實施方式涉及高熱導(dǎo)性氮化硅燒結(jié)體、使用了其的氮化硅基板及氮化硅電路基板以及半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
：氮化硅燒結(jié)體有效利用其高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度而被廣泛用于軸承滾珠等耐磨性部件中。在耐磨性部件中使用的以往的氮化硅燒結(jié)體可以實現(xiàn)3點彎曲強(qiáng)度為900mpa以上的高強(qiáng)度化，另一方面，熱導(dǎo)率低至20w/m·k以下。近年來，作為有效利用氮化硅燒結(jié)體的高強(qiáng)度性的用途，可列舉出半導(dǎo)體用基板。在日本專利第3797905號公報(專利文獻(xiàn)1)中，公開了由熱導(dǎo)率為50w/m·k以上、3點彎曲強(qiáng)度為500mpa以上的氮化硅燒結(jié)體構(gòu)成的氮化硅基板。在專利文獻(xiàn)1中記載了，通過將晶界相中的最大氣孔徑設(shè)定為0.3μm以下，從而即使將氮化硅基板的厚度設(shè)定為0.3～1.5mm也能夠?qū)㈦娏餍孤┲禍p小至1000na以下。電流泄漏值表示當(dāng)施加恒定條件的交流電壓時在氮化硅基板的表背間流過的電流值。該電流泄漏值越小表示氮化硅基板的絕緣性越高。若氮化硅基板的絕緣性低則表背間發(fā)生導(dǎo)通，結(jié)果是成為半導(dǎo)體裝置產(chǎn)生誤動作的原因。此外，對于半導(dǎo)體基板，要求良好的放熱性。半導(dǎo)體元件有si半導(dǎo)體、sic半導(dǎo)體等各種半導(dǎo)體。伴隨著半導(dǎo)體元件的高輸出功率化，結(jié)溫從100℃左右逐漸上升至200℃左右。為了提高半導(dǎo)體基板的放熱性，可列舉出提高氮化硅燒結(jié)體的熱導(dǎo)率、減薄氮化硅基板的對策等。特別是若能夠減薄氮化硅基板，則還能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體裝置的小型輕量化。此時，由于在如陶瓷和金屬電極等那樣的異種材料中，由各自的熱膨脹率的差等在接合部中產(chǎn)生變形應(yīng)力，所以對于氮化硅基板要求一定以上的材料強(qiáng)度，還要求機(jī)械強(qiáng)度的提高?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1：日本專利第3797905號公報技術(shù)實現(xiàn)要素：發(fā)明所要解決的技術(shù)問題然而，對于以往的氮化硅基板來說，存在將板厚減薄至低于0.30mm時的絕緣性未必一定可以說是充分的問題。本發(fā)明是為了解決這樣的問題而進(jìn)行的，目的是通過提供同時提高了強(qiáng)度和絕緣耐壓性的氮化硅燒結(jié)體，從而提供即使將氮化硅基板薄型化也能夠確保優(yōu)異的絕緣性的電路基板等。用于解決技術(shù)問題的手段實施方式的氮化硅燒結(jié)體的特征在于，其是熱導(dǎo)率為50w/m·k以上、3點彎曲強(qiáng)度為600mpa以上的高熱導(dǎo)性氮化硅燒結(jié)體，其中，在對氮化硅燒結(jié)體的任意的截面進(jìn)行xrd分析時，在將于衍射角29.3±0.2°、29.7±0.2°、27.0±0.2°、36.1±0.2°下檢測到的最強(qiáng)峰值強(qiáng)度設(shè)為i29.3°、i29.7°、i27.0°、i36.1°時，峰值比(i29.3°)/(i27.0°+i36.1°)滿足0.01～0.08，并且，峰值比(i29.7°)/(i27.0°+i36.1°)滿足0.02～0.16。發(fā)明效果實施方式的氮化硅燒結(jié)體在對任意的截面進(jìn)行xrd分析時滿足規(guī)定的峰值比。由此，能夠提高熱導(dǎo)率及強(qiáng)度。此外，絕緣耐壓優(yōu)異。因此，即使將基板薄型化，也能夠維持優(yōu)異的絕緣性。因此，使用了實施方式的氮化硅基板的氮化硅電路基板的絕緣性良好。附圖說明圖1是表示實施方式的氮化硅基板的一個例子的截面圖。圖2是表示實施方式的氮化硅電路基板的一個例子的截面圖。圖3是表示實施方式的氮化硅燒結(jié)體的燒結(jié)組織的一個例子的組織圖。具體實施方式實施方式的高熱導(dǎo)性氮化硅燒結(jié)體的特征在于，其是熱導(dǎo)率為50w/m·k以上、3點彎曲強(qiáng)度為600mpa以上的高熱導(dǎo)性氮化硅燒結(jié)體，其中，在對氮化硅燒結(jié)體的任意的截面進(jìn)行xrd分析時，在將于衍射角29.3±0.2°、29.7±0.2°、27.0±0.2°、36.1±0.2°下檢測到的最強(qiáng)峰值強(qiáng)度設(shè)為i29.3°、i29.7°、i27.0°、i36.1°時，峰值比(i29.3°)/(i27.0°+i36.1°)滿足0.01～0.08，并且，峰值比(i29.7°)/(i27.0°+i36.1°)滿足0.02～0.18。熱導(dǎo)率為50w/m·k以上且3點彎曲強(qiáng)度為600mpa以上。熱導(dǎo)率低于50w/m·k時，由于熱導(dǎo)率低，所以放熱性變得不充分。