JPS6233683B2 - - Google Patents
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- JPS6233683B2 JPS6233683B2 JP56064152A JP6415281A JPS6233683B2 JP S6233683 B2 JPS6233683 B2 JP S6233683B2 JP 56064152 A JP56064152 A JP 56064152A JP 6415281 A JP6415281 A JP 6415281A JP S6233683 B2 JPS6233683 B2 JP S6233683B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、新規な炭化珪素電気絶縁材に係り、
特に低誘電率を有する炭化珪素電気絶縁材に関す
る。
特に低誘電率を有する炭化珪素電気絶縁材に関す
る。
近年、半導体工業の進歩は目覚しく、大規模集
積回路等に使用される絶縁基板には回路構成要素
が増々高密度に形成されるようになつてきた。さ
らに小型化に対する要請も大きく、使用する絶縁
材として熱放散性の良いものが要求されている。
積回路等に使用される絶縁基板には回路構成要素
が増々高密度に形成されるようになつてきた。さ
らに小型化に対する要請も大きく、使用する絶縁
材として熱放散性の良いものが要求されている。
これら絶縁基板が具備すべき条件として、
(1) 電気絶縁性が大きいこと、
(2) 熱伝導率が大きいこと、
(3) 熱膨張係数がシリコンのそれに近いこと、
(4) 機械的強度が大きいこと、
(5) 表面が平滑であること、
が挙げられる。
最近、本特許出願人は上記諸条件を満足する材
料として、絶縁材料であるアルミナに代わり、 BeOを含有する炭化ケイ素焼結体を見出し、特
許出願した。これは、室温における電気抵抗率が
107Ωcm以上、熱伝導率が0.4cal／cm・sec・℃以
上、熱膨張係数が３〜４×10-6／℃、抗折強度が
60Kg／mm2以上と、きわめて優れた特性を有する。
しかし、BeO含有炭化ケイ素焼結体は、その比誘
電率が80〜400（1KHz）と大きな値を有してお
り、比較的高周波で用いられる各種電子機器、回
路用高熱伝導性絶縁材として用いる際の欠点であ
ることが判明した。
料として、絶縁材料であるアルミナに代わり、 BeOを含有する炭化ケイ素焼結体を見出し、特
許出願した。これは、室温における電気抵抗率が
107Ωcm以上、熱伝導率が0.4cal／cm・sec・℃以
上、熱膨張係数が３〜４×10-6／℃、抗折強度が
60Kg／mm2以上と、きわめて優れた特性を有する。
しかし、BeO含有炭化ケイ素焼結体は、その比誘
電率が80〜400（1KHz）と大きな値を有してお
り、比較的高周波で用いられる各種電子機器、回
路用高熱伝導性絶縁材として用いる際の欠点であ
ることが判明した。
本発明の目的は、誘電率の低い炭化珪素電気絶
縁材を提供するにある。
縁材を提供するにある。
本発明は、炭化珪素を主成分とする多結晶焼結
材からなるものにおいて、前記焼結材は各結晶間
に電気絶縁層が形成されており、かつ結晶粒内キ
ヤリア濃度が８×1017cm-3以下であることを特徴
とする炭化珪素電気絶縁材にある。
材からなるものにおいて、前記焼結材は各結晶間
に電気絶縁層が形成されており、かつ結晶粒内キ
ヤリア濃度が８×1017cm-3以下であることを特徴
とする炭化珪素電気絶縁材にある。
前記焼結材はBe又はBe含有物質を含むことが
好ましく、特にBeOをBe量で0.1〜3.5重量％含む
のが好ましい。
好ましく、特にBeOをBe量で0.1〜3.5重量％含む
のが好ましい。
電気絶縁性を有する炭化ケイ素焼結体に含有さ
れるBeOは、Be又はBe化合物の一例として用い
られ、その極一部が焼結体の結晶粒内に入り、残
りの大部分は焼結体の結晶粒界に存在して種々の
エネルギ準位を形成している。結晶粒内に入つた
BeOは粒内でアクセプタとして働き、結晶粒は約
0.3〜2.0Ωcm程度の低抵抗率を有するｐ型の半導
体となる。一方、粒内キヤリアの一部は粒界中の
エネルギ準位に捕獲されるため、粒界の両側の結
晶粒内に粒界に接してキヤリアの空乏層が形成さ
れ、この空乏層が電気的バリアとなつて電気絶縁
性の原因となつている。他方、炭化ケイ素は共有
結合性の結晶であるため、結晶自体の熱伝導性が
大きく、単結晶の熱伝導率は約0.4〜1.2cal／cm・
sec・℃である。しかし、従来知られている炭化
珪素焼結体は一般に熱伝導率が0.1〜0.3cal／cm・
sec・℃と単結晶の値よりもはるかに低い値とな
つている。これは、炭化ケイ素における熱伝導の
主体であるフオノンが、焼結体の結晶粒界で散乱
される為と考えられる。本発明の高熱伝導電気絶
縁性を示す炭化ケイ素の場合、前述したように熱
伝導率の高いBeOが粒界にある為、フオノンの粒
界散乱が小さく、焼結体でありながら単結晶並み
の高熱伝導性を示す。
れるBeOは、Be又はBe化合物の一例として用い
られ、その極一部が焼結体の結晶粒内に入り、残
りの大部分は焼結体の結晶粒界に存在して種々の
エネルギ準位を形成している。結晶粒内に入つた
BeOは粒内でアクセプタとして働き、結晶粒は約
0.3〜2.0Ωcm程度の低抵抗率を有するｐ型の半導
体となる。一方、粒内キヤリアの一部は粒界中の
エネルギ準位に捕獲されるため、粒界の両側の結
晶粒内に粒界に接してキヤリアの空乏層が形成さ
れ、この空乏層が電気的バリアとなつて電気絶縁
性の原因となつている。他方、炭化ケイ素は共有
結合性の結晶であるため、結晶自体の熱伝導性が
大きく、単結晶の熱伝導率は約0.4〜1.2cal／cm・
sec・℃である。しかし、従来知られている炭化
珪素焼結体は一般に熱伝導率が0.1〜0.3cal／cm・
sec・℃と単結晶の値よりもはるかに低い値とな
つている。これは、炭化ケイ素における熱伝導の
主体であるフオノンが、焼結体の結晶粒界で散乱
される為と考えられる。本発明の高熱伝導電気絶
縁性を示す炭化ケイ素の場合、前述したように熱
伝導率の高いBeOが粒界にある為、フオノンの粒
界散乱が小さく、焼結体でありながら単結晶並み
の高熱伝導性を示す。
このような焼結体に電圧が印加された場合、そ
のほとんどが粒界近傍の高抵抗空乏層にかかる。
空乏層の幅は結晶粒径に比べて非常に薄いため、
焼結体の比誘電率は、結晶粒自体のそれが約10程
度と小さいにもかかわらず、見掛け上、80〜400
と非常に大きくなつてしまう。この焼結体の比誘
電率と空乏層の幅の関係は次式で表わされる。
のほとんどが粒界近傍の高抵抗空乏層にかかる。
空乏層の幅は結晶粒径に比べて非常に薄いため、
焼結体の比誘電率は、結晶粒自体のそれが約10程
度と小さいにもかかわらず、見掛け上、80〜400
と非常に大きくなつてしまう。この焼結体の比誘
電率と空乏層の幅の関係は次式で表わされる。
εs＝εG・ｄ／2tD ……(1)
ここでεsは焼結体の比誘電率、εGは結晶粒自
体の比誘電率、ｄは結晶粒径、ｔDは空乏層の幅
である。
体の比誘電率、ｄは結晶粒径、ｔDは空乏層の幅
である。
BeO含有焼結体の比誘電率を小さくするには、
(1)式から明らかなように電界をささえる空乏層の
幅ｔDを大きくしてやればよい。空乏層の幅ｔD
は、 ｔD＝（２εpεGφB／ne2）1/2 ……(2) で与えられる。
(1)式から明らかなように電界をささえる空乏層の
幅ｔDを大きくしてやればよい。空乏層の幅ｔD
は、 ｔD＝（２εpεGφB／ne2）1/2 ……(2) で与えられる。
ここでεpは真空の誘電率、εGは結晶粒の比誘
電率、φBは空乏層による電気的バリアの高さ、
ｎは結晶粒内キヤリア濃度、ｅは電子の電荷量で
ある。
電率、φBは空乏層による電気的バリアの高さ、
ｎは結晶粒内キヤリア濃度、ｅは電子の電荷量で
ある。
(2)式から明らかなように空乏層幅ｔDは（φB／
ｎ）1/2に比例する。しかし、一般にバリア高さ
φBはキヤリア濃度ｎの関数であり、ｎが大とな
るにつれてφBは漸減し、ある一定のキヤリア濃
度以上では急激に小さくなるのが一般的である。
従つて、焼結体の誘電率を小さくするにはキヤリ
ア濃度を小さくして空乏層の幅を大とすればよい
ことがわかる。
ｎ）1/2に比例する。しかし、一般にバリア高さ
φBはキヤリア濃度ｎの関数であり、ｎが大とな
るにつれてφBは漸減し、ある一定のキヤリア濃
度以上では急激に小さくなるのが一般的である。
従つて、焼結体の誘電率を小さくするにはキヤリ
ア濃度を小さくして空乏層の幅を大とすればよい
ことがわかる。
炭化ケイ素焼結体はAcheson法で製造された炭
化ケイ素を粉砕して得られる粉末を用いて焼成す
ると、このような原料粉は、炭化ケイ素中でドナ
ーとして働く窒素を含むためｎ型伝導性を示す炭
化ケイ素となる。高熱伝導性を有する焼結体を得
るには95％以上の相対密度を達成することが不可
欠であるが、本発明におけるようなBeOを含有す
る焼結体において上記相対密度を得るに十分な焼
成温度条件（温度1950℃以上、圧力100Kg／cm2以
上）においては、いずれの場合も結晶粒内に入つ
たBeOが、アクセプタとして原料粉中のドナーを
過補償する。従つて結晶粒は普通アクセプタ過剰
のｐ型半導体となる。キヤリア濃度ｎは、ドナー
濃度をｎD、アクセプタ濃度をｎAとすると ｎ＝｜ｎA−ｎD｜ ……(3) となる。発明者らは、含有窒素濃度を故意に高く
した原料粉を用い、BeOの他に＋５価のイオン価
を有する周期律表Va，Vb族元素を添加して焼成
する方法で、結晶粒内のキヤリア濃度が種々異な
るBeO含有炭化ケイ素焼結体を作製しキヤリア濃
度ｎと焼結体の比誘電率εsの関係を調べた。そ
の結果、従来の原料粉末を用い、BeO含有高熱伝
導電気絶縁性炭化ケイ素焼結体を製造したその結
晶粒内キヤリア濃度は約９×1017〜５×1018cm-3
であり、その焼結体比誘電率εsは80〜400であつ
た。しかし、キヤリア濃度ｎを８×1017cm-3以下
にすることにより焼結体の比誘電率εsが30以下
と従来の1/3〜1/10となることを見出した。キヤ
リア濃度は５×1017cm-3以下がより好ましい。
化ケイ素を粉砕して得られる粉末を用いて焼成す
ると、このような原料粉は、炭化ケイ素中でドナ
ーとして働く窒素を含むためｎ型伝導性を示す炭
化ケイ素となる。高熱伝導性を有する焼結体を得
るには95％以上の相対密度を達成することが不可
欠であるが、本発明におけるようなBeOを含有す
る焼結体において上記相対密度を得るに十分な焼
成温度条件（温度1950℃以上、圧力100Kg／cm2以
上）においては、いずれの場合も結晶粒内に入つ
たBeOが、アクセプタとして原料粉中のドナーを
過補償する。従つて結晶粒は普通アクセプタ過剰
のｐ型半導体となる。キヤリア濃度ｎは、ドナー
濃度をｎD、アクセプタ濃度をｎAとすると ｎ＝｜ｎA−ｎD｜ ……(3) となる。発明者らは、含有窒素濃度を故意に高く
した原料粉を用い、BeOの他に＋５価のイオン価
を有する周期律表Va，Vb族元素を添加して焼成
する方法で、結晶粒内のキヤリア濃度が種々異な
るBeO含有炭化ケイ素焼結体を作製しキヤリア濃
度ｎと焼結体の比誘電率εsの関係を調べた。そ
の結果、従来の原料粉末を用い、BeO含有高熱伝
導電気絶縁性炭化ケイ素焼結体を製造したその結
晶粒内キヤリア濃度は約９×1017〜５×1018cm-3
であり、その焼結体比誘電率εsは80〜400であつ
た。しかし、キヤリア濃度ｎを８×1017cm-3以下
にすることにより焼結体の比誘電率εsが30以下
と従来の1/3〜1/10となることを見出した。キヤ
リア濃度は５×1017cm-3以下がより好ましい。
結晶粒内キヤリア濃度は、焼結体のキヤパシタ
ンス、及び空乏層バリアの高さφの測定から求め
られる。焼結体の単位面積、単位厚さ当りのキヤ
パシタンスをｃとすると、(1)，(2)式から ｎ＝８φBc2／εpεGe2d2 ……(4) となる。バリア高さφBは小電流領域における焼
結体の抵抗率の温度変化から、その活性化エネル
ギとして求めることができる。
ンス、及び空乏層バリアの高さφの測定から求め
られる。焼結体の単位面積、単位厚さ当りのキヤ
パシタンスをｃとすると、(1)，(2)式から ｎ＝８φBc2／εpεGe2d2 ……(4) となる。バリア高さφBは小電流領域における焼
結体の抵抗率の温度変化から、その活性化エネル
ギとして求めることができる。
種々の実験から、高熱伝導性、電気絶縁性を示
すためには、該焼結体中に含有されるBeO量は
Beに換算して0.1〜3.5wt％の範囲内にあることが
好ましい。該焼結体は相対密度が95％より小さく
なると熱伝導が急激に悪くなるが、含有される
BeOがBeに換算して0.1wt％より少ない場合、通
常用いられている焼結法では95％以上の高密度の
焼結体が得難い。又、緻密化していない焼結体は
熱伝導率が小さいばかりでなく、機械的強度も小
さい。また、相対密度が95％以下の場合、表面に
存在するボイドの影響で、半導体素子用基板とし
て用いるための電気配線が困難となる。BeO量が
3.5wt％より多い場合には、焼結体の熱膨張係数
が4.0×10-6／℃より大きくなり、シリコン素子
用等の電気絶縁材料として不利になる。
すためには、該焼結体中に含有されるBeO量は
Beに換算して0.1〜3.5wt％の範囲内にあることが
好ましい。該焼結体は相対密度が95％より小さく
なると熱伝導が急激に悪くなるが、含有される
BeOがBeに換算して0.1wt％より少ない場合、通
常用いられている焼結法では95％以上の高密度の
焼結体が得難い。又、緻密化していない焼結体は
熱伝導率が小さいばかりでなく、機械的強度も小
さい。また、相対密度が95％以下の場合、表面に
存在するボイドの影響で、半導体素子用基板とし
て用いるための電気配線が困難となる。BeO量が
3.5wt％より多い場合には、焼結体の熱膨張係数
が4.0×10-6／℃より大きくなり、シリコン素子
用等の電気絶縁材料として不利になる。
結晶粒内キヤリア濃度を制御するために添加す
るVa，Vb族元素としては、ｂ，Ｎ，Ｐ，As，
Sb，Biの各元素がドナーとして同程度の有効性
を示す。Ｖ，Taは効果が小さい。又、焼結体中
に含有されるこれら元素の合計量が0.5mol％を越
えると、結晶粒内でのフオノンの散乱が大きくな
つて熱伝導が悪くなり好ましくない。
るVa，Vb族元素としては、ｂ，Ｎ，Ｐ，As，
Sb，Biの各元素がドナーとして同程度の有効性
を示す。Ｖ，Taは効果が小さい。又、焼結体中
に含有されるこれら元素の合計量が0.5mol％を越
えると、結晶粒内でのフオノンの散乱が大きくな
つて熱伝導が悪くなり好ましくない。
逆に、0.005mol％以下ではほとんど効果が現わ
れない。
れない。
実施例 １
平均粒径2.0μｍを有する炭化ケイ素粉末に平
均粒径が10μｍ以下のBeO粉末を２重量％添加し
て混合した。この混合粉末を１，000Kg／cm2の荷
重を加えて成形体とした。成形体は黒鉛ダイス中
に入れ、10-3〜10-6torrの真空中で300Kg／cm2の
荷重を加えながら加熱して焼結体とした。温度は
室温から2000℃まで2hで昇温し、2000℃で1h保
持した。焼結体は99％の相対密度を有した。この
焼結体のキヤリア濃度は1.4×1018cm-3、比誘電率
は1KHzにおいて150であつた。又、室温から300
℃までの熱膨張係数は3.35×10-6／℃、熱伝導率
は0.75cal／cm・sec・℃、電気抵抗率は３×1012
Ωcmであつた。焼結体中にはBeに換算して0.50重
量％のBeOが含有されていた。次に、最初の混合
粉末に0.001〜1.0mol％の範囲でSi3N4粉末を加え
て混合した。この混合粉末を前と同じ条件で成
形、焼成して焼結体を得た。焼結体中に含有され
るＮの量は0.0022〜1.8atm％の範囲にあつた。
又、焼結体の相対密度、熱膨張係数は、Si3N4を
添加しないものと殆んど変わらなかつた。電気抵
抗率は５×1012〜６×1013Ωcmと大きくなつた。
この時の結晶粒内キヤリア濃度と焼結体の比誘電
率との関係を第１図の実線で示す。図から明らか
なようにキヤリア濃度が５×1017cm-3以下で低誘
電率の炭化ケイ素焼結体が得られる。第１図中の
破線は市販の炭化ケイ素粉末を用い、BeOのみを
添加して焼成した高熱伝導電気絶縁性炭化ケイ素
焼結体の場合のキヤリア濃度と誘電率の関係を比
較のために示したものである。
均粒径が10μｍ以下のBeO粉末を２重量％添加し
て混合した。この混合粉末を１，000Kg／cm2の荷
重を加えて成形体とした。成形体は黒鉛ダイス中
に入れ、10-3〜10-6torrの真空中で300Kg／cm2の
荷重を加えながら加熱して焼結体とした。温度は
室温から2000℃まで2hで昇温し、2000℃で1h保
持した。焼結体は99％の相対密度を有した。この
焼結体のキヤリア濃度は1.4×1018cm-3、比誘電率
は1KHzにおいて150であつた。又、室温から300
℃までの熱膨張係数は3.35×10-6／℃、熱伝導率
は0.75cal／cm・sec・℃、電気抵抗率は３×1012
Ωcmであつた。焼結体中にはBeに換算して0.50重
量％のBeOが含有されていた。次に、最初の混合
粉末に0.001〜1.0mol％の範囲でSi3N4粉末を加え
て混合した。この混合粉末を前と同じ条件で成
形、焼成して焼結体を得た。焼結体中に含有され
るＮの量は0.0022〜1.8atm％の範囲にあつた。
又、焼結体の相対密度、熱膨張係数は、Si3N4を
添加しないものと殆んど変わらなかつた。電気抵
抗率は５×1012〜６×1013Ωcmと大きくなつた。
この時の結晶粒内キヤリア濃度と焼結体の比誘電
率との関係を第１図の実線で示す。図から明らか
なようにキヤリア濃度が５×1017cm-3以下で低誘
電率の炭化ケイ素焼結体が得られる。第１図中の
破線は市販の炭化ケイ素粉末を用い、BeOのみを
添加して焼成した高熱伝導電気絶縁性炭化ケイ素
焼結体の場合のキヤリア濃度と誘電率の関係を比
較のために示したものである。
焼結体中に含有されるＮ量と熱伝導率との関係
は第２図のようになつた。図のように、含有Ｎ量
が0.5原子％を越えると熱伝導率が小さくなつ
た。
は第２図のようになつた。図のように、含有Ｎ量
が0.5原子％を越えると熱伝導率が小さくなつ
た。
又、含有Ｎ量が0.005原子％より少ない場合
は、キヤリア濃度に及ぼす添加効果が見られなか
つた。第３図はSi3N4添加量と焼結体中のＮ含有
量の関係を示している。
は、キヤリア濃度に及ぼす添加効果が見られなか
つた。第３図はSi3N4添加量と焼結体中のＮ含有
量の関係を示している。
実施例 ２
実施例１と同じ炭化ケイ素粉末に0.2〜20重量
％のBeO粉末及び0.1モル％のSi3N4を添加した混
合粉末を実施例１と同様にしてホツトプレス法に
より焼結体を得た。第４図はBeO添加量とBeに
換算したBeO含有量の関係を示す。第５図はBe
に換算したBeO含有量と熱膨張係数の関係を示
す。BeO含有量がBeに換算して3.5重量％以下で
熱膨張係数が４×10-6／℃より小となる。尚、含
有BeOがBeに換算して0.1原子％より少ない場合
は高密度の焼結体は得られにくい。得られた焼結
体の結晶粒内キヤリア濃度が５×1017cm-3以下の
場合に、該焼結体の誘電率が低い値を示すのは実
施例１の場合と同様であつた。又、得られた高密
度焼結体はすべて、熱伝導率が0.7cal／cm・
sec・℃以上、相対密度98％以上に緻密化され、
電気抵抗率1012Ωcm以上の高熱伝導高電気絶縁性
を示した。
％のBeO粉末及び0.1モル％のSi3N4を添加した混
合粉末を実施例１と同様にしてホツトプレス法に
より焼結体を得た。第４図はBeO添加量とBeに
換算したBeO含有量の関係を示す。第５図はBe
に換算したBeO含有量と熱膨張係数の関係を示
す。BeO含有量がBeに換算して3.5重量％以下で
熱膨張係数が４×10-6／℃より小となる。尚、含
有BeOがBeに換算して0.1原子％より少ない場合
は高密度の焼結体は得られにくい。得られた焼結
体の結晶粒内キヤリア濃度が５×1017cm-3以下の
場合に、該焼結体の誘電率が低い値を示すのは実
施例１の場合と同様であつた。又、得られた高密
度焼結体はすべて、熱伝導率が0.7cal／cm・
sec・℃以上、相対密度98％以上に緻密化され、
電気抵抗率1012Ωcm以上の高熱伝導高電気絶縁性
を示した。
実施例 ３
実施例１におけるSi3N4のかわりに、SiCとBeO
の混合粉末にＰを0.005〜1.0原子％添加し、実施
例１と同様にしてホツトプレス法により焼結体を
作製した。焼結体中に含有されるＰ量は約0.003
〜0.6原子％であつた。このうち、上記含有量が
0.5原子％以下の場合に、実施例１の場合と同
様、高熱伝導性を有する焼結体が得られた。又、
0.005原子％以下ではキヤリア濃度に対する効果
は小さかつた。得られた焼結体の結晶粒内キヤリ
ア濃度と比誘電率の関係は第６図のようになつ
た。図のように、キヤリア濃度が５×1017cm-3以
下の場合に該焼結体の誘電率が低い値を示すのは
実施例１の場合と同様であつた。又、得られた焼
結体はすべて熱膨張係数が3.33〜3.35×10-6／
℃、相対密度が99％以上、電気抵抗率が５×1012
Ωcm以上の低熱膨張、電気絶縁性を示した。
の混合粉末にＰを0.005〜1.0原子％添加し、実施
例１と同様にしてホツトプレス法により焼結体を
作製した。焼結体中に含有されるＰ量は約0.003
〜0.6原子％であつた。このうち、上記含有量が
0.5原子％以下の場合に、実施例１の場合と同
様、高熱伝導性を有する焼結体が得られた。又、
0.005原子％以下ではキヤリア濃度に対する効果
は小さかつた。得られた焼結体の結晶粒内キヤリ
ア濃度と比誘電率の関係は第６図のようになつ
た。図のように、キヤリア濃度が５×1017cm-3以
下の場合に該焼結体の誘電率が低い値を示すのは
実施例１の場合と同様であつた。又、得られた焼
結体はすべて熱膨張係数が3.33〜3.35×10-6／
℃、相対密度が99％以上、電気抵抗率が５×1012
Ωcm以上の低熱膨張、電気絶縁性を示した。
実施例 ４
実施例３におけるＰのかわりにAs，Sb，Bi，
Ｖ，Nb又はTaをそれぞれ0.005〜1.0原子％添加
し、実施例１と同様にしてホツトプレス法により
焼結体を作製した。その結果、上記添加元素の焼
結体中含有量が0.5原子％以下で高熱伝導性を有
する焼結体が得られること、0.005原子％以下で
は、キヤリア濃度に対する効果が小さいこと、結
晶粒内キヤリア濃度が５×1017cm-3以下の場合に
焼結体の誘電率が低いこと等、実施例３と同様の
結果であつた。尚、上記添加元素のうち、Ｖ，
Taはその他の元素に比べて、結晶粒内キヤリア
濃度に及ぼす添加効果は小さかつた。
Ｖ，Nb又はTaをそれぞれ0.005〜1.0原子％添加
し、実施例１と同様にしてホツトプレス法により
焼結体を作製した。その結果、上記添加元素の焼
結体中含有量が0.5原子％以下で高熱伝導性を有
する焼結体が得られること、0.005原子％以下で
は、キヤリア濃度に対する効果が小さいこと、結
晶粒内キヤリア濃度が５×1017cm-3以下の場合に
焼結体の誘電率が低いこと等、実施例３と同様の
結果であつた。尚、上記添加元素のうち、Ｖ，
Taはその他の元素に比べて、結晶粒内キヤリア
濃度に及ぼす添加効果は小さかつた。
実施例 ５
実施例３，４におけるBeO以外の添加元素のう
ち２種以上を、その合計量を0.005〜1.0原子％添
加した焼結体を実施例１と同様にホツトプレス法
で作製した。その結果、実施例３，４と同様、上
記添加元素の焼結体中含有量の合計が0.5原子％
以下で高熱伝導性を有する焼結体が得られるこ
と、0.005原子％以下では、キヤリア濃度に対す
る効果が小さいこと、結晶粒内キヤリア濃度が５
×1017cm-3以下の場合に焼結体の誘電率が低いこ
と等、実施例３，４と同様の結果であつた。
ち２種以上を、その合計量を0.005〜1.0原子％添
加した焼結体を実施例１と同様にホツトプレス法
で作製した。その結果、実施例３，４と同様、上
記添加元素の焼結体中含有量の合計が0.5原子％
以下で高熱伝導性を有する焼結体が得られるこ
と、0.005原子％以下では、キヤリア濃度に対す
る効果が小さいこと、結晶粒内キヤリア濃度が５
×1017cm-3以下の場合に焼結体の誘電率が低いこ
と等、実施例３，４と同様の結果であつた。
以上の如く、本発明の炭化珪素焼結材は、低誘
電率を有し、電気絶縁材としてすぐれた特性を有
する。
電率を有し、電気絶縁材としてすぐれた特性を有
する。
第１図はSi3N4を添加したBeO入り炭化珪素焼
結体の結晶粒内キヤリア濃度と焼結体の比誘電率
との関係を示す図、第２図は前述焼結体中のＮ量
と熱伝導率との関係を示す図、第３図はSi3N4添
加量と前述焼結体中のＮ含有量との関係を示す
図、第４図はBeO添加量と、Beに換算したBeO
含有量との関係を示す図、第５図はBeに換算し
たBeO含有量と熱膨張係数との関係を示す図、第
６図はＰを添加したBeO入り炭化珪素焼結体の結
晶粒内キヤリア濃度とその焼結体の比誘電率との
関係を示す図である。
結体の結晶粒内キヤリア濃度と焼結体の比誘電率
との関係を示す図、第２図は前述焼結体中のＮ量
と熱伝導率との関係を示す図、第３図はSi3N4添
加量と前述焼結体中のＮ含有量との関係を示す
図、第４図はBeO添加量と、Beに換算したBeO
含有量との関係を示す図、第５図はBeに換算し
たBeO含有量と熱膨張係数との関係を示す図、第
６図はＰを添加したBeO入り炭化珪素焼結体の結
晶粒内キヤリア濃度とその焼結体の比誘電率との
関係を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 炭化珪素を主成分とする多結晶焼結材におい
て、前記焼結材は各結晶間に電気絶縁層が形成さ
れており、かつ結晶粒内のキヤリア濃度が８×
1017cm-3以下であることを特徴とする誘電率の低
い炭化珪素電気絶縁材。 ２ 前記焼結材は炭化珪素を主成分とし、これに
ベリリウム又はベリリウム含有物質を含む特許請
求の範囲第１項の誘電率の低い炭化珪素電気絶縁
材。 ３ 前記ベリリウム又はベリリウム含有物質中の
ベリリウム量が0.1〜3.5重量％である特許請求の
範囲第２項の誘電率の低い炭化珪素電気絶縁材。 ４ 前記焼結体は理論密度の95％以上である特許
請求の範囲第１項〜第３項のいずれかの誘電率の
低い炭化珪素電気絶縁材。 ５ 前記焼結体は元素周期表のVa及びVb族の１
種以上の金属元素を含む特許請求の範囲第１項〜
第４項の誘電率の低い炭化珪素電気絶縁材。 ６ 前記Va，Vb族の元素は0.005〜0.5モル％含
有されている特許請求の範囲第５項の誘電率の低
い炭化珪素電気絶縁材。 ７ 前記焼結体は室温の電気比抵抗が107Ω・cm
以上である特許請求の範囲第１項〜第６項の誘電
率の低い炭化珪素電気絶縁材。 ８ 前記ベリリウム化合物は酸化ベリリウムであ
る特許請求の範囲第１項〜第７項の誘電率の低い
炭化珪素電気絶縁材。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56064152A JPS57180005A (en) | 1981-04-30 | 1981-04-30 | Silicon carbide electric insulator with low dielectric constant |
| KR1019820001786A KR840000049A (ko) | 1981-04-30 | 1982-04-12 | 유전율(誘電率)이 낮은 탄화규소전기절연재 및 그 제법 |
| EP82302184A EP0064386B1 (en) | 1981-04-30 | 1982-04-28 | Silicon carbide electrical insulator material of low dielectric constant and manufacturing method therefor |
| DE8282302184T DE3274972D1 (en) | 1981-04-30 | 1982-04-28 | Silicon carbide electrical insulator material of low dielectric constant and manufacturing method therefor |
| US06/373,261 US4544642A (en) | 1981-04-30 | 1982-04-29 | Silicon carbide electrical insulator material of low dielectric constant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56064152A JPS57180005A (en) | 1981-04-30 | 1981-04-30 | Silicon carbide electric insulator with low dielectric constant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57180005A JPS57180005A (en) | 1982-11-05 |
| JPS6233683B2 true JPS6233683B2 (ja) | 1987-07-22 |
Family
ID=13249807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56064152A Granted JPS57180005A (en) | 1981-04-30 | 1981-04-30 | Silicon carbide electric insulator with low dielectric constant |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4544642A (ja) |
| EP (1) | EP0064386B1 (ja) |
| JP (1) | JPS57180005A (ja) |
| KR (1) | KR840000049A (ja) |
| DE (1) | DE3274972D1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JPS5969473A (ja) * | 1982-10-06 | 1984-04-19 | 株式会社日立製作所 | 電気絶縁性焼結材用炭化けい素粉末組成物 |
| US4701427A (en) * | 1985-10-17 | 1987-10-20 | Stemcor Corporation | Sintered silicon carbide ceramic body of high electrical resistivity |
| US4775596A (en) * | 1987-02-18 | 1988-10-04 | Corning Glass Works | Composite substrate for integrated circuits |
| CA2001137C (en) * | 1988-10-21 | 2000-07-11 | Akimasa Daimaru | Silicon carbide-reinforced light alloy composite material |
| JPH1179846A (ja) * | 1997-09-01 | 1999-03-23 | Tokai Carbon Co Ltd | 炭化珪素成形体 |
| WO2003096387A2 (en) * | 2002-05-08 | 2003-11-20 | Phoseon Technology, Inc. | High efficiency solid-state light source and methods of use and manufacture |
| US7819550B2 (en) | 2003-10-31 | 2010-10-26 | Phoseon Technology, Inc. | Collection optics for led array with offset hemispherical or faceted surfaces |
| WO2005043954A2 (en) | 2003-10-31 | 2005-05-12 | Phoseon Technology, Inc. | Series wiring of highly reliable light sources |
| WO2005091392A1 (en) * | 2004-03-18 | 2005-09-29 | Phoseon Technology, Inc. | Micro-reflectors on a substrate for high-density led array |
| EP1743384B1 (en) | 2004-03-30 | 2015-08-05 | Phoseon Technology, Inc. | Led array having array-based led detectors |
| WO2005100961A2 (en) | 2004-04-19 | 2005-10-27 | Phoseon Technology, Inc. | Imaging semiconductor strucutures using solid state illumination |
| KR101288758B1 (ko) | 2004-12-30 | 2013-07-23 | 포세온 테크날러지 인코퍼레이티드 | 산업 공정에서 광원을 사용하는 시스템 및 방법 |
| US7642527B2 (en) | 2005-12-30 | 2010-01-05 | Phoseon Technology, Inc. | Multi-attribute light effects for use in curing and other applications involving photoreactions and processing |
| TWI436831B (zh) | 2009-12-10 | 2014-05-11 | Orbotech Lt Solar Llc | 真空處理裝置之噴灑頭總成 |
| US20110315081A1 (en) * | 2010-06-25 | 2011-12-29 | Law Kam S | Susceptor for plasma processing chamber |
| US8459276B2 (en) | 2011-05-24 | 2013-06-11 | Orbotech LT Solar, LLC. | Broken wafer recovery system |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3960577A (en) * | 1974-01-08 | 1976-06-01 | General Electric Company | Dense polycrystalline silicon carbide |
| US4023975A (en) * | 1975-11-17 | 1977-05-17 | General Electric Company | Hot pressed silicon carbide containing beryllium carbide |
| US4172109A (en) * | 1976-11-26 | 1979-10-23 | The Carborundum Company | Pressureless sintering beryllium containing silicon carbide powder composition |
| DE2803658A1 (de) * | 1977-01-27 | 1978-08-10 | Kyoto Ceramic | Verfahren zur herstellung von dichten, gesinterten siliciumcarbidkoerpern aus polycarbosilan |
| US4209474A (en) * | 1977-08-31 | 1980-06-24 | General Electric Company | Process for preparing semiconducting silicon carbide sintered body |
| DE2927226A1 (de) * | 1979-07-05 | 1981-01-08 | Kempten Elektroschmelz Gmbh | Dichte formkoerper aus polykristallinem beta -siliciumcarbid und verfahren zu ihrer herstellung durch heisspressen |
| EP0028802B1 (en) * | 1979-11-05 | 1983-08-17 | Hitachi, Ltd. | Electrically insulating substrate and a method of making such a substrate |
-
1981
- 1981-04-30 JP JP56064152A patent/JPS57180005A/ja active Granted
-
1982
- 1982-04-12 KR KR1019820001786A patent/KR840000049A/ko unknown
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