JPS60246285A - メタルシリサイド被膜形成炭化珪素質焼結体とその製造方法 - Google Patents
メタルシリサイド被膜形成炭化珪素質焼結体とその製造方法Info
- Publication number
- JPS60246285A JPS60246285A JP9632584A JP9632584A JPS60246285A JP S60246285 A JPS60246285 A JP S60246285A JP 9632584 A JP9632584 A JP 9632584A JP 9632584 A JP9632584 A JP 9632584A JP S60246285 A JPS60246285 A JP S60246285A
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- Japan
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- film
- silicon carbide
- sintered body
- metal silicide
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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、ファインセラミック材料として機械工業、電
子工業等に用いられろ炭化珪素質焼結体とその製造方法
に関するものであって、特に該焼結体と他の物質との接
合性を改良した点に特徴を有するものである。
子工業等に用いられろ炭化珪素質焼結体とその製造方法
に関するものであって、特に該焼結体と他の物質との接
合性を改良した点に特徴を有するものである。
最近、機械工業、電子工業をはじめとするあらゆる産業
分野で、工業材料に対して要求される課題が拡大し、従
来は性能上からも金属やプラスチックで十分であった部
材も、耐熱性や耐酸性などの点で使用限界が生ずるに至
り、ファインセラミック材料が使用されることが多くな
った。しかし、ファインセラミック材料は優れた諸性能
を有するものの、靭性が金属より劣り、かつ硬度が高い
ため機械加工や接着接合などが困難であった。ファイン
セラミック材料はかかるマイナス面を持っているＫもか
かわらず、集積回路基板、精密ベアリング、ガスタービ
ンの精密加工品への応用が高まり、単に素材の一部加工
だけでなく、メタライズや接合のように他の物質を付着
、固定させることの必要性が生じてきている。
分野で、工業材料に対して要求される課題が拡大し、従
来は性能上からも金属やプラスチックで十分であった部
材も、耐熱性や耐酸性などの点で使用限界が生ずるに至
り、ファインセラミック材料が使用されることが多くな
った。しかし、ファインセラミック材料は優れた諸性能
を有するものの、靭性が金属より劣り、かつ硬度が高い
ため機械加工や接着接合などが困難であった。ファイン
セラミック材料はかかるマイナス面を持っているＫもか
かわらず、集積回路基板、精密ベアリング、ガスタービ
ンの精密加工品への応用が高まり、単に素材の一部加工
だけでなく、メタライズや接合のように他の物質を付着
、固定させることの必要性が生じてきている。
そして、上記の接合に関する要ＩＫ対し、特に炭化珪素
質焼結体（以下単ＫＳｉＣという）の表面をメタライズ
（金属化）する方法として、特開昭５５−１１３６８３
号及び特開昭５７−１６０９０６号が提案されている。
質焼結体（以下単ＫＳｉＣという）の表面をメタライズ
（金属化）する方法として、特開昭５５−１１３６８３
号及び特開昭５７−１６０９０６号が提案されている。
しかるに、前者門ち特開昭５５−１１３６８３号の方法
は、高価ｒ［タングステンやニッケル等を主な組成と１
７で含有するメタライスペーストを用いなければならず
、その上前記ペーストでＳｉＣ表面がメタライズされる
際にＳＩＣが分解し、その結果ＳｉＣ表面からメタライ
ズ被膜が剥離する等の欠点があった。又、後者即ち特開
昭５７−１６０９０６号の方法は、メタライズ層がＣｕ
を主成分とし、これＫＭｎまたばＭｎ化合物などのＳｉ
Ｃ表面でケイ化物を形成する金属元素を含有するもので
ある。このメタライズ層は銅を主成分としているので、
前者の場合より強い接着強度は得られるものの、銅の熱
膨張率が１６．５ｘ１０−６／にであるのに対し、Ｓｉ
Ｃけ４×１Ｏ−６Ａ位であり、この熱膨張率の差異によ
ってＳｔ（”表面からメタライズ層が剥離する恐れがあ
る。
は、高価ｒ［タングステンやニッケル等を主な組成と１
７で含有するメタライスペーストを用いなければならず
、その上前記ペーストでＳｉＣ表面がメタライズされる
際にＳＩＣが分解し、その結果ＳｉＣ表面からメタライ
ズ被膜が剥離する等の欠点があった。又、後者即ち特開