此外，3點彎曲強(qiáng)度低于600mpa時，燒結(jié)體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度變得不充分。其次，在對氮化硅燒結(jié)體的任意的截面進(jìn)行xrd分析時，在衍射角29.3±0.2°、29.7±0.2°、27.0±0.2°、36.1±0.2°下檢測到峰。此外，其特征在于，在將各自的最強(qiáng)峰值設(shè)為i29.3°、i29.7°、i27.0°、i36.1°時，峰值比(i29.3°)/(i27.0°+i36.1°)滿足0.01～0.08，并且，峰值比(i29.7°)/(i27.0°+i36.1°)滿足0.02～0.16。這里對xrd分析條件進(jìn)行說明。xrd分析以氮化硅燒結(jié)體的任意的截面作為測定面。測定面設(shè)定為表面粗糙度ra被研磨至0.05μm以下的研磨面。xrd分析中，使用cu靶(cu-kα)，將管電壓設(shè)定為40kv，將管電流設(shè)定為40ma，將掃描速度設(shè)定為2.0°/分鐘，將狹縫(rs)設(shè)定為0.15mm，將掃描范圍(2θ)設(shè)定為10°～50°而實施。通過xrd分析檢測到峰表示氮化硅燒結(jié)體具備規(guī)定的晶體化合物。i29.3°及i29.7°是基于晶界相中存在的化合物晶體的峰值。此外，i27.0°及i36.1°是基于β型氮化硅晶體的峰值。晶界相是以燒結(jié)助劑成分作為主要成分的化合物相。化合物相中，燒結(jié)助劑反應(yīng)而得到的物質(zhì)、燒結(jié)助劑彼此反應(yīng)而得到的物質(zhì)、燒結(jié)助劑與氮化硅或雜質(zhì)氧反應(yīng)而得到的物質(zhì)等的反應(yīng)相成為主要成分。此外，特定的化合物晶體的存在量變得越多，峰高度變得越大。此外，峰值比(i29.3°)/(i27.0°+i36.1°)滿足0.01～0.08、并且峰值比(i29.7°)/(i27.0°+i36.1°)滿足0.02～0.16意味著化合物晶體存在規(guī)定量。晶界相由化合物晶體相和非晶質(zhì)相(玻璃相)構(gòu)成。燒結(jié)助劑主要使用金屬氧化物。因此，晶界相以金屬氧化物(包含復(fù)合氧化物)作為主體。由于一般化合物晶體相與非晶質(zhì)相相比較硬，所以化合物晶體成為將晶界相強(qiáng)化的成分。通過將晶界相強(qiáng)化，能夠提高氮化硅燒結(jié)體的強(qiáng)度。此外，晶體化合物與非晶質(zhì)相相比熱導(dǎo)率高。因此，通過使晶界相中存在化合物晶體，能夠提高氮化硅燒結(jié)體的熱導(dǎo)率。通過將峰值比(i29.3°)/(i27.0°+i36.1°)和峰值比(i29.7°)/(i27.0°+i36.1°)控制在上述的范圍內(nèi)，能夠同時得到高強(qiáng)度和高熱導(dǎo)性。實施方式的氮化硅燒結(jié)體即使對任意的截面、總之無論哪個截面進(jìn)行xrd分析，峰值比(i29.3°)/(i27.0°+i36.1°)均滿足0.01～0.08，并且峰值比(i29.7°)/(i27.0°+i36.1°)均滿足0.02～0.16。因此，存在于晶界相中的化合物晶體的組成或存在量被均質(zhì)化。若化合物晶體的組成或存在量被均質(zhì)化，則能夠降低氮化硅燒結(jié)體中的絕緣耐壓的不均。其結(jié)果是，即使將該燒結(jié)體應(yīng)用于薄型的氮化硅基板，也能夠確保優(yōu)異的絕緣性。若上述的峰值比小，則由于化合物晶體少，所以無法充分得到高強(qiáng)度、高熱導(dǎo)性、提高絕緣耐壓的效果。此外，若上述的峰值比大，則化合物晶體變得過多。若化合物晶體變得過多，則由于β型氮化硅晶體的量減少，所以機(jī)械強(qiáng)度降低。此外，峰值比(i29.3°)/(i27.0°+i36.1°)更優(yōu)選為0.01～0.05的范圍。此外，更優(yōu)選峰值比(i29.7°)/(i27.0°+i36.1°)為0.02～0.13的范圍。此外，i29.3°及i29.7°優(yōu)選為與稀土類元素-鉿-氧系化合物晶體相應(yīng)的峰值。此外，稀土類元素-鉿-氧系化合物晶體優(yōu)選含有2種以上的構(gòu)成元素相同而組成比不同的化合物晶體。稀土類元素-鉿-氧系化合物晶體是具有稀土類元素、鉿(hf)、氧(o)作為構(gòu)成元素的晶體相。稀土類元素優(yōu)選為選自y(釔)、la(鑭)、ce(鈰)、pr(鐠)、nd(釹)、pm(钷)、sm(釤)、eu(銪)、gd(釓)、tb(鋱)、dy(鏑)、ho(鈥)、er(鉺)、tm(銩)、yb(鐿)、lu(镥)中的至少1種。稀土類元素-鉿-氧系化合物晶體可以由稀土類元素、鉿、氧的價數(shù)不同的各種化合物晶體構(gòu)成。因此，能夠存在在i29.3°及i29.7°下出現(xiàn)峰的化合物晶體。特別是釔(y)由于能夠構(gòu)成價數(shù)不同的化合物晶體，所以優(yōu)選。同樣地，鉺(er)也由于能夠構(gòu)成價數(shù)不同的化合物晶體，所以優(yōu)選。另外，在y與er的比較中y由于價格較廉價，所以優(yōu)選。作為釔-鉿-氧系化合物晶體，可列舉出y1.6hf0.3o3晶體、y0.5hf0.5o1.75晶體、y0.1hf0.9o1.95晶體等。