JPH02145776A - 炭化珪素の金属層接合方法 - Google Patents
炭化珪素の金属層接合方法Info
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- JPH02145776A JPH02145776A JP30028688A JP30028688A JPH02145776A JP H02145776 A JPH02145776 A JP H02145776A JP 30028688 A JP30028688 A JP 30028688A JP 30028688 A JP30028688 A JP 30028688A JP H02145776 A JPH02145776 A JP H02145776A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は炭化珪素の金属層接合方法に係り、特に炭化珪
素（ＳｉＣ）に対して、均一で、かつ強固に金属層を結
合するための所謂、ＳｉＣのメタライジンクに関する。
素（ＳｉＣ）に対して、均一で、かつ強固に金属層を結
合するための所謂、ＳｉＣのメタライジンクに関する。
ＳＩＣは、機械的特性、化学抵抗性、耐熱性および電気
抵抗性等の点で優れた特性を有し、研磨材、化学反応器
、発熱体等の広範な用途で使用され、また使用が種々検
討されている。しかし、前記した特性を発揮するために
は、ＳｉＣ面に対してその用途によって各種の金属層を
形成することも必要となる。
抵抗性等の点で優れた特性を有し、研磨材、化学反応器
、発熱体等の広範な用途で使用され、また使用が種々検
討されている。しかし、前記した特性を発揮するために
は、ＳｉＣ面に対してその用途によって各種の金属層を
形成することも必要となる。
従来、ＳｉＣ面に金属層を形成させる方法として、
ｆｌ） Ｓ ｉ Ｃ面に化学的気相堆積法（化学１着法
、ＣＶＤ法ともいう）、物理的気相堆積法（物理蒸着法
、ＰＶＤ法ともいう）又はめっき処理法等によっ７金属
層を形成する方法、 （２） Ｓ ｉ Ｃ面に金属箔やＴｉ、Ｉｎ、、Ｚｒ又
はＡＮ等の微粒子を使用してメタライジングする方法等
がある。
、ＣＶＤ法ともいう）、物理的気相堆積法（物理蒸着法
、ＰＶＤ法ともいう）又はめっき処理法等によっ７金属
層を形成する方法、 （２） Ｓ ｉ Ｃ面に金属箔やＴｉ、Ｉｎ、、Ｚｒ又
はＡＮ等の微粒子を使用してメタライジングする方法等
がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、前記（］）の方法では、ＳｉＣ面に対し
て、金属層を均一に形成することはできるが、ＳｉＣと
金属層との接合強廣が十分でない。
て、金属層を均一に形成することはできるが、ＳｉＣと
金属層との接合強廣が十分でない。
一方、前記（２）の方法では、ＳｉＣ面に対して均一な
金属層が形成することが困難であった。
金属層が形成することが困難であった。
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、５
ｉＣＯ面に均一で、かつ高い結合力を有する金属層を形
成することができるＳｉＣの金属層接合方法を提供する
ことにある。
ｉＣＯ面に均一で、かつ高い結合力を有する金属層を形
成することができるＳｉＣの金属層接合方法を提供する
ことにある。
本発明に係るＳｉＣの金属層接合方法は、炭化珪素（Ｓ
ｉＣ）の表面に化学的気相堆積法、物理的気相堆積法又
はめっき処理法のいずれかの方法で金属層を形成させた
後、不活性ガス雰囲気下で前記金属層を構成する金属の
融解温度以上で、かつ前記金属層を構成する金属の誘発
を抑制するのに必要な温度以下に加熱、かつ、雰囲気を
加圧し、前記金属層と炭化珪素との界面部に反応層を形
成させることを特徴とし、また、上記のようにして得ら
れた金属層を有する炭化珪素を、ろう材およびインサー
ト材を介して金属を密着させた後、加納することを特徴
とする。
ｉＣ）の表面に化学的気相堆積法、物理的気相堆積法又
はめっき処理法のいずれかの方法で金属層を形成させた
後、不活性ガス雰囲気下で前記金属層を構成する金属の
融解温度以上で、かつ前記金属層を構成する金属の誘発
