根據(jù)擴(kuò)散焊的應(yīng)用，與氧化物或氮化物形成焊接膜可能是有利的。

例如，由于在原子擴(kuò)散焊接過(guò)程中形成的焊接膜是大約幾埃的薄膜，因此可以獲得幾乎透明的焊接界面，即使由金屬形成也幾乎沒(méi)有導(dǎo)電性。然而，在具有金屬性能的接合膜中，光仍然在焊接界面處被吸收，其少量約為1%至2%，并且保留少量的導(dǎo)電性。因此，會(huì)保留如此少量的殘余光。在某些情況下，使用金屬焊接膜的原子擴(kuò)散焊接不能用作高亮度設(shè)備和電子設(shè)備的粘合方法，即使它們是吸收性或?qū)щ娦缘摹?

在這種情況下，如果可以與具有絕緣性能和透明度的氧化物鍵合膜（例如Al2O3（藍(lán)寶石））而不是金屬焊接膜（例如Al））焊接，則通常使用原子擴(kuò)散焊接方法。可以將連接目標(biāo)擴(kuò)展到無(wú)法連接的目標(biāo)。

此外，在粘合功率器件的散熱絕緣材料時(shí)，也存在需要粘合薄膜絕緣性能和導(dǎo)熱性的情況。

在這種情況下，作為Al氧化物的Al2O3在絕緣方面符合要求，但其導(dǎo)熱系數(shù)低至Al的1/6左右（見(jiàn)下表1），在導(dǎo)熱性方面。無(wú)法滿(mǎn)足需求。

另一方面，Al的氮化物AlN（氮化鋁）的導(dǎo)熱系數(shù)約為Al2O3（藍(lán)寶石）的四倍，并且導(dǎo)熱系數(shù)接近Al，因此它可以為功率器件散熱。在需要絕緣性和導(dǎo)熱性的應(yīng)用中，例如在連接絕緣材料時(shí)，與氮化物鍵合膜（如AlN）進(jìn)行原子擴(kuò)散焊接可能是有利的。..

此外，許多氧化物和氮化物具有高硬度和優(yōu)異的耐磨性和耐熱性，并且使用氧化物和氮化物形成的粘合膜進(jìn)行原子擴(kuò)散焊接。如果這是可能的，這些特性可以賦予焊接膜，這將有助于原子擴(kuò)散焊接方法的新應(yīng)用的發(fā)展。

在上述中，在待焊接基材的每個(gè)粘合表面上形成無(wú)機(jī)焊接劑層，并且通過(guò)離子束照射等蝕刻和疊加無(wú)機(jī)粘合劑層的表面。描述了一種用于粘接的表面活化粘接方法，并且作為該無(wú)機(jī)焊接層的材料，氧化物如氧化硅（SiO2）和氧化鋁（Al2O3）、氮化硅（SiNx）和氮化鋁（還提到采用氮化物如AlN）和氮化鈦（TiN）。

但是，它通過(guò)用離子束等照射形成的無(wú)機(jī)焊接劑層的表面來(lái)激活。由于通過(guò)化學(xué)處理進(jìn)行焊接的表面活化焊接方法與焊接方法明顯不同，因此由氧化物和氮化物制成的無(wú)機(jī)粘合層通過(guò)的表面活化焊接方法相互粘合。與本領(lǐng)域技術(shù)人員的上述認(rèn)識(shí)相反，不能預(yù)測(cè)通過(guò)原子擴(kuò)散焊接方法的焊接可以使用氧化物或氮化物的焊接膜進(jìn)行。

此外，由于上述焊接方法的不同，通過(guò)靜壓擴(kuò)散焊接的優(yōu)點(diǎn)是可以減少處理工時(shí)，因?yàn)椴恍枰罨幚怼?

如上所述，鑒于使用氧化物或氮化物形成的焊接膜通過(guò)原子擴(kuò)散焊接方法進(jìn)行焊接的優(yōu)點(diǎn)，本文的發(fā)明人首先與氧化物形成焊接膜。我們進(jìn)行了勤奮的研究，以探索使用焊接膜的原子擴(kuò)焊接合方法焊接的可能性。

結(jié)果，與本領(lǐng)域技術(shù)人員的上述認(rèn)識(shí)相反，即使當(dāng)由氧化物形成焊接膜時(shí)，當(dāng)它形成為無(wú)定形氧化膜時(shí)，也進(jìn)行表面活化處理，例如表面活化焊接。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)化學(xué)焊接的焊接可以通過(guò)疊加形成的焊接膜來(lái)產(chǎn)生。

也就是說(shuō)，由于氧化物在金屬和氧氣等元素之間具有較大的鍵能，因此不可能通過(guò)形成結(jié)晶焊接膜引起原子的擴(kuò)散（運(yùn)動(dòng)），但是當(dāng)這是無(wú)定形結(jié)構(gòu)時(shí)。形成薄膜，其中氧氣不足或過(guò)飽和，而不是穩(wěn)定的化學(xué)成分，可以說(shuō)存在許多原子缺陷。很可能發(fā)生了波動(dòng)，原子可以在薄膜表面上擴(kuò)散（移動(dòng)），并且可以產(chǎn)生穩(wěn)定的化學(xué)鍵。

如上所述，鑒于與本領(lǐng)域技術(shù)人員所認(rèn)識(shí)到的相反，可以通過(guò)氧化物的焊接膜（非晶態(tài)氧化物薄膜）進(jìn)行焊接，本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)一步描述了將粘合膜與氧化物一起。我認(rèn)為即使可以使用被認(rèn)為不適合作為材料的氮化物鍵合膜，也可以進(jìn)行原子擴(kuò)散的焊接。

特別是，氮的電負(fù)性低于氧，如下表2所示，氮與氮化物中的金屬等其他元素之間的能是氧與氧化物中其他元素之間的鍵。弱于發(fā)散能量。

這樣，鍵解離能小于氧化物的鍵解離能，因此，即使使用原子運(yùn)動(dòng)比氧化物更容易發(fā)生的氮化物鍵合膜，也可以進(jìn)行原子擴(kuò)散鍵合。不僅有可能，而且對(duì)于鍵解離能低的氮化物，與使用氧化物鍵合膜（即使用金屬或類(lèi)金屬鍵合膜時(shí)）的鍵合相比，條件更加寬松。我認(rèn)為有可能在接近的條件下加入。

根據(jù)上述預(yù)測(cè)，本發(fā)明的發(fā)明人對(duì)使用氮化物鍵合膜的原子擴(kuò)散焊接方法進(jìn)行了焊接實(shí)驗(yàn)，這是多年來(lái)沒(méi)有嘗試過(guò)的。令人驚訝的是，多年來(lái)。與本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)相信了一段時(shí)間的認(rèn)識(shí)到相反，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)原子擴(kuò)散鍵可以通過(guò)在焊接界面引起原子擴(kuò)散來(lái)進(jìn)行。

本文基于上述觀(guān)點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)基于上述觀(guān)點(diǎn)而做出的，并使用了未被常規(guī)采用的氮化物鍵合膜作為原子擴(kuò)散焊接的焊接膜。通過(guò)提供要執(zhí)行的靜壓擴(kuò)散焊接方法，可以將氮化物薄膜的絕緣性，導(dǎo)熱性，高硬度和耐磨性等特性賦予粘合膜，這些特性可以常規(guī)應(yīng)用。