的微细结构的示意图。
具体实施方式
针对本发明的氮化硅基板的制造方法和氮化硅基板详细进行说明。本发明的氮化硅基板可适宜地用作绝缘性陶瓷基板。
〔第一侧面：氮化硅粉作为分离材料的用途〕
本发明的该侧面提供：
“一种氮化硅基板的制造方法，其特征在于，将包含氮化硅粉末和烧结助剂的多张生片以在它们之间配置分离材料的方式层叠，前述分离材料包含氮化硅粉，
将得到的层叠体中的前述多张生片进行烧结，
通过从前述层叠体分离而得到多张氮化硅烧结体，
从前述氮化硅烧结体得到氮化硅基板。”，以及
“一种氮化硅基板，其特征在于，其为由含有氮化硅颗粒和烧结助剂的氮化硅烧结体形成的氮化硅基板，前述氮化硅基板的厚度为0.5mm以下，前述基板的表面没有氮化硼粉。”
以往，夹着分离材料将包含氮化硅粉末和烧结助剂的多张生片层叠并烧结时，使用具有比原料氮化硅粉末的烧结温度高的烧结温度或反应温度的氮化硼粉作为分离材料，不使用氮化硅粉作为板状氮化硅烧结用的分离材料。但是，本发明人与现有技术的预想相反地意外发现，氮化硅粉能够用作板状氮化硅烧结用的分离材料，而且在板状烧结体表面不会残留氮化硼粉，因此为具有在得到的氮化硅基板上接合铜时热循环性得到改良的效果的、优异的分离材料。确认到分离材料并非完全不与要烧结的基材发生反应，反而是如果不与基材发生一定程度的反应就无法作为分离材料发挥作用，因此氮化硅粉与基材发生反应并不会从作为分离材料的使用中排除，在对基材没有异物(杂质)的方面，作为板状氮化硅烧结用的分离材料是优异的。
本发明的该侧面中，在氮化硅基板的制造方法中，首先，作为原料调整/混合工序，在氮化硅粉末中使用成为烧结助剂的陶瓷粉末和成为分散介质的有机溶剂，用球磨机等进行混合，进而与粘结剂和增塑剂混合而制作浆料。
作为氮化硅粉末，可以使用在基于片成形法和生片烧结的氮化硅基板的制造中作为原料使用的任意氮化硅粉末，作为优选的氮化硅粉末，可以是比表面积为10.0m2/g以上、氧含量为1.0wt％以上、铝含量低于100ppm，更优选比表面积为13.0m2/g以上、氧含量为1.2wt％以上且2.3wt％以下、铝含量低于50ppm。氮化硅粉末在1个方式中可以是比表面积为25.0m2/g以下、氧含量为2.3wt％以下。
作为烧结助剂，可以使用在氮化硅基板的制造中使用的任意烧结助剂，没有特别限定，但适宜使用氧化物烧结助剂。作为氧化物，可列举出氧化镁、稀土元素的氧化物，作为稀土元素，可列举出Y、La、Ce、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等，优选为氧化物Y2O3。作为烧结助剂，例如可以使用二氧化硅。
例如，相对于氮化硅原料98质量％～81质量％，可以是氧化镁的添加量0.5质量％～4质量％、稀土元素的氧化物的添加量1.5质量％～15质量％的范围，更优选相对于氮化硅原料97.5质量％～91质量％，为氧化镁的添加量1.0质量％～3质量％、且稀土元素的氧化物的添加量1.5质量％～6质量％的范围。
作为用于得到高热导率的氮化硅基板的烧结助剂，优选为氧化镁(MgO)以及稀土元素的氧化物(RExOy)。氧化镁在较低温下形成液相，因此能够促进氮化硅烧结体的烧结，且难以固溶于氮化硅颗粒，因此能够提高氮化硅基板的热导率。另外，作为稀土元素，可列举出Y、La、Ce、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等，其中Y的氧化物Y2O3对氮化硅基板的高密度化有效，是更优选的。
接着，作为成形工序，根据需要对上述混合而制作的浆料进行粘度调整，将其通过刮刀法、挤出成形法、或者依照它们的方法成形为规定厚度的片状。此时的片成形体的板厚可以根据半导体功率模块等的用途而适当确定，优选设为0.1mm～0.6mm左右的范围、进而为0.2mm～0.5mm左右、进而设为0.2mm～0.40mm左右的范围。片成形体的板厚采用任意十处以上的测定值的平均值。
接着，将生片切断为期望的形状后，在切断的生片的单面或双面涂布分离材料，然后将涂布有分离材料的生片层叠多张并烧结。层叠体的最下层的下侧、最上层的上侧优选涂布分离材料，但也可以不涂布。
本发明和第一侧面中使用的分离材料为包含氮化硅(SN)粉的粉末。根据本发明及第一侧面，通过使用氮化硅(SN)粉作为氮化硅的生片间的分离材料，在烧结后不会如现有技术那样在氮化硅烧结体的表面残留氮化硼(BN)粉，即使残留也是氮化硅(SN)粉，因此能够使氮化硅基板与铜接合时的热循环性优异。虽然优选仅使用氮化硅(SN)粉作为分离材料，但只要可得到使用氮化硅(SN)粉作为分离材料的效果，则也可以包含一部分氮化硼(BN)粉。例如可以包含30重量％以下、进而10重量％以下的氮化硼(BN)粉。但是，本发明中，作为优选的分离材料仅使用氮化硅(SN)粉，因此，以下只要没有特指，则是对使用氮化硅(SN)粉作为分离材料的情况进行说明。
分离材料的比表面积优选通过BET法测定的比表面积为1m2/g以上且20m2/g以下。分离材料的比表面积考虑分离材料对生片表面的密合性来选择。比表面积过小而密合性不足时，处理时容易发生剥离，另一方面，比表面积过大时，有如下的担心：烧结时与生片中的烧结助剂明显地反应，烧结体彼此通过分离材料而粘连，无法剥离。比表面积更优选为1m2/g以上且12m2/g以下、2m2/g以上且7m2/g以下。
作为分离材料的平均粒径，优选通过激光衍射散射法测定的体积基准的50％粒径(D50)为20μm以下。分离材料的D50过大时，分离材料对生片的密合性变差，处理时容易发生剥离。D50更优选为10μm以下、5μm以下、3μm以下、2μm以下。D50也可以为1μm以下。D50的下限没有限定，但D50可以为0.3μm以上。体积基准的50％粒径(D50)是指，体积基准的粒径的累积值为全累积值的50％的粒径。
分离材料的氧量优选为0.1质量％以上且低于2.0质量％。分离材料的氧量理想的是以成为如下范围的方式进行选择：烧结时分离材料与氮化硅烧结体的烧结助剂成分适度反应而存在于氮化硅烧结体的表面，能够防止邻接的氮化硅烧结体彼此的粘接、使剥离性良好，并且防止氮化硅烧结体的变形。氧量过多时，烧结时与生片中的烧结助剂明显地反应，烧结体彼此通过分离材料而粘连，无法剥离。该现象尤其在使用氧化镁作为烧结助剂时，容易发生与烧结助剂的反应，在氮化硅基板的厚度为0.1～0.6mm时变得显著。另一方面，氧量过少时，烧结时几乎不发生分离材料与氮化硅烧结体的反应，因此随着烧结收缩，分离材料也有时会移动到基板表面，损害生片表面涂布的分离材料的均匀性，产生分离材料的存在比率少的位置，邻接的氮化硅烧结体粘接而损害剥离性。从上述观点出发，分离材料的氧量为0.3～低于2.0质量％、更优选为0.3～1.2质量％。
分离材料的铝含量优选低于100ppm。铝含量过多时，烧结后固溶在β型氮化硅颗粒内部的铝增加。固溶的铝离子造成的声子散射成为热导率降低的原因，得到的氮化硅基板的热导率降低，故不优选。铝含量的优选范围为50ppm以下、进而更优选为40ppm以下。
