[發(fā)明專利]陶瓷燒結(jié)體和制造陶瓷燒結(jié)體的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280029577.4
• 申請日: 2012-04-20
• 公開（公告）號: CN103608312A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 小高文雄
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社普利司通
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/581
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及含有碳化硅和氮化鋁的陶瓷燒結(jié)體以及制造所述陶瓷燒結(jié)體的方法。

背景技術(shù)

通常，含有碳化硅和氮化鋁的復(fù)合陶瓷燒結(jié)體由于其優(yōu)異的性質(zhì)如高強度和耐熱性，已用作構(gòu)成制造半導(dǎo)體晶片用裝置的部件(例如，參見專利文獻1)。

引文列表

專利文獻

專利文獻1：日本專利申請?zhí)?009-094138

發(fā)明內(nèi)容

陶瓷燒結(jié)體通常根據(jù)體積密度的大小具有若干改善的性質(zhì)。出于該原因，已經(jīng)需要具有高體積密度的含有碳化硅和氮化鋁的復(fù)合陶瓷燒結(jié)體。

此外，近年來，就已經(jīng)提出的環(huán)境問題而論，已經(jīng)需要較小的能量消耗。制造半導(dǎo)體的裝置，通常在高溫條件下使用，例如等離子體蝕刻工藝。出于該原因，具有優(yōu)異絕熱性的材料已用于構(gòu)成制造半導(dǎo)體用裝置的部件，以致能夠降低保持高溫的能量消耗。

然而，由于高熱導(dǎo)率，常規(guī)技術(shù)中的含有碳化硅和氮化鋁的復(fù)合陶瓷燒結(jié)體絕熱性低。此外，絕熱效果可通過在陶瓷燒結(jié)體中設(shè)置稱為孔(pore)的空氣層來獲得；然而，存在可能降低其強度的問題。出于該原因，已需要具有優(yōu)異絕熱性的含有碳化硅和氮化鋁的復(fù)合陶瓷燒結(jié)體。

考慮到上述情況，完成本發(fā)明，其目的是提供一種具有高體積密度和優(yōu)異絕熱性的含有碳化硅和氮化鋁的復(fù)合陶瓷燒結(jié)體，以及制造所述陶瓷燒結(jié)體的方法。

為了解決上述問題，本發(fā)明具有以下特征。本發(fā)明的特征概括為一種陶瓷燒結(jié)體，其包括碳化硅和氮化鋁，其中相對于所述碳化硅和所述氮化鋁的總重量比，所述氮化鋁的重量比為大于10%且97%以下；和所述陶瓷燒結(jié)體體積密度為大于3.18g/cm³。

此外，本發(fā)明的另一特征概括為一種制造陶瓷燒結(jié)體的方法，所述陶瓷燒結(jié)體含有碳化硅和氮化鋁，所述方法包括：將含有液體硅化合物的含硅原料和含有通過加熱產(chǎn)生碳的有機化合物的含碳原料混合以生產(chǎn)碳化硅前體的步驟；將所述碳化硅前體在惰性氣氛下加熱并焙燒以生產(chǎn)碳化硅原料的步驟；將含有可水解鋁化合物的含鋁原料、含有通過加熱產(chǎn)生碳的有機化合物的含碳原料和水混合以生產(chǎn)氮化鋁前體的步驟；將所述氮化鋁前體在氮氣氣氛下加熱并焙燒以生產(chǎn)氮化鋁原料的步驟；將所述碳化硅原料和所述氮化鋁原料混合的步驟；和將所述碳化硅原料和所述氮化鋁原料的混合物燒結(jié)的步驟，其中相對于在所述碳化硅原料和所述氮化鋁原料的混合物中含有的所述碳化硅和所述氮化鋁的總重量比，所述氮化鋁的重量比為大于10%且97%以下。

此外，本發(fā)明的另一特征概括為一種制造陶瓷燒結(jié)體的方法，所述陶瓷燒結(jié)體含有碳化硅和氮化鋁，所述方法包括：將含有液體硅化合物的含硅原料、含有通過加熱產(chǎn)生碳的有機化合物的含碳原料、含有可水解鋁化合物的含鋁原料和水混合以生產(chǎn)復(fù)合前體的步驟；將所述復(fù)合前體在含氮氣的惰性氣氛下加熱并焙燒以生產(chǎn)含有碳化硅和氮化鋁的復(fù)合粉末的步驟；和將所述復(fù)合粉末燒結(jié)的步驟，其中相對于在所述復(fù)合粉末中含有的所述碳化硅和所述氮化鋁的總重量比，所述氮化鋁的重量比為大于10%且97%以下。

附圖說明

圖1是用于說明根據(jù)第一實施方式的制造陶瓷燒結(jié)體的方法的流程圖。

圖2(a)是顯示碳化硅陶瓷燒結(jié)體表面的照片的圖。圖2(b)是顯示所述陶瓷燒結(jié)體(如下所述的實施例1)的表面的照片的圖，其中相對于所述碳化硅和所述氮化鋁的總重量比，所述氮化鋁的重量比為10.6%。

圖3是用于說明根據(jù)第二實施方式的制造陶瓷燒結(jié)體的方法的流程圖。

圖4是根據(jù)實施例和比較例的體積密度的圖表。

圖5是根據(jù)實施例和比較例的熱導(dǎo)率的圖表。

圖6是根據(jù)實施例和比較例的抗彎強度的圖表。

圖7是根據(jù)實施例和比較例的耐等離子體性的圖表。

圖8是顯示實施例9以及比較例8和9的XRD衍射結(jié)果的數(shù)據(jù)。

具體實施方式

參考所述附圖，將以(1)陶瓷燒結(jié)體、(2)根據(jù)第一實施方式的制造陶瓷燒結(jié)體的方法、(3)根據(jù)第二實施方式的制造陶瓷燒結(jié)體的方法和(4)對比評價的順序，描述陶瓷燒結(jié)體和制造陶瓷燒結(jié)體的方法的實例。

在下述附圖的描述中，相同或類似的附圖標(biāo)記用來表示相同或類似的部分。應(yīng)認識到，所述附圖是示意性顯示，并且各尺寸的比例等不同于實際的那些。因此，具體尺寸應(yīng)該考慮下述描述來確定。此外，所述附圖之中，各個尺寸關(guān)系或比例可以不同。

(1)陶瓷燒結(jié)體

將描述根據(jù)本實施方式的陶瓷燒結(jié)體。