CN1152298A - 氮化铝烧结体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明所涉及的氮化铝烧结体，其特征在于含有1-10％(重量)从周期表IIIa族元素、Ca、Sr、Ba中选择的至少一种元素的氧化物，0.2-2.0％(重量)碳化硼，0.2％(重量，以Si成分计)以下从SiO2、Si3N4、SiC、Si2N2O、β-Sialon、α-Sialon和多型氮化铝(Al-Si-O-N)中选择的至少一种硅化合物，和构成其余部分的氮化铝。按照上述构成，可以抑制AlN烧结体的晶粒生长、使烧结体组织微细化同时增强粒界相与晶粒的结合，从而得到烧结体强度和破坏韧性值均有改善、不损害氮化铝特有的散热特性、机械强度和破坏韧性值均有提高的AlN烧结体。

Description

氮化铝烧结体及其制造方法
技术领域
本发明涉及可用于半导体基板等的氮化铝烧结体及其制造方法，尤其涉及不损害氮化铝特有的导热性、同时大幅度提高强度和破坏韧性值、散热性优异的氮化铝烧结体及其制造方法。
背景技术
其强度、耐热性、耐腐蚀性、耐磨耗性、重量轻等诸特性比先有金属材料优异的陶瓷烧结体，作为在先有金属材料所达不到的苛刻温度、应力和磨耗条件下使用的机械部件、功能部件、结构材料或装饰材料，广泛用于半导体基板、电子设备材料、发动机部件、高速切削工具材料、喷管、轴承等。
具体地说，由于氮化铝(AlN)烧结体是具有高导热性的绝缘体，并具有接近于硅(Si)的热膨胀系数，因而其作为高集成化半导体装置的散热板或基板的用途正在扩大。
上述先有氮化铝烧结体一般是按照下述方法大量生产的。即，向氮化铝原料粉末中添加烧结助剂和有机粘结剂，必要时还添加各种添加剂或溶剂、分散剂，调制成原料混合体，所得到的原料混合体用医用刮刀法或泥浆浇铸法成形，制成薄板状乃至厚膜(sheet)状成形体，或将原料混合体压制成形，制成厚板状乃至大型的成形体。然后，所得到的成形体在空气或氮气气氛下加热进行脱脂处理，使作为有机粘结剂使用的烃类成分等从成形体中排除脱脂。这样脱脂的成形体在氮气气氛等中高温加热进行致密化烧结，从而形成氮化铝烧结体。
在上述制造方法中，作为原料AlN粉末，在使用平均粒径为0.5μm以下的超微细原料粉末的情况下，即使AlN粉末单独使用，也能得到颇为致密的烧结体。然而，附着在原料粉末表面等上的大量杂质如氧等在烧结时会在AlN晶格中发生固溶，或生成妨碍晶格振动传播的复合氧化物如Al-O-N等，因此，不使用烧结助剂的AlN烧结体的热导率相对较低。
另一方面，作为原料粉末，在使用平均粒径1μm以上的AlN粉末的情况下，由于这种原料粉末单独使用时烧结性不太好，因而除热压法外不添加助剂难以得到致密的烧结体，有大量生产性低这样的缺点。因此，在要用常压烧结法高效率地制造烧结体的情况下，为了使烧结体致密化并防止AlN原料粉末中的杂质氧固溶到AlN晶格内，一般是添加氧化钇(Y2O3)等稀土氧化物或氧化钙等碱土金属氧化物等作为烧结助剂。
可以认为，这些烧结助剂能与AlN原料粉末中所含的杂质氧或Al2O3反应形成液相，从而达到烧结体致密化，同时使这种杂质氧固定成为粒界相(grain boundary phase)，也达到了提高热导率的作用。
然而，在上述先有制造方法中，由于AlN与液相化合物的润湿性本来就低，加之液相本身具有易偏析的性质，因而在烧结后液相凝固时，液相倾向于偏在地残留于AlN颗粒的间隙中，并凝固形成粗大而脆弱的粒界相。此外，由于晶粒的颗粒生长容易进行，容易形成具有图2所示烧结体结晶组织、平均粒径为5-10μm的粗大晶粒，而且微小气孔未被消灭而残留在晶粒内，因而妨碍了烧结体的致密化，最终只能得到三点弯曲强度为350-400MPa左右的低强度、且破坏韧性值在2.8MN/m3/2以下这样低韧性的氮化铝烧结体，这就是问题所在。
为了解决上述问题，也进行了如下尝试，即使用粒径均一而微细的氮化铝原料粉末以形成具有尽可能微细结晶组织的AlN烧结体，或添加各种添加剂以提高烧结性。例如，本专利申请的发明者等人也提出了通过使之含有W成分来改善烧结性，从而得到高强度AlN烧结体的方法。然而，也已发现，虽然由于含有W(钨)成分而使结晶组织微细均一，从而改善了烧结体的强度，但破坏韧性值却反而下降。因此，难以得到强度和韧性值均优异的半导体基板用AlN烧结体。
