JPH0551669B2 - - Google Patents
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- JPH0551669B2 JPH0551669B2 JP63300286A JP30028688A JPH0551669B2 JP H0551669 B2 JPH0551669 B2 JP H0551669B2 JP 63300286 A JP63300286 A JP 63300286A JP 30028688 A JP30028688 A JP 30028688A JP H0551669 B2 JPH0551669 B2 JP H0551669B2
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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。
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。
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
その用途によつて各種の金属層を形成することも
必要となる。
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
その用途によつ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、 (1) SiC面に化学的気相堆積法（化学蒸着法、
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）又はめつき処理法等
によつて金属層を形成する方法、 (2) SiC面に金属箔やTi，In，Zr又はAl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。
て、 (1) SiC面に化学的気相堆積法（化学蒸着法、
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）又はめつき処理法等
によつて金属層を形成する方法、 (2) SiC面に金属箔やTi，In，Zr又はAl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。
しかしながら、前記(1)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度が十分でない。
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度が十分でない。
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つた。
な金属層が形成することが困難であつた。
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解
決し、SiCの面に均一で、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。
決し、SiCの面に均一で、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（SiC）の表面に化学的気相堆積法、物理的気
相堆積法又はめつき法のいずれかの方法で金属層
を形成した後、不活性ガス雰囲気中に位置して前
記金属層を構成する金属の融解温度以上に加熱
し、この際、前記不活性ガスの圧力を前記加熱温
度に対応する前記金属の蒸発圧以上に設定し、こ
れにより、前記金属層と炭化珪素との界面部を反
応させて前記金属層と前記炭化珪素とを一体に結
合することを特徴とし、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
熱することを特徴とする。
素（SiC）の表面に化学的気相堆積法、物理的気
相堆積法又はめつき法のいずれかの方法で金属層
を形成した後、不活性ガス雰囲気中に位置して前
記金属層を構成する金属の融解温度以上に加熱
し、この際、前記不活性ガスの圧力を前記加熱温
度に対応する前記金属の蒸発圧以上に設定し、こ
れにより、前記金属層と炭化珪素との界面部を反
応させて前記金属層と前記炭化珪素とを一体に結
合することを特徴とし、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
熱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つき処理法のい
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。
堆積法、物理的気相堆積法又はめつき処理法のい
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1μmよりも薄い場合、後記する
加熱処理によつて、金属層中の金属がSiC中に拡
散することによつて形成される反応層が表面に露
出して、所期の金属層をSiCの表面に形成するこ
とが困難となる。
加熱処理によつて、金属層中の金属がSiC中に拡
散することによつて形成される反応層が表面に露
出して、所期の金属層を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に金属層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、金属の部分を必要以上に高くしなければなら
ず、作業効率が悪い。
SiCに金属層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、金属の部分を必要以上に高くしなければなら
ず、作業効率が悪い。
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Alの群から選ばれる１種以
上の金属である。
ば、Ti，In，Zr又はAlの群から選ばれる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
性ガス雰囲気中で加熱処理が施される。
性ガス雰囲気中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。
等が有効である。
加熱処理における加熱温度は、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、金属の種類等によつて
異なるが、少なくとも金属層を構成する金属の融
解温度以上に維持することが必要である。
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、金属の種類等によつて
異なるが、少なくとも金属層を構成する金属の融
解温度以上に維持することが必要である。
また、この場合、金属の過剰な蒸発が誘発され
ると、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難となるので、不活性ガ
スの圧力を金属の加熱温度に対応する金属の蒸気
圧以上に設定することが必要である。
ると、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難となるので、不活性ガ
スの圧力を金属の加熱温度に対応する金属の蒸気
圧以上に設定することが必要である。
すなわち、金属の加熱温度に対応する蒸気圧は
金属の種類により異なり、例えば、金属層を構成
する金属がTiでは、加熱温度1700℃で蒸気圧は
10-2.2torr、加熱温度1800℃で蒸気圧は10-1.6
torr、加熱温度1900℃で蒸気圧は10-1.1torrとな
る。
金属の種類により異なり、例えば、金属層を構成
する金属がTiでは、加熱温度1700℃で蒸気圧は
10-2.2torr、加熱温度1800℃で蒸気圧は10-1.6
torr、加熱温度1900℃で蒸気圧は10-1.1torrとな
る。
したがつて、過剰の金属の蒸発を防止するため
には、不活性ガスの圧力を前記蒸気圧以上に設定
する必要がある。
には、不活性ガスの圧力を前記蒸気圧以上に設定
する必要がある。
