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2003年10月03日
日本ガイシ株式会社

導電性窒化アルミニウムセラミックスを開発

導電性窒化アルミニウム

日本ガイシは、窒化アルミニウムの特性制御法の研究を行い、導電性を有する窒化アルミニウムを開発しました。

窒化アルミニウムは、高い熱伝導性を有する絶縁材料であるため、一般には、半導体デバイス等の放熱基板として利用されています。日本ガイシは、窒化アルミニウムがハロゲンガスに対する耐食性が優れているという特徴に着目し、半導体製造装置用のウエハー加熱ヒーターやサセプターへの適用を行い、製品化しています。

今回、新たに開発した窒化アルミニウムは、体積抵抗率が、絶縁体と半導体の境界領域にあたる109〜1012Ωcmの材料(中抵抗)と、半導体領域にあたる101〜103Ωcm の材料(低抵抗)の2種類です。一般に絶縁性材料に導電性を与えるためには金属などの導電性物質を数10%と多く添加し複合化しますが、本材料は、少量の添加剤を加える以外は従来の焼結法と変わることなく作製できるため、窒化アルミニウムの本来持つ熱膨張係数、機械的強度などの特性を維持しながら、熱伝導率も100W/mK程度またはそれ以上を実現しています。

また、絶縁性セラミックスは温度が上がると体積抵抗率が低下する性質がありますが、従来の窒化アルミニウムに比べて、温度変化に対する電気抵抗の変化が小さいという特徴を有しており、中抵抗材料の温度上昇に対する変化率は従来品の2分の1以下、低抵抗材料では温度上昇に対する変化がほとんどない、という特徴を持っています。

中抵抗材料はすでに半導体製造装置用静電チャックに適用し製品化を進めていますが、その他、金属が使えない高温や腐食環境下での除電部材や電気電子機器において電界制御が必要な部分への適用が可能です。

導電体・半導体・絶縁体の体積抵抗率

体積抵抗率(Ωcm)

以上


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