[发明专利]陶瓷烧结体和制造陶瓷烧结体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及含有碳化硅和氮化铝的陶瓷烧结体以及制造所述陶瓷烧结体的方法。

背景技术

通常，含有碳化硅和氮化铝的复合陶瓷烧结体由于其优异的性质如高强度和耐热性，已用作构成制造半导体晶片用装置的部件(例如，参见专利文献1)。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请号2009-094138

发明内容

陶瓷烧结体通常根据体积密度的大小具有若干改善的性质。出于该原因，已经需要具有高体积密度的含有碳化硅和氮化铝的复合陶瓷烧结体。

此外，近年来，就已经提出的环境问题而论，已经需要较小的能量消耗。制造半导体的装置，通常在高温条件下使用，例如等离子体蚀刻工艺。出于该原因，具有优异绝热性的材料已用于构成制造半导体用装置的部件，以致能够降低保持高温的能量消耗。

然而，由于高热导率，常规技术中的含有碳化硅和氮化铝的复合陶瓷烧结体绝热性低。此外，绝热效果可通过在陶瓷烧结体中设置称为孔(pore)的空气层来获得；然而，存在可能降低其强度的问题。出于该原因，已需要具有优异绝热性的含有碳化硅和氮化铝的复合陶瓷烧结体。

考虑到上述情况，完成本发明，其目的是提供一种具有高体积密度和优异绝热性的含有碳化硅和氮化铝的复合陶瓷烧结体，以及制造所述陶瓷烧结体的方法。

为了解决上述问题，本发明具有以下特征。本发明的特征概括为一种陶瓷烧结体，其包括碳化硅和氮化铝，其中相对于所述碳化硅和所述氮化铝的总重量比，所述氮化铝的重量比为大于10%且97%以下；和所述陶瓷烧结体体积密度为大于3.18g/cm³。

此外，本发明的另一特征概括为一种制造陶瓷烧结体的方法，所述陶瓷烧结体含有碳化硅和氮化铝，所述方法包括：将含有液体硅化合物的含硅原料和含有通过加热产生碳的有机化合物的含碳原料混合以生产碳化硅前体的步骤；将所述碳化硅前体在惰性气氛下加热并焙烧以生产碳化硅原料的步骤；将含有可水解铝化合物的含铝原料、含有通过加热产生碳的有机化合物的含碳原料和水混合以生产氮化铝前体的步骤；将所述氮化铝前体在氮气气氛下加热并焙烧以生产氮化铝原料的步骤；将所述碳化硅原料和所述氮化铝原料混合的步骤；和将所述碳化硅原料和所述氮化铝原料的混合物烧结的步骤，其中相对于在所述碳化硅原料和所述氮化铝原料的混合物中含有的所述碳化硅和所述氮化铝的总重量比，所述氮化铝的重量比为大于10%且97%以下。

此外，本发明的另一特征概括为一种制造陶瓷烧结体的方法，所述陶瓷烧结体含有碳化硅和氮化铝，所述方法包括：将含有液体硅化合物的含硅原料、含有通过加热产生碳的有机化合物的含碳原料、含有可水解铝化合物的含铝原料和水混合以生产复合前体的步骤；将所述复合前体在含氮气的惰性气氛下加热并焙烧以生产含有碳化硅和氮化铝的复合粉末的步骤；和将所述复合粉末烧结的步骤，其中相对于在所述复合粉末中含有的所述碳化硅和所述氮化铝的总重量比，所述氮化铝的重量比为大于10%且97%以下。

附图说明

图1是用于说明根据第一实施方式的制造陶瓷烧结体的方法的流程图。

图2(a)是显示碳化硅陶瓷烧结体表面的照片的图。图2(b)是显示所述陶瓷烧结体(如下所述的实施例1)的表面的照片的图，其中相对于所述碳化硅和所述氮化铝的总重量比，所述氮化铝的重量比为10.6%。

图3是用于说明根据第二实施方式的制造陶瓷烧结体的方法的流程图。

图4是根据实施例和比较例的体积密度的图表。

图5是根据实施例和比较例的热导率的图表。

图6是根据实施例和比较例的抗弯强度的图表。

图7是根据实施例和比较例的耐等离子体性的图表。

图8是显示实施例9以及比较例8和9的XRD衍射结果的数据。

具体实施方式

参考所述附图，将以(1)陶瓷烧结体、(2)根据第一实施方式的制造陶瓷烧结体的方法、(3)根据第二实施方式的制造陶瓷烧结体的方法和(4)对比评价的顺序，描述陶瓷烧结体和制造陶瓷烧结体的方法的实例。

在下述附图的描述中，相同或类似的附图标记用来表示相同或类似的部分。应认识到，所述附图是示意性显示，并且各尺寸的比例等不同于实际的那些。因此，具体尺寸应该考虑下述描述来确定。此外，所述附图之中，各个尺寸关系或比例可以不同。

(1)陶瓷烧结体

将描述根据本实施方式的陶瓷烧结体。