一种超大直径钼圆片表面渗钌工艺
20世纪80年代以来，电力电子技术在世界范围内获得了飞速发展。电子半导 体器件也从第一代的普通整流管（SR)、普通晶闸管（SCR)发展到第二代的门极可关断 晶闸管（GTO)，直至第三代的具有深远意义的MOSFET、IGBT和IGCT。目前国际上 掌握5英寸电力半导体器件的生产制造技术的公司只有瑞士的ABB半导体公司、德国的 INFINEON公司和我国的西安电力电子研究所。但是，为其配套的圆钼片世界上仅有德 国的拜尔公司一家。我国的圆钼片生产厂家只能生产制造4英寸以下的普通钼圆片，应 用配套与一般工业领域，而对于直流输电工程用超大功率晶闸管配套的钼圆片，只能依 靠进口，国内没有生产厂家。传统技术中，在钼圆片表面渗透其它金属材料时，由于采用最普通的电镀工 艺，电镀后的钼圆片会产生边缘效应，即钼圆片中间厚，周边薄，导致合金层不均勻， 极大的影响了钼圆片合金的效果。而且，传统工艺下的钼圆片在合金层与钼层的结合出 会产生气泡，结合效果差，基本不能达到高精密环境使用的要求。特别是在超大直径 (即在直径大于5英寸或6英寸）的钼圆片加工领域，由于渗透工艺的不足，一直没有相 关的资料。因此，研制出高水平的钼圆片表面合金渗透工艺显得尤为重要。
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种超大直径钼圆片表面渗钌工艺。技术方案如下：
步骤1，将钼圆片置于800°C退火炉中在真空状态或氢气下退火2小时，退火时 钼圆片竖直摆放；
步骤2，研磨钼圆片至平面度在3μιη以下，之后清洗干净至粗糙度Ra为 0.3ym；采用除油污超声波清洗机用蒸馏水清洗10分钟，然后进行表面活化；
步骤3，将钼圆片置于充满钌离子溶液的特殊电解槽中，进行电解化学还原，反 应4分钟左右，形成覆盖在钼圆片表面均勻的钌膜层厚度大约0.04μιη左右；用蒸馏水冲 洗钼圆，废水回用。
步骤4，放入氢气炉加热至800°C后，钌层扩散，渗透合金1个小时；
步骤5，在氢气保护下空冷至100°C以下取出；
步骤6，采用除油污超声波清洗机用蒸馏水清洗10分钟；
步骤7，根据所需钌层厚度，重复步骤3〜步骤6，循环操作1〜10次，进行多 次钌层扩散，渗透合金化；
步骤8，最后一次，将钼圆片置于氢气炉700°C恒温钌层扩散，渗透合金化，时 间为15分钟，之后置于惰性气体室冷却到室温。所述的惰性气体为氦气、氖气或其他惰 性气体。
通过上述工艺制备的超大尺寸的钼圆片表面渗钌工艺，合金层内部 晶粒分布均勻，不易开裂，稳定性好；在高温下不易氧化，压降小，能够长期保证芯片 正常运行；使用寿命长，产品的各项指标均优于市场上的相同产品。