特許ウォッチ

公開番号2024076520
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-06
出願番号2022188087
出願日2022-11-25
発明の名称炭化ケイ素焼結体の製造方法
出願人イビデン株式会社
代理人弁理士法人WisePlus
主分類C04B 35/575 20060101AFI20240530BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】均一な焼結体を製造することができる炭化ケイ素焼結体の製造方法を提供する。
【解決手段】焼結型の内部に充填した炭化ケイ素原料1を、互いに対向する第1パンチ20及び第2パンチ30によって加圧した状態で、炭化ケイ素原料にパルス電流を印加して炭化ケイ素焼結体を得る、炭化ケイ素焼結体の製造方法であって、パルス電流を印加する際に、第1パンチと炭化ケイ素原料との間に、加圧方向に垂直な方向における熱伝導率が300W/m・K以上の高熱伝導性物質5が配置されており、高熱伝導性物質が、加圧方向から見た際に、炭化ケイ素原料が占める領域である炭化ケイ素原料占有領域の重心を中心として、上記炭化ケイ素原料占有領域の面積の25%の面積を有しその形状と相似する形状となる内部領域と、その外部領域とに跨って配置されていることを特徴とする炭化ケイ素焼結体の製造方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
焼結型の内部に充填した炭化ケイ素原料を、互いに対向する第１パンチ及び第２パンチによって加圧した状態で、前記炭化ケイ素原料にパルス電流を印加して炭化ケイ素焼結体を得る、炭化ケイ素焼結体の製造方法であって、
前記パルス電流を印加する際に、前記第１パンチと前記炭化ケイ素原料との間、及び、前記第２パンチと前記炭化ケイ素原料との間の少なくとも一方に、加圧方向に垂直な方向における熱伝導率が３００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の高熱伝導性物質が配置されており、
前記加圧方向から見た際に、前記炭化ケイ素原料が占める領域である炭化ケイ素原料占有領域の重心を中心として、前記炭化ケイ素原料占有領域の面積の２５％の面積を有し前記炭化ケイ素原料占有領域の形状と相似する形状となる内部領域と、前記内部領域よりも外側の領域である外部領域とを有しており、
前記高熱伝導性物質が、前記内部領域と前記外部領域とに跨って配置されていることを特徴とする、炭化ケイ素焼結体の製造方法。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記加圧方向から見た際に、前記高熱伝導性物質が占める領域の面積が、前記炭化ケイ素原料占有領域の面積の６５％～１００％である、請求項１に記載の炭化ケイ素焼結体の製造方法。
【請求項３】
前記加圧方向から見た際に、前記高熱伝導性物質が占める領域の面積が、前記炭化ケイ素原料占有領域の面積の１００％である、請求項２に記載の炭化ケイ素焼結体の製造方法。
【請求項４】
前記第１パンチ及び前記第２パンチの加圧面が円形であり、前記加圧面の直径が１００ｍｍ以上である、請求項１～３のいずれか１項に記載の炭化ケイ素焼結体の製造方法。
【請求項５】
シート状に成形された前記高熱伝導性物質が、前記第１パンチと前記炭化ケイ素原料との間、及び、前記第２パンチと前記炭化ケイ素原料との間の少なくとも一方に配置されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の炭化ケイ素焼結体の製造方法。
【請求項６】
粉末状の前記高熱伝導性物質が、前記第１パンチと前記炭化ケイ素原料との間、及び、前記第２パンチと前記炭化ケイ素原料との間の少なくとも一方に配置されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の炭化ケイ素焼結体の製造方法。
【請求項７】
前記高熱伝導性物質を含むコート膜が、前記第１パンチの表面及び前記第２パンチの表面の少なくとも一方に形成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の炭化ケイ素焼結体の製造方法。
【請求項８】
前記高熱伝導性物質が、高配向性炭素である、請求項１～３のいずれか１項に記載の炭化ケイ素焼結体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化ケイ素焼結体の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、パワー半導体として、シリコン半導体よりも絶縁破壊抵抗及びバンドギャップが大きい炭化ケイ素（ＳｉＣ）半導体が注目されている。
ＳｉＣ半導体の原料となる単結晶ＳｉＣウェハは、シリコン半導体の原料となるＳｉウェハと比較して結晶成長速度が遅く、製造コストが高い。
【０００３】
そこで、製造コストの高い単結晶ＳｉＣウェハを効率的に使用するために、単結晶ＳｉＣウェハに下地として多結晶ＳｉＣウェハを貼り合わせて使用する方法が考案されている。
【０００４】
多結晶ＳｉＣウェハを製造する方法として、特許文献１には放電プラズマ焼結法による方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００４－３５３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、原料焼結中において、原料の外周部ではダイ（焼結型）の外周からの放熱によって温度が低下してしまうことがあった。この場合、原料の中心部の温度が高く、原料の外周部の温度が低くなることから、原料焼結中に温度ムラが生じてしまい、均一な焼結体が製造できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされた発明であり、均一な焼結体を製造することができる炭化ケイ素焼結体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の炭化ケイ素焼結体の製造方法は、焼結型の内部に充填した炭化ケイ素原料を、互いに対向する第１パンチ及び第２パンチによって加圧した状態で、上記炭化ケイ素原料にパルス電流を印加して炭化ケイ素焼結体を得る、炭化ケイ素焼結体の製造方法であって、上記パルス電流を印加する際に、上記第１パンチと上記炭化ケイ素原料との間、及び、上記第２パンチと上記炭化ケイ素原料との間の少なくとも一方に、加圧方向に垂直な方向における熱伝導率が３００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の高熱伝導性物質が配置されており、上記加圧方向から見た際に、上記炭化ケイ素原料が占める領域である炭化ケイ素原料占有領域の重心を中心として、上記炭化ケイ素原料占有領域の面積の２５％の面積を有し上記炭化ケイ素原料占有領域の形状と相似する形状となる内部領域と、上記内部領域よりも外側の領域である外部領域とを有しており、上記高熱伝導性物質が、上記内部領域と上記外部領域とに跨って配置されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の炭化ケイ素焼結体の製造方法では、第１パンチと炭化ケイ素原料との間、及び、第２パンチと炭化ケイ素原料との間の少なくとも一方に、内部領域と外部領域とに跨がるように高熱伝導性物質が配置されている。
この位置に高熱伝導性物質が配置されていると、高熱伝導性物質によって、発熱しやすい内部領域の熱を外部領域に伝達することができる。その結果、原料の内部領域と外部領域との温度差が小さくなり、原料焼結中の温度ムラが低減されて均一な焼結体を製造することができる。
【００１０】
本発明の炭化ケイ素焼結体の製造方法においては、上記加圧方向から見た際に、上記高熱伝導性物質が占める領域の面積が、上記炭化ケイ素原料占有領域の面積の６５％～１００％であることが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許