分离材料对生片表面的涂布量优选为0.1mg/cm2以上且4.0mg/cm2以下。分离材料的涂布量过多时，大量分离材料在烧结过程中容易地混入氮化硅烧结体表面的氮化硅颗粒间而抑制收缩，因此氮化硅烧结体的密度降低、强度也降低。另一方面，分离材料的涂布量过少时，会出现分离材料不足的位置，由于邻接的氮化硅烧结体间的反应，氮化硅烧结体彼此附着而无法剥离。从上述观点出发，分离材料的优选涂布量为0.1mg/cm2以上且3mg/cm2以下、进而更优选为0.2mg/cm2以上且1mg/cm2以下。
作为分离材料的涂布方法，为了向生片表面均匀地涂布，可以制作使分离材料分散于有机溶剂而得到的浆料后利用喷雾式的涂布机制成雾状并对单面或双面进行涂布，也可以用刷毛将分离材料直接涂布于单面或双面。此处，制作浆料时，优选将分离材料和有机溶剂用氮化硅制小球进行混合。使用有机溶剂制成浆料的理由是因为，使用水制作浆料时，在水的存在下，分离材料的氧量增加，剥离性恶化。以重量比计，分离材料与有机溶剂的比例为分离材料/有机溶剂＝1/10～1/2左右的范围是适当的。另外，使用氮化硅制小球进行混合是因为会使分离材料的聚集破碎，使其均匀分散。
涂布有使分离材料分散于有机溶剂而得到的浆料并进行了干燥的生片在重叠几张～几十张并层叠后，为了去除生片中的粘结剂等有机成分而进行脱脂。脱脂优选在900℃以下的大气中、或在氮、氩等非活性气氛中进行。层叠的生片的张数优选为5～50张。
脱脂工序后，对生片进行烧结(烧结工序)。图1以截面图的形式示出、使多个生片2夹持分离材料1而层叠并载置于设置器3上、周围被间隔物4包围、进而用设置器3按压顶部的状态的例子。通过上下的设置器3和周围的间隔物4，形成了多个生片2的层叠体的围绕体。被设置器3和周围的间隔物4包围的多个生片2的层叠体配置在加热炉内，被加热到规定的温度。本发明中，设置器3和间隔物4可以是氮化硼制，但优选为氮化硅制。设置器3和间隔物4为氮化硼制时，烧结时氮化硼会从设置器3和间隔物4向烧结体进行蒸气扩散，因此优选使用氮化硅制的设置器3和间隔物4。氮化硅制的设置器3和间隔物4只要由氮化硅烧结体形成即可，但为了抑制烧结助剂等自氮化硅烧结体的蒸散，可以使用在比生片2的最高烧结温度更高的温度下烧成的烧结体。另外，若参照图2，则即使在使用氮化硼制的设置器3和间隔物4的情况下，通过在多个生片2的层叠体的周围用填充粉5覆盖氮化硅粉，也能够防止氮化硼从氮化硼制的设置器3和间隔物4向烧结体的蒸气扩散，故优选。进而，也可以使用氮化硅制的设置器3和间隔物4并且用填充粉5覆盖氮化硅粉。需要说明的是，本发明中，对夹持有作为分离材料的氮化硅粉的多个生片2的层叠体进行热处理的装置不限定于图1和图2所示的形态。
夹持有分离材料的生片的层叠体进行脱脂和烧结。夹持有分离材料的生片的层叠体设置在耐热性设置器上，将侧面用耐热性间隔物包围后，可以在用耐热性设置器按压顶面的状态下进行加热。设置器和间隔物(本说明书中也将设置器与间隔物合称为围绕体。)除了以往的氮化硼(BN)制之外，根据本发明，还可以优选为氮化硅(SN)制的物体。围绕体即使为氮化硼(BN)制，使用氮化硅(SN)粉作为分离材料时，烧结后的氮化硅基板表面也不会残留氮化硼(BN)粉，因此能够使得到的氮化硅基板与铜接合时的耐热性、热循环性优异。另外，由于不使用氮化硼(BN)粉，因此还能够显著地减少氮化硅基板表面所含的BN的含量。进而，如果使围绕体为氮化硅(SN)制，则还能够完全防止BN基于蒸气扩散的混入。另外，通过在生片的层叠体周围填充氮化硅(SN)粉并烧结，也能够防止BN的混入。
关于脱脂后的生片，在设置为例如10Pa以下的真空而去除残留气体后，虽然也可在真空中或稀有气体等非活性气氛中进行烧结，但优选在用氮置换的气氛中进行烧结。
氮气氛压力例如可以为10MPa以下的高压，也可以优选为0.15MPa以上且3MPa以下的低压。为了设为高压而会耗费成本，另一方面，气氛气体压力过低时，难以将烧结时的最高保持温度提升至适宜的烧成温度。
烧结温度例如可以为1600℃以上且1950℃以下，更优选为1750℃以上且1900℃以下，例如可以为1790℃以上且1880℃以下。烧结时的最高保持温度低时，烧结的推进速度慢，难以得到致密的氮化硅基板。或者即使以较低的最高保持温度得到了致密的氮化硅基板，也由于柱状的β型氮化硅颗粒的生长也不充分，只能得到低热导率的氮化硅基板，因此难以提升热导率。最高保持温度过高时，柱状的β型氮化硅颗粒的生长明显变快，氮化硅基板表面的凹凸变大，由于邻接的氮化硅烧结体间的反应，氮化硅烧结体彼此附着，剥离变得困难。
烧结温度、尤其是最高保持温度下的保持时间通常可以为4小时以上且30小时以下，优选为6小时以上且22小时以下的程度，也可以根据烧成温度的曲线等进行变化。
氮化硅烧结体尤其是在表面不含氮化硼粉，因此可以直接用作氮化硅基板，但优选实施基于喷砂加工等的表面处理。喷砂加工例如通过对氮化硅基板表面喷射10～100μm的SiC磨粒，从而削去在表面突出的氮化硅颗粒，为了降低表面粗糙度、使与金属板的接合性良好而实施。通过喷砂加工、进而磨削处理而去除的氮化硅基板的表面的深度(厚度)例如可以为30μm以下，优选为20μm以下、进而可以为10μm以下、尤其是5μm以下。根据本发明的第一侧面，能够通过最低限度的喷砂加工实现分离材料的去除、实现优异的表面特性。
通过采用上述氮化硅基板的制造方法，能够将多张氮化硅烧结体容易地剥离，烧结体表面的凹凸也可控制在适当的水平，因此能够得到具有高强度且变形少的氮化硅基板。另外，由于氮化硅基板表面不存在BN粉、进而由于基板不含BN或仅包含极微量，因此接合铜板时的耐热循环性得到改善，能够历经长期地稳定使用。
根据该侧面，通过使用SN粉代替以往的BN粉作为分离材料，能够得到基板表面未残留BN粉的氮化硅基板。在该侧面，基板表面的BN可以通过荧光X射线分析进行分析，对于氮化硅基板，以硼(B)的荧光X射线强度与硅(Si)的荧光X射线强度之比(B/Si)计可以为15×10-5以下、12×10-5以下、10×10-5以下、8×10-5以下，进而可以低于6.5×10-5、低于5×10-5。尤其是通过在烧结时将生片层叠体设置于氮化硅制的围绕体(设置器)内、或将生片层叠体的周围用氮化硅粉覆盖而进行烧结，能够得到基板表面不含BN粉且主体不含BN的氮化硅基板。该侧面的氮化硅基板能够任意减少BN含量，通过荧光X射线分析，硼(B)为检测限以下，能够制成不含BN的基板。氮化硅基板不含BN是指通过荧光X射线分析，硼(B)为检测限以下，本发明中可以是通过在分离材料和围绕体中均使用氮化硅，从而氮化硅基板为完全不含BN的基板。
该侧面的氮化硅基板可适宜地应用于使用分离材料制造的氮化硅基板、厚度为例如0.5mm以下的氮化硅基板。进而，厚度可以为0.45mm以下、0.4mm以下、0.35mm以下。另外，厚度可以为0.1mm以上、0.15mm以上。该侧面中，经由片成形而得到的氮化硅基板的特征可以在于，对研磨至算术平均粗糙度Ra为0.03μm以上且0.5μm以下的表面照射X射线时，得到的β型氮化硅的(101)面的衍射强度I(101)与(210)面的衍射强度I(210)之比I(101)/I(210)为0.62以上且0.95以下。
该侧面的氮化硅基板的制造方法和氮化硅基板的优选方式包括下述记载的第二侧面的氮化硅基板的制造方法和氮化硅基板的各方式。
该侧面中，能够得到热导率在室温下为80W/(m·K)以上、进而90W/(m·K)以上，且4点弯曲强度在室温下为800MPa以上、进而900MPa以上的氮化硅基板。本发明的氮化硅基板是将利用片成形而得到的薄生片烧结而得到的，与CIP成形、模具加压成形及烧结而得到的块状烧结体在本质上是不同的。
〔第二侧面：高强度、高热传导度的氮化硅基板〕
本发明的第二侧面中，发现了通过将具有特定的比表面积、粒度、氧量且铝含量少的氮化硅(SN)粉作为分离材料，并将涂布量等制造条件设为特定的范围，从而可得到剥离性良好、高强度、高热传导且变形少的氮化硅基板。另外，在该侧面中得到的氮化硅基板可以以特定的面积比包含柱状晶体颗粒。本发明的第二侧面包括相对于本发明的第一侧面而言为适宜的实施方式的侧面，在第一侧面进行了说明的事项除了进一步限定的方面以外，原则上也适用于该侧面。
根据该侧面，提供“一种氮化硅基板的制造方法，其特征在于，将包含氮化硅粉末和烧结助剂的多张生片以在它们之间配置分离材料的方式层叠，
将得到的层叠体中的前述多张生片进行烧结，
通过从前述层叠体分离而得到多张氮化硅烧结体，
从前述氮化硅烧结体得到氮化硅基板，
前述分离材料包含氮化硅粉，通过BET法测定的比表面积为1m2/g以上且20m2/g以下，将通过激光衍射散射法测定的体积基准的50％粒径设为D50，前述D50为20μm以下，并且氧量为0.3重量％以上且低于2重量％。
前述分离材料以0.1mg/cm2以上且3mg/cm2以下的涂布量涂布在前述生片的表面。”，
进而，提供“一种氮化硅基板，其特征在于，其为由含有氮化硅颗粒和烧结助剂的氮化硅烧结体形成的氮化硅基板，以在前述基板表面中的面积比计，将前述氮化硅颗粒的、短径a为0.5～5μm且长径b相对于短径a之比(b/a)为2以上的柱状晶体颗粒设为35％以下，且前述基板表面的算术平均表面粗糙度为0.03μm以上且0.5μm以下，前述基板表面中的氮化硼与氮化硅之比以硼(B)的荧光X射线强度与硅(Si)的荧光X射线强度之比(B/Si)计为15×10-5以下。”。
本发明的第二侧面的氮化硅基板的制造方法中，首先，作为原料调整/混合工序，在氮化硅粉末中使用成为烧结助剂的陶瓷粉末和成为分散介质的有机溶剂，用球磨机等进行混合，进而与粘结剂和增塑剂混合而制作浆料。
第二侧面中，原料氮化硅粉末与第一侧面中同样地，在氮化硅基板的制造中通常使用的氮化硅粉末均可使用，可以优选比表面积为10.0m2/g以上、氧含量为1.0wt％以上、铝含量低于100ppm的氮化硅粉末，更优选比表面积为13.0m2/g以上、氧含量为1.2wt％以上且2.3wt％以下、铝含量低于50ppm的氮化硅粉末。氮化硅粉末在1个方式中可以是比表面积为25.0m2/g以下、氧含量为2.3wt％以下。
进而，原料氮化硅粉末可以为如下的氮化硅粉末：比表面积为5～30m2/g，将从颗粒表面至颗粒表面正下方3nm为止存在的氧的含有比率设为FSO(质量％)、将从颗粒表面正下方3nm至内侧存在的氧的含有比率设为FIO(质量％)、将比表面积设为FS(m2/g)时，FS/FSO为8～25，FS/FIO为22以上，该氮化硅粉末能够利用专利文献4公开的制法来制造。
作为用于得到高热导率的氮化硅基板的烧结助剂，优选为氧化镁(MgO)以及稀土元素的氧化物(RExOy)。氧化镁在较低温下形成液相，因此能够促进氮化硅烧结体的烧结，且难以固溶于氮化硅颗粒，因此能够提高氮化硅基板的热导率。另外，作为稀土元素，可列举出Y、La、Ce、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等，其中Y的氧化物Y2O3对氮化硅基板的高密度化有效，是更优选的。作为烧结助剂，例如可以进一步使用二氧化硅。
相对于氮化硅原料98质量％～81质量％，优选氧化镁的添加量为0.5质量％～4.0质量％的范围，优选稀土元素的氧化物的添加量为1.5质量％～15质量％的范围。更优选的是，相对于氮化硅原料97.5质量％～91质量％，可以是氧化镁的添加量为1.0质量％～3质量％、且稀土元素的氧化物的添加量为1.5质量％～6质量％的范围。添加二氧化硅等追加的氧化物时，可以与氧化镁分开并以0.3质量％～1.5质量％的范围添加。
接着，作为成形工序，根据需要对上述混合而制作的浆料进行粘度调整，将其通过刮刀法、挤出成形法、或者依照它们的方法成形为规定厚度的片状。此时的片成形体的板厚可以根据半导体功率模块而适当确定，优选设为0.2mm～0.6mm左右的范围。片成形体的板厚优选采用任意十处以上的测定值的平均值。
接着，将生片切断为期望的形状后，在切断的生片的单面或双面涂布分离材料，然后将涂布有分离材料的生片层叠多张并烧结。
分离材料包含氮化硅(SN)粉，通过BET法测定的比表面积为1m2/g以上且20m2/g以下、通过激光衍射散射法测定的体积基准的50％粒径D50为20μm以下、氧量为0.3质量％以上且低于2质量％、铝含量低于50ppm，涂布量为0.1mg/cm2以上且3mg/cm2以下。更优选可以是D50为10μm以下、5μm以下、氧量为0.3质量％以上且1.2质量％以下、铝含量为40ppm以下、涂布量为0.2mg/cm2以上且1mg/cm2以下。分离材料优选仅包含氮化硅(SN)粉，以下针对分离材料SN粉进行记载，但只要可得到使用SN粉的效果，则也可以使一部分为氮化硼(BN)粉。
本发明的该侧面的分离材料的通过BET法测定的比表面积为1m2/g以上且20m2/g以下。比表面积为1m2/g以上时，分离材料对生片表面的密合性变好，处理时不易发生剥离。比表面积为20m2/g以下时，能够减少分离材料的前述氧量，使其不超过2质量％，能够避免分离材料在烧结时与生片中的烧结助剂反应导致烧结体彼此通过分离材料而粘连，无法剥离。从上述观点出发，分离材料的比表面积优选为1m2/g以上且12m2/g以下、更优选为2m2/g以上且7m2/g以下。
本发明的该侧面的分离材料的D50为20μm以下。D50为20μm以下时，分离材料对生片的密合性良好，处理时不易发生剥离。D50更优选为5μm以下、3μm以下、2μm以下。D50也可以为1μm以下。D50的下限没有限定，但D50可以为0.3μm以上。
本发明的该侧面的分离材料的氧量为0.3质量％以上且低于2质量％。如果分离材料的氧量为该范围，则烧结时分离材料粉与氮化硅烧结体的烧结助剂成分适度地反应而存在于氮化硅烧结体的表面，能够防止邻接的氮化硅烧结体彼此的粘接、使剥离性良好，并且防止氮化硅烧结体的变形。氧量少于2质量％时，能够防止烧结时与生片中的烧结助剂明显地反应，烧结体彼此通过分离材料而粘连，无法剥离。该反应和现象尤其在使用氧化镁作为烧结助剂时，容易发生与烧结助剂的反应，在氮化硅基板的厚度为0.2～0.6mm时变得显著。另一方面，氧量为0.3质量％以上时，烧结时容易发生分离材料与氮化硅烧结体的反应，因此随着烧结收缩，分离材料不会移动到基板表面，可确保生片表面涂布的分离材料的均匀性，不会产生分离材料的存在比率少的位置，防止邻接的氮化硅烧结体粘接而损害剥离性。从上述观点出发，分离材料的氧量更优选为0.3～1.2质量％。
本发明的该侧面的分离材料的铝含量优选低于50ppm。为50ppm以上时，烧结后固溶在β型氮化硅颗粒内部的铝增加。固溶的铝离子造成的声子散射成为热导率降低的原因，得到的氮化硅基板的热导率降低至低于90W/(m·K)、进而低于80W/(m·K)，故不优选。铝含量的优选范围为40ppm以下。
本发明的该侧面的分离材料对生片表面的涂布量为0.1mg/cm2以上且3mg/cm2以下。分离材料的涂布量为3mg/cm2以下时，大量的分离材料在烧结过程中不会容易地混入氮化硅烧结体表面的氮化硅颗粒间，不会抑制收缩，因此氮化硅烧结体的密度提高，强度也提高。另一方面，分离材料的涂布量为0.1mg/cm2以上时，分离材料充足地存在，因此能够防止由于邻接的氮化硅烧结体间的反应导致氮化硅烧结体彼此附着而无法剥离。从上述观点出发，分离材料的优选涂布量为0.2mg/cm2以上且1mg/cm2以下。
作为分离材料的涂布方法，为了向生片表面均匀地涂布，可以制作使分离材料分散于有机溶剂而得到的浆料后利用喷雾式的涂布机制成雾状并对单面或双面进行涂布，也可以用刷毛将分离材料直接涂布于单面或双面。此处，制作浆料时，优选将分离材料和有机溶剂用氮化硅制小球进行混合。使用有机溶剂制成浆料的理由是因为，使用水制作浆料时，在水的存在下，分离材料的氧量增加，剥离性恶化。以重量比计，分离材料与有机溶剂的比例为分离材料/有机溶剂＝1/10～1/2左右的范围是适当的。另外，使用氮化硅制小球进行混合是因为会使分离材料的聚集破碎，使其均匀分散。
涂布有使分离材料分散于有机溶剂而得到的浆料并进行了干燥的生片在重叠几张～几十张并层叠后，为了去除生片中的粘结剂等有机成分而进行脱脂。脱脂优选在900℃以下的大气中、或在氮、氩等非活性气氛中进行。层叠的生片的张数优选5～50张。
夹持有分离材料的生片的层叠体进行脱脂和烧结。生片的层叠体设置在耐热性设置器上，将侧面用耐热性间隔物包围后，可以在用耐热性设置器按压顶面的状态下进行(脱脂和)烧结，但设置器和间隔物(本说明书中也称为围绕体。)除了以往的氮化硼(BN)制之外，根据本发明，可以优选为氮化硅(SN)制的物体。围绕体即使为氮化硼(BN)制，使用氮化硅(SN)粉作为分离材料时，烧结后的氮化硅基板表面也不会残留氮化硼(BN)粉，因此能够使得到的氮化硅基板在接合铜时的耐热性优异。进而，如果使围绕体为氮化硅(SN)制，则还能够完全防止BN基于蒸气扩散的混入。氮化硅制围绕体也可以使用在高温度下烧成而得的围绕体。另外，通过在生片的层叠体周围填充氮化硅(SN)粉并烧结，也能够防止BN的混入。
关于脱脂后的生片，优选在制成例如10Pa以下的真空而去除残留气体后，在用氮进行了置换的气氛中烧结。优选在氮气氛中以压力0.15MPa以上且3MPa以下、烧结温度1750℃以上且1910℃以下、更优选为1790℃以上且1880℃以下保持6小时以上且22小时以下而进行烧结。
氮气压力为0.15MPa以上时，能够使烧结时的最高保持温度提升为1750℃以上、进而1790℃以上。最高保持温度为1750℃以上、进而1790℃以上时，烧结的推进速度快，能够得到致密的氮化硅基板。或者，以最高保持温度1750℃以上、进而1790℃以上得到致密的氮化硅基板时，柱状的β型氮化硅颗粒充分生长，可得到高热导率的氮化硅基板，因此能够使热导率为80W/(m·K)以上、进而90W/(m·K)以上。最高保持温度为1910℃以下、进而1880℃以下时，柱状的β型氮化硅颗粒的生长为适当的速度，氮化硅基板表面的凹凸不会变大，可防止因邻接的氮化硅烧结体间的反应导致氮化硅烧结体彼此附着，无法剥离。
氮化硅烧结体的基板表面状态优异，尤其是在基板表面不会残留BN粉，也没有BN含量或非常少，因此可以直接用作氮化硅基板，但优选实施基于喷砂加工等的表面处理。喷砂加工例如通过对氮化硅基板表面喷射10～100μm的SiC磨粒，从而削去在表面突出的氮化硅颗粒，为了降低表面粗糙度、使与金属板的接合性良好而实施。通过喷砂加工、进而磨削处理而去除的氮化硅基板的表面的深度(厚度)例如可以为30μm以下，优选为20μm以下、进而10μm以下、尤其是5μm以下。在本发明的第二侧面，能够通过最低限度的喷砂加工实现分离材料的去除、实现优异的表面特性。
通过采用上述氮化硅基板的制造方法，能够将多张氮化硅烧结体容易地剥离，构成氮化硅烧结体的柱状氮化硅颗粒为适度的大小，且烧结体表面的凹凸也被控制为适当水平，因此能够得到具有高强度、高热传导且变形少的氮化硅基板。另外，由于基板表面不存在BN粉，因此在接合铜板时的耐热循环性也得到改善，能够历经长期地稳定使用。具体而言，可得如下的氮化硅基板：其由含有氮化硅颗粒和至少包含氧化镁的烧结助剂的氮化硅烧结体形成，以面积比计，将前述氮化硅颗粒的、短径a为0.5～5μm且长径b相对于短径a之比(b/a)为2以上的柱状晶体颗粒设为35％以下、进而30％以下、25％以下，并且前述基板表面的算术平均表面粗糙度为0.03μm以上且0.5μm以下。
另外，根据该侧面，通过使用SN粉代替以往的BN粉作为分离材料，能够得到基板表面未残留BN粉的氮化硅基板。在该侧面，基板表面的BN可以通过荧光X射线分析进行分析，对于氮化硅基板，以硼(B)的荧光X射线强度与硅(Si)的荧光X射线强度之比(B/Si)计可以为15×10-5以下、12×10-5以下、10×10-5以下、8×10-5以下，进而可以低于6.5×10-5、为5×10-5以下。尤其是通过在烧结时将生片层叠体设置于氮化硅制的围绕体(设置器)内、或将生片层叠体的周围用氮化硅粉覆盖而进行烧结，能够得到基板表面和主体不含BN的氮化硅基板。该侧面的氮化硅基板能够任意减少BN含量，能够制成通过荧光X射线分析硼(B)为检测限以下、或不含BN的基板。
另外，根据该侧面，能够得到热导率在室温下为80W/(m·K)以上、且4点弯曲强度在室温下为800MPa以上的氮化硅基板。热导率在室温下可以为85W/(m·K)以上、90W/(m·K)以上、95W/(m·K)以上、97W/(m·K)以上、100W/(m·K)以上，4点弯曲强度在室温下可以为840MPa以上、900MPa以上、930MPa以上、960MPa以上、1000MPa以上。本发明的氮化硅基板是将利用片成形而得到的薄生片烧结而得到的，与CIP成形、模具加压成形及烧结而得到的块状烧结体在本质上是不同的。
该侧面的氮化硅基板可适宜地应用于使用分离材料制造的厚度为0.5mm以下的氮化硅基板。进而，厚度可以为0.45mm以下、0.4mm以下、0.35mm以下。另外，厚度可以为0.1mm以上、0.15mm以上。在该侧面中，经过片成形而得到的氮化硅基板的特征在于，对研磨至算术平均粗糙度Ra为0.03μm以上且0.5μm以下的表面照射X射线时，得到的β型氮化硅的(101)面的衍射强度I(101)与(210)面的衍射强度I(210)之比I(101)/I(210)为0.62以上且0.95以下。
氮化硅基板由含有至少包含氧化镁的烧结助剂的氮化硅烧结体形成、且以面积比计将前述氮化硅颗粒的短径a为0.5～5μm且长径b相对于短径a之比(b/a)为2以上的柱状晶体颗粒设为35％以下、进而30％以下、尤其是25％以下是因为，使柱状晶体颗粒的面积比小时，能够防止烧成时D50为20μm以下的分离材料在基板表面因柱状晶体颗粒而形成的凹部中发生偏析而产生没有分离材料的部位，防止邻接的基板彼此在没有分离材料的部位发生反应而无法剥离、或强制剥开而在氮化硅烧结体表面残留缺陷，因此能够提高弯曲强度。