近年来，为了应付半导体元件的高集成化、高输出化所伴随的、日益增大的发热量，具有高热导性(高散热性)的上述氮化铝材料正在普及，达到了大体上满足其散热性的结果。然而，由于如上所述结构材料的强度和韧性值不足，因而诸如用氮化铝烧结体形成的半导体基板安装到实装电路板上时作用的微小弯曲应力或使用时作用的冲击力容易造成半导体基板损伤，从而有半导体电路基板的制造产率大幅度下降的问题。
本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的是提供一种AlN烧结体及其制造方法，使得能恰如其分地控制AlN烧结体的晶粒大小和微结构从而使烧结体组织微细化，同时能加强粒界相与晶粒的结合从而提高烧结体的强度和破坏韧性值，因而既不损害散热特性又提高了机械强度。
发明公开
本专利申请的发明者为了达到上述目的，分别改变氮化铝原料粉末的合成方法，AlN原料粉末的粒度分布、添加到原料氮化铝粉末中的烧结助剂或添加剂的种类或添加量，以实验方法研究了这些因素对烧结体的结晶组织微结构、强度特性或破坏韧性值以及线热特性的影响。
其结果是，当向预定的AlN原料粉末中以复合方式微量添加作为除烧结助剂外的添加剂的Si成分和碳化硼(B4C)并将其混合体成形烧结时，能得到平均结晶粒径微细至3-4.5μm、且上述碳化硼改善了粒界相与AlN晶粒的结合度同时均匀分散的烧结体组织，从而能得到强度特性和破坏韧性值均优异的AlN烧结体。基于上述发现，完成了本发明。
即，本发明所涉及的氮化铝烧结体，其特征在于包含1-10％(重量)从周期表IIIa族元素、Ca、Sr、Ba中选择的至少一种元素的氧化物，0.2-2.0％(重量)碳化硼，换算成Si成分为0.2％(重量)以下、从SiO2、Si3N4、SiC、Si2N2O、β-Sialon(Si-Al-O-N)、α-Sialon和多型氮化铝(Al-Si-O-N)中选择的至少一种硅化合物，其余部分为氮化铝。
此外，还可以含有换算成氧化物为0.05-0.5％(重量)、从Ti、Fe、Ni、Cr、Co、Li、Mg中选择的至少一种金属元素。进而，烧结体的平均结晶粒径还可以设定为2-4.5μm。由如上所述组成形成并具有宽结晶粒径分布的AlN烧结体，其热导率为130W/m·k以上，三点弯曲强度为450MPa，破坏韧性值达到3.0MN/m3/2以上。
而且本发明所涉及的氮化铝烧结体的制造方法，其特征在于向除上述添加剂外杂质阳离子含量在0.2％(重量)以下的氮化铝原料粉末中添加1-10％(重量)从周期表IIIa族元素、Ca、Sr、Ba中选择的至少一种元素的氧化物、0.2％(重量)以下的上述Si成分和0.2-2.0％(重量)B4C，将粉末混合成形，所得到的成形体在非氧化性气氛中在1650-1900℃的温度范围内烧结。
作为在本发明方法中使用的、成为烧结体主成分的氮化铝(AlN)原料粉末，使用的是考虑到烧结性与导热性而将杂质氧含量控制在1.5％(重量)以下、平均粒径为0.5-2.0μm左右、较好在1.5μm以下的微细AlN原料粉末。
周期表IIIa族元素、Ca、Sr、Ba的氧化物是作为烧结助剂而起作用的，旨在使AlN烧结体致密化，相对于AlN原料粉末而言，其添加范围为1-10％(重量)。作为上述烧结助剂的具体实例，使用的是稀土元素(Y、Sc、Ce、Dy等)的氧化物、氮化物、碱土金属(Ca)的氧化物、或通过烧结操作能变成这些化合物的物质，特别好的是氧化钇(Y2O3)、氧化铈(CeO)或氧化钙。
在上述烧结助剂的添加量不到1％(重量)的情况下，烧结性的改善效果不能充分发挥，烧结体不能致密化，因而形成低强度的烧结体，或者说，无法形成使氧固溶于AlN结晶中、有高热导性的烧结体。
另一方面，如果添加量超过10％(重量)而成为过量，则作为烧结助剂的效果达到饱和状态，不仅变得毫无意义，反而使而烧结所得到的AlN烧结体的热导率下降，另一方面由于粒界相大量残存于烧结体中，或要用热处理除去的粒界相体积大，因而烧结体中有空孔残存而使收缩率增大、容易发生变形。
Si成分有提高烧结性同时降低烧结温度的效果，尤其通过与上述烧结助剂复合添加，可以抑制烧结体的颗粒生长、形成微细的AlN结晶组织、因而是为了提高烧结体的结构强度而添加的。作为上述Si成分，可以使用SiO2、Si3N4、SiC、Si2N2O、β-Sialon(Si-Al-O-N)、α-Sialon和多型氮化铝(Al-Si-O-N)等硅化合物。
这种硅化合物的含量以Si成分计可调整到0.2％(重量)以下的范围。然后，在Si成分含量不足0.01％(重量)的情况下，对晶粒生长的抑制效果不充分，会成为粗大的结晶组织，因而不能得到高强度的AlN烧结体。另一方面，如果含量超过0.2％(重量)而成为过量，则也有烧结体的热导率下降同时挠曲强度下降的情况。
此外，碳化硼(B4C)能提高AlN烧结体的粒界相与晶粒的结合度，同时均匀分散在烧结体组织内，从而发挥阻止裂纹传播的作用，因而有进一步提高AlN烧结体的破坏韧性值的效果，这种B4C的含量可在0.2-2％(重量)的范围内调整。
在B4C的含量不足0.2％(重量)的情况下，上述韧性改善效果会不充分，另一方面，如果含量超过2％(重量)而过量，则烧结体的热导率也会下降。
Ti、Fe、Ni、Cr、Co、Li、Mg的氧化物能降低烧结温度，从而改善烧结性，另一方面，因其能着色而形成不透明的烧结体等，因而能有效地用于改善AlN烧结体的特性，以氧化物计，其添加量可在0.05-0.5％(重量)的范围。在添加量不足0.05％(重量)的情况下，上述特性改善效果会变得不充分，另一方面，如果添加量超过0.5％(重量)而过量，则与其它杂质一样也会使AlN烧结体的热导性下降。
此外，上述各种添加物以外的杂质阳离子由于容易形成妨碍AIN烧结体热传导的化合物，因而在AlN烧结体中的含量设定在0.2％(重量)以下。
上述AlN原料粉末、各种烧结助剂、作为Si成分用的Si化合物以及B4C可以诸如投入球磨机等粉碎混合机中，混合预定时间，使之成为原料混合体。然后，将所得到的原料混合物填充到预定形状的金属模具中加压成形，形成成形体。此时，可预先向原料混合体中添加5-10％(重量)的石蜡烃、硬脂酸等有机粘结剂，从而顺利实施成形操作。
作为成形方法，可以采用通用模压法、泥浆浇铸法、静水压压制法、挤压成形法或医用刮刀法这样的厚膜(sheet)成形法等。
上述成形操作完成之后，成形体在空气中在400-550℃的温度加热，或在非氧化性气氛中，例如在氮气气氛中，在400-800℃的温度加热，使预先添加的有机粘结剂充分脱脂除去。
然后，经脱脂处理的多个厚膜状成形体用一种诸如从陶瓷烧结粉制成的瓷粉隔开，在烧结炉内多段层积式堆放，处于这种配置状态的多个成形体集体地在预定温度下烧结。烧结操作可以在氮气等非氧化性气氛中在1650-1900℃的温度将成形体加热2-6小时左右这样来实施。尤其是由于添加Si成分，使得在比先有技术低的1720-1780℃左右的温度烧结成为可能。
烧结气氛可以是不与AlN反应的非氧化性气氛，但通常用氮气或含氮气的还原性气氛进行。作为还原性气体，也可以使用H2气、CO气。此外，烧结也可以在包括真空(只含少量还原性气氛)、减压、加压和常压在内的气氛下进行。
如果在烧结温度不足1650℃的低温状态烧结，则因原料粉末的粒径、含氧量而异，难以达到致密化，而且容易发生强度和热导性等特性上的困难；另一方面，如果在高于1900℃的温度烧结，则由于在烧结炉内AlN本身的蒸气压太高而难以实现致密化，同时有使热导率急剧下降之虞，因而烧结温度设定在上述范围。
通过如上所述将向AlN原料粉末中添加了烧结助剂、B4C和Si成分、有预定组成的原料混合体成形、脱脂、烧结，可以得到其平均结晶粒径为3-4.5μm的微细结晶且粒界相与AlN晶粒的结合度得到改善、同时有均匀分散了B4C的结晶组织、热导率在130W/m·K以上且弯曲强度在450MPa以上、破坏韧性值在3.0MN/m3/2以上的高强度、高韧性AlN烧结体。
按照上述构成所涉及的氮化铝烧结体及其制造方法，由于是在添加由周期表IIIa族元素、Ca、Sr、Ba的氧化物组成的烧结助剂同时以复合方式添加预定量的Si成分和B4C而形成AlN烧结体的，因而可以得到由Si成分恰如其分地控制晶粒大小的结晶组织。而且可以得到由B4C改善了粒界相与AlN晶粒的结合度、并具有B4C颗粒均匀分散的微结构的结晶组织。因此，可以得到能有效阻止裂纹传播的强度特性和破坏韧性值均优异的氮化铝烧结体。
本发明的最佳实施形态
现在参照下述实施例，更具体地说明本发明所涉及的氮化铝烧结体。
实施例1-30
用还原氮化合成法制造、作为杂质的氧含量为0.8％(重量)、平均粒径1μm的氮化铝粉末(A)，用直接氮化合成法制造、作为杂质的氧含量为1.2％(重量)、平均粒径1.3μm的氮化铝粉末(B)，上述(A)和(B)的氮化铝粉末以1∶1重量比混合配制的氮化铝粉末(C)，对于这三种氮化铝原料粉末每一种都分别添加预定量的表1所示作为Si成分、B4C和烧结助剂的Y2O3、TiO2、Fe2O3、NiO、Cr2O3、CoO、Li2O、MgO、SiO2、Si3N4、SiC、Si2N2O、α-sialon、β-Sialon、多型AlN、CaO、BaO和SrO，以乙醇作为溶剂，用球磨机混合20小时，制备原料混合体。然后向这种原料混合体中添加5.5％(重量)作为有机粘结剂的石蜡烃，制备造粒粉。
然后，将所得到的造粒粉填充在模压机的成形用金属模具内，施加1200Kg/cm2压力进行单轴方向压缩成形，制成多个长50mm×宽50mm×厚5mm的方板状成形体。然后各成形体在空气中于450℃加热1小时进行脱脂处理。
然后，经脱脂处理的各成形体装进AlN制的烧结容器内，在烧结炉中在表1所示烧结下限温度1720-1780℃实施4小时致密化烧结，然后以200℃/h的冷却速度冷却，分别制造实施例1-30所涉及的AlN烧结体。
比较例1
另一方面，如表2中所示，除完全不添加Si成分和B4C、只添加先有烧结助剂、在1800℃烧结以外，在与实施例1相同的条件下进行原料配制、成形、脱脂、烧结处理，制造有相同尺寸的、比较例1所涉及的AlN烧结体。
比较例2
而且，除完全不添加Si成分并在1780℃温度烧结以外，在与实施例2相同的条件下处理，制造比较例2所涉及的AlN烧结体。
比较例3
除在实施例10所用的AlN原料(B)中完全不添加Si成分并在1780℃烧结以外，在与实施例10相同的条件下进行原料配制、成形、脱脂、烧结处理、制备有相同尺寸的、比较例3所涉及的AlN烧结体。
比较例4
除过量添加15％(重量)作为烧结助剂的Y2O3并在1800℃烧结以外，进行与实施例2一样的处理，制造比较例4所涉及的AlN烧结体。
比较例5
除过量添加0.3％(重量，以Si计)作为Si成分的Si3N4并在1720℃烧结以外，进行与实施例2一样的处理，制造比较例5所涉及的AlN烧结体。
比较例6
除过量添加3％(重量)B4C并在1780℃烧结以外，与实施例2一样进行处理，制造比较例6所涉及的AlN烧结体。
比较例7
作为烧结助剂，除Y2O3外还过量添加1％(重量)TiO2，添加0.2％(重量，以Si计)作为Si成分的Si3N4，同时添加0.5％(重量)B4C，并在1700℃烧结，此外与实施例7一样进行处理，制造比较例7涉及的AlN烧结体。
为了评价这样得到的实施例1-30和比较例1-7所涉及的AlN烧结体的强度特性与散热特性，测定了各试样的三点弯曲强度、破坏韧性值、热导率和平均结晶粒径(D50)，得到下表3中所示的结果。其中，破坏韧性值是用微型硬度法中的新原方式测定的值。而且，各AlN烧结体的组成和烧结温度也汇总列于表1-2中。
表1
    试样号                   原料混合物配比(重量％) 烧結下限温度(℃)
                  烧结助剂成分    B C4          Si成分   AlN粉末
种类 添加量 种类 添加量    以Si计    添加源 种类 添加量
实施例   1    Y2O3     5      -     -    0.2     0.1    Si3N4   A 余额   1740
  2    Y2O3     5      -     -    0.5     0.1    Si3N4   A 余额   1760
  3    Y2O3     5      -     -     1     0.1    Si3N4   A 余额   1760
  4    Y2O3     5      -     -     2     0.1    Si3N4   A 余额   1780
  5    Y2O3     5      -     -    0.5     0.01    Si3N4   A 余额   1760
  6    Y2O3     5      -     -    0.5     0.05    Si3N4   A 余额   1740
  7    Y2O3     5      -     -    0.5     0.2    Si3N4   A 余额   1720
  8    Y2O3     1      -     -    0.5     0.1    Si3N4   A 余额   1760
  9    Y2O3    10      -     -    0.5     0.1    Si3N4   A 余额   1780
  10    Y2O3     5      -     -    0.5     0.1    Si3N4   B 余额   1780
  11    Y2O3     5      -     -    0.5     0.1    Si3N4   C 余额   1760
  12    Y2O3     5      -     -    0.5     0.05    SiO2   A 余额   1740
  13    Y2O3     5      -     -    0.5     0.05    SiC   A 余额   1740
  14    Y2O3     5      -     -    0.5     0.05    Si2N2O   A 余额   1740
  15    Y2O3     5      -     -    0.5     0.1    αSialon   A 余额   1740
  16    Y2O3     5      -     -    0.5     0.1    βSialon   A 余额   1740
  17    Y2O3     5      -     -    0.5     0.1    多型AlN   A 余额   1740
  18    Y2O3     5    TiO2    0.1    0.5     0.05    Si3N4   A 余额   1720
  19    Y2O3     5    TiO2    0.5    0.5     0.05    Si3N4   A 余额   1700
  20    Y2O3     5    Fe2O3    0.1    0.5     0.05    Si3N4   A 余额   1720
  21    Y2O3     5    NiO    0.1    0.5     0.05    Si3N4   A 余额   1720
  22    Y2O3     5    Cr2O3    0.1    0.5     0.05    Si3N4   A 余额   1720
  23    Y2O3     5    CoO    0.1    0.5     0.05    Si3N4   A 余额   1720
  24    Y2O3     5    Li2O    0.1    0.5     0.05    Si3N4   A 余额   1720
  25    Y2O3     5    MgO    0.1    0.5     0.05    Si3N4   A 余额   1720
  26    CaO     3      -     -    0.5     0.1    Si3N4   A 余额   1780
  27    BaO     3      -     -    0.5     0.1    Si3N4   A 余额   1780
  28    SrO     3      -     -    0.5     0.05    Si3N4   A 余额   1780
  29    Y2O3     5    TiO2    0.2    0.5     0.05    Si3N4   B 余额   1760
  30    Y2O3     5    Fe2O3    0.1    0.5     0.1    Si3N4   B 余额   1760
表2
    试样 号                                                   原料混合物配比(重量％)  烧結下限温度(℃)
             烧结助剂成分   B C4         Si成分      AlN粉末
  种类 添加量 种类 添加量     以Si计   添加源 种类 添加量
 比较例   1   Y2O3     5   -     -    -     -   -   A   余额   1800
  2   Y2O3     5   -     -   0.5     -   -   A   余额   1780
  3   Y2O3     5   -     -   0.5     -   -   B   余额   1780
  4   Y2O3    15   -     -   0.5     0.1  Si3N4   A   余额   1800
  5   Y2O3     5   -     -   0.5     0.3  Si3N4   A   余额   1720
  6   Y2O3     5   -     -   3     0.1  Si3N4   A   余额   1780
7 Y2O3 5 TiO2 1 0.5 0.2 Si3N4 A 余额 1700
表3
     试样 号                            烧结体特性
3点弯曲强度(MPa)     破坏韧性值(MN/m3/2)     热导率(W/m·K)     粒径D50(μm)
实施例    1     515     3.05     164     3.5
   2     580     3.10     162     3
   3     550     3.15     160     3
   4     490     3.18     148     3
   5     500     3.15     180     4
   6     510     3.10     174     3.5
   7     590     3.08     149     3
   8     506     3.15     140     3.7
   9     500     3.05     162     4
   10     510     3.40     150     4.5
   11     525     3.25     156     4
   12     520     3.12     172     3.5
   13     528     3.10     170     3.5
   14     555     3.12     169     3
   15     540     3.15     160     3
   16     550     3.10     159     3
   17     560     3.20     165     3
   18     525     3.22     167     3.5
   19     545     3.25     144     3
   20     530     3.20     160     3.5
   21     535     3.15     160     3
   22     560     3.10     160     3
   23     500     3.08     152     3.5
   24     475     3.15     156     4.5
   25     490     3.12     158     4
   26     495     3.05     145     4.5
   27     480     3.10     140     4.5
   28     480     3.04     142     4.5
   29     530     3.50     141     3.5
   30     545     3.50     140     3.5
比较例     1     400     2.70     190     5.5
    2     420     3.10     180     5
    3     440     3.15     160     5
    4     435     2.95     150     5
    5     510     3.10     128     4
    6     445     2.95     130     5
    7     520     3.10     128     4
从上述表1-3中所示结果显然可以判明，在除Y2O3、CaO等烧结助剂外各自微量复合添加了B4C和Si成分的实施例1-30所示AlN烧结体中，结晶粒径都极其微细，仅为3-4.5μm，而且得到了粒界相与AlN晶粒的结合度被B4C所改善同时B4C颗粒均匀分散的结晶组织，由于B4C颗粒能阻止裂纹传播，因而除具有高弯曲强度外破坏韧性值和热导率均优异。
另一方面，完全不添加Si成分的比较例1、比较例2和比较例3所涉及的AlN烧结体，虽然热导率优于实施例1-30，但一般来说弯曲强度低，难以达到耐久性和便于使用。此外，就过量添加Si成分的比较例5的试样而言，其热导率是不够的；而过量添加了作为先有烧结助剂的Y2O3的比较例4试样，尽管添加了Si成分，还是可以确认其热导率和强度均下降。
此外，适量添加了TiO2的比较例7所涉及的AlN烧结体，虽然弯曲强度和韧性值与实施例1-30处于同一水平，但热导率不够。而且，过量添加了B4C的比较例6所涉及的AlN烧结体，可以确认其热导率、弯曲强度以及破坏韧性值均下降。
产业上利用的可能性
如上所述，按照本发明所涉及的陶瓷烧结体及其制造方法，由于以复合方式添加由周期表IIIa族元素、Ca、Sr、Ba的氧化物组成的烧结助剂和规定量的Si成分与B4C来制作AlN烧结体，因而可以得到由Si成分恰当控制晶粒大小的结晶组织。此外，可以得到粒界相与AlN晶粒的结合度被B4C所改善而且具有B4C颗粒均匀分散的微结构的结晶组织。因此，可以得到能有效抑制裂纹传播、强度特性和破坏韧性值均优异的氮化铝烧结体。

Claims (8)

1.一种氮化铝烧结体，其特征在于包含1-10％(重量)从周期表IIIa族元素、Ca、Sr、Ba中选择的至少一种元素的氧化物，0.2-2.0％(重量)碳化硼，0.2％(重量，以Si成分计)以下从SiO2、Si3N4、SiC、Si2N2O、β-Sialon、α-Sialon和多型氮化铝(Al-Si-O-N)中选择的至少一种硅化合物，和构成其余部分的氮化铝。
2.权利要求1所述的氮化铝烧结体，其特征在于含有0.05-0.5％(重量，以氧化物计)从Ti、Fe、Ni、Cr、Co、Li、Mg中选择的至少一种金属元素。
3.权利要求1所述的氮化铝烧结体，其特征在于破坏韧性值在3MN/m3/2以上。
4.权利要求1所述的氮化铝烧结体，其特征在于三点弯曲强度在450MPa以上。
5.权利要求1所述的氮化铝烧结体，其特征在于热导率在130W/m·K以上。
6.氮化铝烧结体的制造方法，其特征在于向氮化铝原料粉末中添加1-10％(重量)从周期表IIIa族元素、Ca、Sr、Ba中选择的至少一种元素的氧化物，0.2-2.0％(重量)碳化硼，0.2％(重量，以Si成分计)以下从SiO2、Si3N4、SiC、Si2N2O、β-Sialon、α-Sialon和多型氮化铝(Al-Si-O-N)中选择的至少一种硅化合物，将此混合粉末成形，所得到的成形体在非氧化性气氛中在1650-1900℃的温度范围烧结。
7.权利要求6所述的氮化铝烧结体制造方法，其特征在于氮化铝原料粉末的0.05-0.5％(重量)用从Ti、Fe、Ni、Cr、Co、Li和Mg中选择的至少一种金属元素的氧化物代替。
8.权利要求6所述的氮化铝烧结体制造方法，其特征在于氮化铝原料粉末的氧含量设定在1.5％(重量)以下。
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