を抑制するのに必要な温度以下に加熱、かつ、雰囲気を
加圧し、前記金属層と炭化珪素との界面部に反応層を形
成させることを特徴とし、また、上記のようにして得ら
れた金属層を有する炭化珪素を、ろう材およびインサー
ト材を介して金属を密着させた後、加納することを特徴
とする。
本発明において、ＳｉＣ面に対して、化学的気相堆積法
、物理的気相堆積法又はめっき処理法のいずれかの方法
で金属層を形成させる。このときの金属層の厚みは、１
〜１０μｍが望ましい。
、物理的気相堆積法又はめっき処理法のいずれかの方法
で金属層を形成させる。このときの金属層の厚みは、１
〜１０μｍが望ましい。
金属層の厚みがｌｕｍよりも薄い場合、後記する加熱処
理によって、金ｒｉＡ層中の金属がＳｉＣ中に拡散する
ことによって形成される反応層が表面に露出して、所期
の金属屑をＳｉＣの表面に形成することが困難となる。
理によって、金ｒｉＡ層中の金属がＳｉＣ中に拡散する
ことによって形成される反応層が表面に露出して、所期
の金属屑をＳｉＣの表面に形成することが困難となる。
また、金属層の厚みが１０μｍよりも厚い場合、ＳｉＣ
に金属屑を形成した状態で加熱する際、ＳｉＣと金属層
との界面部を所望の温度が保持するには、金属層の部分
を必要以上に高くしなければならず、金属の過剰の蒸発
を誘発することになる。
に金属屑を形成した状態で加熱する際、ＳｉＣと金属層
との界面部を所望の温度が保持するには、金属層の部分
を必要以上に高くしなければならず、金属の過剰の蒸発
を誘発することになる。
ここで、金属層を構成する金属としては、例えば、Ｔｉ
、Ｉｎ、Ｚｒ又はＡ１０群から選ばれる１種以上の金属
である。
、Ｉｎ、Ｚｒ又はＡ１０群から選ばれる１種以上の金属
である。
次にＳｉＣの表面に金属層が形成された後、不活性ガス
雰囲気下で加熱処理が施される。
雰囲気下で加熱処理が施される。
不活性ガスはとしては、例えば、Ａｒ、Ｈｅ、Ｈ２等が
有効である。
有効である。
加熱処理は、ＳｉＣ表面に形成される金属層を構成する
金属が、それぞれの特有の融解温度を有するので、金属
の１１！！類等によって異なるが、少なくとも金属層を
構成する金属の融解温度以上に維持される。
金属が、それぞれの特有の融解温度を有するので、金属
の１１！！類等によって異なるが、少なくとも金属層を
構成する金属の融解温度以上に維持される。
したがって、ＳｉＣの表面に形成される金属屑を構成す
る金属のｗｌＷ４により加熱温度の下限値が選定される
。
る金属のｗｌＷ４により加熱温度の下限値が選定される
。
また、加熱処理の場合、加熱温度が高すぎると、金属の
過剰な誘発が誘発されて所定の厚みの金属層を形成する
こと及び反応層を形成することが困セとなるので、金属
層を構成する金属の突発を抑制するのに必要な温度以下
に加熱するごとが必背である。
過剰な誘発が誘発されて所定の厚みの金属層を形成する
こと及び反応層を形成することが困セとなるので、金属
層を構成する金属の突発を抑制するのに必要な温度以下
に加熱するごとが必背である。
したがって、加熱処理時における温ｌＯ°の十叩（Ｊも
金属層を構成する金属の種類によって、任穿に選定され
るが、例えば、加熱／１１１Ｉｔの一ヒ１４１値を１９
００ ’Ｃとした場合、金属層を構成する金属がＴｉで
は、その藤気圧はｌ ７００ ’Ｃで１０−”ｔｏｒｒ
、 １８００°Ｃで！ Ｏ−”’ｔｏｒｒ、１９００°
Ｃで１０ １’ ｔｏｒｒとなる。
金属層を構成する金属の種類によって、任穿に選定され
るが、例えば、加熱／１１１Ｉｔの一ヒ１４１値を１９
００ ’Ｃとした場合、金属層を構成する金属がＴｉで
は、その藤気圧はｌ ７００ ’Ｃで１０−”ｔｏｒｒ
、 １８００°Ｃで！ Ｏ−”’ｔｏｒｒ、１９００°
Ｃで１０ １’ ｔｏｒｒとなる。
また、過剰の金属の蒸発を防止するためには、密封可能
な装置内に金属層を形成したＳｉＣを配置し、この装置
内に導入される不活性ガス量を調整して不活性ガス圧を
高める必要がある。
な装置内に金属層を形成したＳｉＣを配置し、この装置
内に導入される不活性ガス量を調整して不活性ガス圧を
高める必要がある。
このように、不活性ガス圧を高めると、金属層を構成す
る金属の舊発が抑制されるので、不活性ガス圧が高い場
合、金属の蒸発を抑制するのに必要な加熱温度の上限値
が低下する。
る金属の舊発が抑制されるので、不活性ガス圧が高い場
合、金属の蒸発を抑制するのに必要な加熱温度の上限値
が低下する。
ＳｉＣの表面に金属層を形成した後、所定の温度に保持
すると、ＳｉＣと金ｖ４層との界面部に反応層が形成さ
れ、ＳｉＣと金属層は、この反応層を介して強固に接合
される。
すると、ＳｉＣと金ｖ４層との界面部に反応層が形成さ
れ、ＳｉＣと金属層は、この反応層を介して強固に接合
される。
本発明は、上記のようにして得られた金属層を有するＳ
ｉＣに対して、ろう材およびインサート材を介して金属
を密着させた後、加熱することによって、ＳｉＣと直接
に反応層を形成することが可能な金属の他にＳｉＣとは
直接に反応層を形成することが困難な金属に対してもろ
う材およびインサート材を介してＳｉＣに接合すること
ができる。
ｉＣに対して、ろう材およびインサート材を介して金属
を密着させた後、加熱することによって、ＳｉＣと直接
に反応層を形成することが可能な金属の他にＳｉＣとは
直接に反応層を形成することが困難な金属に対してもろ
う材およびインサート材を介してＳｉＣに接合すること
ができる。
ここで、ろう材として、Ｎ１ろう材、Ａｇろう材が有効
であり、また、インサート材としては、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｎ
ｉ、、Ａｊ！、Ｍｏ又はＷの群から選ばれる１１１１ｉ
以上の金属を挙げることができる。
であり、また、インサート材としては、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｎ
ｉ、、Ａｊ！、Ｍｏ又はＷの群から選ばれる１１１１ｉ
以上の金属を挙げることができる。
以下、本発明の実施例を図面に幕づいて説明する。
第１図〜第３図は、本発明のＳｉＣの金属層接合方法の
１例を順次示すＴ程図である。
１例を順次示すＴ程図である。
まず、第１図に示すＳｉＣ体１に対して、化学的気相堆
積法、物理的気相堆積法又はめっき処理法のいずれかの
方法で１〜１０μｍの金属層２が形成される。
積法、物理的気相堆積法又はめっき処理法のいずれかの
方法で１〜１０μｍの金属層２が形成される。
？ｐＪ２図に示す金属層２を有するＳｉＣ体１は、密封
可能な装置内に設置され、この２！置内に不活性ガスが
導入されると共に金属層２を構成する金属の融解温度〜
１９００°Ｃの範囲内に保持される。
可能な装置内に設置され、この２！置内に不活性ガスが
導入されると共に金属層２を構成する金属の融解温度〜
１９００°Ｃの範囲内に保持される。
この加熱処理によって、第３し１に示すようにＳｉＣ体
１と金属層２との界面部に反応層３が形成され、この反
応Ｍ３を介してＳｉＣ体１と金Ｉ！４層２は強固に接合
される。
１と金属層２との界面部に反応層３が形成され、この反
応Ｍ３を介してＳｉＣ体１と金Ｉ！４層２は強固に接合
される。
以Ｆのように本発明によれば、表面に金属層を形成され
たＳｉＣを所定の温度で加熱することによって、金属層
とＳｉＣとの界面部に形成される反応層を介して金属層
とＳｉＣを均一に、かつ強固に接合することができる。
たＳｉＣを所定の温度で加熱することによって、金属層
とＳｉＣとの界面部に形成される反応層を介して金属層
とＳｉＣを均一に、かつ強固に接合することができる。
第１メ１、第２図および第３し１は、本発明のＳｉＣの
金属層を接合方法の１例を順次に示す工程回である。 ■・・・・・・ＳｉＣ体 ２・・・・・・金属層 ３・・・・・・反応層
金属層を接合方法の１例を順次に示す工程回である。 ■・・・・・・ＳｉＣ体 ２・・・・・・金属層 ３・・・・・・反応層
Claims (7)
- （１）炭化珪素の表面に化学的気相堆積法、物理的気相
堆積法又はめっき法のいずれかの方法で金属層を形成さ
せた後、不活性ガス雰囲気下で前記金属層を構成する金
属の融解温度以上で、かつ前記金属層を構成する金属の
蒸発を抑制するのに必要な温度以下に加熱、かつ、雰囲
気を加圧し、前記金属層と炭化珪素との界面部に反応層
を形成させることを特徴とする炭化珪素の金属層接合方