图3示出氮化硅烧结体表面的微细结构的示意图。在图3中示出如下状况：存在作为柱状晶体颗粒的氮化硅颗粒8的区域中，由氮化硅(SN)粉形成的分离材料9以埋设于氮化硅颗粒8的柱状晶体颗粒间的形态存在。
氮化硅基板表面的算术平均表面粗糙度设为0.03μm以上且0.5μm以下是因为，为0.03μm以上时，能够防止因加工时的残留应力等造成的氮化硅基板的弯曲强度降低。是由于为0.5μm以下时，容易与电路形成用的金属板进行接合。基板表面的算术平均表面粗糙度可以为0.4μm以下、0.3μm以下。
实施例
以下列举实施例对本发明详细进行说明，本发明不受这些实施例的限定。作为本发明的分离材料和原料使用的SN粉的物性测定和本发明的氮化硅基板的评价方法通过以下方法进行。
(SN粉的比表面积的测定方法)
SN粉的比表面积使用Mountech公司制的Macsorb、通过基于氮气吸附的BET1点法测定并求出。
(SN粉的D50的测定方法)
分离材料SN粉的粒度分布通过激光衍射散射法如下所述地进行测定。将前述粉末投入到六偏磷酸钠0.2质量％水溶液中，使用安装有直径26mm的不锈钢制中心锥的超声波均化器以300W的功率进行6分钟的分散处理，制备稀薄溶液，作为测定试样。使用激光衍射/散射式粒径分布测定装置(日机装株式会社制Microtrack MT3000)对测定试样的粒度分布进行测定，得到体积基准的粒度分布曲线及其数据。利用得到的粒度分布曲线及其数据算出D50。
(SN粉的氧量的测定方法)
SN粉的总氧含量FTO和表面氧含量FSO利用以下方法进行测定。首先，称量氮化硅粉末，对于作为氮化硅粉末的表面氧与内部氧的总和即总氧含量FTO，利用依照JIS R1603-10氧的定量方法的非活性气体熔化-二氧化碳红外线吸收法(LECO公司制、TC-136型)进行测定。接着，针对所称量的氮化硅粉末，将氮化硅粉末和氢氟酸水溶液混合，使得相对于氮化硅粉末1质量份，氟化氢为5质量份，在室温下搅拌3小时。将其进行吸滤，将得到的固体物在120℃下真空干燥1小时后，测定该氢氟酸处理粉末的重量和氧含量。将该值作为校正前FIO(相对于氢氟酸处理粉末的质量％)。内部氧量FIO(相对于氮化硅粉末的质量％)由下述式(1)算出，表面氧量FSO(相对于氮化硅粉末的质量％)由下述式(2)算出。如此求出的表面氧量起因于从颗粒表面至颗粒表面正下方3nm的范围内存在的氧，其通过前述氢氟酸处理前后的氮化硅粉末的X射线光电子能谱的深度剖面以及处理前后的粉末重量变化来确认。
FIO(质量％)＝((氢氟酸处理粉末的重量)(g))/(氮化硅粉末重量(g))×校正前FIO(质量％)····(1)
FSO(质量％)＝FTO(质量％)-FIO(质量％)····(2)
(SN粉末的Al的含量的测定方法)
分离材料SN粉的Al的含量如下所述地进行测定。在容纳混合有氢氟酸与硝酸的液体的容器中投入上述粉末并密封，对该容器照射微波并加热，使氮化硅完全分解，用超纯水对得到的分解液进行定容，制成检测液。使用SII Nanotechnology公司制ICP-AES(SPS5100型)，根据检测的波长及其发光强度对检测液中的Al的金属杂质进行定量，算出Al的含量。
(氮化硅基板的剥离性的评价方法)
关于氮化硅基板的剥离性的评价，将氮化硅基板不产生破裂、裂纹且能够容易地剥离的情况判定为(○)，将用木制锤施加冲击而剥离时即使只有一张氮化硅基板产生破裂、裂纹的基板的情况判定为(△)。
(短径a为0.5～5μm且长径b相对于短径a之比(b/a)为2以上的柱状晶体颗粒的面积比的测定方法)
短径a为0.5～5μm且长径b相对于短径a之比(b/a)为2以上的柱状晶体颗粒的面积比通过利用以下方法测定短径a和长径b而算出。对氮化硅基板的任意截面进行研磨后，蚀刻而使烧结助剂成分溶出，然后使用扫描型电子显微镜(SEM)，以观察倍率5000倍拍摄SEM照片，通过图像解析装置测定短径a和长径b。根据该测定结果，选择短径a为0.5～5μm的氮化硅颗粒并求出长径b相对于短径a之比(b/a)为2以上的柱状晶体颗粒的合计面积。算出该柱状晶体颗粒的合计面积在测定面积中所占的面积率(面积比)。
(氮化硅基板表面的算术平均表面粗糙度的测定方法)
氮化硅基板表面的算术平均表面粗糙度如下所述地进行测定。得到的氮化硅基板表面的算术平均粗糙度Ra按照JIS B 0601-2001(ISO4287-1997)进行测定。使用触针式的表面粗糙度计，在烧结后的实施了基于喷砂加工等的表面处理的氮化硅质烧结体的表面，抵接触针前端半径为2μm的触针，将测定长度设定5mm、触针的扫描速度设定为0.5mm/秒，测定表面粗糙度，将通过该测定得到的5个部位的平均值作为算术平均粗糙度Ra的值。
(氮化硅基板的弯曲强度的测定方法)
氮化硅基板的弯曲强度如下所述地进行测定。得到的氮化硅基板的弯曲强度测定中，使用宽度4.0mm×厚度0.35mm×长度40mm的弯曲试验片。使用Instron公司制万能材料试验机，除了试验片的厚度(0.35mmt)不同以外，通过按照JIS R1601的方法，利用内跨度10mm、外跨度30mm的4点弯曲试验夹具，测定室温的4点弯曲强度。
(氮化硅基板的热导率的测定方法)
氮化硅基板的热导率测定中，制作氮化硅基板的直径10mmφ×厚度1mmt的圆盘形状试验片，使用该圆盘状试验片，通过按照JIS R1611的闪射法在室温下测定热导率。
(氮化硅基板的表面的B/Si荧光X射线强度比的测定方法)
氮化硅基板的表面的B/Si荧光X射线强度比使用XRF(荧光X射线分析：X-rayFluorescence Analysis)进行氮化硅基板表面的尤其是硼(B)和硅(Si)的组成分析，由XRF的测定结果求出B/Si荧光X射线强度比。此处，作为荧光X射线，B的Kα线(能量0.183keV)、Si的Kα线(能量1.74keV)作为对象，它们的强度比为B/Si荧光X射线强度比。需要说明的是，实施例的表中，“B/Si”栏的“未检测到”表示在荧光X射线分析中未检测到B元素。
(实施例1)
作为烧结助剂，准备氧化镁(MgO)粉末(比表面积3m2/g、高纯度化学研究所制)、氧化钇(Y2O3)粉末(比表面积3m2/g、信越化学工业制)。
在通过专利文献4公开的方法制造的比表面积18.5m2/g、氧含量1.77重量％的原料SN粉94.5质量份中，配混作为烧结助剂的前述氧化钇3.5质量份和前述氧化镁2质量份，与相对于粉末溶解有胺系分散剂2质量份的甲苯-异丙醇-二甲苯溶剂以及作为粉砕介质的氮化硅制小球一同投入球磨机用树脂制容器中，进行24小时湿式混合。使得到的浆料通过网孔44μm的筛后，相对于前述树脂制容器中的混合粉末100质量份，投入PVB系树脂粘结剂16质量份以及溶解有增塑剂(邻苯二甲酸二甲酯)4质量份的甲苯-异丙醇-二甲苯溶剂，进一步进行24小时湿式混合，得到片成形用浆料。以该成形用浆料的粘度成为50泊左右的方式进行真空脱泡并调整溶剂量后，使用刮刀装置，将得到的混合粉末浆料以规定的厚度流延到载体薄膜上，得到片成形的生片。进而，将3张得到的生片在温度120℃下以规定的压力进行层叠压接处理，制作焙烧后尺寸为0.35mm左右的厚度的片。然后，将其切成60mm×70mm而制成生片。
使用直径10mm的氮化硅制小球，利用间歇式振动磨，以振动数1200cpm、振幅8mm，将表1所示的分离材料SN粉和乙醇以分离材料SN粉/乙醇＝1/5的比例混合5分钟，制作分离材料SN粉浆料后，使用喷雾式涂布机，在生片的一侧的表面(最下层的生片为两面分别)以0.6mg/cm2的涂布量进行涂布。涂布了分离材料的生片的干燥在25℃大气中进行5分钟。另外，分离材料SN粉的涂布量通过测定涂布/干燥工序前后的片重量并将该重量的差除以片的涂布面的面积而算出。
涂布有分离材料SN粉1的生片2以涂布面为上表面而层叠10张，配置在BN制设置器3上，在BN制设置器3上层叠的生片2的旁边配置BN制间隔物4，在其上载置BN制设置器3(图1)。通过在空气中以400～600℃加热2～5小时，从而将预先添加的有机粘结剂成分等充分进行脱脂(去除)。接着，将该脱脂体在0.8MPa的氮气氛下加热至1850℃，进而，在1850℃下保持10小时进行烧结。冷却至室温，得到10张氮化硅烧结体层叠而成的氮化硅烧结体。然后，将各氮化硅烧结体分离，确认氮化硅烧结体间是否能够剥离。10张氮化硅烧结体中未产生破裂、裂纹，能够容易地剥离。对分离的氮化硅质烧结体进行喷砂研磨加工，得到实施例1的氮化硅基板。需要说明的是，基于喷砂研磨加工的去除厚度以平均值计为10μm以下。
实施例1中的、原料粉末中使用的SN粉(原料SN粉)、分离材料中使用的SN粉(分离材料SN粉)的物性值和涂布量、以及烧结条件示于表1。另外，剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。表2中的“面积比”是短径a为0.5～5μm且长径b相对于短径a之比(b/a)为2以上的柱状晶体颗粒的面积比。
(实施例2～7)
将分离材料中使用的SN粉(分离材料SN粉)变更为表1记载的条件，除此以外，通过与实施例1相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例8)
将原料中使用的SN粉(原料SN粉)变更为表1记载的条件，除此以外，通过与实施例1相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例9～13)
将分离材料SN粉的涂布量变更为表1记载的条件，除此以外，通过与实施例1相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例14和15)
将烧结时的最高温度变更为表1记载的条件，除此以外，通过与实施例1相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例16～18)
将烧结时在最高温度下的保持时间变更为表1记载的条件，除此以外，通过与实施例1相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例19)
将烧结时的氮气压力变更为表1记载的条件，除此以外，通过与实施例1相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例20)
将烧结时的氮气压力和最高温度下的保持时间变更为表1记载的条件，除此以外，通过与实施例1相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例21)
在喷砂研磨后进行磨削研磨加工，除此以外，通过与实施例1相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例22)
以得到的氮化硅基板的Ra为0.48μm的方式调整表面研磨加工中的喷砂研磨的程度，除此以外，通过与实施例1相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例23)
将BN制设置器3变更为氮化硅(SN)制设置器，除此以外，通过与实施例1相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例24)
在层叠于BN制设置器3上的生片2的周围填充氮化硅(SN)粉，除此以外，通过与实施例1相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例25)
在层叠于BN制设置器3上的生片2的周围填充氮化硅(SN)粉，除此以外，通过与实施例2相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例26)
在层叠于BN制设置器3上的生片2的周围填充氮化硅(SN)粉，除此以外，通过与实施例3相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例27)
在层叠于BN制设置器3上的生片2的周围填充氮化硅(SN)粉，除此以外，通过与实施例4相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例28)
在层叠于BN制设置器3上的生片2的周围填充氮化硅(SN)粉，除此以外，通过与实施例5相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例29)
在层叠于BN制设置器3上的生片2的周围填充氮化硅(SN)粉，除此以外，通过与实施例6相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例30)
在层叠于BN制设置器3上的生片2的周围填充氮化硅(SN)粉，除此以外，通过与实施例7相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例31)
在层叠于BN制设置器3上的生片2的周围填充氮化硅(SN)粉，除此以外，通过与实施例9相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例32)
在层叠于BN制设置器3上的生片2的周围填充氮化硅(SN)粉，除此以外，通过与实施例10相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例33)
在层叠于BN制设置器3上的生片2的周围填充氮化硅(SN)粉，除此以外，通过与实施例11相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例34)
在层叠于BN制设置器3上的生片2的周围填充氮化硅(SN)粉，除此以外，通过与实施例12相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例35)
将BN制设置器3变更为氮化硅(SN)制设置器，除此以外，通过与实施例2相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例36)
将BN制设置器3变更为氮化硅(SN)制设置器，除此以外，通过与实施例3相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例37)
将BN制设置器3变更为氮化硅(SN)制设置器，除此以外，通过与实施例4相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例38)
将BN制设置器3变更为氮化硅(SN)制设置器，除此以外，通过与实施例5相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例39)
将BN制设置器3变更为氮化硅(SN)制设置器，除此以外，通过与实施例6相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例40)
将BN制设置器3变更为氮化硅(SN)制设置器，除此以外，通过与实施例7相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例41)
将BN制设置器3变更为氮化硅(SN)制设置器，除此以外，通过与实施例9相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例42)
将BN制设置器3变更为氮化硅(SN)制设置器，除此以外，通过与实施例10相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例43)
将BN制设置器3变更为氮化硅(SN)制设置器，除此以外，通过与实施例11相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例44)
将BN制设置器3变更为氮化硅(SN)制设置器，除此以外，通过与实施例12相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例51～53)
将分离材料的SN粉变更为表1记载的条件，除此以外，通过与实施例1相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例54和55)
将分离材料的SN粉的涂布量变更为表1记载的条件，除此以外，通过与实施例1相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例56～58)
将烧结时的烧成条件变更为表1记载的条件，除此以外，通过与实施例1相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例59)
将烧结条件变更为表1记载的条件，在喷砂研磨后进行磨削研磨加工直至Ra成为0.02μm，除此以外，通过与实施例1相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例61～66)
实施例61～66中，变更为通过属于公知方法的、将非晶质Si-N(-H)系化合物(无定形氮化硅)填充在坩埚中并烧成的酰亚胺热分解法制造的、比表面积11.5m2/g、氧含量1.35重量％的原料SN粉，除此以外，分别通过与实施例1～6相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例67)
在层叠于BN制设置器3上的生片2的周围填充氮化硅(SN)粉，除此以外，通过与实施例61相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例68)
将BN制设置器3变更为氮化硅(SN)制设置器，除此以外，通过与实施例61相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例69)
将烧结时在最高温度下的保持时间变更为22小时，除此以外，通过与实施例61相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例70)
将烧结时的最高温度变更为1900℃，除此以外，通过与实施例61相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例71)
作为烧结助剂，追加表1记载的量的SiO2，除此以外，通过与实施例61相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例72)
在烧结助剂中追加表1记载的量的SiO2，将烧结时在最高温度下的保持时间变更为22小时，除此以外，通过与实施例61相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
(实施例73)
作为烧结助剂，追加表1记载的量的SiO2，将烧结时的最高温度变更为1900℃，除此以外，通过与实施例61相同的方法制造氮化硅基板，并进行同样的评价。剥离性、氮化硅基板的特性示于表2。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
表2(其1)
[表6]
表2(其2)
[表7]
表2(其3)
[表8]
表2(其4)
上述实施例中，通过使用SN粉作为分离材料，在氮化硅基板的表面没有BN粉残留，因此能够使在氮化硅基板上接合铜时的耐热循环性优异。进而，关于从氮化硅基板的表面去除分离材料后残留在表面的BN量，即使是使用了BN设置器的情况下，以硼(B)的荧光X射线强度与硅(Si)的荧光X射线强度之比(B/Si)计也为12×10-5以下，非常少，不仅在氮化硅基板上接合铜时的耐热循环性优异，而且在使用SN制设置器、或者采用SN粉的填充粉时，在氮化硅基板的表面未检测到BN。
如上述表1和表2的实施例1～44所示，使用比表面积为1m2/g以上且20m2/g以下、D50为20μm以下、氧量为0.3质量％以上且低于2重量％、铝含量低于50ppm的氮化硅(SN)粉作为分离材料，且将SN粉对生片表面的涂布量设为0.1mg/cm2以上3mg/cm2以下时，在实施例1～44的全部中，确认到烧结后的剥离性良好，可得到弯曲强度为900MPa以上、热导率高达90W/(m·K)以上、进而95W/(m·K)以上的氮化硅基板。
需要说明的是，实施例51中，分离材料SN粉的比表面积为0.4m2/g时，烧结后的剥离性比实施例1差，弯曲强度显示为850MPa。
实施例52中，将分离材料SN粉的比表面积设为23.2m2/g时，烧结后的剥离性比实施例1差，弯曲强度显示为800MPa。
实施例53中，将分离材料SN粉的铝含量设为70ppm时，剥离性良好，但热导率为80W/(m·K)。
实施例54和55中，将分离材料SN粉的涂布量设为0.07和3.5mg/cm2时，烧结后的剥离性比实施例1差，弯曲强度为830和800MPa。
实施例56中，烧结时的最高温度设为1900℃时，得到的氮化硅基板的柱状晶体颗粒的面积比变得高达43％，剥烧结后的剥离性比实施例1差，弯曲强度显示为780MPa。
实施例57中，将烧结时的最高温度和保持时间设为30小时时，得到的氮化硅基板的柱状晶体颗粒的面积比变得高达53％，烧结后的剥离性比实施例1差，弯曲强度显示为730MPa。
实施例58中，将烧结时的气体压力设为4MPa时，得到的氮化硅基板的面积比变得高达37％，烧结后的剥离性比实施例1差，弯曲强度显示为840MPa。
实施例59中，烧结时的最高温度设为1780℃时，面积比为12％且剥离性良好，但弯曲强度显示为860MPa以及热导率显示为80W/(m·K)。
实施例51～59中，氮化硅基板的弯曲强度和热导率虽然差于实施例1～44，但与基于现有技术的基板相比仍为同等以上，是优异的。进而，氮化硅基板的表面没有BN粉残留，尽管使用了BN设置器，以硼(B)的荧光X射线强度与硅(Si)的荧光X射线强度之比(B/Si)计也为16×10-5以下，非常少，是能够使在氮化硅基板上接合铜时的耐热循环性优异的基板。
实施例61～66中，原料SN粉的比表面积为11.5m2/g、总氧量为1.35％时，氮化硅基板的弯曲强度显示为830～880MPa、热导率显示为86～87W/(m·K)。
实施例67中，原料SN粉的比表面积设为11.5m2/g、总氧量设为1.35％且将生片周围用氮化硅(SN)粉覆盖时，对氮化硅基板未检测到硼(B)，氮化硅基板的弯曲强度显示为890MPa、热导率显示为87W/(m·K)。
实施例68中，原料SN粉的比表面积设为11.5m2/g、总氧量设为1.35％且使用氮化硅(SN)制设置器时，对氮化硅基板未检测到硼(B)，氮化硅基板的弯曲强度显示为870MPa、热导率显示为86W/(m·K)。
实施例69中，原料SN粉的比表面积设为11.5m2/g、总氧量设为1.35％且将烧结时在最高温度下的保持时间设为22小时时，氮化硅基板的弯曲强度显示为830MPa、热导率显示为90W/(m·K)。
实施例70中，原料SN粉的比表面积设为11.5m2/g、总氧量设为1.35％且将烧结时的最高温度设为1900℃时，氮化硅基板的弯曲强度显示为820MPa、热导率显示为92W/(m·K)。
实施例71中，原料SN粉的比表面积设为11.5m2/g、总氧量设为1.35％、追加0.8质量％的SiO2作为烧结助剂且将烧结时的最高温度设为1900℃时，氮化硅基板的弯曲强度显示为850MPa、热导率显示为88W/(m·K)。
实施例72中，原料SN粉的比表面积设为11.5m2/g、总氧量设为1.35％、追加0.8质量％的SiO2作为烧结助剂且将烧结时在最高温度下的保持时间设为22小时时，氮化硅基板的弯曲强度显示为830MPa、热导率显示为93W/(m·K)。
实施例73中，原料SN粉的比表面积设为11.5m2/g、总氧量设为1.35％、追加0.8质量％的SiO2作为烧结助剂且将烧结时在最高温度下的保持时间设为22小时时，氮化硅基板的弯曲强度显示为810MPa、热导率显示为95W/(m·K)。
实施例61～73中，氮化硅基板的弯曲强度和热导率虽然差于实施例1～44，但与基于现有技术的基板相比仍为同等以上，是优异的。进而，即使是使用BN设置器的情况下，通过使用SN粉作为分离材料，氮化硅基板的表面也没有BN粉残留，以氮化硅基板的硼(B)的荧光X射线强度与硅(Si)的荧光X射线强度之比(B/Si)计为14.5×10-5以下，非常少。另外，将生片周围用SN粉覆盖、或使用SN制设置器时，对氮化硅基板未检测到硼(B)的荧光X射线强度。因此，实施例61～73的氮化硅基板能够使接合铜时的耐热循环性优异。
产业上的可利用性
利用本发明的氮化硅基板的制造方法，能够提供通过将多张生片层叠并烧结后进行分离而得到的、在接合铜时的耐热循环性优异的氮化硅基板，进而，能够得到剥离性良好、具有高弯曲强度和高热导率、变形少的氮化硅基板。该氮化硅基板能够用作功率元件模块等的基板。
附图标记说明
1   分离材料(SN粉)
2   生片
3   设置器
4   间隔物
5   填充粉(SN粉)
8   氮化硅颗粒(柱状晶体颗粒)
9   分离材料(SN粉)

Claims (14)

1.一种氮化硅基板的制造方法，其特征在于，将包含氮化硅粉末和烧结助剂的多张生片以在它们之间配置分离材料的方式层叠，所述分离材料仅包含氮化硅粉，
将得到的层叠体中的所述多张生片进行烧结，
通过从所述层叠体分离而得到多张氮化硅烧结体，并且，
从所述氮化硅烧结体得到氮化硅基板，
所述氮化硅基板为由含有氮化硅颗粒和烧结助剂的氮化硅烧结体形成的氮化硅基板，以在所述基板表面中的面积比计，所述氮化硅颗粒的短径a为0.5~5μm、且长径b相对于短径a之比b/a为2以上的柱状晶体颗粒低于30%，以及，
所述分离材料以0.1mg/cm2以上且3mg/cm2以下的涂布量涂布在所述生片的表面。
2.根据权利要求1所述的氮化硅基板的制造方法，其特征在于，在氮化硅制围绕体或氮化硼制围绕体内进行所述多张生片的所述烧结。
3.根据权利要求1或2所述的氮化硅基板的制造方法，其特征在于，将所述多张生片的周围用氮化硅粉覆盖而进行所述烧结。
4.根据权利要求1或2所述的氮化硅基板的制造方法，其特征在于，将残留在所述烧结后得到的所述氮化硅烧结体的表面的所述分离材料去除。
5.根据权利要求1或2所述的氮化硅基板的制造方法，其特征在于，所述分离材料的通过BET法测定的比表面积为1m2/g以上且20m2/g以下，通过激光衍射散射法测定的体积基准的50%粒径D50为20μm以下，并且氧量为0.3重量%以上且低于2重量%。
6.根据权利要求5所述的氮化硅基板的制造方法，其特征在于，所述分离材料的铝含量低于50ppm。
7.根据权利要求5所述的氮化硅基板的制造方法，其特征在于，所述烧结是在氮气氛中以气体压力0.15MPa以上且3MPa以下、烧结温度1750℃以上且1910℃以下保持6小时以上且22小时以下而进行的。
8.一种氮化硅基板，其特征在于，其为通过权利要求1所述的制造方法得到的氮化硅基板，且为由含有氮化硅颗粒和烧结助剂的氮化硅烧结体形成的氮化硅基板，所述氮化硅基板的厚度为0.5mm以下，所述基板的表面中的氮化硼与氮化硅之比以硼B的荧光X射线强度与硅Si的荧光X射线强度之比B/Si计低于6.5×10-5。
9.一种氮化硅基板，其特征在于，其为通过权利要求1所述的制造方法得到的氮化硅基板，且为由含有氮化硅颗粒和烧结助剂的氮化硅烧结体形成的氮化硅基板，以在所述基板表面中的面积比计，将所述氮化硅颗粒的短径a为0.5~5μm、且长径b相对于短径a之比b/a为2以上的柱状晶体颗粒设为低于30%，且所述基板表面的算术平均表面粗糙度为0.03μm以上且0.5μm以下，所述基板表面中的氮化硼与氮化硅之比以硼B的荧光X射线强度与硅Si的荧光X射线强度之比B/Si计低于6.5×10-5。
10.根据权利要求9所述的氮化硅基板，其特征在于，所述基板的表面没有氮化硼粉。
11.根据权利要求9或10所述的氮化硅基板，其特征在于，热导率在室温下为80W/（m・K）以上，4点弯曲强度在室温下为800MPa以上。
12.根据权利要求9或10所述的氮化硅基板，其特征在于，所述分离材料的铝含量低于50ppm。
13.根据权利要求9或10所述的氮化硅基板，其特征在于，厚度为0.5mm以下。
14.一种绝缘基板或电路基板，其特征在于，其使用了权利要求8~13中任一项所述的氮化硅基板。
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