そして、上記のようにして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
金属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。
すなわち、金属層中の金属がSiC中に拡散するこ
とで形成される反応層を介して強固に接合される
ことになる。
を形成した後、所定の温度に保持すると、SiCと
金属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。
すなわち、金属層中の金属がSiC中に拡散するこ
とで形成される反応層を介して強固に接合される
ことになる。
本発明は、上記のようにして得られた金属層を
有するSiC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
つて、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。
有するSiC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
つて、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、Ni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，Ni，Al，Mo又はＷの群から選ばれる
１種以上の金属を挙げることができる。
が有効であり、また、インサート材としては、
Cu，Nb，Ni，Al，Mo又はＷの群から選ばれる
１種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基づいて説明す
る。
る。
第１図〜第３図は、本発明のSiCの金属層接合
方法の１例を順次示す工程図である。
方法の１例を順次示す工程図である。
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つき処理法
のいずれかの方法で１〜10μmの金属層２が形成
される。
気相堆積法、物理的気相堆積法又はめつき処理法
のいずれかの方法で１〜10μmの金属層２が形成
される。
第２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、この装置内に不活性
ガスが導入されると共に金属層２を構成する金属
の融解温度以上の温度、例えば、Tiの場合には、
1700℃〜1900℃に保持される。この場合、不活性
ガスの圧力は金属の加熱温度に対応する金属の蒸
気圧以上、例えば、Tiの場合には、加熱温度
1700℃で蒸気圧は10-2.2torr、加熱温度1800℃で
蒸気圧は10-1.6torr、加熱温度1900℃で蒸気圧は
10-1.1torrであるから、これらの蒸気圧以上の圧
力に設定することが必要となる。
封可能な装置内に設置され、この装置内に不活性
ガスが導入されると共に金属層２を構成する金属
の融解温度以上の温度、例えば、Tiの場合には、
1700℃〜1900℃に保持される。この場合、不活性
ガスの圧力は金属の加熱温度に対応する金属の蒸
気圧以上、例えば、Tiの場合には、加熱温度
1700℃で蒸気圧は10-2.2torr、加熱温度1800℃で
蒸気圧は10-1.6torr、加熱温度1900℃で蒸気圧は
10-1.1torrであるから、これらの蒸気圧以上の圧
力に設定することが必要となる。
この加熱処理によつて、第３図に示すように
SiC体１と金属層２との界面部に反応層３が形成
され、この反応層３を介してSiC体１と金属層２
は強固に接合される。
SiC体１と金属層２との界面部に反応層３が形成
され、この反応層３を介してSiC体１と金属層２
は強固に接合される。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、化学的気相堆積
法等により表面に金属層を形成した炭化珪素を、
不活性雰囲気ガス中に位置して金属層を構成する
金属の融解温度以上に加熱し、この際、不活性雰
囲気ガスの圧力を加熱温度に対応する金属の蒸気
圧以上に設定することで、金属層中の金属を炭化
珪素中に拡散させて炭化珪素と金属層との界面部
に反応層を形成することができ、この反応層を介
して炭化珪素と金属層とを強固に、しかも均一に
結合することができることになる。また、このよ
うにして炭化珪素に結合した金属に、炭化珪素と
直接に反応層を形成することが困難な金属をろう
材およびインサート材を介して密着させ、この状
態で加熱することにより、炭化珪素と反応層を形
成することが困難な金属をも炭化珪素に強固に結
合することができることになる。
法等により表面に金属層を形成した炭化珪素を、
不活性雰囲気ガス中に位置して金属層を構成する
金属の融解温度以上に加熱し、この際、不活性雰
囲気ガスの圧力を加熱温度に対応する金属の蒸気
圧以上に設定することで、金属層中の金属を炭化
珪素中に拡散させて炭化珪素と金属層との界面部
に反応層を形成することができ、この反応層を介
して炭化珪素と金属層とを強固に、しかも均一に
結合することができることになる。また、このよ
うにして炭化珪素に結合した金属に、炭化珪素と
直接に反応層を形成することが困難な金属をろう
材およびインサート材を介して密着させ、この状
態で加熱することにより、炭化珪素と反応層を形
成することが困難な金属をも炭化珪素に強固に結
合することができることになる。
第１図、第２図および第３図は、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図で
ある。 １……SiC体、２……金属層、３……反応層。
の金属層を接合方法の１例を順次に示す工程図で
ある。 １……SiC体、２……金属層、３……反応層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 炭化珪素の表面に化学的気相堆積法、物理的
気相堆積法又はめつき法のいずれかの方法で金属
層を形成した後、不活性ガス雰囲気中に位置して
前記金属層を構成する金属の融解温度以上に加熱
し、この際、前記不活性ガスの圧力を前記加熱温
度に対応する前記金属の蒸発圧以上に設定し、こ
れにより、前記金属層と炭化珪素との界面部を反
応させて前記金属層と前記炭化珪素とを一体に結
合することを特徴とする炭化珪素の金属層接合方
法。 ２ 化学的気相堆積法、物理的気相堆積法又はめ
つき法のいずれかの方法で炭化珪素の表面に形成
される金属層の厚みは、１〜10μmである請求項
１記載の炭化珪素の金属層接合方法。 ３ 前記金属層が、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の炭化珪素の金属層接合方法。 ４ 炭化珪素の表面に化学的気相堆積法、物理的
気相堆積法又はめつき法のいずれかの方法で金属
層を形成した後、不活性ガス雰囲気中に位置して
前記金属層を構成する金属の融解温度以上に加熱
し、この際、前記不活性ガスの圧力を前記加熱温
度に対応する前記金属の蒸発圧以上に設定し、こ
れにより、前記金属層と炭化珪素との界面部を反
応させて前記金属層と前記炭化珪素とを一体に結
合し、この後、前記金属層にろう材およびインサ
ート材を介して金属を密着させ、加熱することに
より前記金属層と金属とを一体に結合することを
特徴とする炭化珪素の金属層接合方法。 ５ 前記ろう材が、Niろう材またはAgろう材で
ある請求項４記載の炭化珪素の金属層接合方法。 ６ 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４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 JPH02145776A (ja) | 1990-06-05 |
| JPH0551669B2 true 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 |
|---|---|
| JPH02145776A (ja) | 1990-06-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |