JPH03211046A - 窒化アルミニウムセラミックス焼成用セッター - Google Patents
窒化アルミニウムセラミックス焼成用セッターInfo
- Publication number
- JPH03211046A JPH03211046A JP678490A JP678490A JPH03211046A JP H03211046 A JPH03211046 A JP H03211046A JP 678490 A JP678490 A JP 678490A JP 678490 A JP678490 A JP 678490A JP H03211046 A JPH03211046 A JP H03211046A
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- JP
- Japan
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- aluminum nitride
- setter
- base material
- nitride ceramics
- carbon base
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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
本発明は、窒化アルミニウムセラミックスを焼成する際
に用いられるセッターに関するものである。
に用いられるセッターに関するものである。
近年、ＩＣ等に代表される半導体素子の高集積化や大電
力化が進むに伴って、放熱性の良い電気絶縁性材料が要
求されるようになっており、これに応えて各種の高熱伝
導性基板が提案されている。 これらのなかでも特に窒化アルミニウムセラミックス基
板が、熱伝導性、熱膨張性、電気絶縁性等の点に優れて
いるということから実用化が進んでいる。 そして窒化アルミニウムセラミックス基板を焼成する際
に焼成物を保持するためのセッターが用いられるが、こ
のセッターとしては酸化アルミニウム（Ａ１２０３）で
作成されたものが一般的である。 しかし、窒化アルミニウムセラミックス（ＡＩＮ）は焼
結しにくいためにＹ ２０ 、やＣａＯ等の焼結助剤を
必要とし、また焼結温度も１８００℃以上の高温を要す
る。このために、上記酸化アルミニウムのセッターは窒
化アルミニウムセラミックスに反応して酸化及び付着が
発生し、また高温によるクリープが発生し易くて繰り返
し使用することができず、使用に適さない。そこで、こ
れらに対する特性に優れた窒化ホウ素（ＢＮ）で作成さ
れたセッターが、窒化アルミニウムセラミックス焼成用
のセッターとして使用されている。
力化が進むに伴って、放熱性の良い電気絶縁性材料が要
求されるようになっており、これに応えて各種の高熱伝
導性基板が提案されている。 これらのなかでも特に窒化アルミニウムセラミックス基
板が、熱伝導性、熱膨張性、電気絶縁性等の点に優れて
いるということから実用化が進んでいる。 そして窒化アルミニウムセラミックス基板を焼成する際
に焼成物を保持するためのセッターが用いられるが、こ
のセッターとしては酸化アルミニウム（Ａ１２０３）で
作成されたものが一般的である。 しかし、窒化アルミニウムセラミックス（ＡＩＮ）は焼
結しにくいためにＹ ２０ 、やＣａＯ等の焼結助剤を
必要とし、また焼結温度も１８００℃以上の高温を要す
る。このために、上記酸化アルミニウムのセッターは窒
化アルミニウムセラミックスに反応して酸化及び付着が
発生し、また高温によるクリープが発生し易くて繰り返
し使用することができず、使用に適さない。そこで、こ
れらに対する特性に優れた窒化ホウ素（ＢＮ）で作成さ
れたセッターが、窒化アルミニウムセラミックス焼成用
のセッターとして使用されている。
しかし、窒化ホウ素のセッターは窒化ホウ素を焼結する
ことによって作成されるのであるが、その原料となる窒
化ホウ素粉が高価であると共に、また難焼結性のために
Ｂ２Ｏ３やＣａＯ等の焼結助剤を添加したりホットプレ
ス等の焼成方法が必要とされたりする等の理由によって
も高価格となるという問題があり、また窒化ホウ素以外
の不純物の含有が避けられず、この不純物が窒化アルミ
ニウムセラミックスを焼成する際に窒化アルミニウムセ
ラミックス中へ拡散を起こし、その結果窒化アルミニウ
ムセラミックス基板に焼けむらや反りが発生したりする
という問題も生じるものであった。 本発明は上記の点に霞みて為されたものであり、安価で
あると共に、窒化アルミニウムセラミックスを酸化させ
たり窒化アルミニウムセラミックスに付着したり、さら
に窒化アルミニウムセラミックスに不純物が拡散したり
するおそれがなく、加えて高温でクリープを起こさず繰
り返し使用の寿３− 命が長い窒化アルミニウムセラミックス焼成用セッター
を提供することを目的とするものである。
ことによって作成されるのであるが、その原料となる窒
化ホウ素粉が高価であると共に、また難焼結性のために
Ｂ２Ｏ３やＣａＯ等の焼結助剤を添加したりホットプレ
ス等の焼成方法が必要とされたりする等の理由によって
も高価格となるという問題があり、また窒化ホウ素以外
の不純物の含有が避けられず、この不純物が窒化アルミ
ニウムセラミックスを焼成する際に窒化アルミニウムセ
ラミックス中へ拡散を起こし、その結果窒化アルミニウ
ムセラミックス基板に焼けむらや反りが発生したりする
という問題も生じるものであった。 本発明は上記の点に霞みて為されたものであり、安価で
あると共に、窒化アルミニウムセラミックスを酸化させ
たり窒化アルミニウムセラミックスに付着したり、さら
に窒化アルミニウムセラミックスに不純物が拡散したり
するおそれがなく、加えて高温でクリープを起こさず繰
り返し使用の寿３− 命が長い窒化アルミニウムセラミックス焼成用セッター
を提供することを目的とするものである。
本発明に係る窒化アルミニウムセラミックス焼成用セッ
ターは、炭素基材上に気相からの合成による窒化アルミ
ニウムあるいは窒化ホウ素を被覆して成ることを特徴と
するものである。 以下、本発明の詳細な説明する。 本発明においてはセッターの母材として安価で且つ高温
クリープを起こさない炭素基材を用いる。 そしてこの炭素基材の表面にＣＶＤ（化学蒸着；Ｃｈｅ
＋＋１ｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法
で、気相からの合成による窒化アルミニウム（ＡＩＮ）
あるいは窒化ホウ素（ＢＮ）を被覆することによって、
窒化アルミニウムセラミックス焼成用セッターを得るこ
とができる。 窒化アルミニウムを被覆する場合のＣＶＤ法の原料とし
ては、Ａｌ源にＡｌＣ１，、ＡＮＢｒ３等のハロゲン化
アルミニウムや（ＣＨ３）３Ａ１（）リエチルアルミニ
ウム）等の有機金属などを、Ｎ源に主に４ ＮＨ３を、それぞれ用いることがで終る。ＣＶＤ法で炭
素基材の表面に窒化アルミニウムを生成させて被覆させ
るにあたって、反応温度は８００℃以上が望ましく、こ
れ以下の温度では窒化アルミニウムの結晶化度が低くな
って水分や酸素に対して不安定になるおそれがある。 また窒化ホウ素を被覆する場合のＣＶＤ法の原料として
は、Ｂ源にＢＣム等のハロゲン化ホウ素やジボラン（Ｂ
２Ｈ６）などを、Ｎ源に主にＮＨ，を、それぞれ用いる
ことができる。ＣＶＤ法で炭素基材の表面に窒化ホウ素
を生成させて被覆させるにあたって、反応温度は１８０
０℃以上が望ましく、これ以下の温度では結晶化度が低
くなって水分や酸素に対して不安定になる窒化ホウ素が
生成されるおそれがある。 上記のようにして炭素基材の表面を窒化アルミニウムや
窒化ホウ素で被覆してセッターを作成するにあたって、
窒化アルミニウムセラミックスを焼成する際に窒化アル
ミニウムセラミックスと接触する面だけでなく、炭素基
材の全表面を窒化アルミニウムや窒化ホウ素で覆うよう
にするのが望ましい。炭素基材の表面の一部が窒化アル
ミニウムや窒化ホウ素で覆われていず露出していると、
窒化アルミニウムセラミックスを焼成する際の酸化によ
るセッターの早期劣化や、窒化アルミニウムセラミック
スへの気相を通じての炭素の拡散の原因になるおそれが
ある。
ターは、炭素基材上に気相からの合成による窒化アルミ
ニウムあるいは窒化ホウ素を被覆して成ることを特徴と
するものである。 以下、本発明の詳細な説明する。 本発明においてはセッターの母材として安価で且つ高温
クリープを起こさない炭素基材を用いる。 そしてこの炭素基材の表面にＣＶＤ（化学蒸着；Ｃｈｅ
＋＋１ｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法
で、気相からの合成による窒化アルミニウム（ＡＩＮ）
あるいは窒化ホウ素（ＢＮ）を被覆することによって、
窒化アルミニウムセラミックス焼成用セッターを得るこ
とができる。 窒化アルミニウムを被覆する場合のＣＶＤ法の原料とし
ては、Ａｌ源にＡｌＣ１，、ＡＮＢｒ３等のハロゲン化
アルミニウムや（ＣＨ３）３Ａ１（）リエチルアルミニ
ウム）等の有機金属などを、Ｎ源に主に４ ＮＨ３を、それぞれ用いることがで終る。ＣＶＤ法で炭
素基材の表面に窒化アルミニウムを生成させて被覆させ
