接合体及采用其的陶瓷电路基板以及半导体装置的制作方法

后述的实施方式主要涉及接合体及采用其的陶瓷电路基板以及半导体装置。

背景技术：

1、将陶瓷基板和铜板接合而形成的陶瓷铜电路基板被用于安装半导体元件等的电路基板。国际公开第2017/056360号公报(专利文献1)中记载的陶瓷铜电路基板对经由接合层将陶瓷基板和铜板接合而成的接合体进行了改进。专利文献1中，设置了使接合层从铜板端部突出的突出部。通过控制这样的接合层突出部的尺寸而提高了tct特性。

2、专利文献1中，在接合层突出部尺寸的控制中采用刻蚀工序。刻蚀工序是用于除去接合体的铜板或接合层的工序。专利文献1的接合层含有ag、cu及ti。含有ag、cu及ti的接合层是通过活性金属接合法而形成的。专利文献1的接合体在进行刻蚀工序中的突出部尺寸的控制时，成品率未必能说良好。

3、例如，日本专利第3302714号公报(专利文献2)中示出了含有ag、cu及ti的接合层组织的概念图。专利文献2的接合层组织中存在ag、cu、agcu共晶。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：国际公开第2017/056360号

7、专利文献2：日本专利第3302714号

8、专利文献3：国际公开第2019/054294号

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、在通过活性金属接合法形成的接合层中，成为ag及cu混合存在的组织。在混合存在的组织中，刻蚀液的除去效果出现偏差。因为在ag较多的部位和较少的部位，刻蚀效果有差异。其结果是，接合层突出部尺寸中出现偏差。

3、实施方式涉及的接合体是为了应对这样的问题，其特征在于，控制了接合层中的ag分布。

4、用于解决课题的手段

5、实施方式涉及的接合体是将金属板和陶瓷基板经由含有ag的接合层接合而成的接合体，其特征在于：在由接合层的厚度方向和其正交方向所形成的截面中的按接合层的厚度方向的长度×正交方向的长度200μm形成的测定区域中，相对于ag浓度为50at％以下的贫ag区，ag浓度为60at％以上的富ag区按面积比计存在70％以下。

技术特征：

1.一种接合体，是将金属板和陶瓷基板经由含有ag的接合层接合而成的接合体，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的接合体，其特征在于：在所述测定区域在所述正交方向上连续3个连着的三连测定区域中，至少存在1个在所述接合层的所述厚度方向上连着所述贫ag区的区域。

3.根据权利要求1～2中任一项所述的接合体，其特征在于：所述接合层的厚度方向的长度在10μm以上且60μm以下的范围内。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的接合体，其特征在于：所述接合层含有sn或in，所述测定区域中的sn或in的浓度在1at％以上且6at％以下的范围内。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的接合体，其特征在于：所述陶瓷基板为氮化硅基板，所述金属板为铜板。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的接合体，其特征在于：所述陶瓷基板是厚度为0.4mm以下的氮化硅基板，所述金属板是厚度为0.5mm以上的铜板。

7.一种陶瓷电路基板，其特征在于：采用了权利要求1～6中任一项记载的所述接合体。

8.一种半导体装置，其特征在于：在权利要求7记载的所述陶瓷电路基板上安装了半导体元件。

技术总结
一种经由含有Ag的接合层将金属板和陶瓷基板接合而成的接合体，其特征在于，在由接合层的厚度方向和其正交方向所形成的截面中的按接合层的厚度方向的长度×正交方向的长度200μm形成的测定区域中，相对于Ag浓度为50at％以下的贫Ag区，Ag浓度为60at％以上的富Ag区按面积比计存在70％以下。此外，接合层的厚度方向的长度优选在10μm以上且60μm以下的范围内。此外，陶瓷基板优选为氮化硅基板。

技术研发人员：山本翔太,吉村文彦,末永诚一,大关智行
受保护的技术使用者：株式会社东芝
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11