JPH0325288A - 窒化アルミニウム基板焼成用敷板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は窒化アルミニウム基板を焼戊するために用いら
れる敷板に関する。

〔従来の技術〕

室化アルミニウムは高熱伝導性のセラミック基板として
注目されており、実用的な観点からは、薄くて反りのな
いＡＩＩＮ基板が要望されている。

従来、薄くて反りのない／ｌ　ＮＪＪ板を製造するには
、第２図（ａ）及び（ｂ）に示すような方法で板状のＡ
ｊ７Ｎ戊形体を焼成していた。第２図（ａ）において、
焼成炉１内には環状のヒーター２が設置され、ヒーター
２の内側にサヤ３が収容される。

サヤ３の内部に、複数のＡＩＮ敷板４の間に板状のＡｆ
ＪＮ戒形体５を挟んだ状態で積層し、これらをＡｇＮ敷
き粉６で包み込んで焼成する。この場合、第２図（ａ）
のＢ部分を拡大した第２図（ｂ）に示すように、Ａ４７
Ｎ敷板４とＡＩＩＮ成形体５どの間にも、ＡｐＮ敷き粉
５を介在させている。このＡｊｌＮ敷き粉６は、焼成時
に敷板４とＡｇＮ戊形体５とが付着するのを防止するた
めに両者の間に薄く敷きつめられる。

しかし、この方法では、焼成体に敷き粉が付着して表面
が荒れるため、焼成後に研磨が必要となっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は前記問題点を解決するためになされたものであ
り、研磨なしに薄くて反りのないＡＩＮ基板を焼成する
ことができる敷板を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段と作用〕

本発明の窒化アルミニウム基仮焼戊用敷板は、焼成され
る窒化アルミニウム戊形体と同寸法又はそれ以上の大き
さで、厚さ３關以上の炭素基材の表面に、厚さ５μｍ以
上の窒化ホウ素を被覆したことを特徴とするものである
。

本発明において、炭素基材は厚さが３關以上のものが用
いられ、より好ましくは５〜１　５　ａｍのものが用い
られる。これは、炭素基材の厚さが３ｍ園未満では、窒
化ホウ素を被覆する際及びＡｊＪＮを焼成する際に受け
る熱履歴により、炭素基材自体が反るおそれがあるため
である。一方、炭素基材の厚さが１５＋ｎを超えても、
焼成炉内に収容できるＡｆｉＮ威形体の数が減少し生産
効率が低下するだけである。

本発明において、窒化ホウ素は炭素基材の全表面のうち
少なくとも窒化アルミニウム戊形体と接する面に被覆す
ればよい。室化ホウ素は炭素基材の表面に５一以上の厚
さで被覆される。窒化ホウ素の厚さは１０〜１００ｎで
あることがより好ましい。

これは、窒化ホウ素の厚さが５μｍ未満では、炭素基材
の影響によりＡｇＮの焼成が不充分となったり、窒化ホ
ウ素が剥れやすくなるためである。

方、窒化ホウ素の厚さ力０００一を超えても、窒化ホウ
素を彼覆するのに要する経費がかさむだけである。

本発明において、炭素基材の表面に窒化ホウ素を被覆す
る方法としては、例えばＢＣＪ）ｇ及びＮＨ３を原料ガ
スとするＣＶＤ法が挙げられる。

本発明の敷板を用いれば、焼成時に敷板と窒化アルミニ
ウム成形体との間に敷き粉を介在させなくとも、敷板と
窒化アルミニウム成形体とが付着することがない。した
がって、焼成後に研磨しなくとも、薄くて反りのないＡ
４７Ｎ基板を製造することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

最初に、以下のようにして敷板を製造１−た。第３図に
示すように、炭素基材ＣＡ４Ｃ−４３０２　、メカニカ
ルカーボン工業株式会社製）を３８ｍｍ　Ｘ　７７＋ｕ
　Ｘ　１Ｇｍ一の寸法に機緘加工し、この炭素基材１ｏ
の１隅に直径３ＩＩＩ１の吊り下げ用穴を設けた。次に
、第４図に示すような方法でこの炭素基材１０の表面に
ＢＮ膜をコーティングした。第４図において、ｃｖＤ炉
１１のＪｕｌ囲にはヒーター１２が設けられ、これらの
全体が断熱材１３で覆われている。ＣＶＤ炉ｌｌ内には
炭素基材１０が吊り下げられる。ＣＶＤ炉ｌ１内に、ガ
ス供袷管１４からＢＣＮ３が、ガス供給管１５からＮＨ
，がそれぞれ供給される。未反応のガスは排気管１６か
ら排気される。ＣＶＤの条件は以下Ｑ通りである。すな
わち、ＣｖＤ炉１１内に、原料ガスとしてＮ２　　（流
量１０００ｃｍ３７ｍ１＋＋）をキャリアガスとしてＢ
　Ｃ９　３　　（ａＥ１２００　ｃｍ’　／ｎ＋ｉ＋ｔ
）及びＨ２（流Ｉｎ　２０ＱＯｃｊｎ’　／ｏ＋Ｉｎ）
をキャリアガスとしてＮＨ３　（流Ｈｋ　１０００ｃａ
＋　３７ｓｉｎ）を供給し、真空度０．５　ＴＯｒｒ％
温度１７００　〜１８００℃で、５時間反応を行った。

この結果、前記炭素基材の表面に膜厚４ｏμ１のＢＮ膜
がコーティングされたＡｐＮ焼成用の敷板が作製された
。

一方、ＡｊｌＮ粉末（東芝セラミックス社製）と焼成助
剤として用いられるＹ２０３とを、第１表に示す配合割
合で配合し、２４時間混合した後、成形して３５．５ｍ
ｍ　Ｘ　７７．Ｏｗ　Ｘ　Ｏ．７７ｍ−の板状のＡＪ７
Ｎ成形体く３種）を作製しておいた。

これらのＡｐＮ成形体を以下のような方法で焼成して、
Ａ，ＱＮ基板を作製した。

実施例 第１図に示すように、焼成炉１内のヒーター２の内側に
収容されたサヤ３の内部に、ＢＮコーティング炭素基材
からなる敷板７の間に，ｌ　Ｎ成形体５を挟んで積層し
て焼成した。

比較例１（従来例） 従来の方法に従い第２図に示すように、ＡＪ）Ｎ敷板４
を使用し、ＡＩＮ敷き粉６を介してＡＩＮ戒形体５を挟
んで積層して焼成した。

比較例２ Ａ．１７Ｎ敷板を使用し、Ａ４７Ｎ敷き粉を使用しなか
った以外は、実施例と同様な方法（第１図図示）でＡｐ
Ｎ戊形体を焼成した。

比較例３ ＢＮをコーティングしていない炭素基材を敷板として使
用した以外は、実施例と同様な方法＜ｇｆＳ１図図示）
でＡｆ！Ｎ成形体を焼成した。

以上の実施例及び比較例１〜３のいずれの場合も、焼成
条件は次の通りであった。すなわち、Ｎ２ガスを２．０
　ｉ）　／ａ＋１ｎの流量で流しながら、３５０℃／ｈ
の昇温速度でｌ７５０℃まで昇温しで、ｉ７５０℃に２
時間保持して焼威し、２００℃／ｈの降温速度で室温ま
で降温した。

以上の各方法で作製されたＡｌ７Ｎ基板の物性をＡキｊ
定した結果を第２表にまとめて示す。なお、第２表には
配合■の或形体から得られたＡＩ　ＮＭ板の物性を示す
。第２表には示していないが、配合ＩによるＡ，ＱＮ基
板では熱伝導率が約ｌＯ〜２０％低くなり、配合■によ
るＡｇＮ基板では熱伝導率が約２０％高くなった以外、
他の物性は第２表に示した値と変わらなかった。

実施例及び比較例１では、２９．１ｍｍ　Ｘ　６３．２
ｍｍ　ＸＯ．８３ｍｍと充分に焼結収縮した、割れや反
りのないＡｆＩＮｕ板が得られた。このうち、実施例で
得られたＡｐＮ基板の表面粗さはＲ　ｗａｘで１〜２μ
箇であり、研磨（バレル研磨）を行うことなく、半導体
用のＡｇＮ基板として使用することができた。

一方、比較例１（従来例）で得られたＡＩＮ基板の表面
粗さはＲ　ｓａｘで５０〜２００μと表面が荒れており
、Ｒ　ｗａｘを２ｐ程度とするには２０〜３０分間の研
磨（バレル研磨）を行わなければならず、そのままでは
半導体用のＡＩＮ基板として使用することができなかっ
た。

比較例２では、焼成されたＡ，ＩＪＮ基板とＡ４７Ｎ敷
板とが一部付着して、ＡＩＮ基板に割れが発生した。比
較例３では３３．Ｏ鴇臘Ｘ　７３．ｈｍ　Ｘ　Ｏ．？４
ｍｍと焼結収縮が不充分であり、細かい割れの発生した
Ａｊｌ　ＮＭ板が得られた。

第 １ 表 第 ２表 〔発明の効果〕 以上詳述したように、本発明の敷板を用いれば、焼威時
に敷板と窒化アルミニウム成形体との間に敷き粉を介在
させなくとも、敷板と窒化アルミニウム成形体とが付着
することがなく、焼成後に研磨しなくとも薄くて反りの
ないＡｆｌＮ基板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る敷板を用いてＡ４７Ｎ成形体を焼
成する方法を示す断面図、第２図（ａ＞は従来の敷板を
用いてＡｇＮ成形体を焼成する方法を示す断面図、同図
（ｂ）は同図（ａ）の一部を拡大して示す断面図、第３
図は本発明の実施例において敷板を作製するために用い
られた炭素基材の斜υＬ図、第４図は本発明の実施例に
おいて炭素基利の表面に窒化ホウ素膜を被覆する方法を
示す断面図である。 １・・・焼成炉、２・・・ヒーター　３・・・サヤ、５
・・ＡｆｉＮ成形体、７・・・敷板（ＢＮコーティング
炭素基材）　　１０・・・炭素話材、１１・・・ＣＶＤ
炉、ｉ２・・・ヒーター、 ｔ３・・・断熱材、 ｌ４、 ｔ５・・・ガス供給管、 １６・・・排気管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 焼成される窒化アルミニウム成形体と同寸法又はそれ以
   上の大きさで、厚さ３ｍｍ以上の炭素基材の表面に、厚
   さ５μｍ以上の窒化ホウ素膜を被覆したことを特徴とす
   る窒化アルミニウム基板焼成用敷板。