本発明は、導電性ＡｌＮからなる導電性セラミックス及びその製造方法並びにその導電性セラミックスを用いた半導体製造装置用部材に関する。
従来のＡｌＮセラミックスでは室温で高い導電性を得ることは困難であったが、本発明の導電性ＡｌＮからなる導電性セラミックスは、粒界相に希土類窒化物を含んでおり、該希土類窒化物が三次元的に網目状に連続した導電ネットワークを形成し、室温における導電率が１０^−１０Ｓ／ｃｍ以上となる。
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プロトン−電子混合伝導性セラミックスは，ペロブスカイト型構造を有する金属酸化セラミックスであって，これを構成する金属のモル比の総和を２としたとき，クロム（Ｃｒ），マンガン（Ｍｎ），鉄（Ｆｅ），コバルト（Ｃｏ），ニッケル（Ｎｉ），ルテニウム（Ｒｕ）のうちの少なくとも１種を０．０１以上，０．８以下の範囲で含み，プロトン伝導性及び電子伝導性を有する。
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本発明は、一般に、混合されたイオン伝導性材料および電気伝導性材料などの伝導性材料に関する。様々な材料、材料組成物、イオン伝導性と電気伝導性の有利な割合を有する材料、それらの材料を含む構造等が本発明によって提供される。一態様において、本発明は、電気化学システムのための伝導性セラミックに関し、詳細には、例えば、電気化学システムのために用いることのできるイオン伝導性と電気伝導性の混合セラミック、詳細には、例えば、ガス化炭化水素流から水素ガス発生を発生させるのに用いることのできるイオン伝導性と電気伝導性の混合セラミックに関する。本発明の一態様は、セラミックイオン導体を含む第１相と、セラミック電気導体を含む第２相を含む材料を提供する。それらの材料の例は、Ｓｃ_２Ｏ_３でドープしたＺｒＯ_２、およびＹ_２Ｏ_３でドープしたＳｒＴｉＯ_３を含む材料である。
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イオン伝導度を高めるために電解質膜中に転位が形成される。イオン及び／または電子の照射によって薄膜中に欠陥クラスタの生成が引き起こされ、崩壊して高いイオン伝導度を示すフランク転位ループとなる。続いてなされる膜の熱処理においてフランク転位ループを空間的に再配向することによってイオン伝導度の最大化がなされる。これにより、転位ループはサーフェス・ツー・サーフェスの連続した転位を形成し、それに沿って、小さな活性化エネルギーで膜面間をイオンが伝搬することができる。例えばイットリア安定化ジルコニアやドープトセリアのようなセラミック中に１０^８〜１０^１４ｃｍ／ｃｍ^３の範囲の転位密度を従来の照射技法により形成することができる。
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