[发明专利]氮化硅基板及使用其的氮化硅电路基板

说明书

技术领域

后述的实施方式大致涉及氮化硅基板及使用其的氮化硅电路基板。

背景技术

近年来，一直尝试将氮化硅(Si₃N₄)基板适用于半导体电路基板。半导体电路基板使用着氧化铝(Al₂O₃)基板、氮化铝(AlN)基板。氧化铝基板的导热率为30W/m·k左右，但降低成本是可能的。另外，氮化铝基板的导热率成为160W/m·k以上的高导热化是可能的。另一方面，作为氮化硅基板开发了导热率为50W/m·k以上的基板。

氮化硅基板与氮化铝基板相比导热率低，但三点抗弯强度为500MPa以上，优异。氮化铝基板的三点抗弯强度通常为300～400MPa左右，存在导热率越高强度越下降的倾向。通过利用高强度的优点，使氮化硅基板薄型化是可能的。通过基板的薄型化，降低热阻成为可能，因而散热性提高。

利用这样的特性，氮化硅基板设置金属板等电路部而作为电路基板广泛使用。另外，还有作为国际公开号WO2011/010597号小册子(专利文献1)所示的压接结构用电路基板而使用的方法。

在实施上述那样的各种用法时，氮化硅基板所需的特性可举出导热率、强度、还有绝缘性。

关于绝缘性好的氮化硅基板，在特开2002-201075号公报(专利文献2)中提出。专利文献2公开了在温度25℃、湿度70％的条件下向氮化硅基板的表背之间施加1.5kV-100Hz的交流电压时的泄漏电流值为1000nA以下的氮化硅基板。该泄漏电流值越小表示表背之间的绝缘性越高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开号WO2011/010597号小册子

专利文献2：日本特开2002-201075号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，如专利文献2那样即使泄漏电流值为一定值以下，有时绝缘性也不充分。追究其原因，结果表明，基板的厚度方向的氮化硅晶粒与晶界相的丰度比有大的关系。氮化硅基板由具备氮化硅晶粒和晶界相的氮化硅烧结体构成。在比较氮化硅晶粒和晶界相时，氮化硅晶粒的绝缘性高。因此，在氮化硅基板内根据晶界相的丰度比形成有绝缘性不同的部分。因此，即使泄漏电流值为一定值以下，绝缘性也产生不充分的现象。

用于解决课题的手段

根据实施方式涉及的氮化硅基板，是具备氮化硅晶粒和晶界相且导热率为50W/m·k以上的氮化硅基板，其特征在于，氮化硅基板的剖面组织中，晶界相的合计长度T2相对氮化硅基板的厚度T1的比(T2/T1)为0.01～0.30，从绝缘强度的平均值的偏差为20％以下，所述绝缘强度的平均值是使电极与基板的表背面接触而用四端法测量时的绝缘强度的平均值。

发明效果

根据实施方式涉及的氮化硅基板，由于将晶界相的合计长度T2相对氮化硅基板的厚度T1的比(T2/T1)规定为规定的范围，所以厚度方向的绝缘性的偏差小。因此，在用于电路基板等的情况下，能够得到绝缘性优异且可靠性高的电路基板。

附图说明

图1是表示实施方式涉及的氮化硅基板的剖面组织的一个例子的剖面图；

图2是用于说明在实施方式涉及的氮化硅基板中，晶界相的合计长度T2相对基板厚度T1的比(T2/T1)的剖面图；

图3是表示在氮化硅基板中，通过四端法测量绝缘强度的方法的一个例子的剖面图；

图4是表示绝缘强度的测量部位的一个例子的平面图；

图5是表示测量氮化硅基板的体积电阻率值的方法的一个例子的侧面图。

具体实施方式

本实施方式涉及的氮化硅基板，其是具备氮化硅晶粒和晶界相且导热率为50W/m·k以上的氮化硅基板，其特征在于，氮化硅基板的剖面组织中，晶界相的合计长度T2相对氮化硅基板的厚度T1的比(T2/T1)为0.01～0.30，从绝缘强度的平均值的偏差为20％以下，所述绝缘强度的平均值是使电极与基板的表背面接触而用四端法测量时的绝缘强度的平均值。

首先，氮化硅基板由具备氮化硅晶粒和晶界相且导热率为50W/m·k以上的氮化硅烧结体构成。另外，导热率优选为50W/m·k以上，更优选为90W/m·k以上。导热率不足50W/m·k时，散热性降低。