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公開番号2025036246
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-14
出願番号2024144121
出願日2024-08-26
発明の名称窒化ケイ素基板
出願人株式会社トクヤマ
代理人
主分類C04B 35/587 20060101AFI20250306BHJP(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】熱伝導率や誘電損失の温度依存性が小さくて高い信頼性を有する、微小組織レベルでの均一性が高い窒化ケイ素基板を提供すること。
【解決手段】荷重0.5mNの条件でのナノインデンテーション試験により得られた硬度分布において、硬度15.00GPa未満の領域における累積10%の硬度HA10と、硬度15.00GPa未満の領域における累積90%の硬度HA90の比R1(HA10/HA90)が0.25以上であり、且つ、硬度15.00GPa以上の領域における累積10%の硬度HS10と、硬度15.00GPa以上の領域における累積90%の硬度HS90の比R2(HS10/HS90)が0.52以上である、窒化ケイ素基板。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
荷重０．５ｍＮの条件でのナノインデンテーション試験により得られた硬度分布において、硬度１５．００ＧＰａ未満の領域における累積１０％の硬度ＨＡ１０と、硬度１５．００ＧＰａ未満の領域における累積９０％の硬度ＨＡ９０の比Ｒ１（ＨＡ１０／ＨＡ９０）が０．２５以上であり、且つ、硬度１５．００ＧＰａ以上の領域における累積１０％の硬度ＨＳ１０と、硬度１５．００ＧＰａ以上の領域における累積９０％の硬度ＨＳ９０の比Ｒ２（ＨＳ１０／ＨＳ９０）が０．５２以上である、窒化ケイ素基板。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は窒化ケイ素基板に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
窒化ケイ素は、機械的強度、熱伝導率、電気的絶縁性に優れることから、半導体モジュール用基板などに用いられている。基板が高い信頼性を発揮するためには、高い均一性を有していることが重要である。
【０００３】
窒化ケイ素基板の均一性については、例えば特許文献１では、基板表面の中央部と端部付近の組成差が小さい窒化ケイ素基板が提案されている。具体的には、基板表面の中央部と端部付近でマグネシウム量、イットリウム量、酸素量を測定し、それぞれ中央部と端部付近で差が少ない窒化ケイ素基板であり、マクロな観点において助剤分布を極めて高度に均一にすることによって、安定的に窒化ケイ素基板の反りを抑制することができることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
ＷＯ２０２０／２０３７８７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のように、マクロな観点における均一性を制御して、窒化ケイ素基板内での中央部と端部付近の助剤量や酸素量の差が少なくするように制御することにより、反りの制御は可能である。一方で、熱伝導性や電気特性などは窒化ケイ素粒子や助剤相に左右される物性であるため、これらの物性において高い信頼性を発揮するためには、窒化ケイ素粒子や助剤相などの、微小組織レベルのミクロな観点での均一性を考慮する必要がある。そこで本発明は、微小組織レベルでの高い均一性を有する窒化ケイ素基板を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行った。その結果、原料の窒化ケイ素粉末と焼成条件を制御することにより、微小組織レベルで高い均一性を有する窒化ケイ素基板が得られることを見出した。また、前記微小組織レベルでの均一性は、ナノインデンテーション試験によって評価可能であることを確認し、本発明を完成させるに至った。
【０００７】
すなわち本発明は、荷重０．５ｍＮの条件でのナノインデンテーション試験により得られた硬度分布において、硬度１５．００ＧＰａ未満の領域における累積１０％の硬度ＨＡ１０と、硬度１５．００ＧＰａ未満の領域における累積９０％の硬度ＨＡ９０の比Ｒ１（ＨＡ１０／ＨＡ９０）が０．２５以上であり、且つ硬度１５．００ＧＰａ以上の領域における累積１０％の硬度ＨＳ１０と、硬度１５．００ＧＰａ以上の領域における累積９０％の硬度ＨＳ９０の比Ｒ２（ＨＳ１０／ＨＳ９０）が０．５２以上である、窒化ケイ素基板である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の窒化ケイ素基板により、熱伝導性や誘電損失の温度依存性を低減することが可能となり、信頼性に優れた窒化ケイ素基板を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の実施例１で使用した焼成容器の断面図である。
本発明の実施例２で使用した焼成容器の断面図である。
本発明の比較例１で使用した焼成容器（従来広く使用されていた焼成容器）の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の窒化ケイ素基板は、荷重０．５ｍＮの条件でナノインデンテーション試験により得られた硬度分布において、硬度１５．００ＧＰａ未満の領域における累積１０％の硬度ＨＡ１０と、硬度１５．００ＧＰａ未満の領域における累積９０％の硬度ＨＡ９０の比Ｒ１（ＨＡ１０／ＨＡ９０）が０．２５以上であり、且つ硬度１５．００ＧＰａ以上の領域における累積１０％の硬度ＨＳ１０と、硬度１５．００ＧＰａ以上の領域における累積９０％の硬度ＨＳ９０の比Ｒ２（ＨＳ１０／ＨＳ９０）が０．５２以上である。
（【００１１】以降は省略されています）

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