Способ соединения электропроводных твердых тел

О Л И С А Н И Е 277 МИЗОБРЕТЕ Ч Я Союз Советских Сощивлистических Республик.1, Кл Н О 1 Л"е с присоединением зПриоритет -осударственный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретение УДК 621,382(088,8) бликовано 26.Х.19 Бюллетень43 и открытии ата опубликования описания 11.11.1974 Авторыизобретения, Н, Ларионов и Т. П, Чернецкий витель СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЬ ТВЕРДЫХ ТЕЛ ПО Изобретение относится к технологии изго. товления полупроводниковых и электровакуумных приборов и может быть использовано в машино-и приборостроении.Известны способы соединения монокристаллических пластин из полупроводникового ма) ериала, согласно которым между двумя моно- кристаллическими пластинами помещают прокладку из легкоплавкого материала, в котором растворяется материал пластин. Полученную композицию помещают в печь, имеющую температурный градиент, направленный параллельно соединяемым поверхностям пластин. Расплавленный металл движется в зазоре между соедипяемьми телами в направлении нагретых торцовых концов пластин. В результате металл собирается на горячих торцовых копцах соединяемых пластин,Однако соединительный слой, полученный известными способами, имеет разнуо толщшу (чс)д ближе к более горячему концу, тем он толще) и неоднородный химический состав, так как материал соединяемых пластин кристаллизуется прп различных температурах, .,)0)12 того, для соединения пластин достаточно оольших липейп)ях размеров прн)е 1 юп 1 е известивх спосооов зятруд 1 е 110, тяк к 2 к пеобхОди)О поддерживать постоепшыми градиент емпературы И СрСд 111010 ТЕ.,1 ПЕРЯТу)у ПЯ ВСЕМ ПтТИ дВ 1)КЕ- ния металла. Предлагаемый способ позволяет соединятьтела сложной геометрической формы по соприкасающимся поверхностям, причем получаемый тонкий соединительный слой имеет 5 однородные химический состав и физическиесвойства, а также сохраняет механическую прочность при температуре, более высокой, чем технологическая температура соединеи тел. Это достигается тем, что расплавле 1 шый 10 металл вводят и перемещают в зазоре междуповерхностями соединяемых тел путем пропускапия электрического тока через соедш 1 яемые тела параллельно поверхности их соединения.При этом топкие слои материала, пр 1 Лега)о 1 в щие к соприкасающимся поверхностям соединяемьх тел растворяются и происходит электродиффузия материала через расплавлепныи металл с последующей его кристаллизацпей в в 1 де тонкого слоя, прилег 210 щего 1 соприка сгющимся поверхностям соединяемых тел,Легкоплавкий материал полностью удаляот ПЗ ЗЯЗОра ЗЕж Су СОППИКЯС 2101 цп)11 С 51 ТОЛЯМИ.1, и и ст 2 л л из О в 21111 ы 11 слОН 0 бл Яд г е т 0 д 112 ковой топцпной и о,породным хп)1 пцескп) со с. Яво)1 Ол Я ГОДЯЙ и то, что и Яствоое 1 пе .1 аСОГ, )а Е.ИН-ЕЫ тЕЧ И ЕгО КО Та)ЛПЗа 11 Г ) ОТ В О И" ОСЛОП ГЯ) С) ПС ) а УП). 1 П.10 Л 10 ", Э С 1 Оп.30 чес)сого тока по,.",ер)киваОт 1)ост 051111 мп,277114 20 Предмет изобре 1 ения Составитель А. КоТехред Л. Богдано горректор А. Дзесов едактор Г. Громова 46 Изд.191 П ЦНИИПИ Государственного в СССР по делам изоб Москва, Ж,Типография24 Союзполиграфпрома, Москва, 121019, ул, Маркса - Энгельса, Тираж 780Комитета Совета Министроретений и открьтийРаушская иаб., д. 4/5 одписное Предлагаемый способ иллюстрируется чертежом.Для соединения двух пластин 1 и 2, одна из которых короче другой, их накладывают друг на друга, На свободный конец пластины 2 (конец А) помещают легкоплавкий материал 3 (проволоку или ленту) так, чтобы он касался торца пластины 1. К торцам пластины 2 подводят электроды. Для равномерного токораспределения по всему сечению пластин между материалом пластин и электродом можно расположить легкоплавкий материал, который не перемещается под действием электрического тока по поверхности и в объеме соединяемых пластин. Пластины помещают в подогреватель 4, в котором создают защитную среду (вакуум, аргон, водород и т. д.), Пластины разогревают до температуры плавления лекгоплавкого материала и пропускают постоянный электрический ток, направление которого подбирают так, чтобы растворение материала пластин в расплаве прои"ходило с противоположной по отношению к торцам с легкоплавким материалом стороны,Зона плавления в виде валика перемещается по зазору между пластинами. При этом поверхностные слои обеих соприкасающихся пластин растворяются в расплаве, и за зоной плавления остается кристаллизоваппый слой б, состоящий из материалов соединяемых тел с примесью легкоплавкого материала. Процесс проводят до тех пор, пока расплавленный металл не выйдет с противополозкного конца Б,Если необходимо, чтобы соединительный слой был располохкен на определенной глубине по отношению к исходным соединяемым поверхностям, создают градиент температур, направленный перпендикулярно к соединяемым поверхностям и вектору электрического тока. Температурный градиент достигается созданием различной температуры в нагревателе 4.При соединении монокристаллов с решеткой типа алмаз для обеспечения большой устойчивости расплавленной зоны и получения ровной бикристаллической границы соприкасающиеся поверхности соединяемых тел ориентируют параллельно плоскостям малых кристаллографических индексов, а электрический ток пропускают в направлении, перпендикулярном линии пересечения соединяемых поверхностей и плоскости наибольшей упаковки атомов, непараллельной соединяемой поверхности, по меньшей мере одного из тел.15При соединении монокристаллических телспособ позволяет получать бикристаллы, На границе соединительного шва может быть получен р - г илн гетеропереход. Способ соединения электропроводных твердых тел, например полупроводниковых моно- кристаллов или металлов, путем расплавления и перемещения легкоплавкого металла в зазоре между соединяемыми телами с последующей кристаллизацией материала соединяемых тел, отличающийся тем, что, с целью повышения однородности физических и химических свойств соединительного шва, а также сохранения механической прочности при температуре более высокой, чем технологическая температура соединения тел, расплавленный металл вводят и перемещают в зазоре между соединяемыми телами посредством пропускания постоянного электрического тока через соединяемые тела параллельно поверхности их соединения.