A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Method for manufacturing silicon nitride substrate and silicon nitride substrate therefrom
A method for manufacturing a silicon nitride substrate is provided. The method for manufacturing a silicon nitride substrate according to one embodiment of the present invention comprising: a step of preparing a ceramic composition comprising metal silicon powder and crystal phase control powder containing a rare earth element-containing compound and a magnesium-containing compound; a step of preparing a sheet-shaped molded body with a slurry prepared by mixing the ceramic composition with a solvent and an organic binder; and a heat treatment step including a nitriding section in which nitrogen gas is applied at a predetermined pressure to the molded body and heat treatment is performed at a first temperature in a range of 1300 to 1500℃, and a sintering section in which heat treatment is performed at a second temperature in a range of 1700 to 1900℃. Accordingly, a manufacturing time and man-hours can be reduced compared to the prior art, and therefore, the method can be suitable for mass production. In addition, the implemented silicon nitride substrate has excellent mechanical strength by minimizing or preventing elution of silicon during a nitriding process. Furthermore, the silicon nitride substrate has improved thermal conductivity by entering the sintering section and completing the sintering while suppressing rapid transition to a beta phase, to enable transition to the beta phase, growth promotion of beta phase, and uniform growth. In addition, thermal conductivity and mechanical strength are uniform regardless of substrate position to implement a higher quality substrate.
질화규소 가판 제조방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 질화규소 기판 제조방법은 금속 실리콘 분말, 및 희토류 원소 함유 화합물과 마그네슘 함유 화합물을 포함하는 결정상 제어 분말을 포함하는 세라믹 조성물을 제조하는 단계, 상기 세라믹 조성물에 용매 및 유기바인더를 혼합하여 준비된 슬러리로 시트 형상의 성형체를 제조하는 단계, 및 상기 성형체에 대해서 소정의 압력으로 질소가스를 가하면서 1300 ~ 1500℃ 범위 내 제1온도로 열을 처리하는 질화구간 및 1700 내지 1900℃범위 내 제2온도로 열처리하는 소결구간을 포함하는 열처리 단계를 포함를 포함한다. 이에 의하면, 종래에 대비해 제조시간 및 공수를 감소시킬 수 있어서 대량생산에 적합할 수 있다. 또한, 구현된 질화규소 기판은 질화과정에서 실리콘이 용용되어 용출되는 것이 최소화 또는 방지됨에 따라서 기계적 강도가 우수하다. 나아가 급격한 베타상으로의 전이를 억제하면서 소결구간에 진입한 뒤 소결을 완료함에 따라서 베타 상으로 전이, 베타 상의 성장 촉진 및 균일한 성장이 가능해 보다 향상된 열전도도를 가진다. 더불어 기판의 위치에 관계 없이 열전도도 및 기계적 강도가 균일함에 따라서 보다 고품질의 기판을 구현할 수 있다.
Method for manufacturing silicon nitride substrate and silicon nitride substrate therefrom
A method for manufacturing a silicon nitride substrate is provided. The method for manufacturing a silicon nitride substrate according to one embodiment of the present invention comprising: a step of preparing a ceramic composition comprising metal silicon powder and crystal phase control powder containing a rare earth element-containing compound and a magnesium-containing compound; a step of preparing a sheet-shaped molded body with a slurry prepared by mixing the ceramic composition with a solvent and an organic binder; and a heat treatment step including a nitriding section in which nitrogen gas is applied at a predetermined pressure to the molded body and heat treatment is performed at a first temperature in a range of 1300 to 1500℃, and a sintering section in which heat treatment is performed at a second temperature in a range of 1700 to 1900℃. Accordingly, a manufacturing time and man-hours can be reduced compared to the prior art, and therefore, the method can be suitable for mass production. In addition, the implemented silicon nitride substrate has excellent mechanical strength by minimizing or preventing elution of silicon during a nitriding process. Furthermore, the silicon nitride substrate has improved thermal conductivity by entering the sintering section and completing the sintering while suppressing rapid transition to a beta phase, to enable transition to the beta phase, growth promotion of beta phase, and uniform growth. In addition, thermal conductivity and mechanical strength are uniform regardless of substrate position to implement a higher quality substrate.
질화규소 가판 제조방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 질화규소 기판 제조방법은 금속 실리콘 분말, 및 희토류 원소 함유 화합물과 마그네슘 함유 화합물을 포함하는 결정상 제어 분말을 포함하는 세라믹 조성물을 제조하는 단계, 상기 세라믹 조성물에 용매 및 유기바인더를 혼합하여 준비된 슬러리로 시트 형상의 성형체를 제조하는 단계, 및 상기 성형체에 대해서 소정의 압력으로 질소가스를 가하면서 1300 ~ 1500℃ 범위 내 제1온도로 열을 처리하는 질화구간 및 1700 내지 1900℃범위 내 제2온도로 열처리하는 소결구간을 포함하는 열처리 단계를 포함를 포함한다. 이에 의하면, 종래에 대비해 제조시간 및 공수를 감소시킬 수 있어서 대량생산에 적합할 수 있다. 또한, 구현된 질화규소 기판은 질화과정에서 실리콘이 용용되어 용출되는 것이 최소화 또는 방지됨에 따라서 기계적 강도가 우수하다. 나아가 급격한 베타상으로의 전이를 억제하면서 소결구간에 진입한 뒤 소결을 완료함에 따라서 베타 상으로 전이, 베타 상의 성장 촉진 및 균일한 성장이 가능해 보다 향상된 열전도도를 가진다. 더불어 기판의 위치에 관계 없이 열전도도 및 기계적 강도가 균일함에 따라서 보다 고품질의 기판을 구현할 수 있다.
Method for manufacturing silicon nitride substrate and silicon nitride substrate therefrom
질화규소 기판 제조방법 및 이를 통해 제조된 질화규소 기판
CHEONG HUN (author) / PARK KYU HWAN (author)
2022-11-15
Patent
Electronic Resource
Korean
IPC:
C04B
Kalk
,
LIME
Method for manufacturing silicon nitride substrate and silicon nitride substrate therefrom
European Patent Office | 2024
European Patent Office | 2024
| European Patent Office | 2022
| European Patent Office | 2023
METHOD OF MANUFACTURING SILICON NITRIDE SUBSTRATE AND SILICON NITRIDE SUBSTRATE
| European Patent Office | 2018