[發(fā)明專利]氮化硅基板及使用其的氮化硅電路基板

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810154404.4
• 申請(qǐng)日: 2014-10-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108276008B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 中山憲隆;青木克之;佐野孝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社東芝;東芝高新材料公司
• 主分類號(hào): C04B35/587
• 分類號(hào): C04B35/587;H01L23/15;H01L23/373;H01L23/498;H05K1/03
• 代理公司: 中國(guó)貿(mào)促會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 王永紅

本發(fā)明涉及氮化硅基板及使用其的氮化硅電路基板。本發(fā)明提供氮化硅基板，具備氮化硅晶粒和晶界相且導(dǎo)熱率為50W/m·k以上，其特征在于，氮化硅基板的剖面組織中，厚度方向的晶界相的合計(jì)長(zhǎng)度T2相對(duì)氮化硅基板的厚度T1的比(T2/T1)為0.01～0.30，從絕緣強(qiáng)度的相對(duì)平均值的偏差為15％以下，所述絕緣強(qiáng)度的平均值是使電極與基板的表背面接觸而用四端法測(cè)量時(shí)的絕緣強(qiáng)度的平均值。另外，絕緣強(qiáng)度的平均值優(yōu)選為15kv/mm以上。根據(jù)上述構(gòu)成能夠得到絕緣強(qiáng)度的偏差小的氮化硅基板及使用其的氮化硅電路基板。

本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01480058070.0、申請(qǐng)日為2014年10月21日，發(fā)明名稱為“氮化硅基板及使用其的氮化硅電路基板”的中國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

后述的實(shí)施方式大致涉及氮化硅基板及使用其的氮化硅電路基板。

背景技術(shù)

近年來(lái)，一直嘗試將氮化硅(Si₃N₄)基板適用于半導(dǎo)體電路基板。半導(dǎo)體電路基板使用著氧化鋁(Al₂O₃)基板、氮化鋁(AlN)基板。氧化鋁基板的導(dǎo)熱率為30W/m·k左右，但降低成本是可能的。另外，氮化鋁基板的導(dǎo)熱率成為160W/m·k以上的高導(dǎo)熱化是可能的。另一方面，作為氮化硅基板開(kāi)發(fā)了導(dǎo)熱率為50W/m·k以上的基板。

氮化硅基板與氮化鋁基板相比導(dǎo)熱率低，但三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度為500MPa以上，優(yōu)異。氮化鋁基板的三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度通常為300～400MPa左右，存在導(dǎo)熱率越高強(qiáng)度越下降的傾向。通過(guò)利用高強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)，使氮化硅基板薄型化是可能的。通過(guò)基板的薄型化，降低熱阻成為可能，因而散熱性提高。

利用這樣的特性，氮化硅基板設(shè)置金屬板等電路部而作為電路基板廣泛使用。另外，還有作為國(guó)際公開(kāi)號(hào)WO2011/010597號(hào)小冊(cè)子(專利文獻(xiàn)1)所示的壓接結(jié)構(gòu)用電路基板而使用的方法。

在實(shí)施上述那樣的各種用法時(shí)，氮化硅基板所需的特性可舉出導(dǎo)熱率、強(qiáng)度、還有絕緣性。

關(guān)于絕緣性好的氮化硅基板，在特開(kāi)2002-201075號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中提出。專利文獻(xiàn)2公開(kāi)了在溫度25℃、濕度70％的條件下向氮化硅基板的表背之間施加1.5kV-100Hz的交流電壓時(shí)的泄漏電流值為1000nA以下的氮化硅基板。該泄漏電流值越小表示表背之間的絕緣性越高。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國(guó)際公開(kāi)號(hào)WO2011/010597號(hào)小冊(cè)子

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2002-201075號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題

但是，如專利文獻(xiàn)2那樣即使泄漏電流值為一定值以下，有時(shí)絕緣性也不充分。追究其原因，結(jié)果表明，基板的厚度方向的氮化硅晶粒與晶界相的豐度比有大的關(guān)系。氮化硅基板由具備氮化硅晶粒和晶界相的氮化硅燒結(jié)體構(gòu)成。在比較氮化硅晶粒和晶界相時(shí)，氮化硅晶粒的絕緣性高。因此，在氮化硅基板內(nèi)根據(jù)晶界相的豐度比形成有絕緣性不同的部分。因此，即使泄漏電流值為一定值以下，絕緣性也產(chǎn)生不充分的現(xiàn)象。

用于解決課題的手段

根據(jù)實(shí)施方式涉及的氮化硅基板，是具備氮化硅晶粒和晶界相且導(dǎo)熱率為50W/m·k以上的氮化硅基板，其特征在于，氮化硅基板的剖面組織中，晶界相的合計(jì)長(zhǎng)度T2相對(duì)氮化硅基板的厚度T1的比(T2/T1)為0.01～0.30，從絕緣強(qiáng)度的平均值的偏差為20％以下，所述絕緣強(qiáng)度的平均值是使電極與基板的表背面接觸而用四端法測(cè)量時(shí)的絕緣強(qiáng)度的平均值。

發(fā)明效果