JPH0826840A - 炭化珪素セラミックスとシリコンとの接合方法 - Google Patents
炭化珪素セラミックスとシリコンとの接合方法Info
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 炭化珪素セラミックスとシリコンとをはんだ
によって直接接合できる、簡便な接合方法を提供するこ
と。 【構成】 炭化珪素セラミックスとシリコンとの間に、
シリコンを含む金はんだを介して、はんだが溶融する温
度より２００℃以上高い温度で、かつ１０ｇ／ｃｍ2以
上の荷重をかけて加熱処理することとした炭化珪素セラ
ミックスとシリコンとの接合方法。
によって直接接合できる、簡便な接合方法を提供するこ
と。 【構成】 炭化珪素セラミックスとシリコンとの間に、
シリコンを含む金はんだを介して、はんだが溶融する温
度より２００℃以上高い温度で、かつ１０ｇ／ｃｍ2以
上の荷重をかけて加熱処理することとした炭化珪素セラ
ミックスとシリコンとの接合方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックスと金属と
の接合方法に関し、特に炭化珪素セラミックスとシリコ
ンとの接合方法に関する。
の接合方法に関し、特に炭化珪素セラミックスとシリコ
ンとの接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、炭化珪素セラミックスとシリコン
とを接合する方法としては、炭化珪素の表面にクロムを
焼き付けて形成し、その形成した面上に銀ロウを介して
シリコンと接合する方法が採られていた。
とを接合する方法としては、炭化珪素の表面にクロムを
焼き付けて形成し、その形成した面上に銀ロウを介して
シリコンと接合する方法が採られていた。
【０００３】また、最近、炭化珪素の表面に活性金属を
含んだ金属層、例えば金とニッケル、或いは銀と銅から
成るマトリックス中に、活性金属としてチタンを含む金
属層を形成し、その金属層の面上に金はんだを介してシ
リコンと接合する方法が開発された。
含んだ金属層、例えば金とニッケル、或いは銀と銅から
成るマトリックス中に、活性金属としてチタンを含む金
属層を形成し、その金属層の面上に金はんだを介してシ
リコンと接合する方法が開発された。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方法
は、いずれも炭化珪素の表面に金属層を形成する必要が
あり、セラミックスである炭化珪素と金属であるシリコ
ンを、はんだ、あるいはロウで直接接合することができ
なかった。。
は、いずれも炭化珪素の表面に金属層を形成する必要が
あり、セラミックスである炭化珪素と金属であるシリコ
ンを、はんだ、あるいはロウで直接接合することができ
なかった。。
【０００５】本発明は、上述した従来技術が有する課題
に鑑みなされたものであって、その目的は、炭化珪素セ
ラミックスとシリコンとをはんだによって直接接合でき
る、簡便な接合方法を提供することにある。
に鑑みなされたものであって、その目的は、炭化珪素セ
ラミックスとシリコンとをはんだによって直接接合でき
る、簡便な接合方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、炭化珪素セラミックスとシリコンとの間
に、金はんだを介して荷重をかけながら加熱処理すれば
直接接合できるとの知見を得て本発明を完成した。
成するため、炭化珪素セラミックスとシリコンとの間
に、金はんだを介して荷重をかけながら加熱処理すれば
直接接合できるとの知見を得て本発明を完成した。
【０００７】上記金はんだとしては、シリコンを含む金
はんだとした（請求項１）。金はんだ中にシリコンを含
むのは、はんだの溶融温度、つまり接合温度を下げるこ
とが出来、さらにシリコンとの濡れがより良好となるた
めである。
はんだとした（請求項１）。金はんだ中にシリコンを含
むのは、はんだの溶融温度、つまり接合温度を下げるこ
とが出来、さらにシリコンとの濡れがより良好となるた
めである。
【０００８】また、上記金はんだを介してシリコンと接
合する方法としては、該はんだを真空中、不活性ガス中
又は還元性ガス中において、はんだが溶融する温度より
２００℃以上高い温度で、かつ１０ｇ／ｃｍ2以上の荷
重をかけながら加熱処理することとした（請求項２）。
合する方法としては、該はんだを真空中、不活性ガス中
又は還元性ガス中において、はんだが溶融する温度より
２００℃以上高い温度で、かつ１０ｇ／ｃｍ2以上の荷