實施方式的氮化硅燒結(jié)體優(yōu)選存在選自y1.6hf0.3o3晶體、y0.5hf0.5o1.75晶體、y0.1hf0.9o1.95晶體中的2種以上。特別優(yōu)選存在y1.6hf0.3o3晶體及y0.5hf0.5o1.75晶體這2種。y1.6hf0.3o3晶體能夠得到i29.3°的峰值。此外，y0.5hf0.5o1.75晶體能夠得到i29.7°的峰值。此外，作為鉺-鉿-氧系化合物晶體，可列舉出er1.57hf0.32o3晶體、er4hf3o12晶體、er0.67hf0.33o1.67晶體等。er1.57hf0.32o3晶體可得到i29.3°的峰值。此外，er4hf3o12晶體或er0.67hf0.33o1.67晶體可得到i29.7°的峰值。此外，稀土類元素-鉿-氧系化合物晶體的定性分析通過tem-edx分析來實施。tem是透射型電子顯微鏡(transmissionelectronmicroscope)。此外，edx是能量分散型x射線分光法(energydispersivex-rayspectrometry)。tem-edx分析是將tem與edx組合的分析方法。作為稀土類元素-鉿-氧系化合物晶體的組成，優(yōu)選為稀土類元素的原子比大的組成構(gòu)成。因此，對于y-hf-o系化合物晶體來說，優(yōu)選為y的原子比大的晶體。稀土類元素、特別是y元素為促進(jìn)氮化硅的柱狀化生長的元素，有助于燒結(jié)體的高強(qiáng)度化。具有稀土類元素的比率大的晶體相能夠兼顧由稀土類元素在晶界中的均質(zhì)的分散帶來的晶粒生長和在稀土類元素-hf-o系化合物晶體相中的固定化(晶界相的強(qiáng)化)。其結(jié)果是，晶界相的缺陷減少，帶來強(qiáng)度及絕緣性的改善。同樣地，er-hf-o系化合物晶體的情況也優(yōu)選er的原子比大的晶體。此外，稀土類元素那樣的原子半徑大的元素對于向晶界中的擴(kuò)散，容易成為擴(kuò)散瓶頸。即原子半徑大的稀土類元素由于擴(kuò)散速度慢，所以變得容易形成不均勻的晶界相。與此相對，通過加入適量hf，能夠促進(jìn)擴(kuò)散。通過促進(jìn)擴(kuò)散，能夠?qū)崿F(xiàn)伴隨氮化硅的柱狀化而產(chǎn)生的致密化促進(jìn)。此外，能夠得到分散有稀土類元素-hf-o系化合物晶體相的均勻的晶界相。其結(jié)果是，即使是制成薄型基板的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)度與絕緣性的兼顧。此外，通過存在釔-鉿-氧系化合物晶體，即使在不添加除釔以外的稀土類元素的情況下也能夠顯示優(yōu)異的特性。例如，在專利文獻(xiàn)1中公開了將y2o3與er2o3并用。在實施方式中由于即使稀土類元素僅為y2o3也可得到優(yōu)異的特性，所以還可得到成本降低的效果。此外，峰值比(i29.3°)/(i27.0°+i36.1°)與峰值比(i29.7°)/(i27.0°+i36.1°)的和優(yōu)選滿足0.03～0.20。如上述那樣峰值比通過特定的化合物晶體的存在量而決定。通過將峰值比(i29.3°)/(i27.0°+i36.1°)與峰值比(i29.7°)/(i27.0°+i36.1°)的和設(shè)定為0.03～0.20的范圍內(nèi)，從而化合物晶體的量被適當(dāng)化，熱導(dǎo)率、強(qiáng)度、絕緣耐壓的特性提高。此外，峰值比(i29.3°)/(i27.0°+i36.1°)與峰值比(i29.7°)/(i27.0°+i36.1°)的和更優(yōu)選為0.03～0.15的范圍。此外，在將于衍射角34.8±0.2°下檢測到的最強(qiáng)峰值強(qiáng)度設(shè)為i34.8°時，峰值比(i34.8°)/(i27.0°+i36.1°)優(yōu)選為0.02以下(包括零)。i34.8°是在存在y0.1hf0.9o1.95晶體時檢測到的峰值。若y0.1hf0.9o1.95晶體的存在量增加，則有可能y1.6hf0.5o5晶體或y0.5hf0.5o1.75晶體的存在量減少。其結(jié)果是，峰值比(i29.3°)/(i27.0°+i36.1°)和峰值比(i29.7°)/(i27.0°+i36.1°)有可能變小。此外，稀土類元素-鉿-氧系化合物晶體優(yōu)選為稀土類元素、鉿、氧這3原系，但也可以以其他的元素作為構(gòu)成元素。作為其他的元素，可列舉出除稀土類元素或鉿以外的燒結(jié)助劑成分。作為這樣的燒結(jié)助劑，優(yōu)選mg成分、ca成分。此外，作為稀土類元素-鉿-氧系化合物晶體的構(gòu)成元素，也可以包含氮(n)。此外，氮化硅燒結(jié)體中的稀土類元素的含量以氧化物換算計優(yōu)選為3～10質(zhì)量％、進(jìn)而優(yōu)選為5～9質(zhì)量％。另外，氧化物換算是在將稀土類元素設(shè)為r時以r2o3進(jìn)行換算。此外，hf的含量以氧化物換算計優(yōu)選為0.5～5質(zhì)量％、進(jìn)而優(yōu)選為1～3質(zhì)量％。另外，氧化物換算以hfo2進(jìn)行。此外，稀土類元素的含量(氧化物換算)與hf的含量(氧化物換算)的合計值優(yōu)選成為6質(zhì)量％以上。此外，質(zhì)量比[稀土類元素的含量(氧化物換算)/hf的含量(氧化物換算)]優(yōu)選為2以上且6以下。若調(diào)整稀土類元素與hf的合計量及質(zhì)量比，則變得容易形成具有規(guī)定的xrd峰值的化合物晶體相。這會帶來上述的伴隨氮化硅的柱狀化的致密化促進(jìn)及分散有稀土類元素-hf-o系化合物晶體相的均勻的晶界相的形成。此外，實施方式的氮化硅燒結(jié)體也可以含有5質(zhì)量％以下(包括零)的除稀土類元素及hf以外的元素。作為含有的成分，可列舉出選自mg(鎂)、ca(鈣)、ti(鈦)、zr(鋯)、al(鋁)中的1種或2種以上。mg含量以氧化物換算計優(yōu)選為0.1～4質(zhì)量％。另外，氧化物換算以mgo進(jìn)行。此外，ca含量以氧化物換算計優(yōu)選為0.1～4質(zhì)量％。另外，氧化物換算以cao進(jìn)行。此外，ti含量以氧化物換算計優(yōu)選為0.1～3質(zhì)量％。另外，氧化物換算以tio2進(jìn)行。此外，zr含量以氧化物換算計優(yōu)選為0.1～3質(zhì)量％。另外，氧化物換算以zro2進(jìn)行。此外，al含量以氧化物換算計優(yōu)選為0.1～3質(zhì)量％。另外，氧化物換算以al2o3計進(jìn)行。稀土類元素、hf等燒結(jié)助劑成分優(yōu)選作為含有氧作為構(gòu)成元素的成分而添加。含有氧作為構(gòu)成元素的成分可列舉出氧化物或碳氧化物。燒結(jié)助劑成分的合計量中的氧合計量優(yōu)選為0.5～5質(zhì)量％。例如，將y2o3設(shè)為3質(zhì)量％、將hfo2設(shè)為1質(zhì)量％、剩余部分設(shè)為氮化硅時的氧合計量如下求出。y2o3的分子量成為225.8(＝88.9×2+16×3)，hfo2的分子量成為210.5(＝178.5+16×2)。y2o3中的氧比率成為0.21(＝48/225.8)，hfo2中的氧比率成為0.15(＝32/210.5)。y2o3為3質(zhì)量％時的氧含量成為0.63(＝3×0.21)質(zhì)量％。此外，hfo2為1質(zhì)量％時的氧含量成為0.15(＝1×0.15)質(zhì)量％。燒結(jié)助劑成分的合計量中的氧合計量求出為0.78(＝0.63+0.15)質(zhì)量％。燒結(jié)助劑成分的合計量中的氧合計量低于0.5質(zhì)量％時，由于氧量少，所以稀土類元素-鉿-氧系化合物晶體的存在量有可能變少。此外，若氧合計量超過5質(zhì)量％而過量，則由于晶界相的量變得過多，所以有可能強(qiáng)度或熱導(dǎo)率降低。實施方式的氮化硅燒結(jié)體是按照出現(xiàn)上述那樣的xrd峰值比的方式在晶界相中存在化合物晶體的燒結(jié)體。由此，能夠得到熱導(dǎo)率為50w/m·k以上、3點彎曲強(qiáng)度為600mpa以上的氮化硅燒結(jié)體。此外，能夠?qū)⒔^緣耐壓設(shè)定為10kv/mm以上。實施方式的氮化硅燒結(jié)體作為氮化硅基板的構(gòu)成材料是有效的。氮化硅基板優(yōu)選基板厚度為0.10mm以上且0.70mm以下。即使將基板厚度設(shè)定為0.70mm以下，也能夠得到熱導(dǎo)率為50w/m·k以上、3點彎曲強(qiáng)度為600mpa以上的氮化硅燒結(jié)體。此外，能夠?qū)⒔^緣耐壓設(shè)定為10kv/mm以上。此外，在氮化硅燒結(jié)體的任意的截面中，晶界相的最大直徑優(yōu)選為10μm以下。此外，氮化硅晶粒的長徑的平均粒徑優(yōu)選為1～10μm。此外，氮化硅燒結(jié)體中的氮化硅晶粒的長徑的最大直徑優(yōu)選為基板厚度的20％以下。此外，氮化硅燒結(jié)體的氣孔率優(yōu)選為3％以下。此外，氣孔的最大直徑優(yōu)選為1μm以下。通過控制晶界相的最大直徑、氮化硅晶粒的長徑的平均粒徑、氣孔率、氣孔的最大直徑，能夠?qū)⒕Ы缦嘀械幕衔锞w的存在比例進(jìn)一步均質(zhì)化。因此，即使將基板厚度減薄至0.70mm以下、進(jìn)而低于0.30mm，也能夠提高熱導(dǎo)率、強(qiáng)度、絕緣耐壓。另外，從強(qiáng)度維持的觀點出發(fā)，基板厚度優(yōu)選為0.10mm以上。因此，實施方式的氮化硅基板優(yōu)選基板厚度為0.10mm以上且0.70mm以下、進(jìn)而優(yōu)選為0.10mm以上且低于0.30mm。晶界相的最大直徑、氮化硅晶粒的長徑的平均粒徑、氮化硅晶粒的長徑的最大直徑相對于基板厚度的比例、氣孔的最大直徑通過以下的步驟來測定。即，在氮化硅燒結(jié)體的任意的截面中利用sem(掃描型電子顯微鏡scanningelectronmicroscope)拍攝單位面積為100μm×100μm的放大照片(3000倍)。另外，在一個視野中無法拍攝單位面積為100μm×100μm時也可以分成多個視野來進(jìn)行拍攝。將放大照片中拍攝的氮化硅晶粒、晶界相、氣孔的最長的對角線作為氮化硅晶粒的長徑、晶界相的長徑、氣孔的長徑。將該操作以放大照片(單位面積為100μm×100μm)實施2張的量，將最大的長徑作為氮化硅晶粒的長徑的最大直徑、晶界相的最大直徑、氣孔的最大直徑。此外，氣孔率通過阿基米德法來測定。圖3中表示實施方式的氮化硅燒結(jié)體的組織的一個例子。圖中，符號5為氮化硅晶粒，6為晶界相。實施方式的氮化硅燒結(jié)體以β型氮化硅晶粒作為主體。β型氮化硅晶粒具有長寬比為2以上的細(xì)長的形狀。細(xì)長的氮化硅晶粒隨機(jī)地互相纏繞，成為將氮化硅晶粒彼此的間隙用晶界相填埋的結(jié)構(gòu)。實施方式的氮化硅燒結(jié)體在晶界相中按照成為規(guī)定的峰值比的方式存在具有規(guī)定的xrd峰值的化合物晶體。通過氮化硅晶粒量、氮化硅晶粒尺寸、燒結(jié)助劑量、氣孔率、氣孔尺寸可以控制晶界相的尺寸。通過控制晶界相的最大直徑、氮化硅晶粒的長徑的平均粒徑、氣孔率、氣孔的最大直徑，能夠使化合物晶體的存在比例變得更均質(zhì)。由此，即使在將基板厚度減薄至0.70mm以下、進(jìn)而低于0.30mm的情況下，也能夠?qū)⒔^緣耐壓設(shè)定為10kv/mm以上、進(jìn)而20kv/mm以上。此外，晶界相的最大直徑優(yōu)選為10μm以下、進(jìn)而優(yōu)選為6μm以下。此外，氣孔率優(yōu)選為3％以下、進(jìn)而優(yōu)選為0.5％以下(包括零)。此外，氣孔的最大直徑優(yōu)選為1μm以下、進(jìn)而優(yōu)選為0.3μm以下(包括零)。通過減小晶界相、減小氣孔，能夠進(jìn)一步提高絕緣性。此外，能夠降低介電常數(shù)的頻率依賴性。在將50hz下的介電常數(shù)設(shè)為εr50、將1khz下的介電常數(shù)設(shè)為εr1000時，可以設(shè)定為(εr50-εr1000)/εr50≤0.1。介電常數(shù)表示填充有電極間的介質(zhì)時的蓄電器的電容量除以為真空時的電容量而得到的值。這次的介質(zhì)為氮化硅燒結(jié)體。(εr50-εr1000)/εr50≤0.1表示氮化硅燒結(jié)體的介電常數(shù)即使頻率變高也不會變大。這表示成為難以引起氮化硅燒結(jié)體的極化的構(gòu)成。通過形成檢測到上述那樣的規(guī)定的xrd峰值的晶界相，能夠降低介電常數(shù)的頻率依賴性。半導(dǎo)體元件為了進(jìn)行高速動作而提高動作頻率。通過降低氮化硅燒結(jié)體的介電常數(shù)的頻率依賴性，從而即使是搭載動作頻率高的半導(dǎo)體元件也難以引起氮化硅燒結(jié)體的極化。通過抑制極化，能夠維持高的絕緣性。實施方式的氮化硅燒結(jié)體可以將(εr50-εr1000)/εr50設(shè)定為0.1以下、進(jìn)而0.020以下。以上那樣的氮化硅燒結(jié)體作為氮化硅基板的構(gòu)成材料是有效的。圖1中例示出氮化硅基板，圖2中例示出氮化硅電路基板。圖中，符號1為氮化硅基板，2為氮化硅電路基板，3為表側(cè)金屬板，4為背側(cè)金屬板。表側(cè)金屬板3、背側(cè)金屬板4可列舉出銅板或鋁板等導(dǎo)電性高的金屬材料。表側(cè)金屬板3、背側(cè)金屬板4的厚度是任意的，但厚度優(yōu)選為0.2mm以上。此外，金屬板優(yōu)選通過使用了ag-cu-ti等活潑金屬釬料的活潑金屬接合法進(jìn)行接合。另外，表側(cè)金屬板3或背側(cè)金屬板4并不限于金屬板，也可以是將金屬糊劑加熱而形成的金屬化膜、使用了鍍覆法、濺射法、噴鍍法等薄膜形成技術(shù)的金屬薄膜等。另外，氮化硅基板1也可以不接合金屬板，而作為壓接結(jié)構(gòu)用氮化硅基板使用。氮化硅電路基板2也可以在至少一個表面上接合多個金屬板。此外，至少一個金屬板的厚度也可以為0.70mm以上。實施方式的氮化硅基板1由于熱導(dǎo)率、強(qiáng)度及絕緣耐壓優(yōu)異，所以即使增厚金屬板，絕緣性或耐久性也優(yōu)異。關(guān)于金屬板的厚度，為了有助于導(dǎo)通或放熱性，厚度優(yōu)選為0.20mm以上、進(jìn)而優(yōu)選為0.70mm以上。特別是在搭載發(fā)熱量大的半導(dǎo)體元件時，金屬板較厚時，由于放熱性上升，所以優(yōu)選。此外，若制成在一個表面配設(shè)有多個金屬板的結(jié)構(gòu)，則能夠分別采取搭載有半導(dǎo)體元件的結(jié)構(gòu)。實施方式的氮化硅電路基板即使搭載多個半導(dǎo)體元件，也顯示優(yōu)異的絕緣性和耐久性。例如，sic元件的結(jié)溫上升至200℃左右。為了改善氮化硅基板及氮化硅電路基板的放熱性、強(qiáng)度、絕緣性，耐熱循環(huán)特性(tct特性)優(yōu)異。順便提一下，在進(jìn)行將溫度-50℃×30分鐘→室溫×10分鐘→200℃×30分鐘→室溫×10分鐘設(shè)為1個循環(huán)的tct試驗時，即使將氮化硅基板的厚度設(shè)定為0.70mm以下、進(jìn)而低于0.30mm，即使在5000個循環(huán)后，在氮化硅基板中也不會產(chǎn)生裂紋。此外，絕緣耐壓的降低率也能夠設(shè)定為20％以下。因此，實施方式的氮化硅電路基板適合于搭載結(jié)溫為100℃以上、進(jìn)而150℃以上的半導(dǎo)體元件。即，適合于搭載有結(jié)溫為100℃以上、進(jìn)而150℃以上的半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體裝置。并且，即使搭載多個半導(dǎo)體元件也顯示優(yōu)異的特性。另外，金屬板的厚度的上限沒有特別限定，但優(yōu)選為5mm以下。