るにあたって、反応温度は８００℃以上が望ましく、こ
れ以下の温度では窒化アルミニウムの結晶化度が低くな
って水分や酸素に対して不安定になるおそれがある。 また窒化ホウ素を被覆する場合のＣＶＤ法の原料として
は、Ｂ源にＢＣム等のハロゲン化ホウ素やジボラン（Ｂ
２Ｈ６）などを、Ｎ源に主にＮＨ，を、それぞれ用いる
ことができる。ＣＶＤ法で炭素基材の表面に窒化ホウ素
を生成させて被覆させるにあたって、反応温度は１８０
０℃以上が望ましく、これ以下の温度では結晶化度が低
くなって水分や酸素に対して不安定になる窒化ホウ素が
生成されるおそれがある。 上記のようにして炭素基材の表面を窒化アルミニウムや
窒化ホウ素で被覆してセッターを作成するにあたって、
窒化アルミニウムセラミックスを焼成する際に窒化アル
ミニウムセラミックスと接触する面だけでなく、炭素基
材の全表面を窒化アルミニウムや窒化ホウ素で覆うよう
にするのが望ましい。炭素基材の表面の一部が窒化アル
ミニウムや窒化ホウ素で覆われていず露出していると、
窒化アルミニウムセラミックスを焼成する際の酸化によ
るセッターの早期劣化や、窒化アルミニウムセラミック
スへの気相を通じての炭素の拡散の原因になるおそれが
ある。
上記のようにして得られる窒化アルミニウム焼成用セッ
ターは、安価な炭素基材を母材とし、しかも炭素基材の
表面に被覆される窒化アルミニウムや窒化ホウ素は薄膜
状に形成されるために、安価に作成することができる。 この炭素基材はほとんど高温クリープを起こすことがな
いために、窒化アルミニウムセラミックスの焼成にセッ
ターを繰り返し使用する寿命を長くすることができ、ま
た炭素基材を被覆する窒化アルミニウムや窒化ホウ素は
高温で安定であるために、窒化アルミニウムセラミック
スを焼成する際に窒化アルミニウムセラミックスにセッ
ターが付着したり酸化したりするようなおそれはない。 しかも炭素基材の表面に被覆される窒化アルミニウムや
窒化ホウ素は気相からの合成によって形成されているた
めに、焼結助剤を含まない非常に高純度のものとして得
られるものであり、従って窒化アルミニウムセラミック
スを焼成する際に窒化アルミニウムセラミックスに不純
物が拡散されるようなおそれがなく、窒化アルミニウム
セラミックスの基板に焼けむらや反りなどが発生するこ
とを防ぐことができる。
ターは、安価な炭素基材を母材とし、しかも炭素基材の
表面に被覆される窒化アルミニウムや窒化ホウ素は薄膜
状に形成されるために、安価に作成することができる。 この炭素基材はほとんど高温クリープを起こすことがな
いために、窒化アルミニウムセラミックスの焼成にセッ
ターを繰り返し使用する寿命を長くすることができ、ま
た炭素基材を被覆する窒化アルミニウムや窒化ホウ素は
高温で安定であるために、窒化アルミニウムセラミック
スを焼成する際に窒化アルミニウムセラミックスにセッ
ターが付着したり酸化したりするようなおそれはない。 しかも炭素基材の表面に被覆される窒化アルミニウムや
窒化ホウ素は気相からの合成によって形成されているた
めに、焼結助剤を含まない非常に高純度のものとして得
られるものであり、従って窒化アルミニウムセラミック
スを焼成する際に窒化アルミニウムセラミックスに不純
物が拡散されるようなおそれがなく、窒化アルミニウム
セラミックスの基板に焼けむらや反りなどが発生するこ
とを防ぐことができる。
次に、本発明を実施例によって説明する。
Ｋ１性１
原料としてＡＩ源にＡ１．Ｃ１３を、Ｎ源にＮＨ３，ｆ
スを用い、減圧熱ＣＶＤ法により、セッターの形状に加
工した炭素基材の表面に窒化アルミニウム被膜を被覆し
た。Ａ ＩＣ１，は金属ＡＩを入れた容器を２５０℃に
加熱し、ＨＣ１ｔｊスとキャリアガスのＨ２ガスを導入
して反応させることによって得た。またＣＶＤ法による
反応は、反応温度が１０００°０１反応管内圧力がＩＴ
ｏｒｒ、反応時間が１７ 時間の条件でおこなわせた。このようにして得られたセ
ッターの窒化アルミニウム被膜の厚みを膜断面のＳＥＭ
観察（電子顕微鏡観察）により測定し、また窒化アルミ
ニウム被膜の不純物濃度をＩＣＰ発光分光分析により測
定した。その結果、窒化アルミニウム被膜の厚みは５０
μｍであり、金属不純物量は１０ｐｐｍ以下であった。 衷１１」ユ ＣＶＤ法の反応時間を２時間に設定するようにした他は
、実施例１と同様にして炭素基材の表面に窒化アルミニ
ウム被膜を被覆させてセッターを得た。このセッターの
窒化アルミニウム被膜の厚みは１００μｍであり、金属
不純物量は１０ｐｐｍ以下であった。 犬」「医」− 原料としてＢ源にＢＣｌ２３Ｎスを、Ｎ源にＮＨ３〃ス
を用い、それぞれのキャリアがスとしてＨ２〃スを用い