重をかけながら加熱処理することとした（請求項２）。
【０００９】はんだを加熱処理する温度が、はんだの溶
融温度より２００℃以上高い温度が必要であるのは、は
んだが完全に溶けた状態でないと接合が不完全になるか
らである。また、その加熱雰囲気については、酸化雰囲
気であってはならない。酸化性雰囲気中で加熱処理され
ると、金はんだ中のシリコンが酸化されてＳｉＯ2とな
るので、炭化珪素及びシリコンともはんだの濡れが悪く
なってしまう。さらに、１０ｇ／ｃｍ2以上の荷重をか
けるのは、１０ｇ／ｃｍ2未満であると接合が不十分と
なるからである。
融温度より２００℃以上高い温度が必要であるのは、は
んだが完全に溶けた状態でないと接合が不完全になるか
らである。また、その加熱雰囲気については、酸化雰囲
気であってはならない。酸化性雰囲気中で加熱処理され
ると、金はんだ中のシリコンが酸化されてＳｉＯ2とな
るので、炭化珪素及びシリコンともはんだの濡れが悪く
なってしまう。さらに、１０ｇ／ｃｍ2以上の荷重をか
けるのは、１０ｇ／ｃｍ2未満であると接合が不十分と
なるからである。
【００１０】以上の方法を採ることにより、炭化珪素と
シリコンとを直接簡便に接合することができる。
シリコンとを直接簡便に接合することができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に挙げ、
本発明をより詳細に説明する。
本発明をより詳細に説明する。
【００１２】（実施例１〜２）直径１０ｍｍで、厚さ６
ｍｍの炭化珪素セラミックス〔（株）日本セラテック社
製〕の表面上に、直径が１ｍｍで、組成が３．１５Ｓｉ
−９６．８５Ａｕ（ｗｔ％）（溶融温度：３７０℃）の
金箔を載せ、その上に直径１０ｍｍのシリコン板を重ね
合わせた後、それを真空中において、１０ｇ／ｃｍ2の
荷重をかけながら表１に示す温度で加熱処理して炭化珪
素セラミックスとシリコンとを接合した。
ｍｍの炭化珪素セラミックス〔（株）日本セラテック社
製〕の表面上に、直径が１ｍｍで、組成が３．１５Ｓｉ
−９６．８５Ａｕ（ｗｔ％）（溶融温度：３７０℃）の
金箔を載せ、その上に直径１０ｍｍのシリコン板を重ね
合わせた後、それを真空中において、１０ｇ／ｃｍ2の
荷重をかけながら表１に示す温度で加熱処理して炭化珪
素セラミックスとシリコンとを接合した。
【００１３】得られた接合体を接合面に対して、炭化珪
素セラミックスとシリコンとの接合性を接合部の目視及
び顕微鏡観察によりチェックした。即ち、炭化珪素セラ
ミックスとシリコン板とが密に接合しているものを良と
し、炭化珪素セラミックスとシリコン板との接合がはが
れていたり、接合界面にボイドがあったりするものを不
良とした。その結果を表１に示す。
素セラミックスとシリコンとの接合性を接合部の目視及
び顕微鏡観察によりチェックした。即ち、炭化珪素セラ
ミックスとシリコン板とが密に接合しているものを良と
し、炭化珪素セラミックスとシリコン板との接合がはが
れていたり、接合界面にボイドがあったりするものを不
良とした。その結果を表１に示す。
【００１４】（比較例１〜５）なお、比較のため、実施
例と同一の材料を用い、真空中において表１に示す荷重
をかけながら表１に示す温度で加熱処理した。得られた
接合体に対して、同じく実施例と同様に接合性をチェッ
クした。その結果を表１に示す。
例と同一の材料を用い、真空中において表１に示す荷重
をかけながら表１に示す温度で加熱処理した。得られた
接合体に対して、同じく実施例と同様に接合性をチェッ
クした。その結果を表１に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１から明らかなように、実施例１〜２に
おいては、いずれも接合性が良好であることを示してい
る。これに対して比較例では、加熱処理温度が本発明の
温度より低いと不良となり（比較例１〜２）、また、荷
重の大きさが本発明の荷重より低いと不良となっている
（比較例３〜５）。
おいては、いずれも接合性が良好であることを示してい
る。これに対して比較例では、加熱処理温度が本発明の
温度より低いと不良となり（比較例１〜２）、また、荷
重の大きさが本発明の荷重より低いと不良となっている
（比較例３〜５）。
【００１７】
【発明の効果】以上、説明した本発明にかかる炭化珪素
セラミックスとシリコンとの接続方法により接合すれ
ば、炭化珪素セラミックスの表面に金属層を形成するこ
となく、炭化珪素とシリコンとを直接接合することがで
きるようになる。
セラミックスとシリコンとの接続方法により接合すれ
ば、炭化珪素セラミックスの表面に金属層を形成するこ