若超過5mm而較厚，則在減薄氮化硅基板時氮化硅電路基板的翹曲容易變大。接著，對實施方式的氮化硅基板的制造方法進(jìn)行說明。實施方式的氮化硅基板只要具有上述構(gòu)成，則其制造方法沒有特別限定，但作為用于高效地得到的制造方法，可列舉出下面的方法。首先，準(zhǔn)備原料粉末。原料粉末以氮化硅粉末、稀土類化合物粉末、鉿化合物粉末作為必須成分。作為稀土類化合物，可列舉出稀土類氧化物。此外，作為鉿化合物，可列舉出鉿氧化物。若為氧化物，則容易形成稀土類元素-鉿-氧系化合物晶體。此外，氮化硅粉末優(yōu)選：α化率為80質(zhì)量％以上，平均粒徑為0.4～2.5μm，雜質(zhì)氧含量為2質(zhì)量％以下。此外，雜質(zhì)氧含量優(yōu)選為2質(zhì)量％以下、進(jìn)而優(yōu)選為1.0質(zhì)量％以下、再進(jìn)一步優(yōu)選為0.1～0.8質(zhì)量％。若雜質(zhì)氧含量超過2質(zhì)量％而較多，則引起雜質(zhì)氧與燒結(jié)助劑的反應(yīng)，有可能必要程度以上地形成晶界相。此外，氮化硅粉末也可以是在表面形成有薄的氧化膜的粉末。表面氧化膜以氧化硅作為主要成分。氧化硅具有將氮化硅粉末表面與燒結(jié)助劑的反應(yīng)均勻化的效果。因此，變得容易均質(zhì)地形成氮化硅晶粒表面的氧化物液相(晶界相)。稀土類化合物粉末的添加量以氧化物換算計優(yōu)選為3～10質(zhì)量％，進(jìn)而優(yōu)選為5～9質(zhì)量％。另外，氧化物換算是在將稀土類元素設(shè)為r時以r2o3進(jìn)行換算。此外，鉿化合物的添加量以氧化物換算計優(yōu)選為0.5～5質(zhì)量％，進(jìn)而優(yōu)選為1～3質(zhì)量％。另外，氧化物換算以hfo2進(jìn)行。此外，優(yōu)選：稀土類化合物的添加量(氧化物換算)與hf化合物的添加量(氧化物換算)的合計值成為6質(zhì)量％以上。此外，優(yōu)選：質(zhì)量比[稀土類化合物的添加量(氧化物換算)/hf化合物的添加量(氧化物換算)]為2以上且6以下。若調(diào)整稀土類化合物與hf化合物的合計添加量及質(zhì)量比，則變得容易形成具有規(guī)定的xrd峰值的化合物晶體相。這會帶來伴隨氮化硅的柱狀化的致密化促進(jìn)及分散有稀土類元素-hf-o系化合物晶體相的均勻的晶界相的形成。此外，根據(jù)需要，添加選自mg(鎂)化合物粉末、ca(鈣)化合物粉末、ti(鈦)化合物粉末、zr(鋯)化合物粉末、al(鋁)化合物粉末中的1種或2種以上。此外，優(yōu)選：這些化合物的添加量合計為5質(zhì)量％以下。此外，這些化合物優(yōu)選為氧化物或碳氧化物。若包含氧作為燒結(jié)助劑的構(gòu)成元素，則通過燒結(jié)助劑彼此或氮化硅粉末中的雜質(zhì)氧與燒結(jié)助劑的反應(yīng)形成氧化物液相，能夠促進(jìn)氮化硅晶粒的柱狀化。此外，優(yōu)選這些燒結(jié)助劑制成微粉，特別是通過將平均粒徑設(shè)定為0.5μm以下，能夠抑制不均質(zhì)的液相生成。這是由于，越是微粉，反應(yīng)性越大，相對于溫度的反應(yīng)不均變小，調(diào)和時的組成變得容易被反映出。該均質(zhì)的液相生成對于特定的晶體相峰值的控制變得有效，帶來燒結(jié)體的特性提高。將上述原料粉末混合，進(jìn)一步添加有機(jī)粘合劑而調(diào)制原料混合體。此時，根據(jù)需要，也可以添加非晶質(zhì)碳或增塑劑等。在氮化硅原料粉的表面存在作為雜質(zhì)的氧。過量的氧有可能成為晶界缺陷。這里，非晶質(zhì)碳作為脫氧劑發(fā)揮功能。通過將燒結(jié)處理前的碳含量(剩余碳量)設(shè)定為0.1～0.2質(zhì)量％，由于非晶質(zhì)碳與氧反應(yīng)而作為co2、co被放出到外部，所以有助于除去過量的氧(無助于液相反應(yīng)的氧)。為0.1質(zhì)量％以下時脫氧效果小，若超過0.2質(zhì)量％而較多，則變得容易殘存在燒結(jié)體中，有可能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺陷。接著，實施將原料混合體成型的成型工序。作為原料混合體的成型法，可以應(yīng)用通用的模具壓制法、冷靜水壓壓制(cip)法、或刮刀法、輥成型法那樣的片材成型法等。此外，根據(jù)需要，將原料混合體與甲苯、乙醇、丁醇等溶劑混合。接著，在上述成型工序之后，實施成型體的脫脂工序。脫脂工序是在非氧化性氣氛中將成型體在溫度500～800℃下加熱1～4小時，進(jìn)行預(yù)先添加的大部分的有機(jī)粘合劑的脫脂。作為非氧化性氣氛，可列舉出氮氣氣氛中、氬氣氣氛中等。此外，作為有機(jī)粘合劑，可列舉出甲基丙烯酸丁酯、聚乙烯醇縮丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯等。此外，優(yōu)選：在將原料混合體(氮化硅粉末與燒結(jié)助劑粉末的合計量)設(shè)為100質(zhì)量份時，有機(jī)粘合劑的添加量為3～17質(zhì)量份。有機(jī)粘合劑的添加量低于3質(zhì)量份時，粘合劑量過少，維持成型體的形狀變得困難。這樣的情況下，進(jìn)行多層化而提高量產(chǎn)性變得困難。另一方面，若粘合劑量超過17質(zhì)量份而過多，則在脫脂工序后成型體(脫脂處理后的成型體)的空隙變大且氮化硅基板的孔隙變大。接著，經(jīng)脫脂處理的成型體被容納到燒成容器內(nèi)，在燒成爐內(nèi)在非氧化性氣氛中被供于燒結(jié)工序。優(yōu)選：燒結(jié)工序在溫度為1800～1950℃的范圍內(nèi)實施。作為非氧化性氣氛，優(yōu)選氮氣氣氛、或包含氮氣的還原性氣氛。此外，優(yōu)選燒成爐內(nèi)壓力為壓制氣氛。若以燒結(jié)溫度低于1800℃的低溫狀態(tài)進(jìn)行燒成，則氮化硅晶粒的粒生長不充分，難以得到致密的燒結(jié)體。另一方面，若以燒結(jié)溫度高于1950℃的高溫度進(jìn)行燒成，則由于在爐內(nèi)氣氛壓力低的情況下有可能分解成si和n2，所以優(yōu)選燒結(jié)溫度控制在上述范圍內(nèi)。此外，燒結(jié)時間優(yōu)選7～20小時的范圍內(nèi)。在實施燒結(jié)工序時，優(yōu)選將1350℃到燒結(jié)溫度為止的升溫速度調(diào)整為50℃/小時以下。特別是控制1400℃以上且1600℃以下的范圍的升溫速度是有效的。該溫度范圍是α型氮化硅粉末的β轉(zhuǎn)變進(jìn)行70％以上的溫度區(qū)域。α型氮化硅粉末從1400℃附近逐漸相變成β型氮化硅粉末。若引起向β相的相變，則氮化硅變成柱狀的晶粒。通過將升溫速度以50℃/小時以下的慢速度進(jìn)行升溫，能夠均勻地實施氮化硅晶粒的柱狀化。此外，稀土類化合物與鉿化合物的反應(yīng)也能夠均勻化。因此，稀土類元素-hf-o系晶體化合物的分散狀態(tài)也能夠均勻化。這樣的升溫速度的控制對于厚度為0.70mm以下、進(jìn)而低于0.30mm的薄型基板是有效的。此外，作為非氧化性氣氛，可列舉出氮氣(n2)或氬氣(ar)等。此外，將成型體多段地層疊而提高量產(chǎn)性也是有效的。此外，通過以多段地層疊的狀態(tài)進(jìn)行燒結(jié)，從而爐內(nèi)的溫度變得均勻，能夠使反應(yīng)變得均勻。此外，優(yōu)選將燒結(jié)工序后的燒結(jié)體的冷卻速度設(shè)定為100℃/小時以下。通過將冷卻速度慢慢地冷卻至100℃/小時以下、進(jìn)而50℃/小時以下，能夠?qū)⒕Ы缦嗑w化。能夠增大晶界相中的晶體化合物的比例。通過上述工序，能夠制作實施方式的氮化硅燒結(jié)體及氮化硅基板。此外，通過接合金屬板，能夠制作氮化硅電路基板。(實施例)(實施例1～11及比較例1～2)作為原料粉末，準(zhǔn)備平均粒徑為1.2μm、雜質(zhì)氧量為1.0質(zhì)量％的α型氮化硅粉末。接著，混合表1中所示的燒結(jié)助劑粉末，用球磨機(jī)混合48小時而調(diào)制混合原料粉末。另外，關(guān)于燒結(jié)助劑粉末的平均粒徑，實施例2～11中將燒結(jié)助劑粉末的平均粒徑調(diào)整為0.2～0.5μm后混合，實施例1及比較例1～2中混合平均粒徑為1～2μm的燒結(jié)助劑粉末。此外，燒結(jié)助劑粉末的添加量是將與氮化硅粉末的合計設(shè)為100質(zhì)量％而表示。此外，實施例6使用在氮化硅粉末表面設(shè)置有薄的氧化膜的粉末。表1將各混合原料粉末與樹脂粘合劑混合而調(diào)制混合原料糊劑。使用各混合原料糊劑并通過刮刀法進(jìn)行片材成型。將片材成型體按照得到作為目標(biāo)的基板尺寸的方式進(jìn)行切割及脫脂工序后實施表2中所示的升溫工序及燒結(jié)工序。另外，實施例及比較例均將脫脂后的剩余碳量設(shè)定為0.1～0.2質(zhì)量％的范圍內(nèi)。此外，升溫工序及燒結(jié)工序在氮氣氛中實施。表2對實施例及比較例的氮化硅基板進(jìn)行xrd分析、熱導(dǎo)率及3點彎曲強(qiáng)度的測定。xrd分析是首先準(zhǔn)備將任意的截面研磨成表面粗糙度ra為0.05μm以下的研磨面。此外，xrd分析中，使用cu靶(cu-kα)，將管電壓設(shè)定為40kv，將管電流設(shè)定為40ma，將掃描速度設(shè)定為2.0°/分鐘，將狹縫(rs)設(shè)定為0.15mm，將掃描范圍(2θ)設(shè)定為10°～50°而實施。此外，熱導(dǎo)率通過激光閃光法來測定。此外，3點彎曲強(qiáng)度依據(jù)jis-r1601而測定。將其結(jié)果示于下述表3中。表3上述實施例及比較例的氮化硅基板檢測到與β-si3n4晶體相應(yīng)的i27.0°及i36.1°的峰值。此外，實施例的峰值比(i29.3°)/(i27.0°+i36.1°)為0.01～0.05的范圍內(nèi)，峰值比(i29.7°)/(i27.0°+i36.1°)為0.02～0.13的范圍內(nèi)。此外，峰值比(i29.3°)/(i27.0°+i36.1°)與峰值比(i29.7°)/(i27.0°+i36.1°)的和為0.03～0.15的范圍內(nèi)。此外，峰值比表示為零的部位分別是峰值為檢測限以下的部位。與此相對，比較例1～2的熱導(dǎo)率、3點彎曲強(qiáng)度優(yōu)異。另一方面，峰值比(i29.3°)/(i27.0°+i36.1°)或峰值比(i29.7°)/(i27.0°+i36.1°)中的任一者(或兩者)為范圍外。