JPH10100319A

JPH10100319A - 積層部材の製造方法

Info

Publication number: JPH10100319A
Application number: JP25609496A
Authority: JP
Inventors: Shinji Kawasaki; 真司川崎; Keiichiro Watanabe; 敬一郎渡邊; Masao Nishioka; 正雄西岡; Yasufumi Aihara; 靖文相原
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1996-09-27
Publication date: 1998-04-21
Anticipated expiration: 2016-09-27
Also published as: JP3553744B2

Abstract

(57)【要約】【課題】支持体と、この支持体の表面を被覆する被膜と
を備えている積層部材を製造する方法において、支持体
の劣化、特に支持体の表面におけるマイクロクラックや
微小亀裂等の欠陥の発生を防止し、被膜の物性を一層向
上させる。【解決手段】除去可能な担体１の表面２に被膜３を形成
し、次いで担体１、被膜３および被膜３に対して一体化
されている支持体４を備えている積層体３０を製造す
る。次いで積層体３０から担体１を除去し、支持体４
と、支持体４の表面を被覆する被膜３とを備えている積
層部材６を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、支持体と、この支持体
の表面を被覆する被膜とを備えている積層部材を製造す
る方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、ガスタービン部品、ディーゼルエ
ンジン部品のライナー等、高温雰囲気で使用されるセラ
ミックス部材の表面耐酸化膜として、緻密質の炭化珪素
膜の被膜が有効であることが知られている。また、他に
も半導体製造装置など、幾つかの用途において、セラミ
ックス部材の表面を緻密質の炭化珪素薄膜や窒化珪素薄
膜によって被覆することが知られている。こうしたセラ
ミックス薄膜を形成する方法としては、化学的気相成長
法、電気化学的気相成長法、スパッタリング法、溶射法
等が知られている。例えば、気相法によると、高純度で
緻密質の良質な薄膜を形成できるので、現在のところ多
用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】こうした緻密質の薄膜
を支持体上に形成する際には、通常は過酷な成膜条件を
適用する必要がある。例えば、化学的気相成長法等の気
相法の場合には、支持体を高温で保持すると共に、塩素
系のガスに対して支持体を暴露する必要がある。また、
溶射法の場合には、溶融した原料粉末を支持体の表面に
衝突させる必要がある。これらの理由から、支持体の表
面には、マイクロクラックや微小亀裂などの欠陥部分が
発生し易く、また平坦性が劣化し易い。このため、支持
体と被膜とを備えている積層部材を製造するのに際し
て、支持体が不可避的に劣化し易く、この結果被膜の物
性も劣化し易い。

【０００４】本発明の課題は、支持体と、この支持体の
表面を被覆する被膜とを備えている積層部材を製造する
方法において、支持体の劣化、特に支持体の表面におけ
るマイクロクラックや微小亀裂等の欠陥の発生を防止
し、被膜の物性を一層向上させることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、支持体と、こ
の支持体の表面を被覆する被膜とを備えている積層部材
を製造する方法であって、除去可能な担体の表面に被膜
を形成し、次いで担体、被膜およびこの被膜に対して一
体化されている支持体を備えている積層体を製造し、次
いで積層体から担体を除去することを特徴とする。

【０００６】本発明の作用効果および好適な実施形態に
ついて、図１〜３を適宜参照しつつ、説明する。最初
に、例えば図１（ａ）に示すような担体１を準備する。
担体１は、盤状の本体１ｂと、本体１ｂの一方の主面か
ら突出している盤状突起１ａとを備えている。むろん、
本発明を実施するのに際しては、担体の形状は、最終的
に目的とする被膜の形状に合わせて種々変更することが
できる。この段階では、通常は担体を構成する材質を加
工することによって、所定形状の担体１を製造する。次
いで、担体１の表面２を覆うように被膜３を形成する。

【０００７】被膜３を形成した後、図１（ｂ）に示すよ
うに、被膜３に対して接するように支持体４を形成す
る。特に好ましくは、被膜３と支持体４とが、被膜３の
全面にわたって隙間無く接触している。本実施例では、
支持体４は、盤状の本体４ａと、本体４ａの周縁部分か
ら突出している環状の突起４ｂとを備えている。本体４
ａ上および環状突起４ｂの内側に凹部５が形成されてい
る。この際、支持体４に対して被膜３を一体化すること
によって、積層体３０が得られる。

【０００８】次いで、図１（ｃ）に示すように、担体１
を除去し、被膜３を担体のあった側に向かって露出させ
る。この結果、支持体４と被膜３とからなる積層部材６
が得られる。積層部材６の凹部１６は、被膜３に面して
いる。

【０００９】図１（ａ）〜（ｃ）の実施形態において
は、支持体と被膜とを直接に一体化させた。しかし、支
持体と被膜との一体化に際して接合材を使用することが
できる。この実施形態について、図２（ａ）〜（ｃ）を
参照しつつ、説明する。

【００１０】最初に、前記したようにして担体１を準備
する。次いで、担体１の表面２を覆うように被膜３を形
成する。被膜３上に接合材層７を形成する。図２（ｂ）
に示す積層体３１においては、支持体９は、盤状の本体
９ａと、本体９ａの周縁部分から突出している環状の突
起９ｂとを備えている。本体９ａ上および環状突起９ｂ
の内側に凹部５が形成されている。支持体９に対して接
合材層８を介して被膜３が接合されており、これによっ
て支持体９と被膜３とが一体化されている。特に好まし
くは、被膜３と支持体９とが、支持体９の全接合面にわ
たって、接合材層８を介して隙間無く接触している。

【００１１】次いで、図２（ｃ）に示すように、担体１
を除去し、被膜３を担体のあった側に向かって露出させ
る。この結果、支持体９、接合材層８および被膜３から
なる積層部材１０が得られる。積層部材１０の凹部１６
は、被膜３に面している。

【００１２】本発明によれば、前記したように、担体１
の方に直接に被膜３を形成しており、被膜３を形成する
過酷な工程で担体１の特に表面にマイクロクラックや微
小亀裂等の欠陥が発生しても、被膜３は最終的には過酷
な成膜プロセスを経ていない支持体９の方に一体化され
る。従って、積層部材の被膜３は、担体１の劣化の影響
を受けることはなく、従って積層部材の特性が良好であ
り、特に被膜３と支持体との界面付近における物性が特
に良好になる。

【００１３】担体上に被膜を形成する方法としては、化
学的気相成長法、物理的気相成長法、電気化学的気相成
長法、スラリーコート法、溶射法、昇華法を好適な方法
として例示できる。被膜の相対密度が９９％以上である
場合、および／または被膜を構成する材質の純度が９８
％以上である場合には、化学的気相成長法、物理的気相
成長法、電気化学的気相成長法、昇華法が特に好まし
い。

【００１４】担体の材質としては、カーボン、セラミッ
クス、金属、有機物を使用することが好ましい。担体の
材質としてカーボン、金属または有機物を使用すると、
特に担体の機械加工が容易である。また、被膜を形成す
る工程で、８００°Ｃ以上での熱処理が必要な場合に
は、カーボンまたはセラミックスを使用することが好ま
しい。

【００１５】被膜の材質としては、セラミックス、金
属、有機物が好ましい。被膜に耐食性が要求される場合
には、セラミックスが好ましい。耐食性と、６００°Ｃ
以上の高温に対する耐久性が要求される場合には、炭化
珪素セラミックス、窒化珪素セラミックス、窒化アルミ
ニウムセラミックスが特に好ましい。

【００１６】被膜と支持体とを備えている積層体を製造
する方法としては、次の２つの方法が好ましい。第一の
方法においては、支持体を金属または有機物によって形
成する場合には、例えば図１（ａ）に示すように担体上
に被膜を形成した後、被膜３上に、金属または有機物の
溶融物を流し込み、次いで溶融物の温度を低下させ、溶
融物を固化させる。むろん、この際には支持体４の形状
に対応する形状を有する型を使用し、支持体４を成形す
る。こうした方法であれば、被膜３と支持体４との間の
界面に残留応力が残りにくいので、最終的に得られた積
層部材において、被膜の剥離が発生しにくい。

【００１７】また、被膜３に対して追従しうる表面形状
を有する支持体４、９を、予め成形しておくことができ
る。この場合には、図１に示すように、支持体４を、担
体１上の被膜３に対して直接接触させることができる。
または、支持体９を、担体１上の被膜３に対して、前記
した接合材層７を介して接触させることができる。被膜
３に対して追従しうる表面形状を有する支持体の材質と
しては、金属、有機物またはセラミックスを使用でき
る。

【００１８】こうした実施形態においては、支持体と被
膜との接合力を向上させることは一般には難しいので、
接合材を使用するか、または後述する反応焼結法を応用
することが特に好ましい。

【００１９】この際、接合材を使用する場合も、反応焼
結法を使用する場合も、共に一体化工程の間に支持体
４、９の寸法が変化するが、これが被膜３の剥離や亀裂
の原因となりうる。これを有効に防止するためには、支
持体を被膜と一体化する前の支持体の寸法と、支持体を
被膜と一体化した後の支持体の寸法との変化の差を、一
体化前の支持体の寸法を１００％としたときに、５％以
下とすることが好ましく、１％以下とすることが一層好
ましいことが判明した。

【００２０】接合材を使用することによって、支持体と
被膜との密着性が一層向上し、接合が強固となる。接合
材としては、セラミックス、金属、ガラス、シリコーン
樹脂、有機物を使用でき、またこれらの混合物を使用で
きる。このうち、シリコーン樹脂やポリエーテルスルホ
ン樹脂等の有機物を使用すると、比較的に低温で被膜と
支持体とを接合することができ、また、接合材の弾性に
より、支持体と被膜の剥離や亀裂の原因となる内部応力
の発生を抑制できるため、更に好ましい。

【００２１】担体を除去する方法としては、担体を加熱
して熱分解する方法、担体を酸化して除去する方法、担
体を加工によって除去する方法、担体を酸処理すること
によって除去する方法、担体を溶解させて除去する方法
がある。これらの除去方法は、使用する担体の材質に応
じて選択することができる。このうち、特にカーボンか
らなる担体を使用すると、酸化によって比較的に簡単に
除去することができるので、特に好ましい。

【００２２】次に反応焼結法を応用した方法について、
図３（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ、説明する。図１
（ａ）に示すような担体１を準備する。次いで、担体１
の表面２を覆うように被膜３を形成する。次いで、図３
（ａ）に示す所定形状のセラミックス成形体１１を準備
する。この成形体１１は、盤状の本体１１ａと、本体１
１ａの周縁部分から突出している環状の突起１１ｂとを
備えている。この段階では、成形体１１の内側表面に対
して被膜３が接触しているが、接合はしていない。成形
体１１を構成するセラミックスとしては、炭化珪素、窒
化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムを例示で
きる。

【００２３】成形体１１の上側表面に、反応焼結可能な
物質を含有する層１２を形成する。層１２は、好ましく
は、前記物質を含有する圧粉体からなる。この圧粉体中
には、前記物質の粉末以外には、分散媒体と、必要に応
じて有機物とを含有させる。成形体が炭化珪素、窒化珪
素からなる場合には、珪素粉末を使用し、成形体が窒化
アルミニウム、酸化アルミニウムからなる場合には、ア
ルミニウム粉末を使用する。

【００２４】次いで、このアセンブリの全体を加熱し、
反応焼結を進行させる。この過程で、アルミニウムや珪
素が層１２から下方へと向かって浸透していき、反応す
る。アルミニウムや珪素の一部分は、成形体１１を横断
し、被膜３と成形体との界面に達する。これによって、
図３（ｂ）に示す積層体３３が得られる。積層体３３に
おいては、反応焼結体１３が、前記の珪素またはアルミ
ニウムを主成分とする接合材層１４を介して、被膜３に
対して接合されている。

【００２５】この積層体３３から、前記したようにして
担体１を除去し、図３（ｃ）に示す積層部材１５を得
る。積層部材１５においては、支持体１３の表面に接合
材層１４を介して被膜３が形成されている。支持体１３
は、盤状の本体１３ａと、本体１３ａの周縁部分から突
出している環状の突起１３ｂとを備えている。

【００２６】本発明においては、従来製造できなかった
組み合わせの被膜と支持体とを備えている積層部材を製
造できる。特に、支持体として耐熱性の一般に低い有機
物を使用しつつ、被膜としてセラミックス被膜（特に化
学的気相成長法、物理的気相成長法、電気化学的気相成
長法、昇華法による被膜）を形成できる点が画期的であ
る。

【００２７】本発明において被膜を昇華法によって形成
することにより、高純度で、耐食性に優れた被膜を得る
ことができる。この場合、特に多結晶セラミックス膜を
形成することが好適であり、炭化珪素多結晶膜を形成す
ることが一層好ましい。この実施態様について説明す
る。

【００２８】本発明者は、多結晶の炭化珪素膜を形成す
る方法を模索していたが、この過程で、単結晶の製造方
法として知られている昇華法に着目した。そして、基板
等を種々変更して実験を重ねた結果、セラミックス原料
（特に炭化珪素原料）を加熱して気化させ、この原料の
蒸気を担体上に堆積させることによって、高純度の多結
晶膜が得られることを見いだした。こうして得られたセ
ラミックス膜は、例えば強力な腐食力を有するハロゲン
系腐食性ガスに対しても強い耐食性を有しているとい
う、驚くべき結果を得た。

【００２９】ハロゲン系腐食性ガスとしては、ＣＦ₄、
ＮＦ₃、ＣｌＦ₃、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒを例示でき
る。ＣＦ₄、ＮＦ₃、ＣｌＦ₃の中で、ＣｌＦ₃が特に
Ｆラジカルの解離度が高く、同じ温度およびプラズマ出
力下で比較すると、最も強い腐食性を有している。

【００３０】このような結果が得られた原因はいまだ完
全には明らかではないが、次の理由によるものと推定さ
れる。即ち、炭化珪素原料を気化させて、基体上に堆積
させる段階で、炭化珪素原料中の不純物を清浄化する効
果があり、ある程度純度の高い原料粉末、特に好ましく
は純度９９．５％以上の原料粉末を選択することによっ
て、金属不純物の含有量が１０ｐｐｍ以下という極めて
高純度の炭化珪素多結晶膜を形成できる。

【００３１】ここで、炭化珪素多結晶膜を昇華法によっ
て形成した場合に、混酸に対して耐性があることが確認
された。この理由は、おそらく、基体上に堆積するとき
の温度が、昇華法による場合の方が高く、２０００℃程
度に上昇することによって、堆積される膜内の結晶性お
よび結晶粒子の成長の度合いと形状とが影響したものと
考えられる。

【００３２】本発明者は更に具体的に、これらの点を検
討した結果、炭化珪素多結晶体が、平均粒径が１０μｍ
以上である六角柱状粒子の集合体からなることが特に好
ましいことを見いだした。この平均粒径は、通常は、６
μｍ以下である。更に、主として３Ｃの結晶相からなる
六角柱状粒子の集合体であることか好ましい。

【００３３】ここで炭化珪素多結晶膜の結晶のタイプに
ついて説明する。ＳｉＣの原子構造を見ると、ＳｉとＣ
とのつくる正四面体が平面状に並んで層を形成してお
り、各層が積層されている。ＳｉＣには多数の多形が知
られているが、工業材料として重要な多形は、２Ｈ、３
Ｃ、４Ｈ、６Ｈおよび１５Ｒである。これらの表記法
は、ラムズデル（Ｒａｍｓｄｅｌｌ）の表記法に従った
ものである。Ｈ、Ｃ、Ｒは、それぞれ、六方晶、立方
晶、菱面体を表す。各数字は、単位格子内の積層の数で
ある。立方晶（３Ｃ）の炭化珪素をβ型炭化珪素と呼
び、立方晶以外の非等軸晶をα型炭化珪素と呼ぶ。

【００３４】炭化珪素多結晶膜の密度は３．１５ｇ／ｃ
ｃ以上、３．２１ｇ／ｃｃ以下であることが特に好まし
い。

【００３５】また、炭化珪素多結晶膜の結晶性について
は、炭化珪素多結晶体のＸ線回折チャートにおける最強
ピークの半価幅が０．３０°以下であることが特に好ま
しい。これは０．２０°以上であり、通常は０．２４°
以上である。

【００３６】前記半価幅の測定方法について述べる。炭
化珪素多結晶体の試料を粉砕して平均粒径３０μｍ以下
の粉末を得、この粉末を試料ホルダーにセットする。Ｘ
線回折装置においては、管球として銅を使用し、ゴニオ
メーター半径１８５ｍｍとし、ＤＳスリット１°とし、
ＳＳスリット１°とし、ＲＳスリット０．３ｍｍとし、
回折側にグラファイト単結晶のモノクロメーターを設置
した。

【００３７】図４は、上記の方法に従って、炭化珪素多
結晶被膜を製造するための装置の一例を模式的に示す断
面図である。ルツボ１７の内側空間２２は、隔壁１９に
よって２つに仕切られている。本実施形態では、隔壁１
９の上側の空間２２ａを原料室として使用し、隔壁１９
の下側の空間２２ｂを成膜室として使用する。隔壁１９
は、原料室２２ａと成膜室２２ｂとを区分している。隔
壁１９は、原料の蒸気が通過できるものであることが必
要であり、このために通気孔が設られているか、あるい
は蒸気の通過が可能なほどに十分に多孔質でなければな
らない。

【００３８】原料室２２ａは蓋２１によって密閉されて
おり、原料室２２ａ内に炭化珪素原料２０が収容されて
いる。成膜室２２ｂの下端部に担体１が固定されてい
る。蓋２１および担体１は、原料室２２ａ、成膜室２２
ｂ中の蒸気が外に漏れることを、妨げる役割をしてい
る。

【００３９】ルツボ１７内において、原料室２２ａ側は
相対的に温度が高く、担体１側の成膜室２２ｂは、相対
的に温度が低い。原料２０からの蒸気が、矢印Ａのよう
に隔壁１９を通過して、低温側である成膜室へと移動
し、担体１の表面に炭化珪素膜３が形成される。

【００４０】炭化珪素原料２０は、昇華し易さの点から
は粉末であることが好ましいが、粉末に限定はされな
い。粉末の成形体を使用すると、原料室２２ａ内に充填
できる原料粉末の重量を多くできるし、原料の取り扱い
も容易となるため、好ましい。

【００４１】担体１は、多様な材料で作製できるが、多
結晶セラミックスからなっていることが、良質な炭化珪
素多結晶体を生成させるために好ましい。基体の材質と
しては、例えば、ＳｉＣ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＡｌＮ，Ａｌ₂
Ｏ₃、ＺｒＯ₂、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ｃ、Ｓｉおよびこ
れらの複合体を例示できる。

【００４２】また、炉の低温部分と高温部分とは、いず
れが上になっていても良い。しかし、図４に示すよう
に、高温部分（セラミックス原料のある部分）の方を上
にすると、下側から上方へと向かって熱が上昇してくる
ために、低温部分（担体１のある部分）と高温部分との
間の温度差を一定に保つことが容易になるため、好まし
い。また、高温部分と低温部分とが水平になるように、
配置しても良い。

【００４３】原料の加熱方法としては、いろいろな方法
が適用できるが、比較的手軽に高温状態を生成できる抵
抗加熱法や高周波加熱法が好ましい。高周波加熱法によ
る場合には、高周波の放電が生じない圧力以上で、反応
を行わせる必要がある。炭化珪素多結晶体の結晶性およ
び堆積速度を向上させるためには、１０Ｔｏｒｒ以下の
圧力とすることが好ましく、０．５Ｔｏｒｒ以下の圧力
とすることが、更に好ましい。このような低い圧力下で
堆積を行う場合には、抵抗加熱法によって原料を加熱す
ることが好ましい。

【００４４】また、均質な結晶性を有する炭化珪素多結
晶膜や、均一な厚さを有する炭化珪素多結晶体を形成で
きるようにするためには、担体の温度を均一に保つ必要
がある。この点から、担体内の温度分布は±２０℃以内
にすることが好ましく、±５℃以内とすることが、更に
好ましい。

【００４５】本発明によって製造された積層部材は、各
種の製品、例えば耐食性部材に対して、適用することが
できる。こうした製品として、ガスタービン等の高温雰
囲気で使用されるセラミックス部品があげられる。具体
的にはガスタービン用の燃焼器、静翼、動翼、熱交換
器、燃焼ガス通路部品に適用できる。

【００４６】また、本発明の積層部材を、電磁波透過体
に対して適用できる。これには、電磁波透過窓、高周波
電極装置、高周波プラズマを発生させるためのチュー
ブ、高周波プラズマを発生させるためのドームを例示で
きる。また、本発明の積層部材は、半導体ウエハーを設
置するためのサセプターに対して適用できる。こうした
サセプターとしては、セラミック静電チャック、セラミ
ックスヒーター、高周波電極装置を例示することができ
る。この他、ダミーウエハー、シャドーリング、半導体
ウエハーを支持するためのリフトピン、シャワー板等の
各半導体製造用装置の基材として、使用することができ
る。

【００４７】

【実施例】以下、更に具体的な実験結果について述べ
る。（実施例１）図２（ａ）〜（ｃ）で参照しつつ説明した
方法に従って、本発明の実施例に係る積層部材を製造し
た。カーボン製の円盤状担体１を使用した。担体１は、
直径３０ｃｍ、高さ１０ｃｍの突起１ａと、直径３４ｃ
ｍ、高さ２ｃｍの本体１ｂとを備えている。担体１上に
化学的気相成長法（ＣＶＤ法）によって厚さ１ｍｍの炭
化珪素膜を形成した。ＣＶＤ処理条件は１３５０°で１
０時間とし、原料として四塩化炭素、メタン、水素を使
用した。

【００４８】別途、内径３０ｃｍ、外径３４ｃｍ、高さ
１２ｃｍ、底面の厚さ２ｃｍの円筒状の窒化アルミニウ
ム焼結体を支持体９として用意した。支持体９の焼成条
件は、１９００°で３時間とした。炭化珪素膜３付きの
担体１と支持体９とを嵌め合わせる際、両者の隙間が
０．１ｍｍとなるように、両者を加工した。炭化珪素膜
付きの担体１の表面に、珪素粉末を含有するスラリーを
塗布して塗布層７を形成し、この塗布面を支持体９に対
して嵌め合わせ、真空中で、１５００°で１時間熱処理
した。この熱処理によって、珪素粉末が溶解し、接合材
層８が形成され、炭化珪素膜３付きの担体１と支持体９
とが強固に接合された。次いで、カーボン製の担体１を
機械加工によってほぼ除去した。最終的には、積層体を
５００℃×４時間の酸化処理に供することによって、機
械加工後に残留したカーボンを完全に除去した。以上に
よって、炭化珪素膜が内張りされた窒化アルミニウム製
のルツボを製造することに成功した。

【００４９】（実施例２）図２（ａ）〜（ｃ）で参照し
つつ説明した方法に従って、本発明の実施例に係る積層
部材を製造した。カーボン製の円盤状担体１を使用し
た。担体１は、直径３０ｃｍ、高さ１０ｃｍの突起１ａ
と、直径３４ｃｍ、高さ２ｃｍの本体１ｂとを備えてい
る。担体１上に、後述する方法に従って、厚さ１ｍｍの
炭化珪素膜を形成した。具体的には、図５に示す成膜装
置を使用し、カーボンからなる担体１の上に炭化珪素膜
３を形成した。ただし、図５において、図４に示した部
材と同じ部材には同じ符号を付け、その説明は省略す
る。

【００５０】ルツボ１７は円筒形をしており、ルツボの
材質は高密度のカーボン（Ｃ）からなっている。平均粒
径０．５μｍ、純度９９．５％のα−ＳｉＣ粉末を、１
００ｋｇｆ／ｃｍ²の荷重で一軸プレスし、直径φ３０
ｍｍ×厚さ５ｍｍの円板状成形体２０を得た。この成形
体２０を、原料室２２ａに充填した。原料２０を充填し
たルツボ１７を、図５に示す真空加熱炉中に設置した。
ただし、２３は炉床であり、２４は炉壁である。

【００５１】炉内に抵抗加熱ヒーター２５を設置し、ヒ
ーター２５の内側を２２００℃に加熱した。なお、加熱
温度は、ＳｉＣの昇華が始まる２０００℃以上とする必
要があり、２２００〜２４００℃が好ましい。この時、
炉内の雰囲気はアルゴンとし、圧力は０．０１Ｔｏｒｒ
とした。温度制御を原料室２２ａの近傍で行っているこ
とから、原料室２２ａの温度は２２００℃となっている
が、ヒーター２５の無い成膜室２２ｂは、原料室２２ａ
よりも若干低い温度となっている。炉床２３に接してい
る担体１は、担体１から炉床２３へと熱が逃げるため
に、成膜室２２ｂ内よりも一層低い温度となっている。
本実施例では、原料室の温度と担体の温度との差を５０
℃とした。なお、原料室の温度と担体の温度との差は、
２０℃以上、５００℃以下とすることが好ましい。