となく、炭化珪素とシリコンとを直接接合することがで
きるようになる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年８月３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】 また、上記金はんだを介してシリコンと
接合する方法としては、該はんだを真空中、不活性ガス
中又は還元ガス中において、はんだが溶融する温度より
２００℃以上高い温度で、かつ１０ｇ／ｃｍ２以上の荷
重をかけながら加熱処理することとした（請求項１）。
接合する方法としては、該はんだを真空中、不活性ガス
中又は還元ガス中において、はんだが溶融する温度より
２００℃以上高い温度で、かつ１０ｇ／ｃｍ２以上の荷
重をかけながら加熱処理することとした（請求項１）。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】
【発明の効果】 以上、説明した本発明にかかる炭化珪
素セラミックスとシリコンとの接合方法により接合すれ
ば、炭化珪素セラミックスの表面に金属層を形成するこ
となく、炭化珪素とシリコンとを直接接合することがで
きるようになる。
素セラミックスとシリコンとの接合方法により接合すれ
ば、炭化珪素セラミックスの表面に金属層を形成するこ
となく、炭化珪素とシリコンとを直接接合することがで
きるようになる。
Claims (2)
- 【請求項１】 炭化珪素セラミックスの面上に、シリコ
ンを含む金はんだを介してシリコンと接合することを特
徴とする炭化珪素セラミックスとシリコンとの接合方
法。 - 【請求項２】 金はんだを介してシリコンと接合する方
法が、該はんだを真空中、不活性ガス中又は還元性ガス
中において、はんだが溶融する温度より２００℃以上高
い温度で、かつ１０ｇ／ｃｍ2以上の荷重をかけて加熱
処理することを特徴とする請求項１記載の炭化珪素セラ
ミックスとシリコンとの接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18200694A JP3352823B2 (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | 炭化珪素セラミックスとシリコンとの接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18200694A JP3352823B2 (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | 炭化珪素セラミックスとシリコンとの接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0826840A true JPH0826840A (ja) | 1996-01-30 |
| JP3352823B2 JP3352823B2 (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=16110682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18200694A Expired - Fee Related JP3352823B2 (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | 炭化珪素セラミックスとシリコンとの接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3352823B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016006015A (ja) * | 2015-09-28 | 2016-01-14 | 日立化成株式会社 | はんだ接着体 |
-
1994
- 1994-07-12 JP JP18200694A patent/JP3352823B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016006015A (ja) * | 2015-09-28 | 2016-01-14 | 日立化成株式会社 | はんだ接着体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3352823B2 (ja) | 2002-12-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |