JPS59163087A - 拡散接合方法およびこの方法による複合体 - Google Patents

拡散接合方法およびこの方法による複合体

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Publication number
JPS59163087A
JPS59163087A JP3629983A JP3629983A JPS59163087A JP S59163087 A JPS59163087 A JP S59163087A JP 3629983 A JP3629983 A JP 3629983A JP 3629983 A JP3629983 A JP 3629983A JP S59163087 A JPS59163087 A JP S59163087A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon wafer
substrate
silicon
aluminum
wafer
Prior art date
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Pending
Application number
JP3629983A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Yamane
健司 山根
Masaaki Aoki
正昭 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinmaywa Industries Ltd
Original Assignee
Shin Meiva Industry Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS59163087A publication Critical patent/JPS59163087A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/22—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded
    • B23K20/233—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded without ferrous layer
    • B23K20/2333—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded without ferrous layer one layer being aluminium, magnesium or beryllium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はシリコンとアルミニウムの拡散接合方法およ
びこの方法による複合体に関するものである。
プリント基板などにＩＣなどの回路素子を取り付けて使
用するとき、これらの回路素子の発生する熱が回路素子
の表面からの放射、配線用ピンからの伝導などにより放
熱されるのではあるがこれらの放熱が充分に行われない
場合、回路素子の底面が割れることがある。このような
回路素子の底面は大概、シリコンウェハでできているの
で、従来、この面に銅をメタライズすることにより、放
熱性の向上と割れに対する補強を図ったものがある。し
かしながら、銅をシリコンウェハにメタライズする場合
、素材表面の処理、後処理、仕上げなど工程が複雑であ
るため高価となり、また密着の強さが拡散接合には及ば
ない。
この発明は、前述のような点に着目して行われたもので
あり、前述のような用途ばかりでなく他の用途、例えば
太陽電池などにも広く使えるものとして複合体の構成材
料間の密着性が良好でしかも複合体形成の容易なシリコ
ンとアルミニウムの拡散接合方法およびこれによる複合
体を提供することを目的とする。
この発明はシリコンとアルミニウムの複合体を拡散接合
によってうろことを特徴とする。
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。
図において１はシリコンウェハであり、例えばＩＣな゛
どの製作に当っては上Ｖｉａに対して写真蝕刻と拡散に
よって半導体部分などが形成される。
底面１ｂはプリント基板に取り付けたとき、これと接す
る側の面である。１は厚さ０３９閾、約５釧角であり、
そのシリコンの純度は９９．９９９・係である。
２はアルミニウム板（４２０２４ＰＣ−Ｔ８）でちゃ、
厚さ約１　ｍｍ　、約５　ｏｎ角である。
シリコンウェハ１およびアルミニウム板２を約１０分間
、アセトン中で超音波洗浄した後、真空度１０　　Ｔｏ
ｒｒの真空中で０．２　ｋｇ　／−で加圧しながら、温
度５８０°Ｃで６０分間拡散させて接合させた。この結
果、シリコンウェハ１中へはアルミニウムがまたアルミ
ニウム板２中へはシリコンが拡散し、拡散と共晶反応と
を起しているものと思われ、非常に強固に接合しており
、シリコンウェハ１を微塵に粉砕しない限りアルミニウ
ム板面から剥離することはなかった。またアルミニウム
板２により放熱は良好であり、割れに対しても強化され
ている。
シリコンウェハ１の厚さについては、ＩＣなどの回路素
子の構成品として０．３　ｒｒａｎ程度の適宜のものと
することができる。アルミニウム板の厚みについては接
合されるシリコンウェハ１の厚みと同じか少なくともそ
れより大きい適宜なものとすることができる。また、こ
れらのシリコンウェハ１およびアルミニウム板２による
複合体は配線用等の穴をあけておくことができる。使用
するアルミニウム板は他のアルミニウム合金材とするこ
ともできる。
拡散接合を行なう場合の温度については、一般には高温
である程、加圧の圧力を小さくできるのではあるが、ア
ルミニウムの融点は約６６０°Ｃであり、この温度よシ
高くすることはでき彦い。また、アルミニウムとシリコ
ンとの共晶°温度は５８００Ｃであり、拡散接合は必ず
しも共晶を伴うことを要しないものであるが、共晶現象
を利用すればその接合はより完全となるものである。従
って、この発明における拡散接合時の温度は５８０８０
以上約６６０°Ｃ以下であることか望しい。
この発明において前述範囲内の温度に対応する拡散接合
時の圧力と時間については、各構成の材質によりそれぞ
れ実験によって定められるが、前述実施例近辺の圧力と
時間で、はぼいずれの場合も実施可能である。
また拡散接合時にその雰囲気を真空とする以外に、窒素
若しくはアルゴンなどの不活性ガス雰囲気または還元性
雰囲気としてもよい。
以上の通りこの発明は、シリコンとアルミニウムを複合
体とすることにより、その構成相互間の接合が完全であ
るばかりでなく、その放熱を良好とすると共に膨張収縮
による割れに強い複合体を比較的簡単な工程で安価に得
ることができると言う特有の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の一実施例を示す側面図である。 図面において１・・・シリコンウェハ、２・・アルミニ
ウム板。 出願人　　新明和工業株式会社

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　　シリコンとアルミニウムの拡散接合方法であ
    って、前記シリコンと前記アルミニウムを５８０００な
    いし約６６０°Ｃの温度で拡散接合せしめるべくした前
    記拡散接合方法。
  2. （２）　　シリコンとアルミニウムを拡散接合によって
    一体化してなる複合体。
JP3629983A 1983-03-04 1983-03-04 拡散接合方法およびこの方法による複合体 Pending JPS59163087A (ja)

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JPS59163087A true JPS59163087A (ja) 1984-09-14

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