JP2015030648A - Hexagonal boron nitride, heater, and production method hexagonal boron nitride - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、六方晶窒化ホウ素、当該六方晶窒化ホウ素を用いたヒーター、および当該六方晶窒化ホウ素の製造方法に関する。 The present invention relates to hexagonal boron nitride, a heater using the hexagonal boron nitride, and a method for producing the hexagonal boron nitride.
六方晶窒化ホウ素は、ホウ素原子(B)と窒素原子(N)が交互に共有結合した六角網目状平面同士が、相互にファンデルワールス力で緩く結合して積み重なった、黒鉛類似の層状の結晶構造を有する固体物質である。六方晶窒化ホウ素は、熱伝導性、耐熱性、耐食性、化学安定性、機械的強度、潤滑性などの特性に優れ、また黒鉛とは異なり電気絶縁性であることから、これらの特性を生かして、粉末状態で、固体潤滑材、耐熱離型材、樹脂またはゴムの充填材に使用されている。また、六方晶窒化ホウ素は、化合物半導体育成るつぼ、電気絶縁材料、各種電子材料などとして使用されている。 Hexagonal boron nitride is a layered crystal similar to graphite, in which hexagonal mesh planes in which boron atoms (B) and nitrogen atoms (N) are alternately covalently bonded are loosely bonded to each other by van der Waals forces and stacked. It is a solid substance having a structure. Hexagonal boron nitride is superior in properties such as thermal conductivity, heat resistance, corrosion resistance, chemical stability, mechanical strength, lubricity, and is electrically insulating unlike graphite. In powder form, it is used as a solid lubricant, heat-resistant release material, resin or rubber filler. Further, hexagonal boron nitride is used as a compound semiconductor growing crucible, an electrical insulating material, various electronic materials and the like.
たとえば、特開2001−23759号公報(特許文献1)には、グラファイトを発熱体として用いた気相成長装置用のヒーターにおいて、熱分解窒化ホウ素によりグラファイトを被覆して、グラファイトの表面を電気的に絶縁し、且つ機械的な損傷から保護することが記載されている。特許文献1において、六方晶窒化ホウ素である熱分解窒化ホウ素が被覆材に用いられており、六方晶窒化ホウ素の電気絶縁性、および優れた機械的強度の特性が生かされている。
For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-23759 (Patent Document 1), in a heater for a vapor phase growth apparatus using graphite as a heating element, graphite is coated with pyrolytic boron nitride, and the surface of the graphite is electrically Insulating and protecting from mechanical damage. In
しかしながら、特許文献1に記載のヒーターにおいては、グラファイトと窒化ホウ素との間で熱膨張係数が異なるために、接触面で剥離が生じやすいという問題があった。また、高温下ではグラファイトと窒化ホウ素が反応し、ヒーターの溶融が生じてしまうという問題があった。六方晶窒化ホウ素において、機械的強度などの特性を低下させることなく、導電性を付与することができれば、グラファイトに代えて六方晶窒化ホウ素を発熱体として用いることができるので、剥離および溶融を防止したヒーターを提供することができる。
However, the heater described in
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、機械的強度に優れ、かつ導電性を有する六方晶窒化ホウ素、当該六方晶窒化ホウ素を用いたヒーター、および当該六方晶窒化ホウ素の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and has excellent mechanical strength and conductivity. Hexagonal boron nitride, a heater using the hexagonal boron nitride, and a method for producing the hexagonal boron nitride The purpose is to provide.
本発明は、窒素と、ホウ素と、窒素およびホウ素により構成される結晶構造内にドープされた異種元素とを含み、異種元素は、1族元素および2族元素からなる群より選択される1種以上の元素、または14族元素および酸素以外の16族元素からなる群より選択される1種以上の元素であり、異種元素の含有率は、1質量ppm以上6×104質量ppm以下である、六方晶窒化ホウ素を提供する。
The present invention includes nitrogen, boron, and a heterogeneous element doped in a crystal structure composed of nitrogen and boron, and the heterogeneous element is one selected from the group consisting of a
また、本発明は、上記六方晶窒化ホウ素からなる発熱体と、発熱体に電気を流す電力供給源と、絶縁性の六方晶窒化ホウ素からなり、発熱体を被覆する被覆材と、を備え、電力供給源より発熱体に電気を流して発熱体を発熱させる、ヒーターを提供する。 Further, the present invention comprises a heating element comprising the above hexagonal boron nitride, a power supply source for supplying electricity to the heating element, and a covering material comprising the insulating hexagonal boron nitride and covering the heating element, Provided is a heater in which electricity is supplied from a power supply source to a heating element to generate heat.
また、本発明は、上記六方晶窒化ホウ素を製造する方法であって、窒化物ガスと、ホウ素化合物ガスと、異種元素を含むガスとを用いた化学気相成長法により六方晶窒化ホウ素を形成する工程を含む、六方晶窒化ホウ素の製造方法を提供する。 The present invention is also a method for producing the above hexagonal boron nitride, wherein the hexagonal boron nitride is formed by a chemical vapor deposition method using a nitride gas, a boron compound gas, and a gas containing a different element. A method for producing hexagonal boron nitride is provided.
本発明によると、機械的強度に優れ、かつ導電性を有する六方晶窒化ホウ素を提供することができる。 According to the present invention, hexagonal boron nitride having excellent mechanical strength and conductivity can be provided.
[本発明の実施形態の説明]
本発明に係る六方晶窒化ホウ素(以下、六方晶窒化ホウ素を「hBN」ともいう)の一実施形態は、窒素と、ホウ素と、窒素およびホウ素により構成される結晶構造内にドープされた異種元素とを含み、異種元素は、1族元素および2族元素からなる群より選択される1種以上の元素、または14族元素および酸素以外の16族元素からなる群より選択される1種以上の元素であり、異種元素の含有率は、1質量ppm以上6×104質量ppm以下である。このようなhBNは、上記のような異種元素の添加により導電性を付与することが可能となり、また異種元素は結晶構造内にドープするように添加されているので機械的強度が低下することを抑えることができる。
[Description of Embodiment of the Present Invention]
One embodiment of a hexagonal boron nitride according to the present invention (hereinafter, hexagonal boron nitride is also referred to as “hBN”) is a heterogeneous element doped in nitrogen, boron, and a crystal structure composed of nitrogen and boron. And the heterogeneous element is one or more elements selected from the group consisting of
上記hBNの体積抵抗率は100mΩcm以下であることが好ましい。このような体積抵抗率を有することにより、たとえば、これに電気を流して抵抗加熱によって熱を発生させる発熱体として用いることができる。 The volume resistivity of the hBN is preferably 100 mΩcm or less. By having such a volume resistivity, for example, it can be used as a heating element that generates heat by resistance heating by supplying electricity thereto.
上記hBNは、多結晶体であることが好ましく、多結晶体を構成する単結晶の粒径が10nm以上500nm以下であることが好ましい。このような粒径であることにより、等方性が向上し、機械的強度を向上させることができる。 The hBN is preferably a polycrystal, and the grain size of the single crystal constituting the polycrystal is preferably 10 nm or more and 500 nm or less. By having such a particle size, the isotropic property can be improved and the mechanical strength can be improved.
本発明に係るヒーターの一実施形態は、上記hBNからなる発熱体と、発熱体に電気を流す電力供給源と、絶縁性の六方晶窒化ホウ素からなり、発熱体を被覆する被覆材と、を備え、電力供給源より発熱体に電気を流して発熱体を発熱させる構成である。このような構成のヒーターにおいては、発熱体が、絶縁性で高い機械的強度を有する被覆材により被覆されており、かつ被覆材と発熱体とが同じ材料から構成されているのでこれらの間で剥離や反応が生じることを抑えることができるので、長寿命である。 An embodiment of the heater according to the present invention includes a heating element made of hBN, a power supply source for supplying electricity to the heating element, and a covering material made of insulating hexagonal boron nitride and covering the heating element. And a configuration in which electricity is supplied from the power supply source to the heating element to generate heat. In the heater having such a configuration, the heating element is covered with a coating material having an insulating property and high mechanical strength, and the coating material and the heating element are made of the same material. Since it can suppress peeling and reaction, it has a long life.
本発明に係るhBNの製造方法の一実施形態は、窒化物ガスと、ホウ素化合物ガスと、異種元素を含むガスとを用いた化学気相成長法によりhBNを形成する工程を含む。異種元素は、hBNに異種元素を固溶させることにより添加することもできるが、このような方法では、異種元素がクラスター化し機械的強度が低下したり、導電性を付与できるような濃度での添加が難しかったりする。本実施形態では、窒化物ガスと、ホウ素化合物ガスと、異種元素を含むガスとを用いた化学気相成長法により、異種元素が結晶構造内にドープされた多結晶hBNを製造するので、クラスター化させることなく均一な異種元素の添加が可能であり、機械的強度を低下させることなく導電性を付与することができる。 One embodiment of the method for producing hBN according to the present invention includes a step of forming hBN by chemical vapor deposition using a nitride gas, a boron compound gas, and a gas containing a different element. The different elements can be added by dissolving the different elements in hBN. However, in such a method, the different elements are clustered and the mechanical strength is lowered or the conductivity can be imparted. Addition may be difficult. In this embodiment, the polycrystalline hBN in which the different elements are doped in the crystal structure is manufactured by the chemical vapor deposition method using the nitride gas, the boron compound gas, and the gas containing the different elements. Therefore, it is possible to add a uniform different element without reducing the mechanical strength, and the conductivity can be imparted without lowering the mechanical strength.
[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明の実施形態のhBN、ヒーター、およびhBNの製造方法について、さらに詳細に説明する。
[Details of the embodiment of the present invention]
Hereinafter, the hBN, the heater, and the method for manufacturing hBN of the embodiment of the present invention will be described in more detail.
<六方晶窒化ホウ素(hBN)>
本実施形態のhBNは、窒素(N)と、ホウ素(B)と、窒素およびホウ素により構成される結晶構造内にドープされた異種元素とを含む。
<Hexagonal boron nitride (hBN)>
The hBN of this embodiment includes nitrogen (N), boron (B), and a heterogeneous element doped in a crystal structure composed of nitrogen and boron.
本明細書において、「結晶構造内にドープされた異種元素」とは、異種元素が、窒素およびホウ素が共有結合することによって構成されるhBNの結晶構造において、一部の窒素またはホウ素と置換された状態で、換言すれば、結晶構造を構成する窒素およびホウ素と共有結合した状態で存在しており、原子レベルで結晶構造内に分散されている状態をいう。本実施形態のhBNは、好ましくはクラスター化した異種元素を含まない。クラスターは、複数の原子が凝集した状態で結晶構造内に存在する状態であり、結晶構造内に原子レベルで分散して存在する状態とは異なる。クラスター化した異種元素を含む場合、異種元素は結晶構造内に不均一に存在することになり、hBNの均質性を低下させるとともに、結晶構造に大きな歪みをもたらし、結果的にhBNの機械的強度を低下させることになるので好ましくない。 In this specification, “a heterogeneous element doped in a crystal structure” means that a heterogeneous element is substituted with a part of nitrogen or boron in the crystal structure of hBN formed by covalently bonding nitrogen and boron. In other words, in other words, a state in which it is present in a state of being covalently bonded to nitrogen and boron constituting the crystal structure and dispersed in the crystal structure at the atomic level. The hBN of this embodiment preferably does not contain clustered heterogeneous elements. A cluster is a state in which a plurality of atoms are aggregated and exist in a crystal structure, and is different from a state in which they are dispersed and present at an atomic level in the crystal structure. When a clustered heterogeneous element is included, the heterogeneous element exists non-uniformly in the crystal structure, reducing the homogeneity of hBN and causing a large distortion in the crystal structure, resulting in the mechanical strength of hBN. Is not preferable.
hBNの構成は、単結晶を一部に含み、他の部分がアモルファス、不定状態である構成でもよく、単結晶から構成される多結晶体であってもよいが、高い機械的強度を有するという点から多結晶体であることが好ましい。 The structure of hBN may include a single crystal in a part and the other part may be amorphous or indefinite, or may be a polycrystal composed of a single crystal, but has a high mechanical strength. From the point of view, it is preferably a polycrystal.
hBNにおいて、異種元素が含まれるかどうかおよびその含有率は誘導結合プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)分析、2次イオン質量分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spectroscopy)によって測定することができる。hBNに異種元素が含まれる場合に、異種元素が原子レベルで結晶構造内に分散されているかどうかは、たとえば、(1)hBN中に異種元素の結晶相が存在するかどうかを観察することによって、(2)hBNにおける異種元素の原子濃度分布を測定することによって、(3)hBNの導電性の有無を測定することによって、また、上記(1)〜(3)および他の方法を適宜組み合わせることによって確認することができる。 Whether or not a different element is contained in hBN and the content thereof can be measured by inductively coupled plasma (ICP) analysis, secondary ion mass spectrometry (SIMS). When the heterogeneous element is contained in hBN, whether the heterogeneous element is dispersed in the crystal structure at the atomic level can be determined by, for example, (1) observing whether a crystal phase of the heterogeneous element exists in hBN. , (2) by measuring the atomic concentration distribution of different elements in hBN, (3) by measuring the presence or absence of conductivity of hBN, and appropriately combining the above (1) to (3) and other methods Can be confirmed.
上記(1)に関し、原子レベルで結晶構造内に分散されている異種元素は、hBNとは異なる結晶相を構成しないため、異種元素の結晶相が観察されない。これに対して、クラスター化して存在する異種元素は、hBNとは異なる結晶相を構成するため、異種元素の結晶相が観察される。このような結晶相の有無は、たとえば、X線回折スペクトルによって観察することができ、また、結晶相の大きさによっては、目視によっても観察することができる。 Regarding the above (1), since the different element dispersed in the crystal structure at the atomic level does not form a crystal phase different from hBN, the crystal phase of the different element is not observed. On the other hand, since the different elements present in a cluster form a crystal phase different from that of hBN, a crystal phase of the different elements is observed. The presence or absence of such a crystal phase can be observed by, for example, an X-ray diffraction spectrum, and can also be visually observed depending on the size of the crystal phase.
上記(2)に関し、異種元素が原子レベルで結晶構造内に分散されている場合、クラスター化した状態で存在している場合と比して、異種元素の原子濃度分布は均一となる。このような原子濃度分布は、たとえば、二次イオン質量分析(SIMS:Secondary Ion Mass Spectroscopy)によって測定することができる。結晶構造中の任意の2点において測定される異種元素の原子濃度差が所定の値以下である場合に、異種元素の原子濃度分布が均一であるとみなすことができ、異種元素は、原子レベルで結晶構造内に分散されている状態であり、クラスター化している状態ではないとみなすことができる。 Regarding (2) above, when the different elements are dispersed in the crystal structure at the atomic level, the atomic concentration distribution of the different elements is uniform as compared to the case where the different elements exist in a clustered state. Such an atomic concentration distribution can be measured by, for example, secondary ion mass spectrometry (SIMS). When the difference in atomic concentration of different elements measured at two arbitrary points in the crystal structure is less than or equal to a predetermined value, the atomic concentration distribution of the different elements can be considered to be uniform. It can be considered that it is in a state dispersed in the crystal structure and not in a clustered state.
上記(3)に関し、たとえば、hBNに対し、X線回折スペクトルによって異種元素の結晶相が存在しないことを確認し、さらに、hBNの体積抵抗率(Ωcm)を測定して導電性を確認する。異種元素の結晶相が確認されず、かつ体積抵抗率が所定値以下である場合に、異種元素が原子レベルで結晶構造内に分散されているとみなすことができる。 Regarding (3) above, for example, for hBN, it is confirmed by the X-ray diffraction spectrum that there is no crystal phase of a different element, and the volume resistivity (Ωcm) of hBN is measured to confirm conductivity. When the crystal phase of the different element is not confirmed and the volume resistivity is not more than a predetermined value, it can be considered that the different element is dispersed in the crystal structure at the atomic level.
本実施形態のhBNにドープされた異種元素は、1族元素および2族元素からなる群より選択される1種類以上の元素、または14族元素および酸素以外の16族元素からなる群より選択される1種以上の元素である。1族元素および2族元素は、最外殻のp軌道に電子がないので、アクセプターとなってhBNに導電性を付与することができる。1族元素としては、リチウム(Li)が例示され、2族元素としてベリリウム(Be),マグネシウム(Mg)が例示される。14族元素および16族元素は、最外殻のp軌道の電子を供与することによりドナーとなってhBNに導電性を付与することができる。14族元素としては、炭素(C),ケイ素(Si)が例示され、16族元素としては、硫黄(S)が例示される。
The heterogeneous element doped in hBN of this embodiment is selected from one or more elements selected from the group consisting of
本実施形態のhBNは、異種元素として、1族元素および2族元素からなる群より選択される1種以上のアクセプターとなる元素、または14族元素および酸素以外の16族元素からなる群より選択される1種以上のドナーとなる元素を含むものであり、アクセプターとなる元素を複数種類含んでいてもよく、またドナーとなる元素を複数種類含んでいてもよい。
HBN of this embodiment is selected from the group consisting of one or more acceptor elements selected from the group consisting of
本実施形態のhBNにおいて、異種元素の含有率は、1質量ppm以上6×104質量ppm以下である。異種元素の含有率が1質量ppm未満であると導電性を付与することが難しく、6×104質量ppmを超えると十分な機械的強度を得ることが難しくなる。また、上記数値範囲においては、電気を流して抵抗加熱により十分な熱を発生させることができるので、発熱体として有用な材料となる。異種元素の含有率は、好ましくは1000質量ppm以上100000質量ppm以下である。 In the hBN of the present embodiment, the content of different elements is 1 mass ppm or more and 6 × 10 4 mass ppm or less. When the content of the different element is less than 1 ppm by mass, it is difficult to impart conductivity, and when it exceeds 6 × 10 4 ppm by mass, it is difficult to obtain sufficient mechanical strength. In addition, in the above numerical range, sufficient heat can be generated by resistance heating with electricity flowing, so that the material is useful as a heating element. The content of the different elements is preferably 1000 ppm by mass or more and 100000 ppm by mass or less.
本明細書において、異種元素の含有率は、ICP分析により測定される値とする。なお、本実施形態のhBNにおいては、異種元素は含有率によらず均一に分散されているので、hBNにおいて局所的な特性のばらつきが生じることを抑制することができる。 In the present specification, the content of different elements is a value measured by ICP analysis. In the hBN of the present embodiment, since different elements are uniformly dispersed regardless of the content rate, it is possible to suppress local variations in characteristics in the hBN.
本実施形態のhBNは体積抵抗率が、好ましくは100mΩcm以下であり、さらに好ましくは10mΩcm以下である。体積抵抗率が100mΩcm以下であることにより、放電加工しやすく、放電加工により効率的な加工および精密な加工が可能となる。本明細書において、体積抵抗率とはJIS C2141に準じて測定される値とする。 The hBN of the present embodiment has a volume resistivity of preferably 100 mΩcm or less, more preferably 10 mΩcm or less. When the volume resistivity is 100 mΩcm or less, electric discharge machining is easy, and efficient machining and precise machining can be performed by electric discharge machining. In this specification, the volume resistivity is a value measured according to JIS C2141.
本実施形態のhBNは多結晶体であることが好ましく、多結晶体を構成する単結晶の粒径(結晶粒の最大長さ)は、好ましくは1μm以下であり、さらに好ましくは10〜500nmである。単結晶の粒径が500nm以下であることにより、等方性が向上し、欠けにくく、機械的強度に優れた多結晶hBNが得られる。多結晶hBNを構成する単結晶の粒径はばらつきが小さい方が好ましく、全結晶を構成する粒子群の平均粒径の2倍を超える粒径を有する粒子数が20%未満であることが好ましい。粒径のばらつきが上記範囲内であることにより、さらに等方性が向上し、機械的強度に優れた多結晶hBNが得られる。 The hBN of the present embodiment is preferably a polycrystal, and the grain size (maximum length of crystal grains) of the single crystal constituting the polycrystal is preferably 1 μm or less, more preferably 10 to 500 nm. is there. When the grain size of the single crystal is 500 nm or less, the isotropic property is improved, the polycrystalline hBN which is not easily chipped and has excellent mechanical strength is obtained. It is preferable that the single crystal constituting the polycrystalline hBN has a small variation in particle size, and the number of particles having a particle size exceeding twice the average particle size of the particles constituting the entire crystal is preferably less than 20%. . When the variation in the particle diameter is within the above range, the isotropy is further improved, and polycrystalline hBN excellent in mechanical strength is obtained.
本実施形態のhBNは、後述するhBNの製造方法により製造することができ、この製造方法によれば、単結晶の粒子間に結合剤を介在させることなく、粒子同士を強固に結合させることができる。なお、結合剤により粒子同士を結合させた場合は、hBNの機械的強度が低下するが、本実施形態のhBNは結合剤を介在させることなく構成することができるので、高い機械的強度を有する。 The hBN of the present embodiment can be manufactured by a method for manufacturing hBN, which will be described later. According to this manufacturing method, particles can be firmly bonded to each other without interposing a binder between single crystal particles. it can. In addition, when particles are bonded with a binder, the mechanical strength of hBN is reduced, but the hBN of the present embodiment can be configured without intervening binder, and thus has high mechanical strength. .
また、後述する製造方法によれば、不可避不純物の混入量が十分に低いhBNを製造することができる。具体的には、本実施形態のhBNにおいて、不可避不純物である各元素の各々の含有率を1×103質量ppm以下、さらには1×102質量ppm以下とすることができる。不可避不純物である各元素の各々の含有率が1×103質量ppm以下であることにより、単結晶粒界でのすべりを抑制することができ、単結晶粒同士の結合をより強固にすることができるため、hBNの機械的強度をさらに高めることができる。したがって、本実施形態のhBNにおいて、不可避不純物である各元素の各々の含有率は、好ましくは1×103質量ppm以下であり、さらに好ましくは1×102質量ppm以下である。なお、不可避不純物とは、窒素、ホウ素、および意図した異種元素以外の元素を意味し、水素(H)、酸素(O)、シリコン(Si)、遷移金属などを挙げることができる。 Moreover, according to the manufacturing method mentioned later, hBN with a sufficiently low amount of inevitable impurities can be manufactured. Specifically, in the hBN of the present embodiment, the content of each element that is an inevitable impurity can be set to 1 × 10 3 mass ppm or less, further 1 × 10 2 mass ppm or less. When the content of each element that is an inevitable impurity is 1 × 10 3 mass ppm or less, slip at the single crystal grain boundary can be suppressed, and the bond between the single crystal grains can be made stronger. Therefore, the mechanical strength of hBN can be further increased. Therefore, in the hBN of this embodiment, the content of each element that is an inevitable impurity is preferably 1 × 10 3 mass ppm or less, and more preferably 1 × 10 2 mass ppm or less. The inevitable impurities mean nitrogen, boron, and elements other than the intended different elements, and examples thereof include hydrogen (H), oxygen (O), silicon (Si), and transition metals.
不可避不純物の各元素の各々の含有率は、ICP分析やSIMS分析で測定することができる。これらの分析方法による検出限界は1×102質量ppm程度であるので、不可避不純物は、これらの分析方法により検出されない程度であることが好ましい。 The content of each element of inevitable impurities can be measured by ICP analysis or SIMS analysis. Since the detection limit by these analytical methods is about 1 × 10 2 mass ppm, it is preferable that inevitable impurities are not detected by these analytical methods.
また、本実施形態のhBNは、高い機械的強度を有し、かつ導電性を有することから、ヒーターの発熱体、構造体、支持物、断熱材として有用である。 Further, the hBN of the present embodiment is useful as a heater heating element, a structure, a support, and a heat insulating material because it has high mechanical strength and conductivity.
<ヒーター>
図1は、hBNからなる発熱体を備えたヒーターの一実施形態を示す断面図である。本実施形態のヒーターにおいて、発熱体11は、本発明に係る導電性のhBNからなり、発熱体11の表面の一部は絶縁性のhBNよりなる被覆材12により被覆されている。また、発熱体11は、不図示の電力供給源に接続され、電力供給源より発熱体に電気を流すことにより抵抗加熱により発熱体が発熱するように構成されている。ヒーターにおいて、加熱対象は、空間13に載置されて加熱される。
<Heater>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a heater including a heating element made of hBN. In the heater of this embodiment, the heating element 11 is made of conductive hBN according to the present invention, and a part of the surface of the heating element 11 is covered with a covering
発熱体11に用いられている本発明に係るhBNは、高い機械的強度を有し、かつ導電性を有することから、抵抗加熱によって発熱する。また、発熱体11とそれを被覆する被覆材12が特性は異なるものの同じhBNから形成されていることにより、これらの材料間での熱膨張係数が同じでありはがれにくく、また高温環境下においても材料間で化学反応することがなく、長寿命である。このようなヒーターは、発熱体の温度を、たとえば1800〜2000℃の高温に保つことができる。このようなヒーターは、たとえば、化学気相成長用のヒーターとして用いることができる。
Since the hBN according to the present invention used for the heating element 11 has high mechanical strength and conductivity, it generates heat by resistance heating. In addition, since the heating element 11 and the covering
<六方晶窒化ホウ素(hBN)の製造方法>
本実施形態のhBNの製造方法は、窒化物ガスと、ホウ素化合物ガスと、異種元素を含むガスとを用いた化学気相成長法によりhBNを形成する工程を含む。製造されるhBNは、窒素と、ホウ素と、窒素およびホウ素により構成される結晶構造内にドープされた異種元素とを含み、異種元素は、1族元素および2族元素からなる群より選択される1種類以上の元素、または14族元素および酸素以外の16族元素からなる群より選択される1種以上の元素であり、hBNにおける異種元素の含有率は、1質量ppm以上6×104質量ppm以下である。
<Method for producing hexagonal boron nitride (hBN)>
The method for manufacturing hBN of this embodiment includes a step of forming hBN by chemical vapor deposition using a nitride gas, a boron compound gas, and a gas containing a different element. The produced hBN includes nitrogen, boron, and a heterogeneous element doped in a crystal structure composed of nitrogen and boron, and the heterogeneous element is selected from the group consisting of a
hBNを形成する工程は、図2に示すように、窒素と、ホウ素と、窒素およびホウ素により構成される結晶構造内にドープされた異種元素とを含み、異種元素は、1族元素および2族元素からなる群より選択される1種類以上の元素、または14族元素および酸素以外の16族元素からなる群より選択される1種以上の元素であり、hBNにおける異種元素の含有量は、1質量ppm以上6×104質量ppm以下であるhBN1を、基材2上に形成する。このようなhBNは、たとえば、以下の化学気相成長(CVD:Chemical Vapor Deposition)法を用いることにより基材上に形成することができる。
As shown in FIG. 2, the step of forming hBN includes nitrogen, boron, and a heterogeneous element doped in a crystal structure composed of nitrogen and boron. One or more elements selected from the group consisting of elements, or one or more elements selected from the group consisting of group 14 elements other than group 14 elements and oxygen, and the content of different elements in hBN is 1 HBN1 having a mass ppm of 6 × 10 4 mass ppm or less is formed on the
(CVD法)
まず、真空チャンバ内に、その主面上にhBNを気相成長させるための基材2を配置する。基材2の材料としては、1400℃〜2300℃程度の温度に耐え得る材料であれば、いかなる金属、無機セラミック材料、炭素材料、窒化ホウ素材料を用いてもよい。hBNに混入する不純物を低減するという観点から、少なくとも基材の主面は窒化ホウ素材料であることが好ましい。
(CVD method)
First, the
次に、真空チャンバ内に配置された基材2を1400℃以上2300℃以下程度の温度で加熱する。加熱方法としては公知の方法を採用することができ、たとえば、基材2を直接あるいは間接的に加熱可能なヒーターを真空チャンバに設置する方法が挙げられる。
Next, the
次に、真空チャンバ内に、窒化物ガスと、ホウ素化合物ガスと、異種元素を含むガスとを導入する。このとき、真空チャンバ内の真空度(圧力)を大気圧以下にする。これにより、窒化物ガスと、ホウ素化合物ガスと、異種元素を含むガスとを、真空チャンバ内で均一に混合させることができる。 Next, a nitride gas, a boron compound gas, and a gas containing a different element are introduced into the vacuum chamber. At this time, the degree of vacuum (pressure) in the vacuum chamber is set to atmospheric pressure or lower. As a result, the nitride gas, the boron compound gas, and the gas containing the different element can be uniformly mixed in the vacuum chamber.
窒化物ガスとしては、アンモニア、4,4’−ジアミノジフェニルスルホンなどを用いることができ、酸素による汚染を防止するという観点から、アンモニアを用いることが好ましい。ホウ素化合物ガスとしては、たとえば、三塩化ホウ素(BCl3)のようなハロゲン化ホウ素、有機ホウ素化合物、またはこれらを組み合わせて使用することができる。また、異種元素を含むガスとしては、異種元素の水素化物からなるガス、異種元素を含む炭化水素ガスを用いることが好ましい。異種元素の水素化物からなるガスを用いた場合、当該ガスを高温中で容易に分解することができるため、効率的に異種元素を基材上に供給することができる。 As the nitride gas, ammonia, 4,4′-diaminodiphenyl sulfone, or the like can be used, and ammonia is preferably used from the viewpoint of preventing contamination by oxygen. As the boron compound gas, for example, a boron halide such as boron trichloride (BCl 3 ), an organic boron compound, or a combination thereof can be used. As the gas containing a different element, it is preferable to use a gas composed of a hydride of a different element or a hydrocarbon gas containing a different element. When a gas composed of a hydride of a different element is used, the gas can be easily decomposed at a high temperature, so that the different element can be efficiently supplied onto the substrate.
たとえば、異種元素としてSをドープさせる場合には、硫化水素(H2S)、硫化ジメチル(C2H6S)などを用いることが好ましく、Cをドープさせる場合には、ジメチルアミン、トリエチルアミン、炭化水素などを用いることが好ましく、Siをドープさせる場合には、シランなどを用いることが好ましく、Liをドープさせる場合には、アルキルリチウムなどを用いることが好ましく、Beをドープさせる場合には、高温で直接気化させる方法を用いることが好ましく、Mgをドープさせる場合には、有機マグネシウム化合物などを用いることが好ましい。 For example, when S is doped as a different element, it is preferable to use hydrogen sulfide (H 2 S), dimethyl sulfide (C 2 H 6 S), etc., and when C is doped, dimethylamine, triethylamine, It is preferable to use a hydrocarbon or the like. When Si is doped, silane or the like is preferably used. When Li is doped, alkyllithium or the like is preferably used. When Be is doped, A method of directly vaporizing at a high temperature is preferably used. When Mg is doped, an organic magnesium compound or the like is preferably used.
そして、混合されたガスを1400℃以上の温度で熱分解することにより、基材の主面上に、窒素と、ホウ素と、窒素およびホウ素により構成される結晶構造内にドープされた異種元素とを含むhBN、換言すれば、異種元素が原子レベルで結晶構造内に分散して存在するhBN1が形成される。 Then, by pyrolyzing the mixed gas at a temperature of 1400 ° C. or higher, nitrogen, boron, and a heterogeneous element doped in a crystal structure composed of nitrogen and boron are formed on the main surface of the substrate. In other words, hBN1 is formed in which different elements are dispersed in the crystal structure at the atomic level.
上記CVD法において、hBN1に含まれる単結晶の粒径を10nm以上500nm以下とするためには、真空度を200Torr以下にする。なお、hBN1の構成は、単結晶を一部に含み、他の部分がアモルファス、不定形である構成でもよく、単結晶から構成される多結晶であってもよい。より粒径が均一な多結晶hBNを得るためには、X線回折における(111)半値線幅0.21°以上のhBN1を形成することが好ましい。 In the above CVD method, the degree of vacuum is set to 200 Torr or less in order to make the grain size of the single crystal contained in hBN1 10 nm or more and 500 nm or less. The structure of hBN1 may be a structure in which a single crystal is included in part and the other part is amorphous or indefinite, or may be a polycrystal composed of a single crystal. In order to obtain polycrystalline hBN having a more uniform particle size, it is preferable to form hBN1 having a (111) half-value line width of 0.21 ° or more in X-ray diffraction.
また、上記CVD法において、hBN1における異種元素の含有率を1質量ppm以上6×104質量ppm以下にするために、窒化物ガスと、ホウ素化合物ガスと、異種元素を含むガスとの混合割合を調整する。窒化物ガスとホウ素化合物ガスとの混合割合については、窒素とホウ素の原子濃度の違いが10%以下となるようにすることが好ましい。異種元素を含むガスについては、混合割合を大きくすることにより、hBN1における異種元素の含有量を大きくすることができる。また、異種元素を含むガスの種類を変えることによっても、異種元素の含有率を調整することができる。
Further, in the above CVD method, the mixing ratio of the nitride gas, the boron compound gas, and the gas containing the different element in order to make the content of the different element in
本工程において、上記CVD法を用いることにより、基材上に、窒素と、ホウ素と、窒素およびホウ素により構成される結晶構造内にドープされた異種元素とを含むhBNであって、異種元素の含有率が1質量ppm以上6×104質量ppm以下であるhBNが形成される。 In this step, by using the above-mentioned CVD method, hBN containing nitrogen, boron, and a heterogeneous element doped in a crystal structure composed of nitrogen and boron on a substrate, HBN having a content of 1 ppm by mass to 6 × 10 4 ppm by mass is formed.
また、本工程で準備されるhBNに関し、厚み方向および面内方向のいずれにおいても、異種元素が均一にドープされていること、すなわち、hBN中における異種元素の原子濃度分布が均一であることが好ましい。hBN中に均一に異種元素がドープされていることにより、特性にばらつきのないhBNを構成することができる。 In addition, regarding hBN prepared in this step, the heterogeneous element is uniformly doped in both the thickness direction and the in-plane direction, that is, the atomic concentration distribution of the heterogeneous element in hBN is uniform. preferable. Since the heterogeneous element is uniformly doped in hBN, hBN having no variation in characteristics can be configured.
異種元素の原子濃度分布を均一にするためには、窒化物ガスと、ホウ素化合物ガスと、異種元素を含むガスとを同時に真空チャンバ内に導入することが好ましい。これにより、各ガスを容易に均一に混合することができ、異種元素が均一にドープされたhBNを効率的に基材上に生成することができる。また、各ガスは、基材の主面の真上方向から基材の主面に向けて供給してもよく、基材の主面に対して斜め方向あるいは水平方向から基材に向けて供給してもよい。より効率的に、かつより均一に異種元素をドープするという観点からは、基材の主面の真上方向から基材の主面に向けて供給することが好ましい。また、さらに効率的に、かつさらに均一に異種元素をドープすべく、真空チャンバ内に、窒化物ガスと、ホウ素化合物ガスと、前記異種元素を含むガスとを基材の主面上に導く案内部材を設けてもよい。 In order to make the atomic concentration distribution of the different elements uniform, it is preferable to introduce the nitride gas, the boron compound gas, and the gas containing the different elements into the vacuum chamber at the same time. Thereby, each gas can be easily and uniformly mixed, and hBN in which different elements are uniformly doped can be efficiently generated on the substrate. Each gas may be supplied from the direction directly above the main surface of the base material toward the main surface of the base material, and supplied from the oblique direction or the horizontal direction to the base material toward the base material. May be. From the viewpoint of more efficiently and more uniformly doping a different element, it is preferable to supply from the direction directly above the main surface of the base material toward the main surface of the base material. Further, in order to more efficiently and more uniformly dope different elements, a guide for guiding the nitride gas, the boron compound gas, and the gas containing the different elements onto the main surface of the substrate in the vacuum chamber. A member may be provided.
また、本工程で準備されるhBNに関し、その密度は、1.4g/cm3以上2.1g/cm3以下であることが好ましい。hBNの密度が1.4g/cm3以上の場合、50%以上の歩留まりで焼結に成功することができる。 The density of hBN prepared in this step is preferably 1.4 g / cm 3 or more and 2.1 g / cm 3 or less. When the hBN density is 1.4 g / cm 3 or more, sintering can be successfully achieved with a yield of 50% or more.
hBNの密度は、たとえば、hBNを基材の主面上に成長させる際の温度(℃)、各ガスの導入速度(ml/min)によって調整することができる。具体的には、温度を高くすることにより、また、各ガスの導入速度を速めることにより、hBNの密度を大きくすることができる。 The density of hBN can be adjusted by, for example, the temperature (° C.) at which hBN is grown on the main surface of the substrate and the introduction rate (ml / min) of each gas. Specifically, the density of hBN can be increased by increasing the temperature and increasing the introduction rate of each gas.
また、本工程で準備されるhBNに関し、不可避不純物の含有率が低いことが好ましく、具体的には、不可避不純物である各元素の各々の含有率が1×103質量ppm以下であることが好ましい。不可避不純物の含有率を低く抑えることにより、不可避不純物の存在に起因する粒成長を抑制することができるため、hBN中により均一な大きさの単結晶を含有させることができる。なお、ICP分析、SIMS分析など、hBN中の不可避不純物の含有率を測定可能な分析に用いられる分析装置は、一般的に、検出限界が1×102質量ppm以下であるため、含有率が1×102質量ppm以下の元素は、上記分析装置において検出されないことになる。 Moreover, regarding the hBN prepared in this step, the content of inevitable impurities is preferably low. Specifically, the content of each element that is an inevitable impurity is 1 × 10 3 mass ppm or less. preferable. By keeping the content of inevitable impurities low, grain growth due to the presence of inevitable impurities can be suppressed, so that a single crystal having a more uniform size can be contained in hBN. In addition, since the detection limit is generally 1 × 10 2 mass ppm or less, an analysis apparatus used for analysis capable of measuring the content of inevitable impurities in hBN such as ICP analysis and SIMS analysis has a content rate of 1 × 10 2 mass ppm or less. An element of 1 × 10 2 mass ppm or less is not detected by the analyzer.
hBNへの不可避不純物の混入は、ガスを熱分解する際の真空チャンバ内の真空度を比較的高く設定することによって抑制することができる。通常、CVD法によりhBNを形成する場合、真空チャンバ内の真空度は100Torr〜150Torr程度に維持されるが、本発明者らは、この真空度を10Torr〜90Torr程度に維持することにより、不可避不純物である各元素の各々の含有率を1×103質量ppm以下に制御できることを知見している。 Mixing of inevitable impurities into hBN can be suppressed by setting the degree of vacuum in the vacuum chamber when the gas is pyrolyzed relatively high. Normally, when hBN is formed by CVD, the degree of vacuum in the vacuum chamber is maintained at about 100 Torr to 150 Torr, but the present inventors maintain unavoidable impurities by maintaining this degree of vacuum at about 10 Torr to 90 Torr. It has been found that the content of each element can be controlled to 1 × 10 3 mass ppm or less.
なお、上記CVD法では、基材を加熱した後に、真空チャンバ内に混合ガスを導入する方法について説明したが、混合ガスを導入した後に、基材を加熱する方法を用いてもよく、同時に行ってもよい。 In the above CVD method, the method of introducing the mixed gas into the vacuum chamber after heating the base material has been described. However, the method of heating the base material after introducing the mixed gas may be used, and simultaneously performed. May be.
以上詳述した本実施形態のhBNの製造方法によれば、上述の特徴を有するhBN、すなわち、窒素と、ホウ素と、窒素およびホウ素により構成される結晶構造内にドープされた異種元素とを含み、異種元素は、1族元素および2族元素からなる群より選択される1種以上の元素、または14族元素および酸素以外の16族元素からなる群より選択される1種以上の元素であり、異種元素の含有率は、1質量ppm以上6×104質量ppm以下である多結晶hBNを製造することができる。このような多結晶hBNは、従来の技術では製造できないものである。
According to the hBN manufacturing method of the present embodiment described in detail above, hBN having the above-described characteristics, that is, including nitrogen, boron, and a heterogeneous element doped in a crystal structure composed of nitrogen and boron. The heterogeneous element is one or more elements selected from the group consisting of
また、本実施形態の製造方法によれば、異種元素が均一に分散するようにhBNが形成されるため、hBNを構成する結晶粒が局所的に異常成長するのを効果的に抑制することができる。これにより、hBNを構成する単結晶の粒径をより均一にすることができ、結果的に、上記特徴を均一に有する、均質なhBNを製造することができる。 Moreover, according to the manufacturing method of this embodiment, since hBN is formed so that dissimilar elements are uniformly dispersed, it is possible to effectively suppress local abnormal growth of crystal grains constituting hBN. it can. Thereby, the grain size of the single crystal constituting hBN can be made more uniform, and as a result, homogeneous hBN having the above characteristics can be produced.
実施例1〜3において、以下に詳述するように、CVD法でhBNを作製し、得られたhBNに関して、以下の方法により単結晶の粒径の測定、および異種元素の含有率の測定、体積抵抗率の測定を行なった。 In Examples 1 to 3, as described in detail below, hBN was prepared by a CVD method, and for the obtained hBN, measurement of the grain size of a single crystal and measurement of the content of different elements by the following method, The volume resistivity was measured.
<単結晶の粒径の測定>
電子顕微鏡を用いて得たSEM(Scanning Electron Microscopy)像における各単結晶の粒径を実測した。
<Measurement of grain size of single crystal>
The particle size of each single crystal in an SEM (Scanning Electron Microscopy) image obtained using an electron microscope was measured.
<異種元素の含有率の測定>
ICP−MS分析装置を用いて、各元素の含有率を測定した。
<Measurement of content of different elements>
The content of each element was measured using an ICP-MS analyzer.
<X線回折測定>
X線回折装置により、X回折スペクトルを得た。
<X-ray diffraction measurement>
An X-ray diffraction spectrum was obtained using an X-ray diffractometer.
<体積抵抗率の測定>
抵抗率測定器により、温度20℃での体積抵抗率を測定した。
<Measurement of volume resistivity>
The volume resistivity at a temperature of 20 ° C. was measured with a resistivity meter.
<実施例1>
まず、真空チャンバ内に、熱分解窒化ホウ素からなる基材を配置した。次に、チャンバ内の基材を1500℃のグラファイトヒーターで加熱し、そして、真空チャンバ内の真空度(圧力)を10Torrとして、真空チャンバ内に三塩化ホウ素を100sccm、アンモニアを100sccm、硫化水素を2sccmで供給を1時間継続した。これにより、基材の主面上に、約100μmの厚さの、硫黄がドープされたhBNが形成された。
<Example 1>
First, a base material made of pyrolytic boron nitride was placed in a vacuum chamber. Next, the substrate in the chamber is heated with a 1500 ° C. graphite heater, and the degree of vacuum (pressure) in the vacuum chamber is 10 Torr. Boron trichloride is 100 sccm, ammonia is 100 sccm, and hydrogen sulfide is contained in the vacuum chamber. Feeding was continued for 1 hour at 2 sccm. Thereby, hBN doped with sulfur having a thickness of about 100 μm was formed on the main surface of the substrate.
その後、同様の供給量で、三塩化ホウ素、アンモニア、硫化水素の供給を継続し、最終的に50×50×20mmの板状の硫黄がドープされたhBNが形成された。 Thereafter, the supply of boron trichloride, ammonia, and hydrogen sulfide was continued at the same supply amount, and finally hBN doped with plate-like sulfur of 50 × 50 × 20 mm was formed.
形成されたhBNは、単結晶の粒径が各々0.1〜1μmであり、硫黄の含有率が1×104質量ppmであり、体積抵抗率が1mΩcmであった。 The formed hBN had a single crystal particle size of 0.1 to 1 μm, a sulfur content of 1 × 10 4 ppm by mass, and a volume resistivity of 1 mΩcm.
このようにして作製したhBNを発熱体とし、さらに絶縁性のhBNを被覆材として用いて、図1に示すヒーターを構成した。かかるヒーターを、2000℃の温度まで昇温させても、発熱体と被覆材との間の剥離、溶融は観察されなかった。 The heater shown in FIG. 1 was configured using hBN thus produced as a heating element and further using insulating hBN as a covering material. Even when the heater was heated up to a temperature of 2000 ° C., peeling and melting between the heating element and the covering material were not observed.
<実施例2>
真空チャンバ内の圧力を100Torrとした点以外は、実施例1と同様の方法によりhBNを形成した。三塩化ホウ素、アンモニア、硫化水素の供給を1時間継続したところ、約100μmの厚さの、硫黄がドープされたhBNが形成された。その後供給を継続し、最終的に50×50×20mmの板状の硫黄がドープされたhBNが形成された。
<Example 2>
HBN was formed by the same method as in Example 1 except that the pressure in the vacuum chamber was 100 Torr. When the supply of boron trichloride, ammonia and hydrogen sulfide was continued for 1 hour, sulfur-doped hBN having a thickness of about 100 μm was formed. Thereafter, the supply was continued, and finally hBN doped with plate-like sulfur of 50 × 50 × 20 mm was formed.
形成されたhBNは、単結晶の粒径が各々0.1〜1μmであり、硫黄の含有率が1×104質量ppmであり、体積抵抗率が1mΩcmであった。 The formed hBN had a single crystal particle size of 0.1 to 1 μm, a sulfur content of 1 × 10 4 ppm by mass, and a volume resistivity of 1 mΩcm.
このようにして作製したhBNを発熱体とし、さらに絶縁性のhBNを被覆材として用いて、図1に示すヒーターを構成した。かかるヒーターを、2000℃の温度まで昇温させても、発熱体と被覆材との間の剥離、溶融は観察されなかった。 The heater shown in FIG. 1 was configured using hBN thus produced as a heating element and further using insulating hBN as a covering material. Even when the heater was heated up to a temperature of 2000 ° C., peeling and melting between the heating element and the covering material were not observed.
<実施例3>
まず、真空チャンバ内に、熱分解窒化ホウ素からなる基材を配置した。次に、真空チャンバ内に雰囲気ガスとして窒素を充填して基材を2000℃のグラファイトヒーターで加熱し、そして、真空チャンバ内の圧力を100Torrとして、真空チャンバ内に三塩化ホウ素を100sccm、アンモニアを100sccm、硫化水素を2sccmで供給を1時間継続した。これにより、基材の主面上に、約100μmの厚さの、硫黄がドープされたhBNが形成された。
<Example 3>
First, a base material made of pyrolytic boron nitride was placed in a vacuum chamber. Next, the vacuum chamber is filled with nitrogen as an atmospheric gas, the substrate is heated with a graphite heater at 2000 ° C., the pressure in the vacuum chamber is 100 Torr, boron trichloride is 100 sccm, and ammonia is placed in the vacuum chamber. Supply was continued at 100 seem and hydrogen sulfide at 2 seem for 1 hour. Thereby, hBN doped with sulfur having a thickness of about 100 μm was formed on the main surface of the substrate.
その後、同様の供給量で、三塩化ホウ素、アンモニア、硫化水素の供給を継続し、最終的に50×50×20mmの板状の硫黄がドープされたhBNが形成された。 Thereafter, the supply of boron trichloride, ammonia, and hydrogen sulfide was continued at the same supply amount, and finally hBN doped with plate-like sulfur of 50 × 50 × 20 mm was formed.
形成されたhBNは、単結晶の粒径が各々0.1〜1μmであり、硫黄の含有率が1×104質量ppmであり、体積抵抗率が1mΩcmであった。 The formed hBN had a single crystal particle size of 0.1 to 1 μm, a sulfur content of 1 × 10 4 ppm by mass, and a volume resistivity of 1 mΩcm.
このようにして作製したhBNを発熱体とし、さらに絶縁性のhBNを被覆材として用いて、図1に示すヒーターを構成した。かかるヒーターを、2000℃の温度まで昇温させても、発熱体と被覆材との間の剥離、溶融は観察されなかった。 The heater shown in FIG. 1 was configured using hBN thus produced as a heating element and further using insulating hBN as a covering material. Even when the heater was heated up to a temperature of 2000 ° C., peeling and melting between the heating element and the covering material were not observed.
今回開示された実施形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 六方晶窒化ホウ素(hBN)、2 基材、11 発熱体、12 被覆材。 1 hexagonal boron nitride (hBN), 2 base material, 11 heating element, 12 coating material.
Claims (5)
前記異種元素は、1族元素および2族元素からなる群より選択される1種以上の元素、または14族元素および酸素以外の16族元素からなる群より選択される1種以上の元素であり、
前記異種元素の含有率は、1質量ppm以上6×104質量ppm以下である、六方晶窒化ホウ素。 Nitrogen, boron, and a heterogeneous element doped in a crystal structure composed of the nitrogen and the boron,
The heterogeneous element is one or more elements selected from the group consisting of Group 1 elements and Group 2 elements, or one or more elements selected from the group consisting of Group 14 elements and Group 16 elements other than oxygen. ,
The content of the different element is hexagonal boron nitride, which is 1 mass ppm or more and 6 × 10 4 mass ppm or less.
前記電力供給源より前記発熱体に電気を流して前記発熱体を発熱させる、ヒーター。 A heating element comprising the hexagonal boron nitride according to any one of claims 1 to 3, a power supply source for supplying electricity to the heating element, an insulating hexagonal boron nitride, and the heating element. And a covering material for covering
A heater that causes electricity to flow from the power supply source to the heating element to generate heat.
窒化物ガスと、ホウ素化合物ガスと、前記異種元素を含むガスとを用いた化学気相成長法により前記六方晶窒化ホウ素を形成する工程を含む、六方晶窒化ホウ素の製造方法。 A method for producing hexagonal boron nitride according to any one of claims 1 to 3,
A method for producing hexagonal boron nitride, comprising a step of forming the hexagonal boron nitride by a chemical vapor deposition method using a nitride gas, a boron compound gas, and a gas containing the different element.
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Cited By (3)
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CN107051370A (en) * | 2017-05-24 | 2017-08-18 | 成都理工大学 | The preparation method of the BN nanometer sheets of amorphous state O doping |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107051370A (en) * | 2017-05-24 | 2017-08-18 | 成都理工大学 | The preparation method of the BN nanometer sheets of amorphous state O doping |
CN107051370B (en) * | 2017-05-24 | 2019-08-09 | 成都理工大学 | The preparation method of the BN nanometer sheet of amorphous state O doping |
US10941505B1 (en) | 2018-03-12 | 2021-03-09 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Growing two-dimensional materials through heterogeneous pyrolysis |
US11339499B2 (en) | 2018-10-08 | 2022-05-24 | Korea Institute Of Science And Technology | Method for epitaxial growth of single crystalline heterogeneous 2D materials and stacked structure |
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