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公開番号2024084292
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-25
出願番号2022198476
出願日2022-12-13
発明の名称接合体
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C04B 37/00 20060101AFI20240618BHJP(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】製造時や使用時のクラックや剥離等の不具合を低減した接合体を提供する。
【解決手段】平板状のAlNセラミックス部材20と、平板状のSiCセラミックス部材30とが、接合層40を介し接合され、または直接接合された接合体10であって、前記SiCセラミックス部材30は、周期律表第4族、第5族、または第6族の金属の炭化物、窒化物、またはホウ化物を含み、前記AlNセラミックス部材20と前記SiCセラミックス部材30との20℃から接合状態に対応した温度の平均線膨張係数差の絶対値が0.8ppm以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
平板状のＡｌＮセラミックス部材と、平板状のＳｉＣセラミックス部材とが、接合層を介し接合され、または直接接合された接合体であって、
前記ＳｉＣセラミックス部材は、周期律表第４族、第５族、または第６族の金属の炭化物、窒化物、またはホウ化物を含み、
前記ＡｌＮセラミックス部材と前記ＳｉＣセラミックス部材との２０℃から接合状態に対応した温度の平均線膨張係数差の絶対値が０．８ｐｐｍ以下であることを特徴とする接合体。
続きを表示（約 850 文字）【請求項２】
前記ＳｉＣセラミックス部材は、ＴｉＣを１０ｗｔ％以上４５ｗｔ％以下含むことを特徴とする請求項１に記載の接合体。
【請求項３】
前記ＳｉＣセラミックス部材は、ＴｉＮを５ｗｔ％以上３５ｗｔ％以下含むことを特徴とする請求項１に記載の接合体。
【請求項４】
前記ＳｉＣセラミックス部材は、ＴａＢ
２
を１０ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下含むことを特徴とする請求項１に記載の接合体。
【請求項５】
前記ＳｉＣセラミックス部材は、ＮｂＢ
２
を１０ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下含むことを特徴とする請求項１に記載の接合体。
【請求項６】
前記ＳｉＣセラミックス部材は、ＴｉＢ
２
を１０ｗｔ％以上５５ｗｔ％以下含むことを特徴とする請求項１に記載の接合体。
【請求項７】
前記ＳｉＣセラミックス部材は、ＺｒＣを１０ｗｔ％以上６５ｗｔ％以下含むことを特徴とする請求項１に記載の接合体。
【請求項８】
前記ＳｉＣセラミックス部材は、Ｍｏ
２
Ｃを３０ｗｔ％以上５５ｗｔ％以下含むことを特徴とする請求項１に記載の接合体。
【請求項９】
前記接合層は軟ロウで形成され、
前記ＳｉＣセラミックス部材と前記ＡｌＮセラミックス部材の２０℃から前記軟ロウの融点またはガラス転移点までの平均線膨張係数差の絶対値は、０．４ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の接合体。
【請求項１０】
前記接合層は硬ロウで形成され、
前記ＳｉＣセラミックス部材と前記ＡｌＮセラミックス部材の２０℃から前記硬ロウの融点またはガラス転移点までの平均線膨張係数差の絶対値は、０．４ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の接合体。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡｌＮセラミックス部材とＳｉＣセラミックス部材の接合体に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置用部材は、基板を加熱や保持する機能を有するセラミックス部材が多用されている。特に、ＡｌＮを主成分とするＡｌＮセラミックス部材は、基板保持部材やヒーター等に用いられている。このようなＡｌＮセラミックス部材を用いた半導体製造装置用部材に、例えば、ヒートシンク等の様々な機能を付加するため、ＡｌＮセラミックス部材と他のセラミックス部材との接合体が望まれている。
【０００３】
特許文献１には、窒化アルミニウムとの線熱膨張係数差がきわめて小さく、熱伝導率、緻密性及び強度が十分高い複合材料を提供することを目的として、含有量の多いものの上位３つが炭化珪素、チタンシリコンカーバイド、炭化チタンであり、この並び順が含有量の多いものから少ないものの順序を示しており、炭化珪素を５１～６８質量％含有し、珪化チタンを含有せず、開気孔率が１％以下である緻密質複合材料が開示されている。また、窒化アルミニウムと緻密質複合材料の接合方法について、緻密質複合材料の焼結体とアルミニウム製の金属箔と窒化アルミニウムの焼結体を積層し、ＨＰ焼成する方法、および緻密質複合材料の原料の調合粉末の成形体と窒化アルミニウムの焼結体を積層し、ＨＰ焼成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１４－２０８５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般にＡｌＮセラミックス部材とＳｉＣセラミックス部材は線膨張係数が異なるため、その接合体は、製造時（接合時）や製品使用時に破損やクラックが入る場合があった。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の緻密質複合材料は、ＳｉまたはＳｉ化合物を原料に混合し、焼結時に反応させて製造するため、製造条件の変動（バラツキ）によるＳｉ化合物の生成にバラツキが生じやすく、同一の原料を使用しても得られる緻密質複合材料の物性、特に線膨張係数にバラツキが生じる虞があった。また、緻密質複合材料の原料の調合粉末の成形体と窒化アルミニウムの焼結体を積層し、ＨＰ焼成する接合方法では、緻密質複合材料内に媒体流路を形成することが難しかった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、添加物の量によってＳｉＣセラミックス部材のＣＴＥの調節が容易でＡｌＮセラミックス部材とＳｉＣセラミックス部材のＣＴＥ差のバラツキが少なく、製造時や使用時のクラックや剥離等の不具合を低減した接合体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】
（１）上記の目的を達成するため、本発明の接合体は、以下の手段を講じた。すなわち、本発明の適用例の接合体は、平板状のＡｌＮセラミックス部材と、平板状のＳｉＣセラミックス部材とが、接合層を介し接合され、または直接接合された接合体であって、前記ＳｉＣセラミックス部材は、周期律表第４族、第５族、または第６族の金属の炭化物、窒化物、またはホウ化物を含み、前記ＡｌＮセラミックス部材と前記ＳｉＣセラミックス部材との２０℃から接合状態に対応した温度の平均線膨張係数差の絶対値が０．８ｐｐｍ以下であることを特徴としている。
【０００９】
これにより、製造時や使用時のクラックや剥離等の不具合を低減したＡｌＮセラミックス部材とＳｉＣセラミックス部材との接合体を構成することができる。また、周期律表第４族、第５族、または第６族の金属の炭化物、窒化物、またはホウ化物（添加物）は、ＳｉＣセラミックス部材の焼結体の中で添加された物質の相を維持し、Ｓｉとの化合物を生成していないため、添加物の量によってＳｉＣセラミックス部材のＣＴＥの調節を容易にすることができ、ＣＴＥ差のバラツキの少ない接合体を構成することができる。
【００１０】
（２）また、上記（１）の適用例の接合体において、前記ＳｉＣセラミックス部材は、ＴｉＣを１０ｗｔ％以上４５ｗｔ％以下含むことを特徴としている。
（【００１１】以降は省略されています）

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