接著，調(diào)查實施例及比較例的氮化硅基板的化合物晶體的組成分析、氣孔率、氣孔的最大直徑、氮化硅晶粒的長徑的平均粒徑、氮化硅晶粒的長徑的最大直徑。此外，化合物晶體的組成分析通過tem-edx而實施。此外，氣孔率通過阿基米德法來測定。此外，氣孔的最大直徑、氮化硅晶粒的長徑的平均粒徑、氮化硅晶粒的長徑的最大直徑通過沿厚度方向?qū)孛孢M(jìn)行sem觀察而測定。在sem觀察中，拍攝單位面積為100μm×100μm的放大照片(3000倍)。將放大照片中拍攝的氣孔中最大的對角線作為最大直徑。同樣地，將放大照片中拍攝的氮化硅晶粒的最長的對角線作為長徑。將該操作實施放大照片2張的量(2張，單位面積為100μm×100μm)。將其中拍攝的氮化硅晶粒的長徑的平均值作為平均粒徑，將最大的長徑作為最大直徑。此外，氮化硅晶粒的長徑的最大直徑相對于基板厚度的比例通過[(氮化硅晶粒的長徑的最大直徑/氮化硅基板的厚度)×100(％)]而求出。將其結(jié)果示于下述表4及表5中。表4試樣no.化合物晶體的組成實施例1y1.6hf0.3o3晶體、y0.5hf0.5o1.75晶體、y0.1hf0.9o1.95晶體實施例2y1.6hf0.3o3晶體、y0.5hf0.5o1.75晶體實施例3y1.6hf0.3o3晶體、y0.5hf0.5o1.75晶體、y0.1hf0.9o1.95晶體實施例4y1.6hf0.3o3晶體、y0.5hf0.5o1.75晶體實施例5y1.6hf0.3o3晶體、y0.5hf0.5o1.75晶體實施例6y1.6hf0.3o3晶體、y0.5hf0.5o1.75晶體實施例7y1.6hf0.3o3晶體、y0.5hf0.5o1.75晶體實施例8er1.57hf0.32o3晶體、er4hf3o12晶體、er0.6hf3o1.67晶體實施例9y1.6hf0.3o3晶體、y0.5hf0.5o1.75晶體實施例10y1.6hf0.3o3晶體、y0.5hf0.5o1.75晶體、y0.1hf0.9o1.95晶體實施例11y1.6hf0.3o3晶體、y0.5hf0.5o1.75晶體比較例1y0.5hf0.5o1.75晶體、y0.1hf0.9o1.95晶體比較例2y0.5hf0.5o1.75晶體、er1.57hf0.32o3晶體表5如由上述表中所示的結(jié)果表明的那樣，各實施例的氮化硅基板的各規(guī)定項目滿足優(yōu)選的范圍。接著，對實施例及比較例的氮化硅基板，測定絕緣耐壓。絕緣耐壓(絕緣耐力)依據(jù)jis-c-2141通過4端子法進(jìn)行測定。測定端子使用前端為直徑20mm的球形電極的端子。此外，絕緣耐力的測定在fluorinert中實施。此外，還進(jìn)行v-t測試。v(電壓)-t(時間)測試是調(diào)查持續(xù)施加24小時絕緣擊穿電壓的50％的電壓后的絕緣擊穿的有無的試驗。此外，調(diào)查介電常數(shù)的頻率依賴性。作為介電常數(shù)的頻率依賴性，在將50hz下的介電常數(shù)設(shè)為εr50、將1khz下的介電常數(shù)設(shè)為εr1000時，通過(εr50-εr1000)/εr50而求出。將其算出結(jié)果示于下述表6中。表6實施例的氮化硅基板的絕緣耐壓優(yōu)異。此外，v-t測試結(jié)果也良好，絕緣性的長期可靠性也良好。此外，介電常數(shù)的頻率依賴性也顯示0.020以下這樣優(yōu)異的值。判明：即使進(jìn)行薄型化，絕緣性也優(yōu)異。(實施例1a～11a及比較例1a～2a)在實施例1～11及比較例1～2的氮化硅基板上接合銅板，制作氮化硅電路基板。銅板的尺寸使用表7中所示的尺寸。此外，銅板的接合通過使用了由ag(剩余部分)-cu(28質(zhì)量％)-ti(3質(zhì)量％)構(gòu)成的活潑金屬釬料的活潑金屬接合法來實施。此外，接合工序通過在850℃下進(jìn)行熱處理來實施。表7對實施例及比較例的氮化硅電路基板，實施tct試驗。該tct試驗將溫度-50℃×30分鐘→室溫×10分鐘→200℃×30分鐘→室溫×10分鐘作為1個循環(huán)并測定5000個循環(huán)后的氮化硅基板的裂紋的有無及絕緣耐壓的降低比例。氮化硅基板的裂紋的有無是將銅板剝離后通過熒光探傷法來測定。絕緣耐壓的降低比例的測定是比較tct試驗前與試驗后的絕緣耐壓而求出。具體而言，通過[(試驗前的絕緣耐壓-試驗后的絕緣耐壓)/(試驗前的絕緣耐壓)×100(％)]而求出。將其測定結(jié)果示于下述表8中。表8對于各實施例的氮化硅電路基板來說，tct特性優(yōu)異。此外，絕緣耐壓的降低比例也小。因此，判明：即使減薄氮化硅基板、或增厚銅板，也可得到優(yōu)異的耐久性。以上，例示出了本發(fā)明的幾個實施方式，但這些實施方式是作為例子提出的，并不意圖限定發(fā)明的范圍。這些新型的實施方式可以以其他的各種方式實施，在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種省略、置換、變更等。這些實施方式或其變形例包含于發(fā)明的范圍、主旨中，同時包含于權(quán)利要求書中記載的發(fā)明和其均等的范圍內(nèi)。此外，上述的各實施方式可以相互組合而實施。符號的說明1氮化硅基板2氮化硅電路基板3表側(cè)金屬板4背側(cè)金屬板5氮化硅晶粒6晶界相當(dāng)前第1頁12