昭５７−１６０９０６号の方法は、メタライズ層がＣｕ
を主成分とし、これＫＭｎまたばＭｎ化合物などのＳｉ
Ｃ表面でケイ化物を形成する金属元素を含有するもので
ある。このメタライズ層は銅を主成分としているので、
前者の場合より強い接着強度は得られるものの、銅の熱
膨張率が１６．５ｘ１０−６／にであるのに対し、Ｓｉ
Ｃけ４×１Ｏ−６Ａ位であり、この熱膨張率の差異によ
ってＳｔ（”表面からメタライズ層が剥離する恐れがあ
る。
本発明は、ｓｉｃと他の物質との接合において、上記従
来技術の欠点とされている付着力に欠ける点を改善する
ため罠なされたものである。
来技術の欠点とされている付着力に欠ける点を改善する
ため罠なされたものである。
〔問題点を解決するための手段及びその作用〕次に、本
発明の概要を第１図及び第２図によって説明すると、先
づ第１図に示すように、ＳｉＣ基板（１）の表面に１シ
リコン（珪素）の中間被膜層（２）をスパックリング等
の手段により形成する。次いで、第２図に示すように、
前記シリコン中間被膜層（２）の表面に金属蒸着法等に
より他の金属の薄い金属層を形成することにより、その
形成のための処理に伴ってシリコン（珪素）と該金属の
合金又は化合物であるメタルシリサイドの層（３）が形
成されるものである。
発明の概要を第１図及び第２図によって説明すると、先
づ第１図に示すように、ＳｉＣ基板（１）の表面に１シ
リコン（珪素）の中間被膜層（２）をスパックリング等
の手段により形成する。次いで、第２図に示すように、
前記シリコン中間被膜層（２）の表面に金属蒸着法等に
より他の金属の薄い金属層を形成することにより、その
形成のための処理に伴ってシリコン（珪素）と該金属の
合金又は化合物であるメタルシリサイドの層（３）が形
成されるものである。
尚、この場合に用いるＳｉＣ基板（１）は、例えば次の
ような方法によって得ることができる。主としてβ型結
晶よりなる炭化珪素１００重量部に対し、ホウ素０．１
重量％と炭素２重量％とを添加し、均一に混合した出発
原料を、所定の形状の生成型体とし、非醸化性ガス雰囲
気中で１７００°Ｃ〜２３００℃で焼成し嵩密度が３−
１０９ ／ｃａのＳｉＣ焼結体を得る。
ような方法によって得ることができる。主としてβ型結
晶よりなる炭化珪素１００重量部に対し、ホウ素０．１
重量％と炭素２重量％とを添加し、均一に混合した出発
原料を、所定の形状の生成型体とし、非醸化性ガス雰囲
気中で１７００°Ｃ〜２３００℃で焼成し嵩密度が３−
１０９ ／ｃａのＳｉＣ焼結体を得る。
本発明においては、上記のようにして得られたＳｉＣ基
板（１）の表面に形成された極く薄い酸化被膜（ＳｉＯ
ｏ）を弗化水素（ＨＦ）が１０（重Ｎ）％の水溶液で洗
滌処理するか、或いはアルゴンガス気流中でＳｉＣ表面
をたたく、いわゆる逆スパツタ法により除失し、不純物
が表面に存在しない状態とする。
板（１）の表面に形成された極く薄い酸化被膜（ＳｉＯ
ｏ）を弗化水素（ＨＦ）が１０（重Ｎ）％の水溶液で洗
滌処理するか、或いはアルゴンガス気流中でＳｉＣ表面
をたたく、いわゆる逆スパツタ法により除失し、不純物
が表面に存在しない状態とする。
次に、このＳＩＣ基板（１）の表面Ｋｌ、ガス又はＨ２
を含むガス気流中でスパッタリングすることＫより、膜
厚が約１μｍのＳｉ被膜すなわち極く僅かの水素を含み
ＳｉとＨが結合した部分を有する微結晶を主体とするシ
リコン被膜（２）を形成する。
を含むガス気流中でスパッタリングすることＫより、膜
厚が約１μｍのＳｉ被膜すなわち極く僅かの水素を含み
ＳｉとＨが結合した部分を有する微結晶を主体とするシ
リコン被膜（２）を形成する。
そして、次に圧力１． ＯＸ １０ ”Ｔｏｒｒの条件
下℃上記シリコン被膜（２）の表面に他の金属例えばＡ
ｕを蒸着する他の金属は金、銀、パラジウムのいずれか
１種又は２種以上であることが本発明の効果を高める上
で好ましい。
下℃上記シリコン被膜（２）の表面に他の金属例えばＡ
ｕを蒸着する他の金属は金、銀、パラジウムのいずれか
１種又は２種以上であることが本発明の効果を高める上
で好ましい。
このようにして得られたＳｌとＨの結合部分を含むＳｉ
層とＡｕ層からなる被膜は、Ａｕ蒸着時ＫＡｕ層からな
る被膜は、ＡＬＩ シリサイドを一部に形成しているが
、更に合金層を生成させるために１上記のＳＩＣ基板（
１）をアンニイリング（焼鈍）処理する。このアンニイ
リング処理の条件は圧力４．６×１０ ’ 〜７．ＯＸ
１０ ’Ｔｏｒｒ 、温度は約３００°Ｃ±５℃で、
約１時間行なった。以上のようにして得られたｓ＋ｃｔ
ｏ表面上のメタルシリサイド層（３）は、５ｉＣｆｌｌ
の表面−Ｆに強固なＳＩとＨが結合した部分を含むＳｉ
被膜と共に接合を完全ならしめる作用をなすものである
。
層とＡｕ層からなる被膜は、Ａｕ蒸着時ＫＡｕ層からな
る被膜は、ＡＬＩ シリサイドを一部に形成しているが
、更に合金層を生成させるために１上記のＳＩＣ基板（
１）をアンニイリング（焼鈍）処理する。このアンニイ
リング処理の条件は圧力４．６×１０ ’ 〜７．ＯＸ
１０ ’Ｔｏｒｒ 、温度は約３００°Ｃ±５℃で、
約１時間行なった。以上のようにして得られたｓ＋ｃｔ
ｏ表面上のメタルシリサイド層（３）は、５ｉＣｆｌｌ
の表面−Ｆに強固なＳＩとＨが結合した部分を含むＳｉ
被膜と共に接合を完全ならしめる作用をなすものである
。
このＳｉＣとＳｌとＨが結合した部分を含むＳ１被膜と
の熱膨張係数を比較すると、前者が約４ＸＬＯ−６／”
Ｃであるのに対し、後者は２．５ Ｘ １０−６／”Ｃ
であり、差は極めて小さい。それゆえ、高温下の長時間
使用などの過酷な条件下でも歪の発生が極めて少ない。
の熱膨張係数を比較すると、前者が約４ＸＬＯ−６／”
Ｃであるのに対し、後者は２．５ Ｘ １０−６／”Ｃ
であり、差は極めて小さい。それゆえ、高温下の長時間
使用などの過酷な条件下でも歪の発生が極めて少ない。
つまり、ＳＩ 被膜にはクラックをもたらすストレスが
生じ難くなり、１５００℃前後の高温下でも安定となる
。
生じ難くなり、１５００℃前後の高温下でも安定となる
。
なお、ＳｉＣ焼結体の出発原料中にホウ素山）又はアル
１ニウム（１）などの焼結助剤を微量加えることにより
、電気絶縁性はもとより熱伝導性も向上し、熱膨張係数
もＳｌ被膜（結晶）と同程度のＳＩＣ焼結体を得ること
ができる。
１ニウム（１）などの焼結助剤を微量加えることにより
、電気絶縁性はもとより熱伝導性も向上し、熱膨張係数
もＳｌ被膜（結晶）と同程度のＳＩＣ焼結体を得ること
ができる。
次に１本発明の代表的な実施例を挙げる。
ＳＩＣ焼結体の表面酸化膜（ｓｉｏ、）を、弗化承前（
ＩＰ）１０（重ｆｉｔ）％を含む水溶液で洗滌処理を施
して除去した後、該ＳＩＣ基板をスパッタリング装置内
圧おいてそのＳｉＣ基板の温度が５５０〜６００°Ｃの
範囲となるよう温度制御しつつ、圧力０．６Ｔｏｒｒの
Ｈ，ガス雰囲気中で約１時間シリコンをスパッタするこ
とにより、膜厚約１μｍのＳｔ中間被膜を形成した。次
いで該Ｓｉ 中間被膜の表面に圧力１． ＯＸ １０’
−’ＴｏｒｒでＡｕ蒸着をし、更に圧力４．６ Ｘ １
０−’ Ｔｏｒｒ、温度３００°Ｃで約１時間アンニイ
リング処理をしてＳＩとＡｕとの合金又は化合物である
メタルシリサイドの被膜の形成されたＳＩＣ焼結体を得
た。
ＩＰ）１０（重ｆｉｔ）％を含む水溶液で洗滌処理を施
して除去した後、該ＳＩＣ基板をスパッタリング装置内
圧おいてそのＳｉＣ基板の温度が５５０〜６００°Ｃの
範囲となるよう温度制御しつつ、圧力０．６Ｔｏｒｒの
Ｈ，ガス雰囲気中で約１時間シリコンをスパッタするこ
とにより、膜厚約１μｍのＳｔ中間被膜を形成した。次
いで該Ｓｉ 中間被膜の表面に圧力１． ＯＸ １０’
−’ＴｏｒｒでＡｕ蒸着をし、更に圧力４．６ Ｘ １
０−’ Ｔｏｒｒ、温度３００°Ｃで約１時間アンニイ
リング処理をしてＳＩとＡｕとの合金又は化合物である
メタルシリサイドの被膜の形成されたＳＩＣ焼結体を得
た。
このＳｉＣ焼結体の表面同志なロウ付けにより接合した
ところ、極めて容易に強固な接着を行うことができた。
ところ、極めて容易に強固な接着を行うことができた。
このものの接着強度な引張強度として測定した値は３５
〜４６Ｐａｉ／−であった。この強度は従来のメタライ
ズ層を有するＳｉＣ焼結体のｐつ付は品の約２．５倍の
値であった。
〜４６Ｐａｉ／−であった。この強度は従来のメタライ
ズ層を有するＳｉＣ焼結体のｐつ付は品の約２．５倍の
値であった。
〔発明の効果〕
上記本発明の実施例の効果によって明らかな如く、本発
明によればＳＩＣ表面に８１ 被膜を介在させて他の金
属を蒸着することＫより、他の物質と強固な密着性を有
するメタルシリサイドのＳＩと金属との薄い合金被膜を
形成した金属化ＳｉＣ焼結体を得ることができ、機械工
業、電子工業などの多くの分野で使用される精密加工品
の素材として最適のファインセラミック材料を提供する
ことができる。
明によればＳＩＣ表面に８１ 被膜を介在させて他の金
属を蒸着することＫより、他の物質と強固な密着性を有
するメタルシリサイドのＳＩと金属との薄い合金被膜を
形成した金属化ＳｉＣ焼結体を得ることができ、機械工
業、電子工業などの多くの分野で使用される精密加工品
の素材として最適のファインセラミック材料を提供する
ことができる。
゛ 第１．２図は本発明の概要を示し、第１図は５ｉｌ
ＩＣ′焼゛・結体の表面に先づＳｉ 被膜を施した断面
図、第２図は第１図のＳｉＣ焼結体のＳｌ被膜の表面に
他の金属を蒸着することによってメタルシリサイド層を
形成した状態を示す断面図である。 （１）・・・ＳｉＣ基板、（２）・・・Ｂｔ中間被膜層
、（３）・・・メタルシリサイド層。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 同 同 佐々木 宗 泊
ＩＣ′焼゛・結体の表面に先づＳｉ 被膜を施した断面
図、第２図は第１図のＳｉＣ焼結体のＳｌ被膜の表面に
他の金属を蒸着することによってメタルシリサイド層を
形成した状態を示す断面図である。 （１）・・・ＳｉＣ基板、（２）・・・Ｂｔ中間被膜層
、（３）・・・メタルシリサイド層。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 同 同 佐々木 宗 泊
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 炭化珪素を主成分とする炭化珪素質焼結体の表
面にシリコン（珪素）の中間被膜層を有し、該シリコン
中間被膜層の表面にシリコンと金属との合金からなるメ
タルシリサイド被膜が形成（２）炭化珪素を主成分とす
る炭化珪素質焼結体の表面に、スパッタリングにより珪
素被膜を形成し、しかる後肢珪素被膜の表面に金属を蒸
着することによりシリコン（珪素）と該金属との合金で
あるメタルシリサイドの被膜を形成することを特徴とす
るメタルシリサイド被膜形成炭化珪素質焼結体の製造方
法。 （３）上記製造方法において、炭化珪素質焼結体の表面
に珪素被膜を形成させるに際し、あらかじめ該焼結体の
表面に存在する酸化被膜（Ｓｉｎ、）を弗醗（（よる洗
滌処理又は逆スパツタ法により除去することを特徴とす
る特許請求の範囲第２項記載のメタルシリサイド破膜形
成炭化珪素質焼結体の製造方法。 （４）上記製造方法において、スパッタリングは水素を
含むガス気流中で行ない、少くともＳｉとＴＩが結合し
た部分を含むＳ；層を形成すＺ・ことを特徴とする特許
請求の範囲第２項記載のメタルシリサイド被膜形成炭化
珪素質焼結体の製造方法。 （５）上記製造方法において、珪酸被膜の表面に蒸着す
る金属が金、銀、パラジウムのいずれか１種又は２種以
上であることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
メタルシリサイド破膜形成炭化珪素質焼結体の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9632584A JPS60246285A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | メタルシリサイド被膜形成炭化珪素質焼結体とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9632584A JPS60246285A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | メタルシリサイド被膜形成炭化珪素質焼結体とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60246285A true JPS60246285A (ja) | 1985-12-05 |
| JPH0480873B2 JPH0480873B2 (ja) | 1992-12-21 |
Family
ID=14161854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9632584A Granted JPS60246285A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | メタルシリサイド被膜形成炭化珪素質焼結体とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60246285A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60264382A (ja) * | 1984-06-12 | 1985-12-27 | 株式会社明電舎 | メタルシリサイド被膜形成炭化珪素質焼結体とその製造方法 |
-
1984
- 1984-05-16 JP JP9632584A patent/JPS60246285A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60264382A (ja) * | 1984-06-12 | 1985-12-27 | 株式会社明電舎 | メタルシリサイド被膜形成炭化珪素質焼結体とその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0480873B2 (ja) | 1992-12-21 |
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