JPS6027652A - 電気絶縁性ＳｉＣ焼結体及びその製造方法 - Google Patents
電気絶縁性ＳｉＣ焼結体及びその製造方法Info
- Publication number
- JPS6027652A JPS6027652A JP58132706A JP13270683A JPS6027652A JP S6027652 A JPS6027652 A JP S6027652A JP 58132706 A JP58132706 A JP 58132706A JP 13270683 A JP13270683 A JP 13270683A JP S6027652 A JPS6027652 A JP S6027652A
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- sic
- powder
- electrically insulating
- sic sintered
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- Pending
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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〕
本発明は新規な電気絶縁性８ｉＣ焼結体に係り、特に熱
伝導性のより緻密な焼結体からなる電気絶縁性ＳｉＣ焼
結体に関する。
伝導性のより緻密な焼結体からなる電気絶縁性ＳｉＣ焼
結体に関する。
半導体工業の進歩は目ざましく、大規模集積回路等に使
用される基板には集積密度の高いＬＳＩや多数の半導体
素子が高密度に搭載されるようになって来た。このため
、基板には熱放散性の良い林料が要求されている。
用される基板には集積密度の高いＬＳＩや多数の半導体
素子が高密度に搭載されるようになって来た。このため
、基板には熱放散性の良い林料が要求されている。
従来、こうした基板材料としてはアルミナ焼結体が使用
されているが、アルミナは熱放散性があまり良くないの
で、要求に対して不満足である。
されているが、アルミナは熱放散性があまり良くないの
で、要求に対して不満足である。
一方、ＳｉＣ焼結体は熱膨張係数が３．７ Ｘ １０−
’／Ｃで、アルミナの熱膨張係数的８ Ｘ １０−’
／ｌ：’に比べて小さく、シリコンの熱膨張係数３．８
Ｘ １０−’／Ｃに極めて近い。また、その熱伝導率
は０．１〜０、３ ｃａｔ／ ｃｍ−８ｅｃ ・Ｃとア
ルミナの約３倍以上の値を有し、半導体装置用基板材料
として有望であった。しかしながら、従来のＳｉＣ焼結
体は、緻密な焼結体を得るのにＡｔ、Ｂ又はそれらの化
合物を焼結助剤として添加するため、その電気抵抗率が
高々１０３０ｍと低く、絶縁基板として使用できなかっ
た。
’／Ｃで、アルミナの熱膨張係数的８ Ｘ １０−’
／ｌ：’に比べて小さく、シリコンの熱膨張係数３．８
Ｘ １０−’／Ｃに極めて近い。また、その熱伝導率
は０．１〜０、３ ｃａｔ／ ｃｍ−８ｅｃ ・Ｃとア
ルミナの約３倍以上の値を有し、半導体装置用基板材料
として有望であった。しかしながら、従来のＳｉＣ焼結
体は、緻密な焼結体を得るのにＡｔ、Ｂ又はそれらの化
合物を焼結助剤として添加するため、その電気抵抗率が
高々１０３０ｍと低く、絶縁基板として使用できなかっ
た。
最近、Ｅｅ又はその化合物全添加することにより電気絶
縁性と高熱伝導性を合せ有するＳｉＣ焼結体が見出され
た。これは室温における熱伝導率が０．．４ ｃａｂ／
ｃｍ・亀・Ｃ以上、熱膨張係数が３〜４ Ｘ １０−６
／ｌ：’ 、曲げ強さが５０ｋｇ／（転）２、抵抗率が
１０７Ωｍ 以上と極めて優れた特性を有することが明
らかになっている。しかし、この材料は添加したＢｅＯ
がＳｉＣの結晶粒間に単結晶状に第２相として析出しＳ
ｉＣマトリクス中に点在しているため、サブミクロンの
微細配線パターンを形成する際にはメタライズが難しく
ガるという問題があった。又、ＢｅＯが第２゛相として
出ない位の量の添加では、充分焼結体の密度が上らず、
抵抗率も小さいという問題があった。
縁性と高熱伝導性を合せ有するＳｉＣ焼結体が見出され
た。これは室温における熱伝導率が０．．４ ｃａｂ／
ｃｍ・亀・Ｃ以上、熱膨張係数が３〜４ Ｘ １０−６
／ｌ：’ 、曲げ強さが５０ｋｇ／（転）２、抵抗率が
１０７Ωｍ 以上と極めて優れた特性を有することが明
らかになっている。しかし、この材料は添加したＢｅＯ
がＳｉＣの結晶粒間に単結晶状に第２相として析出しＳ
ｉＣマトリクス中に点在しているため、サブミクロンの
微細配線パターンを形成する際にはメタライズが難しく
ガるという問題があった。又、ＢｅＯが第２゛相として
出ない位の量の添加では、充分焼結体の密度が上らず、
抵抗率も小さいという問題があった。
本発明の目的は、上記のような従来のＳｉＣ焼結体の欠
点をなくＬ４ＳｊＣ以外のＢｅＯ等の第２相がｔｌとん
ど見られず、且、緻密で高熱伝導性、電気絶縁性を有す
るＳｉＣ焼結体を提供するにある。
点をなくＬ４ＳｊＣ以外のＢｅＯ等の第２相がｔｌとん
ど見られず、且、緻密で高熱伝導性、電気絶縁性を有す
るＳｉＣ焼結体を提供するにある。
本発明は、焼結原料粉としてあらがじめ焼結助剤となる
１３６ｊ−固溶しているＳｉＣ粉末を用いれば、極く微
量のＢｅｌ、か含有されないにもかかわらず原料粉自体
が自己焼結性を示し、緻密で熱伝導性電気絶縁性の良好
な焼結体が得られるという実験事実に基づいている。固
溶しているＢｅｉは、５０〜５０００ＴＰが好ましく、
緻密な焼結体が得られる。又、１ｏｏｏｐより多い場合
は焼結温度によってＳｉＣマトリックス中に１３ｅ化合
物が第２相として析出するが、より高い温度で焼結すれ
ば固溶させることができる。本発明は加圧又は無加圧焼
結のいずれでも適用できる。本発明の焼結体は実質的に
ほぼ全部ＳｉＣ粒子中にＢｅｔ−固溶させたＳｉＣ単相
にするのがよい。
１３６ｊ−固溶しているＳｉＣ粉末を用いれば、極く微
量のＢｅｌ、か含有されないにもかかわらず原料粉自体
が自己焼結性を示し、緻密で熱伝導性電気絶縁性の良好
な焼結体が得られるという実験事実に基づいている。固
溶しているＢｅｉは、５０〜５０００ＴＰが好ましく、
緻密な焼結体が得られる。又、１ｏｏｏｐより多い場合
は焼結温度によってＳｉＣマトリックス中に１３ｅ化合
物が第２相として析出するが、より高い温度で焼結すれ
ば固溶させることができる。本発明は加圧又は無加圧焼
結のいずれでも適用できる。本発明の焼結体は実質的に
ほぼ全部ＳｉＣ粒子中にＢｅｔ−固溶させたＳｉＣ単相
にするのがよい。
実施例ｌ
５ｊＯｚ粉にカーボン粉及び種々の量のＢｅｒｔｒａｎ
ｄｉｔｅ、 ｐｈｅｎａｃｉｔｅ、 Ｂｅｒｙｌ等のＢ
ｅ含有鉱石の粉末を加えて混合し、この混合粉末を直接
通電法によって加熱してＳｉＣインゴツ）１−作製した
。これを鉄ボールを使ったボールミルで粉砕したのち酸
洗により粉砕過程で混入した鉄のような不純物を除去し
１分級して、平均粒径２μｍのＳｉＣ粉末全得た。これ
らのＳｉＣ粉末を１０００ ｋｇ／ｃｍ” の圧力を加
えて金型成形したのち黒鉛製ダイスニ入れＩ Ｘ １０
−５〜Ｉ Ｘ １０−” Ｔａｒｒの真空中でホットプ
レスした。ホットプレス時の圧力は３００ ｋｇ ／ｃ
ｍ”で、加熱は室温から２０５０ｃまで約２ｈで昇温し
％２０５０Ｃで１時間保持したのち加熱電源を切って放
冷した。得られた焼結体の特性は第１表に示すように、
ＳｉＣ中のＢｅ含有量が５０’ｉｐ１以上で相対密度９
０％以上の緻密な焼結体が得られた。又、Ｂｅ含有量が
１００ＯＰより多くなると、焼結体中にＢｅが主にＢｅ
００形で析出しＳｉＣマトリクス中に第２相を形成した
。
ｄｉｔｅ、 ｐｈｅｎａｃｉｔｅ、 Ｂｅｒｙｌ等のＢ
ｅ含有鉱石の粉末を加えて混合し、この混合粉末を直接
通電法によって加熱してＳｉＣインゴツ）１−作製した
。これを鉄ボールを使ったボールミルで粉砕したのち酸
洗により粉砕過程で混入した鉄のような不純物を除去し
１分級して、平均粒径２μｍのＳｉＣ粉末全得た。これ
らのＳｉＣ粉末を１０００ ｋｇ／ｃｍ” の圧力を加
えて金型成形したのち黒鉛製ダイスニ入れＩ Ｘ １０
−５〜Ｉ Ｘ １０−” Ｔａｒｒの真空中でホットプ
レスした。ホットプレス時の圧力は３００ ｋｇ ／ｃ
ｍ”で、加熱は室温から２０５０ｃまで約２ｈで昇温し
％２０５０Ｃで１時間保持したのち加熱電源を切って放
冷した。得られた焼結体の特性は第１表に示すように、
ＳｉＣ中のＢｅ含有量が５０’ｉｐ１以上で相対密度９
０％以上の緻密な焼結体が得られた。又、Ｂｅ含有量が
１００ＯＰより多くなると、焼結体中にＢｅが主にＢｅ
００形で析出しＳｉＣマトリクス中に第２相を形成した
。
実施例２
平均粒径２μｍの９ｉＣ粉末に１０〜５０００ｐの範囲
でＢｅａｋ添加し混合したのち、黒鉛ルツボに入れてフ
タをし真空中２３００Ｃ１ｈ加熱し反応させた。混合粉
は団粒となったため実施例と同様にして、粉砕、酸洗１
分級して平均粒径２μｍのＳｉＣ粉末を得た。これらＳ
ｉＣ粉末のうち一部はＢｅｋ、主に遊離Ｂｅ０Ｏ形で固
溶しない状態で含んでいるものも見られた。しかし、Ｂ
ｅＯ添加量が１’５００！Ｐ以下の場合は１３ｅの形で
すべてＳｉＣ中に固溶していることが確認された。この
ようなＳｉＣ粉末を実施例１と同様にしてホットプレス
焼結し焼結体を得た。得られた焼結体の特性は実施例１
の場合と同様、ＳｉＣ粉中に固溶しているＢｅ量が特に
１０００ｐ以下の時に低い焼結温度でも相対密度が９０
％以上でＢｅ含有析比相のない焼結体が得られた。これ
ら焼結体の熱伝導率はいずれも０．４ ｃａｔ／ｃｍａ
Ｓ ＩＩＣ以上、電気抵抗は１０９Ωα以上と良好な
特性を示した。
でＢｅａｋ添加し混合したのち、黒鉛ルツボに入れてフ
タをし真空中２３００Ｃ１ｈ加熱し反応させた。混合粉
は団粒となったため実施例と同様にして、粉砕、酸洗１
分級して平均粒径２μｍのＳｉＣ粉末を得た。これらＳ
ｉＣ粉末のうち一部はＢｅｋ、主に遊離Ｂｅ０Ｏ形で固
溶しない状態で含んでいるものも見られた。しかし、Ｂ
ｅＯ添加量が１’５００！Ｐ以下の場合は１３ｅの形で
すべてＳｉＣ中に固溶していることが確認された。この
ようなＳｉＣ粉末を実施例１と同様にしてホットプレス
焼結し焼結体を得た。得られた焼結体の特性は実施例１
の場合と同様、ＳｉＣ粉中に固溶しているＢｅ量が特に
１０００ｐ以下の時に低い焼結温度でも相対密度が９０
％以上でＢｅ含有析比相のない焼結体が得られた。これ
ら焼結体の熱伝導率はいずれも０．４ ｃａｔ／ｃｍａ
Ｓ ＩＩＣ以上、電気抵抗は１０９Ωα以上と良好な
特性を示した。
以上の進抄、本発明によれば、緻密で熱伝導性電気絶縁
性が良好でＳｉＣマ） ＩＪクス中に析出物のないＳｉ
Ｃ焼結体を製造することができる。
性が良好でＳｉＣマ） ＩＪクス中に析出物のないＳｉ
Ｃ焼結体を製造することができる。
第１頁の続き
０発 明 者 浅井治
日立市幸町３丁目１番１号株式
％式％
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ＳｉＣ粉末焼結体を製造する方法において、−該Ｓ
ｉＣ粉がＢｅを固溶していることを特徴とする電気絶縁
性ＳｉＣ焼結体の製造方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、ＳｉＣ粉中に固溶
しているＢｅ量は５０〜ｓ ｏ ｏ ｏｐであることを
特徴とする電気絶縁性ＳｉＣ焼結体の製造方法。 ３、ＳｉＣ粉末の粒子内に１３ｅが固溶していることを
特徴とする電気絶縁性ＳｉＣ焼結体。 ４、特許請求の範囲第３項において、前記Ｂｅは５０〜
５０００１ｐｌであることを特徴とする電気絶縁性Ｓｉ
Ｃ焼結体。 ５、Ｂｅ量含み、該ＢｅがＳｉＣ結晶粒中に固溶し、単
一の相からなることを特徴とする電気絶縁性ＳｉＣ焼結
体。 ６、特許請求の範囲第５項において、１３ｅの含有量は
５０〜５０００Ｆであることを特徴とする５電気絶縁性
ＳｉＣ焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58132706A JPS6027652A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 電気絶縁性ＳｉＣ焼結体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58132706A JPS6027652A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 電気絶縁性ＳｉＣ焼結体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6027652A true JPS6027652A (ja) | 1985-02-12 |
Family
ID=15087655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58132706A Pending JPS6027652A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 電気絶縁性ＳｉＣ焼結体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6027652A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012010682A (ja) * | 2010-07-05 | 2012-01-19 | Tominaga Jushi Kogyosho:Kk | 水耕栽培装置 |
-
1983
- 1983-07-22 JP JP58132706A patent/JPS6027652A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012010682A (ja) * | 2010-07-05 | 2012-01-19 | Tominaga Jushi Kogyosho:Kk | 水耕栽培装置 |
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