【００５２】ルツボ１７内を多結晶の成長温度まで昇温
する際には、担体１上に不安定な結晶核の成長が起こら
ないように、ルツボ１７内にアルゴン雰囲気を満たし
た。所定の成長温度に到達した後に、ルツボ１７内を減
圧し、多結晶の成長を開始させた。

【００５３】この結果、膜厚１ｍｍ程度の緻密質の多結
晶炭化珪素膜３が担体１上に堆積した。この膜３の表面
は、滑らかで透明感があった。この膜３の密度は３．１
９ｇ／ｃｃであり、平均粒径は２００μｍであり、純度
は９９．９９９％以上であった。

【００５４】別途、内径３０ｃｍ、外径３４ｃｍ、高さ
１２ｃｍ、底面の厚さ２ｃｍの円筒状の窒化アルミニウ
ム焼結体を支持体９として用意した。支持体９の焼成条
件は、１９００°で３時間とした。炭化珪素膜３付きの
担体１と支持体９とを嵌め合わせる際、両者の隙間が
０．０５ｍｍとなるように、両者を加工した。炭化珪素
膜付きの担体１の表面に、シリコーン樹脂のペーストを
塗布して塗布層７を形成し、この塗布面を支持体９に対
して嵌め合わせ、真空中で、プレス処理した。次いで、
カーボン製の担体１を機械加工によって完全に除去し
た。以上によって、炭化珪素膜が内張りされた窒化アル
ミニウム製の耐食性積層部材を製造することに成功し
た。

【００５５】

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれ
ば、支持体と、この支持体の表面を被覆する被膜とを備
えている積層部材を製造する方法において、支持体の劣
化、特に支持体の表面におけるマイクロクラックや微小
亀裂等の欠陥の発生を防止し、被膜の物性を一層向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、担体１上に被膜３を形成した状態を
示す断面図であり、（ｂ）は、積層体３０を示す断面図
であり、（ｃ）は、積層部材６を示す断面図である。

【図２】（ａ）は、担体１上に被膜３および接合材層７
を形成した状態を示す断面図であり、（ｂ）は、積層体
３１を示す断面図であり、（ｃ）は、積層部材１０を示
す断面図である。

【図３】（ａ）は、担体１上に被膜３、成形体１１およ
び反応焼結する物質の層１２を形成した状態を示す断面
図であり、（ｂ）は、積層体３３を示す断面図であり、
（ｃ）は、積層部材１５を示す断面図である。

【図４】本発明の積層部材を製造するのに際して、多結
晶膜を製造するために使用できる装置の一例を模式的に
示す断面図である。

【図５】本発明の積層部材を製造するのに際して、多結
晶膜を製造するために使用できる装置の一例を模式的に
示す断面図である。

【符号の説明】

１担体２担体１の表面３被膜４、９
支持体４ａ、９ａ、１３ａ盤状の本体４ｂ、９ｂ、１３
ｂ環状の突起６、１０、１５積層部材８、１４接合材層
１１セラミックス成形体１２反応焼結可能な
物質を含有する層１３反応焼結体（支持体）
１６凹部３０、３１、３３積層体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者相原靖文愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号日本碍子株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体と、この支持体の表面を被覆する被
膜とを備えている積層部材を製造する方法であって、除
去可能な担体の表面に被膜を形成し、次いで前記担体、
前記被膜およびこの被膜に対して一体化されている支持
体を備えている積層体を製造し、次いで前記積層体から
前記担体を除去することを特徴とする、積層部材の製造
方法。
【請求項２】前記被膜の表面に追従しうる表面形状を有
する支持体を、前記被膜に対して接触させ、一体化する
ことを特徴とする、請求項１記載の積層部材の製造方
法。
【請求項３】前記支持体を前記被膜と一体化する前の前
記支持体の寸法と、前記支持体を前記被膜と一体化した
後の前記支持体の寸法との差が、一体化前の前記支持体
の寸法に対して５％以下であることを特徴とする、請求
項２記載の積層部材の製造方法。
【請求項４】前記支持体と前記被膜との一体化に際して
接合材を使用することを特徴とする、請求項１〜３のい
ずれか一つの請求項に記載の積層部材の製造方法。
【請求項５】前記担体の除去方法が、熱分解、酸化、加
工、酸処理または溶解であることを特徴とする、請求項
１〜４のいずれか一つの請求項に記載の積層部材の製造
方法。