、減圧熱ＣＶＤ法により、セッターの形状に加工した炭
素基材の表面に窒化ホウ素被膜を被覆した。、ＣＶＤ法
による反応は、反応温度が８− １９００℃、反応管内圧力がＩＴｏｒｒ、反応時間が２
時間の条件でおこなわせた。このようにして得られたセ
ッターの窒化ホウ素被膜の厚みは１゜０８ｍであり、金
属不純物量は１０ｐｐｍ以下であった。 来１」［（ ＣＶＤ法の反応時間を０．５時間に設定するようにした
他は、実施例３と同様にして炭素基材の表面に窒化ホウ
素被膜を被覆させてセッターを得た。このセッターの窒
化ホウ素被膜の厚みは３０μｍであり、金属不純物量は
１０ｐｐｍ以下であった。 上記の実施例１，２で得た窒化アルミニウムを被覆した
セッター、実施例３．４で得た窒化ホウ素を被覆したセ
ッターをそれぞれ用い、窒化アルミニウムセラミックス
基板の焼成をおこなった。 その結果、いずれのセッターも窒化アルミニウムセラミ
ックス基板と反応して付着が生じることがなく、窒化ア
ルミニウムセラミックス基板に焼けむら、反り、不純物
混入、酸化などは見られなかった。また各センターを窒
化アルミニウムセラミックスの焼成に３０回繰り返して
使用しても、高温クリープによるセッターの反りや、窒
化アルミニウム被膜や窒化ホウ素被膜に剥がれが生じた
りクラックが生じたりすることはなかった。 【発明の効果］ 上述のように本発明に係るセッターは、炭素基村上に気
相からの合成による窒化アルミニウムあるいは窒化ホウ
素を被覆したものであり、安価な炭素基材を母材とし、
しかも炭素基材の表面に被覆される窒化アルミニウムや
窒化ホウ素は薄膜状に形成されるために、安価に作成す
ることができると共に、この炭素基材はほとんど高温ク
リープを起こすことがないために、窒化アルミニウムセ
ラミックスの焼成に繰り返し使用する寿命を長くするこ
とができるものである。また炭素基材を被覆する窒化ア
ルミニウムや窒化ホウ素は高温で安定であるために、窒
化アルミニウムセラミックスを焼成する際に窒化アルミ
ニウムセラミックスにセッターが付着したり酸化したり
するようなおそれはなく、しかもこれら窒化アルミニウ
ムや窒化ホウ素は気相からの合成によって形成されてい
るために、焼結助剤を含まない非常に高純度のものとし
て得られるものであり、窒化アルミニウムセラミックス
を焼成する際に窒化アルミニツムセラミックスに不純物
が拡散されるようなおそれがなく、窒化アルミニウムセ
ラミックスの基板に焼けむらや反りなどが発生すること
を防ぐことができるものである。
スを用い、減圧熱ＣＶＤ法により、セッターの形状に加
工した炭素基材の表面に窒化アルミニウム被膜を被覆し
た。Ａ ＩＣ１，は金属ＡＩを入れた容器を２５０℃に
加熱し、ＨＣ１ｔｊスとキャリアガスのＨ２ガスを導入
して反応させることによって得た。またＣＶＤ法による
反応は、反応温度が１０００°０１反応管内圧力がＩＴ
ｏｒｒ、反応時間が１７ 時間の条件でおこなわせた。このようにして得られたセ
ッターの窒化アルミニウム被膜の厚みを膜断面のＳＥＭ
観察（電子顕微鏡観察）により測定し、また窒化アルミ
ニウム被膜の不純物濃度をＩＣＰ発光分光分析により測
定した。その結果、窒化アルミニウム被膜の厚みは５０
μｍであり、金属不純物量は１０ｐｐｍ以下であった。 衷１１」ユ ＣＶＤ法の反応時間を２時間に設定するようにした他は
、実施例１と同様にして炭素基材の表面に窒化アルミニ
ウム被膜を被覆させてセッターを得た。このセッターの
窒化アルミニウム被膜の厚みは１００μｍであり、金属
不純物量は１０ｐｐｍ以下であった。 犬」「医」− 原料としてＢ源にＢＣｌ２３Ｎスを、Ｎ源にＮＨ３〃ス
を用い、それぞれのキャリアがスとしてＨ２〃スを用い
、減圧熱ＣＶＤ法により、セッターの形状に加工した炭
素基材の表面に窒化ホウ素被膜を被覆した。、ＣＶＤ法
による反応は、反応温度が８− １９００℃、反応管内圧力がＩＴｏｒｒ、反応時間が２
時間の条件でおこなわせた。このようにして得られたセ
ッターの窒化ホウ素被膜の厚みは１゜０８ｍであり、金
属不純物量は１０ｐｐｍ以下であった。 来１」［（ ＣＶＤ法の反応時間を０．５時間に設定するようにした
他は、実施例３と同様にして炭素基材の表面に窒化ホウ
素被膜を被覆させてセッターを得た。このセッターの窒
化ホウ素被膜の厚みは３０μｍであり、金属不純物量は
１０ｐｐｍ以下であった。 上記の実施例１，２で得た窒化アルミニウムを被覆した
セッター、実施例３．４で得た窒化ホウ素を被覆したセ
ッターをそれぞれ用い、窒化アルミニウムセラミックス
基板の焼成をおこなった。 その結果、いずれのセッターも窒化アルミニウムセラミ
ックス基板と反応して付着が生じることがなく、窒化ア
ルミニウムセラミックス基板に焼けむら、反り、不純物
混入、酸化などは見られなかった。また各センターを窒
化アルミニウムセラミックスの焼成に３０回繰り返して
使用しても、高温クリープによるセッターの反りや、窒
化アルミニウム被膜や窒化ホウ素被膜に剥がれが生じた
りクラックが生じたりすることはなかった。 【発明の効果］ 上述のように本発明に係るセッターは、炭素基村上に気
相からの合成による窒化アルミニウムあるいは窒化ホウ
素を被覆したものであり、安価な炭素基材を母材とし、
しかも炭素基材の表面に被覆される窒化アルミニウムや
窒化ホウ素は薄膜状に形成されるために、安価に作成す
ることができると共に、この炭素基材はほとんど高温ク
リープを起こすことがないために、窒化アルミニウムセ
ラミックスの焼成に繰り返し使用する寿命を長くするこ
とができるものである。また炭素基材を被覆する窒化ア
ルミニウムや窒化ホウ素は高温で安定であるために、窒
化アルミニウムセラミックスを焼成する際に窒化アルミ
ニウムセラミックスにセッターが付着したり酸化したり
するようなおそれはなく、しかもこれら窒化アルミニウ
ムや窒化ホウ素は気相からの合成によって形成されてい
るために、焼結助剤を含まない非常に高純度のものとし
て得られるものであり、窒化アルミニウムセラミックス
を焼成する際に窒化アルミニツムセラミックスに不純物
が拡散されるようなおそれがなく、窒化アルミニウムセ
ラミックスの基板に焼けむらや反りなどが発生すること
を防ぐことができるものである。
Claims (2)
- （１）炭素基材上に気相からの合成による窒化アルミニ
ウムを被覆して成ることを特徴とする窒化アルミニウム
セラミックス焼成用セッター。 - （２）炭素基材上に気相からの合成による窒化ホウ素を
被覆して成ることを特徴とする窒化アルミニウムセラミ
ックス焼成用セッター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP678490A JPH03211046A (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 窒化アルミニウムセラミックス焼成用セッター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP678490A JPH03211046A (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 窒化アルミニウムセラミックス焼成用セッター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03211046A true JPH03211046A (ja) | 1991-09-13 |
Family
ID=11647800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP678490A Pending JPH03211046A (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 窒化アルミニウムセラミックス焼成用セッター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03211046A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5932043A (en) * | 1997-03-18 | 1999-08-03 | International Business Machines Corporation | Method for flat firing aluminum nitride/tungsten electronic modules |
-
1990
- 1990-01-16 JP JP678490A patent/JPH03211046A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5932043A (en) * | 1997-03-18 | 1999-08-03 | International Business Machines Corporation | Method for flat firing aluminum nitride/tungsten electronic modules |
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