JPS59137364A - 炭化珪素系焼結体の製造方法 - Google Patents
炭化珪素系焼結体の製造方法Info
- Publication number
- JPS59137364A JPS59137364A JP58007313A JP731383A JPS59137364A JP S59137364 A JPS59137364 A JP S59137364A JP 58007313 A JP58007313 A JP 58007313A JP 731383 A JP731383 A JP 731383A JP S59137364 A JPS59137364 A JP S59137364A
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- Japan
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- silicon carbide
- sintered body
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- powder
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- Granted
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は炭化珪素系焼結体の製造方法に関するものであ
る。
る。
従来、炭化珪素系焼結体例えばシリコン半導体を搭載す
る絶縁基板として好適な高熱伝導電気絶縁性炭化珪素系
焼結体は、α−８ｉＣを主成分とする炭化珪素粉末と、
０．０５〜３．５重量部のベリリア粉末の混合粉を加圧
成形し、第１図に示されるようにこの形成品１を黒鉛ス
ペーサ２０間にはさみ、非酸化性雰囲気中１９００〜２
３００Ｃでホットプレス焼成し焼結体とし、次いで炭化
珪素系焼結体の両面に固着した黒鉛スペーサを電気炉中
で酸化焙焼し取除いて作成している。第１図において３
は黒鉛製スリーブ、４は黒鉛製ダイス、５は黒鉛製上部
パンチ、６は黒鉛製下部パンチである。
る絶縁基板として好適な高熱伝導電気絶縁性炭化珪素系
焼結体は、α−８ｉＣを主成分とする炭化珪素粉末と、
０．０５〜３．５重量部のベリリア粉末の混合粉を加圧
成形し、第１図に示されるようにこの形成品１を黒鉛ス
ペーサ２０間にはさみ、非酸化性雰囲気中１９００〜２
３００Ｃでホットプレス焼成し焼結体とし、次いで炭化
珪素系焼結体の両面に固着した黒鉛スペーサを電気炉中
で酸化焙焼し取除いて作成している。第１図において３
は黒鉛製スリーブ、４は黒鉛製ダイス、５は黒鉛製上部
パンチ、６は黒鉛製下部パンチである。
１だ第２図は焼結後の状態を示すもので、１１は焼結体
であシ、その両端面にスペーサ２が固着している。この
スペーサ２が前述のように酸化雰囲気中で焙焼され取シ
除かれるのである。
であシ、その両端面にスペーサ２が固着している。この
スペーサ２が前述のように酸化雰囲気中で焙焼され取シ
除かれるのである。
しかるにこの従来法によって製造された炭化珪素系焼結
体においては、その抵抗率がばらつき絶縁基板として使
う場合、絶縁抵抗値がばらつき易い、或はスペーサの値
段が高価である等の問題があった。
体においては、その抵抗率がばらつき絶縁基板として使
う場合、絶縁抵抗値がばらつき易い、或はスペーサの値
段が高価である等の問題があった。
本発明の目的はＬ記従来技術の問題点を解消し、炭化珪
素系焼結体の抵抗率のばらつきが小さくなると共に、高
価な黒鉛製スペーサを使う必要のない炭化珪素系焼結体
の製造方法を提供することにある。
素系焼結体の抵抗率のばらつきが小さくなると共に、高
価な黒鉛製スペーサを使う必要のない炭化珪素系焼結体
の製造方法を提供することにある。
発明者らは上記黒鉛製のスペーサを使った場合の炭化珪
素系焼結体の抵抗率がばらつく原因について鋭意研究を
重ねた結果、黒鉛スペーサ中の金属及び金属化合物など
の不純物（灰分として０．２チ含有）がこの原因である
ことを見い出した。しかして不純物が少なくしかも非酸
化性界囲気中においてホットプレス温度以下で炭化する
有機質スペーサを使うことにより炭化珪素系焼結体の抵
抗率のばらつき幅が著しく小さくなることを見出した。
素系焼結体の抵抗率がばらつく原因について鋭意研究を
重ねた結果、黒鉛スペーサ中の金属及び金属化合物など
の不純物（灰分として０．２チ含有）がこの原因である
ことを見い出した。しかして不純物が少なくしかも非酸
化性界囲気中においてホットプレス温度以下で炭化する
有機質スペーサを使うことにより炭化珪素系焼結体の抵
抗率のばらつき幅が著しく小さくなることを見出した。
本発明はこのような知見に基づいて成されたものであっ
て、炭化珪素を含む圧粉体をホットプレス焼成するに際
し、この焼成雰囲気中においてホットプレス温度以下の
温度で炭化する有機質のスペーサで、前記圧粉体を挾む
ようにしたことを特徴どするものである。
て、炭化珪素を含む圧粉体をホットプレス焼成するに際
し、この焼成雰囲気中においてホットプレス温度以下の
温度で炭化する有機質のスペーサで、前記圧粉体を挾む
ようにしたことを特徴どするものである。
本発明においてスペーサとしてはホットプレス焼成雰囲
気中においてホットプレス温度以下の温度で炭化する有
機質のものが用いられるが、特に不純物が少なく、かつ
ホットプレス時に収縮の少ないフェノール樹脂、ユリア
樹脂等の熱硬化性樹脂、或いはセルロース紙等が好適で
ある。なお有機質スペーサでも、ポリエチレンのように
炭化しないで熱分解するものは炭化珪素系焼結体同志が
固着してしまうため使用できない。
気中においてホットプレス温度以下の温度で炭化する有
機質のものが用いられるが、特に不純物が少なく、かつ
ホットプレス時に収縮の少ないフェノール樹脂、ユリア
樹脂等の熱硬化性樹脂、或いはセルロース紙等が好適で
ある。なお有機質スペーサでも、ポリエチレンのように
炭化しないで熱分解するものは炭化珪素系焼結体同志が
固着してしまうため使用できない。
まだこの有機質スペーサの厚みは０．５〜１０肩が好適
である。有機質スペーサの厚さが０．５ ｍより薄くな
ると、有機質スペーサを介して炭化珪素やベリリウム或
いはべＩＪ リア化合物の拡散などにより、炭化珪素焼
結体が分離できなくなる恐れがある。また逆に有機質ス
ペーサの厚さが１０薗より厚くなると、１９００〜２３
００７１：’の温度でホットプレス焼結した時、焼結体
の外周部が多孔質になり、抵抗率が低くなる。
である。有機質スペーサの厚さが０．５ ｍより薄くな
ると、有機質スペーサを介して炭化珪素やベリリウム或
いはべＩＪ リア化合物の拡散などにより、炭化珪素焼
結体が分離できなくなる恐れがある。また逆に有機質ス
ペーサの厚さが１０薗より厚くなると、１９００〜２３
００７１：’の温度でホットプレス焼結した時、焼結体
の外周部が多孔質になり、抵抗率が低くなる。
本発明方法によって焼結される原料粉末としては炭化珪
素を含むものであれば適用可能であり、例えば炭化珪素
粉末とべＩＪ ＩＪウム及び／又は酸化ベリリウムとを
含む混合粉の圧粉体、或いは炭化珪素粉末とホウ化ジル
コニウム粉末とを含む混合粉の圧粉体等について適用可
能である。
素を含むものであれば適用可能であり、例えば炭化珪素
粉末とべＩＪ ＩＪウム及び／又は酸化ベリリウムとを
含む混合粉の圧粉体、或いは炭化珪素粉末とホウ化ジル
コニウム粉末とを含む混合粉の圧粉体等について適用可
能である。
実施例１
炭化珪素粉末とべＩＪ リウムあるいは酸化ベリリウム
の混合粉を圧粉体に成形し、第１表に示す各種のスペー
サ（その厚さは３−である。）に挾んで、第１図に示す
構成として、２０５０Ｃで１時間又は２１００ｔ？で１
時間、真空中ないしはアルゴン雰囲気でホットプレス焼
結した。
の混合粉を圧粉体に成形し、第１表に示す各種のスペー
サ（その厚さは３−である。）に挾んで、第１図に示す
構成として、２０５０Ｃで１時間又は２１００ｔ？で１
時間、真空中ないしはアルゴン雰囲気でホットプレス焼
結した。
ホットプレス焼結後、第２図に示すように炭化珪素焼結
体の両面に固着したスペーサを空気中で加熱（９００７
１：’）することで酸化して除去した。
体の両面に固着したスペーサを空気中で加熱（９００７
１：’）することで酸化して除去した。
その後両面を０゜２ｗＩ＋研削し、高熱伝導、電気絶縁
性炭化珪素基板を製造した。その熱伝導率及び抵抗率は
表１に示す通りである。
性炭化珪素基板を製造した。その熱伝導率及び抵抗率は
表１に示す通りである。
比較例として炭化珪素粉末（平均粒径２μｍ）１００重
量部と酸化ベリリウム或ム均粒径０．１μｍ）２重量部
の混合粉を圧粉体に成形し、第１表に示すスペーサ（厚
さ３■）に挾んで同様にして焼結した。黒鉛スペーサを
用いたものについては空気中で加熱（９００Ｃ）するこ
とにより黒鉛スペーサを酸化除去した。その後炭化珪素
焼結体の両端面を０．２ ｔａｔ＋研削し、炭化珪素基
板とし、熱伝導率及び抵抗率を測定した。結果は表１に
示す通りである。
量部と酸化ベリリウム或ム均粒径０．１μｍ）２重量部
の混合粉を圧粉体に成形し、第１表に示すスペーサ（厚
さ３■）に挾んで同様にして焼結した。黒鉛スペーサを
用いたものについては空気中で加熱（９００Ｃ）するこ
とにより黒鉛スペーサを酸化除去した。その後炭化珪素
焼結体の両端面を０．２ ｔａｔ＋研削し、炭化珪素基
板とし、熱伝導率及び抵抗率を測定した。結果は表１に
示す通りである。
第１表より、酸化ベリリウム以外の無機質のスペーサを
１吏つだ場合は抵抗率が小さくなる事が認められる。な
お酸化べＩＪ ＩＪウムを使った場合は、積層した炭化
珪素焼結体がスペーサと固着して一体になり、分離が困
難であり実用には不向である。
１吏つだ場合は抵抗率が小さくなる事が認められる。な
お酸化べＩＪ ＩＪウムを使った場合は、積層した炭化
珪素焼結体がスペーサと固着して一体になり、分離が困
難であり実用には不向である。
これに反し有機質スペーサを使った実施例に係るものは
、熱伝導率が従来の黒鉛スペーサを使った場合と同等で
あり、抵抗率については従来の黒鉛スペーサを使った場
合に比較してばらつき幅が小さいことが認められる。
、熱伝導率が従来の黒鉛スペーサを使った場合と同等で
あり、抵抗率については従来の黒鉛スペーサを使った場
合に比較してばらつき幅が小さいことが認められる。
実施例２
炭化珪素粉末とホウ化ジルコニウム粉末の混合粉を圧粉
体に成形し、各種スペーサに挾んで、第１図に示す構成
として、ホットプレス焼結した。
体に成形し、各種スペーサに挾んで、第１図に示す構成
として、ホットプレス焼結した。
ホットプレス焼結後、第２図に示すように焼結体の両面
に接着したスペーサを空気中で加熱（９００Ｃ）するこ
とで酸化除去した。その後両端面を０．２關研削し、低
抵抗基板とし、抵抗率を測定した。その結果を表２に示
す。また比較例として黒鉛、酸化ベリリウム、Ｍ化アツ
ベニウムをイ吏用したスペーサについて同様にしてホッ
トプレスし抵抗率を測定した。その結果は表２に示す通
りである。第２表より、無機質スペーサを使った場合は
抵抗率が大きくなったり、積層した焼結体がスペーサと
固着して一体になり分離が困難であることが認められる
。これに反し実施例のように有機質スペーサを使った場
合ｄ゛、抵抗率が小さく、シかも従来の黒鉛スペーサを
使った場合と比較して抵抗率のばらつき幅が小さいこと
が認められる。
に接着したスペーサを空気中で加熱（９００Ｃ）するこ
とで酸化除去した。その後両端面を０．２關研削し、低
抵抗基板とし、抵抗率を測定した。その結果を表２に示
す。また比較例として黒鉛、酸化ベリリウム、Ｍ化アツ
ベニウムをイ吏用したスペーサについて同様にしてホッ
トプレスし抵抗率を測定した。その結果は表２に示す通
りである。第２表より、無機質スペーサを使った場合は
抵抗率が大きくなったり、積層した焼結体がスペーサと
固着して一体になり分離が困難であることが認められる
。これに反し実施例のように有機質スペーサを使った場
合ｄ゛、抵抗率が小さく、シかも従来の黒鉛スペーサを
使った場合と比較して抵抗率のばらつき幅が小さいこと
が認められる。
実施例３
ＳｉＣ粉１００重量部とＢｅＯ粉２粉量重量部合粉を成
形し、表３に示す各種スペーサにはさんだ、第１図に示
す構成にして、２１００ｔ：’−１ｈでホットプレス焼
結する。
形し、表３に示す各種スペーサにはさんだ、第１図に示
す構成にして、２１００ｔ：’−１ｈでホットプレス焼
結する。
ホットプレス焼結後、２枚のａ 目体を２つに分離し、
第２図に示すようにＳｉＣ焼結体の両面に接着したスペ
ーサを空気中で加熱（９００ｔｒ）することで酸化除去
する。その後両面を０．２ ｒｒａｎ研削し、高熱伝導
・電気絶縁性ＳｉＣ基板とする。
第２図に示すようにＳｉＣ焼結体の両面に接着したスペ
ーサを空気中で加熱（９００ｔｒ）することで酸化除去
する。その後両面を０．２ ｒｒａｎ研削し、高熱伝導
・電気絶縁性ＳｉＣ基板とする。
抵抗率及び積層した焼結体の固着の有無は表３に示すと
うりである。
うりである。
本実施例によれば、スペーサの設置厚さが０，５聾より
薄くなると、積層した焼結体が固着１７て一体になり分
離が困難である。スペーサの設置厚さが１０７＋ＬＩ＋
＋より厚くなると、抵抗率が低くなることが認められた
。またスペーサ厚０．５〜１０−のものについては、抵
抗率のばらつきの少ないものカニ製造された。
薄くなると、積層した焼結体が固着１７て一体になり分
離が困難である。スペーサの設置厚さが１０７＋ＬＩ＋
＋より厚くなると、抵抗率が低くなることが認められた
。またスペーサ厚０．５〜１０−のものについては、抵
抗率のばらつきの少ないものカニ製造された。
以との通り本発明によれば、抵抗率のばらつき巾の小さ
い炭化珪素系焼結体を製造することができる。そして熱
伝導率等の高熱伝導電気絶縁性焼結体としての機能をも
劣化させることがない。また低抵抗炭化珪素系焼結体を
本発明方法によって製造した場合には抵抗率のばらつき
幅が小さいと共に、その抵抗率の値も小さい。まだ従来
のような高価な黒鉛性スペーサを（史う必要がないとこ
ろから、コストも格段に低減される。
い炭化珪素系焼結体を製造することができる。そして熱
伝導率等の高熱伝導電気絶縁性焼結体としての機能をも
劣化させることがない。また低抵抗炭化珪素系焼結体を
本発明方法によって製造した場合には抵抗率のばらつき
幅が小さいと共に、その抵抗率の値も小さい。まだ従来
のような高価な黒鉛性スペーサを（史う必要がないとこ
ろから、コストも格段に低減される。
第１図はホットプレス装置内黒鉛ダイスの構成図、第２
図はホットプレス後の炭化珪素系焼結体の側面図である
。
図はホットプレス後の炭化珪素系焼結体の側面図である
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、炭化珪素を含む圧粉体をホットプレス焼成するに際
し、この焼成雰囲気中においてホットプレス温度以下の
温度で炭化する有機質のスペーサで、前記圧粉体を挾む
ようにしたことを特徴とする炭化珪素系焼結体の製造方
法。 ２、圧粉体は炭化珪素粉末とベリリウム及び／又は酸化
ベリリウムとを含むことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の製造方法。 ３、圧粉体は炭化珪素粉末とホウ化ジルコニウム粉末と
を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製
造方法。 ４、前記スペーサは熱硬化性樹脂又はセルロースからな
るととを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項
のいずれか１項に記載の製造方法。 ５、有機質スペーサの厚さは０．５〜１０端であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項のいず
れか１項に記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58007313A JPS59137364A (ja) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | 炭化珪素系焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58007313A JPS59137364A (ja) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | 炭化珪素系焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59137364A true JPS59137364A (ja) | 1984-08-07 |
| JPS6251910B2 JPS6251910B2 (ja) | 1987-11-02 |
Family
ID=11662504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58007313A Granted JPS59137364A (ja) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | 炭化珪素系焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59137364A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6246964A (ja) * | 1985-08-21 | 1987-02-28 | 黒崎窯業株式会社 | 耐食性炭化珪素複合焼結体 |
-
1983
- 1983-01-21 JP JP58007313A patent/JPS59137364A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6246964A (ja) * | 1985-08-21 | 1987-02-28 | 黒崎窯業株式会社 | 耐食性炭化珪素複合焼結体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6251910B2 (ja) | 1987-11-02 |
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