法。 - （２）前記金属層を構成する金属の蒸発を抑制するのに
必要な温度が、１９００℃以下であることを特徴とする
請求項１記載の炭化珪素の金属層接合方法。 - （３）前記金属層が、１〜１０μｍの層厚で形成される
ことを特徴とする請求項１記載の炭化珪素の金属層接合
方法。 - （４）前記金属層が、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｚｒ又はＡｌの群か
ら選ばれる１種以上の金属であることを特徴とする請求
項１記載の炭化珪素の金属層接合方法。 - （５）請求項１記載の方法で得られた金属層を有する炭
化珪素を、ろう材およびインサート材を介して金属を密
着させた後、加熱することを特徴とする炭化珪素の金属
層接合方法。 - （６）前記ろう材が、Ｎｉろう材又はＡｇろう材である
ことを特徴とする請求項５記載の炭化珪素の金属層接合
方法。 - （７）前記インサート材が、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ａｌ、
Ｍｏ又はＷの群から選ばれる１種以上の金属であること
を特徴とする請求項５記載の炭化珪素の金属層接合方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30028688A JPH02145776A (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | 炭化珪素の金属層接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30028688A JPH02145776A (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | 炭化珪素の金属層接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02145776A true JPH02145776A (ja) | 1990-06-05 |
| JPH0551669B2 JPH0551669B2 (ja) | 1993-08-03 |
Family
ID=17882962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30028688A Granted JPH02145776A (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | 炭化珪素の金属層接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02145776A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6032648A (ja) * | 1983-08-02 | 1985-02-19 | 株式会社東芝 | セラミックスのメタライジング方法及びセラミックスのメタライジング用合金箔 |
| JPS63190773A (ja) * | 1987-02-02 | 1988-08-08 | 住友電気工業株式会社 | 接合強度の優れたセラミツクスと金属の接合体 |
-
1988
- 1988-11-28 JP JP30028688A patent/JPH02145776A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6032648A (ja) * | 1983-08-02 | 1985-02-19 | 株式会社東芝 | セラミックスのメタライジング方法及びセラミックスのメタライジング用合金箔 |
| JPS63190773A (ja) * | 1987-02-02 | 1988-08-08 | 住友電気工業株式会社 | 接合強度の優れたセラミツクスと金属の接合体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0551669B2 (ja) | 1993-08-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |