DE19603822C2

DE19603822C2 - Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Substrat sowie Keramik-Substrat

Info

Publication number: DE19603822C2
Application number: DE19603822A
Authority: DE
Inventors: Juergen Dr Schulz-Harder; Karsten Schmidt; Karl Dr Exel
Original assignee: Curamik Electronics GmbH
Current assignee: Rogers Germany GmbH
Priority date: 1996-02-02
Filing date: 1996-02-02
Publication date: 1998-10-29
Anticipated expiration: 2016-02-03
Also published as: DE19603822A1; US6066219A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Substrat gemäß Oberbegriff Patentanspruch 7.

Keramik-Substrate für elektrische Schaltkreise oder Baugruppen, insbesondere für Leistungs-Schaltkreise oder Baugruppen sind in den unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. Bekannt ist hierbei insbesondere auch, die zum Herstellen von Leiterbahnen, Anschlüssen usw. benötigte Metallisierung auf einer Aluminiumoxid-Keramik mit Hilfe des sogenannten "DCB-Verfahrens" (Direct-Copper-Bond-Technology) herzustellen, und zwar unter Verwendung von die Metallisierung bildenden, an ihren Oberflächen oxidierten Kupferfolien. Die Kupferoxidschicht dieser Folien bildet ein Eutektikum mit einer Schmelztemperatur unter der Schmelztemperatur des Kupfers, so daß durch Auflegen der Folien auf die Keramik und durch Erhitzen sämtlicher Schichten diese miteinander verbunden werden können, und zwar durch Aufschmelzen des Kupfers im wesentlichen nur im Bereich der Oxidschicht. Das DCB-Verfahren ist eine dem Fachmann bekannte Technik.

Vielfach wird insbesondere auch bei Leistungsschaltkreisen die Verwendung einer Aluminiumnitrid-Keramik anstelle ein Aluminiumoxid-Keramik angestrebt, und zwar wegen der im Vergleich zur Aluminiumoxid-Keramik höheren Wärmeleitfähigkeit der Aluminiumnitrid-Keramik.

Grundsätzlich nachteilig ist hier aber, daß der übliche und bewährte DCB-Prozeß bei Aluminiumnitrid-Keramiken nicht ohne weiteres anwendbar ist.

Es wurde daher bereits vorgeschlagen, auf die Schicht aus der Aluminiumnitird-Keramik zunächst eine Schicht aus Aluminiumoxid aufzubringen, und zwar derart, daß diese Zwischen- oder Hilfsschicht, die ein Aufbringen der Metallisierung bzw. der Kupferschicht mit Hilfe des DCB-Prozesses ermöglichen soll, an ihrer freiliegenden Oberfläche noch eine die Haftung verbessernde Rauhigkeit aufweist (DE-OS 35 34 886).

Weiterhin wurde vorgeschlagen, auf ein Ausgangsubstrat oder einen Trägerkörper aus Aluminiumnitrid eine Aluminiumoxydschicht aufzubringen, und zwar insbesondere durch Flammspritzen eines Aluminiumoxydpulvers oder aber im Siebdruckverfahren (DE-OS 38 44 264).

Nachteilig ist bei allen diesen bekannten Verfahren, daß trotz des Aufbringens der Hilfs- oder Zwischenschicht aus Aluminiumoxid eine einwandfreie, homogene und keine Fehlstellen aufweisende flächige Verbindung zwischen der Schicht aus der Aluminiumnitrid-Keramik und der Metallisierung im DCB-Prozeß nicht erreicht wird, es vielmehr zu zahlreichen Fehlstellen kommt, d. h. zu Bereichen, an denen eine Verbindung nicht zustandegekommen ist oder aber sich die Metallisierung durch Blasenbildung von der Keramik abgehoben hat. Hiermit werden die Haftfestigkeit der Metallisierungen und die Wäremleitfähigkeit des Substrates insgesamt stark beeinträchtigt.

Zur Verbesserung der Haftfestigkeit bzw. der Bond-Qualität, d. h. zur Reduzierung des Blasenanteils ist in der DE 41 04 860 A1 vorgeschlagen, die Oxidation des Aluminiumnitrids (AIN) zur Ausbildung der Zwischenschicht aus Aluminiumoxid (Al₂O₃) in einer wasserdampffreien Sauerstoffatmosphäre durchzuführen.

In der WO 92/11 113 wird dagegen vorgeschlagen, für die Bildung der Zwischenschicht aus Aluminiumoxid das Aluminiumnitrid unter wasserdampfhaltiger Atmosphäre zu oxidieren und gesteuert abzukühlen.

In der JP 02-124 773 A (In Patents Abstracts of Japan C-743, Vol. 14/No. 342) wird vorgeschlagen, durch den Einbau von CaO und SiO₂ in die Schicht aus Aluminiumoxid (Al₂O₃) die Haftfestigkeit der Metallisierung zu erhöhen, wobei CaO und SiO₂ aus den Sinterhilfsmitteln des Körpers aus Aluminiumnitrid (AlN) stammen.

Ein Nachteil der vorgenannten bekannten Verfahren besteht u. a. darin, daß die Prozeßparameter sehr genau eingehalten werden müssen und sich diese Verfahren insbesondere auch nicht auf hochwärmeleitendes Aluminiumnitrid anwenden lassen, welches Yttrimoxid (Y₂O₃) als Sinterhilfsmittel enthält.

In der JP 03-228 885 A (Patent Abstracts of Japan C-890, Vol. 16/No. 1) wird zur Erhöhung der Haftfestigkeit vorgeschlagen, die Aluminiumoxid-Schichten mit einem oder mehreren Elementen der Gruppe aus Ti, V, Mo, Mb, W, Co oder Ni zu dotieren.

In der WO 92/11 113 wird auf eine Veröffentlichung von Kuromitsu at al verwiesen, die sich mit SiO₂-Al₂O₃-Zwischenschichten zur Erhöhung der Haftfestigkeit befaßt.

In umfangreichen eigenen Untersuchungen, konnten aber die beschriebenen Ergebnisse der vorgenannten bekannten Verfahren nicht bestätigt werden. Es ist offenbar so, daß die Prozeßparameter derart genau gesteuert werden müssen, daß sich bereits bei geringen Abweichungen negative Resultate einstellen.

Der in der WO 92/11113 zitierte Einbau von SiO₂ bedingt darüber hinaus auch die Gefahr, daß SiO₂ nicht als Mullit gebundenes, sondern als freies SiO₂ vorliegt, welches bei der eutektischen Temperatur mit Kupferoxid zu einer flüssigen Phase reagiert und das für den DCB-Prozeß notwendige Cu-Cu₂O-Eutektikum verbraucht, womit die Haftfestigkeit bzw. Bond-Qualität stark reduziert würden.

Zur Verbesserung der Haftfähigkeit zwischen einer Aluminiumnitid-Keramik oder einem Aluminiumnitrid-Substrat und einer Kupfermetallisierung ist auch bereits bekannt, auf eine Oberflächenseite der Aluminiumnitrid-Keramik eine Platte aus gewalztem Kupfer aufzulegen und dann die Anordnung bei einer Temperatur über 800°C in einer inertes Gas enthaltenen Atmosphäre bei einem Sauerstoffgehalt kleiner oder höchstens gleich 0,5% zu behandeln, um durch Dissotiation von Kupferoxid in dem berührenden gewalzten Kupfer die Oberflächenseite aus Aluminiumnitrid in Aluminiumoxid umzuwandeln (JP 03-103 370). Bekannt ist weiterhin ein ähnliches Verfahren, bei dem auf eine Oberflächenseite der Aluminiumnitrid-Keramik feine Partikel aus Kupfer oder Kupferoxid aufgebracht werden und dann die Aluminiumnitrid-Keramik in einer oxidierenden Atmosphäre bei einer Temperatur zwischen 700 und 900°C behandelt wird (JP 06-321 663). Beide bekannte Verfahren ermöglichen aber keine reproduzierbaren Ergebnisse, da die Prozeßparameter nur sehr ungenau gesteuert werden können, wodurch sich bereits bei geringen Abweichungen unterschiedliche Resultate einstellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein ein Verfahren zur Herstellung eines Keramiksubstrates aufzuzeigen, welches die vorgenannten Nachteile vermeidet und es in einer einfach steuerbaren und reproduzierbaren Weise ermöglicht, eine Metallisierung auf eine Aluminiumnitrid-Keramik großflächig ohne Fehlstellen aufzubringen. Zur Lösung dieser Aufgabe sind ein Verfahren zum Herstellen eines Substrates entsprechend Patentanspruch 1 und ein Substrat entsprechend Patentanspruch 7 ausgebildet.

Bei der Erfindung enthält die auf die Aluminiumnitridschicht aufgebrachte Zwischenschicht einen geringen Anteil an Kupferoxid, welches abgebunden in Form eines Spinells z. B. als CuAl₂O₄ vorliegt. Durch den geringen Anteil an Kupferoxid ergibt sich in überraschender Weise eine erhebliche Verdichtung der Zwischen- oder Zwischenschicht aus Aluminiumoxid, so daß eine für die Fehlstellen und Blasenbildung beim Stand der Technik verantwortliche Diffusion von Stickstoff durch die Zwischenschicht wirksam vermieden wird. Nach einer der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis ist die erhöhte Dichtigkeit darauf zurückzuführen, daß durch den Zusatz von Kupferoxid in der Zwischen- oder Hilfsschicht diejenigen Temperaturänderungen, die ein Substrat bei den üblichen Verfahren unvermeidbar erfährt, nicht zu Rissen oder dergl. Undichtigkeiten in dieser Zwischenschicht führen können. Hierdurch ist ein Gasdurchtritt durch diese Schicht und damit insbesondere beim DCB-Prozeß auch die die Fehlstellung Blasen verursachende Reaktion des Aluminiumnitrids mit dem Sauerstoff des Kupferoxids der beim DCB-Prozeß verwendeten Kupferfolien wirksam vermieden. Im Vergleich zur reinen Al₂O₃-Schicht wird darüber hinaus bei der Erfindung die Reagierbarkeit der Al₂O₃-CuAl₂O₄- Zwischenschicht mit dem flüssigem Cu-Cu₂O-Eutektikum während des DCB-Prozesses wesentlich verbessert.

Nach der der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis ist die erhöhte Dichtigkeit auf die Reduzierung des Porenvolumens und die Verhinderung von Rißbildungen bei den notwendigerweise auftretenden Temperaturänderungen, die ein Substrat bei dem üblichen Verfahren erfährt, als Folge des Einbaus des geringen Anteils Kupferoxid in die Al₂O₃-Phase zurückzuführen. Der erforderliche geringe Anteil an Kupferdioxid bezogen auf das Gesamtvolumen der Hilfsschicht aus Aluminiumoxid läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren problemlos reproduzierbar erreichen.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird in Folgenden anhand der Fig. 1-5, die jeweils in vereinfachter Darstellung und im Schnitt verschiedene mögliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Substrates wiedergeben, näher erläutert.

In den Figuren ist 1 ein Ausgangssubstrat oder eine Schicht aus einer Aluminium-Nitrid- Keramik (AlN).

Bei der für die Fig. 1 angenommenen Ausführungsformen soll dieses Ausgangssubstrat 1 beidseitig mit Hilfe des dem Fachmann bekannten DCB-Verfahrens jeweils mit einer Metallisierung, d. h. mit einer dünnen Kupferschicht oder -folie 2 versehen werden, wobei jede Kupferfolie 2 an beiden Oberflächenseiten jeweils oxidiert ist, d. h. aus einen Kern 3 aus Kupfer (Cu) und aus einer dünnen Kupferoxidschicht 4 (Cu₂O /CuO) an beiden Oberflächenseiten besteht. Der Kern 3 besitzt dabei eine wesentlich größere Dicke als jede der beiden Oxidschichten 4.

Um die Kupferschichten 2 mit Hilfe des DCB-Prozesses mit dem Ausgangssubstrat 1 verbinden zu können, weist dieses bei der in der Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsfrom zusätzlich zu dem Kern 5 aus der Aluminiumnitrit-Keramik (AlN) an beiden Oberflächenseiten eine Schicht 6 auf, die aus Aluminiumoxid (Al₂O₃) besteht und die einen Anteil an Kupferoxid (Cu₂O /CuO) enthält, und zwar in der Größenordnung zwischen 0,05 bis 44 Gewichtsprozent. Die Dicke der Schichten 6 ist wesentlich kleiner als die Dicke des Kernes 5 und liegt jeweils in der Größenordnung zwischen 0,5 und 10 Micrometer.

Es hat sich gezeigt, daß erst durch den Anteil an Kupferoxid in der Zwischenschicht 6 eine homogene Verbindung des Ausgangssubstrates 1 mit den Kupferschichten 2 mit Hilfe des DCB-Prozesses möglich ist, d. h. insbesondere eine ganzflächige Verbindung ohne Fehlstellen, d. h. ohne Bereiche, an denen die Verbindung zwischen der jeweiligen Kupferschicht 2 und dem Ausgangssubstrates 1 nicht zustandegekommen oder durch Blasenbildung gestört ist.

Wie vorstehend bereits ausgeführt wurde, ist dies nach der der Erfindung zugrundeliegenden Erkenntnis nur dann erreichbar, wenn die für die Durchführung des DCB-Prozesses grundsätzlich notwendigen Zwischenschichten 6 aus Aluminiumoxid-Keramik (Al₂O₃) den vorstehend genannten Anteil an Kupferoxid aufweisen, da sich in den üblichen Verfahrensschritten erhebliche Temperaturänderungen des Ausgangssubstrates insbesondere auch nach dem Aufbringen der Zwischenschichten 6 und während des DCB-Prozesses nicht vermeiden lassen. Diese Temperaturschwankungen führen nach der der Erfindung zugrundliegenden Erkenntnis beim Fehlen von Kupferoxid in den Zwischenschichten 6 dort zu Rissen oder Undichtigkeiten mit der Folge, daß im Bereich solcher Undichtigkeiten das Aluminium-Nitrid des Kernes 5 direkt mit dem Kupferoxid der Oxidschichten 4 reagiert, ohne daß es zu der gewünschten Verbindung zwischen dem Ausgangssubstrat 1 und den Kupferschichten kommt, vielmehr Stickstoff freigesetzt wird mit der Folge einer Blasenbildung zwischen der jeweiligen Kupferschicht 2 und dem Ausgangssubstrat, und zwar entsprechend der nachfolgenden Reaktionsgleichung:

2AlN + 3Cu₂O ------- Al₂O₃ + Cu + N₂.

Durch den in die Zwischenschichten 6 eingelagerten Anteil an Kupferoxid wird in überraschender Weise eine Verdichtung der Zwischenschichten 6 in der Form erreicht, daß derartige Undichtigkeiten oder Risse bei den im Verfahren unvermeidlichen Temperaturunterschieden in den Zwischenschichten 6 und die hiermit verbundenen Nachteile nicht auftreten.

Da die Dicke der Zwischenschichten 6 in der Größenordnung zwischen 0,5 und 10 Micrometer liegt, sind diese Zwischenschichten zwar für eine zuverlässige Verbindung des Ausgangssubstrates mit den Kupferschichten 2 ausreichend, der besondere Vorteil des Aluminiumnitrits, nämlich die im Vergleich zur Aluminiumoxid-Keramik wesentlich verbesserte Wärmeleitfähigkeit, wird insgesamt aber nicht beeinträchtigt.

Das Ausgangssubstrat kann beispielsweise so hergestellt werden, daß auf dem Kern 5 aus Aluminiumnitrid (Al N) beidseitig jeweils eine sehr dünne Schicht, d. h. eine Schicht mit einer Dicke von etwa 1,5 × 10^-4 bis 1200 × 10^-4 Micrometer, aus Kupfer oder aus Kupferoxid oder aus entsprechenden Ionen anderer kupferhaltiger Verbindungen aufgebracht wird und danach dieser Kern 5 bei einer Temperatur im Bereich zwischen etwa 800-1300°C, vorzugsweise bei einer Temperatur von 1200°C, in oxidierender Atmosphäre behandelt wird.

Für die Herstellung des Ausgangssubstrates eignen sich beispielsweise die folgenden Verfahren:

Beispiel 1

Ein AlN-Substrat bestehend aus ca. 96% AlN und mit einem Anteil von ca. 4% Y₂O₃, mit einer Dicke von 0,63 mm und mit den Abmessungen von 108 × 108 mm wird folgenden Verfahrensschritten unterzogen:

1. Reinigen des Substrates durch Plasmaätzen;
2. Aufbringen einer gleichmäßigen Kupferschicht durch Sputtern auf beide Seiten des gereinigten Substrates mit jeweils einer Gesamtmenge von 1,3 mg Kupfer;
3. Aufheizen des Substrates in einer Atmosphäre, die N₂ und O₂ in einem Anteil von 20 : 80 enthält auf eine Temperatur von etwa 1280°C;
4. Halten des Substrates bei der Temperatur von 1280°C für 30 Minuten;
5. Abkühlen auf Raumtemperatur;
6. Oxidieren eines Kupferbleches mit den Abmessungen 100 × 100 mm und einer Dicke von 0,3 mm derart, daß sich eine gleichmäßige Kupferoxidschicht von ca. 0,8 Micrometer Dicke ergibt;
7. Auflegen des Kupferbleches auf das in den Schritten 1-5 behandelte AlN-Substrat;
8. Erhitzen des Verbundes Substrat und Kupferblech auf 1071°C in einer Gasatmosphäre bestehend aus Stickstoff mit einem Sauerstoffanteil von 40 × 10^-6;
9. Halten des Verbundes auf der Temperatur für 2,5 Minuten;
10. Abkühlen auf Raumtemperatur.

Es wird ein Substrat aus AlN mit einer Zwischenschicht aus Al₂O₃ und CuAl₂O₄ und einer fest verbundenen Kupferschicht mit einer Peelfestigkeit größer als 50 N/mm erhalten.

Beispiel 2:

1. Reinigen des Aluminiumsubstrates mit Ultraschall in deionisiertem Wasser;
2. Stromlose Abscheidung von Kupfer mit einem handelsüblichen Bad solange, bis sich insgesamt eine Menge von 1,8 mg Kupfer auf jeder Seite des Substrates abgeschieden hat;
3. Es folgen dann die Verfahrensschritte 3-10 des Beispiels 1.

Beispiel 3:

1. Reinigen des AlN-Substrats mit Ultraschall in deionisiertem Wasser;
2. Aufheizen des Substrates in einem Röhrenofen auf 1230°C in einer Sauerstoff und Kupferoxid haltigen Stickstoffatmosphäre, die durch Leiten eines Sauerstoff Stickstoff Gemisches (mit einem Sauerstoff Stickstoff Verhältnis von 20 : 80) über ein auf 1750°C erhitztes Kupferoxid entsteht;
3. Halten bei 1230°C für 45 Minuten;
4. Weiter wie Verfahrensschritte 5-10 bei obigen Beispiel 1.

Für die Herstellung der Al₂O₃-CuAl₂O₄-Zwischenschicht sind weitere Verfahren zum Aufbringen von kupferhaltigen Materialien möglich, wie beispielsweise Siebdrucken, Beschichten, Tauchen in Lösungen usw.

Auch für das Anbieten von Kupfer während der AlN-Oxidationsphase sind weitere Verfahren, insbesondere physikalische Verfahren, wie z. B. Sputtern von CuO bei Temperaturen zwischen 800 und 1300°C denkbar. Auch hier ist wesentlich die Ausbildung einer Al₂O₃-CuAl₂O₄- Zwischenschicht.

Mit diesen vorgenannten Verfahren erhält man das Ausgangssubstrat 1 mit dem Kern 5 aus AlN und den dichten Zwischenschichten 6 aus Al₂O₃ und Kupferoxid. Das Verhältnis von Al₂O₃ zu Kupferoxid läßt sich durch die Schichtdicke des zuvor aufgebrachten Kupfers oder Kupferoxids in Kombination mit der Brenntemperatur und Brenndauer variieren.

Die Fig. 2 zeigt ein Ausgangssubstrat 1a, welches sich von dem Ausgangssubstrat der Fig. 1 dadurch unterscheidet, daß die dortigen Zwischenschichten 6a zusätzlich zu den unmittelbar an den Kern 5 anschließenden Schichten 7 aus Al₂O₃ mit dem Anteil an Kupferoxid noch eine weitere auf jede dieser Schichten 7 aufgebrachte Schicht 7' aufweisen, die ausschließlich aus Aluminiumoxid-Keramik (Al₂O₃) besteht. Dieses in der Fig. 2 wiedergegebene Ausgangssubstrat 1a läßt sich mit den einem Fachmann geläufigen Techniken erreichen, beispielsweise durch zusätzliches Aufbringen oder Aufspritzen der Schichten 7' im Plasma.

Fig. 3 zeigt ein Ausgangssubstrat 1b, welches sich von dem Ausgangssubstrat der Fig. 1 dadurch unterscheidet, daß beim Ausgangssubstrat 1b in den dortigen Zwischenschichten 6b das Kupferoxid in kleinen Clustern, die einen Durchmesser kleiner als 0,01 Micrometer aufweisen, im Aluminiumoxid gleichmäßig verteilt vorgesehen sind.

Fig. 4 zeigt im Schnitt ein Substrat, welches beispielsweise aus dem Ausgangssubstrat 1 unter Verwendung der beiden Kupferschichten 2 hergestellt ist. Dementsprechend besitzt dieses Substrat den Kern 5 aus AlN, der beidseitig mit jeweils einer Zwischenschicht 6 versehen ist, auf der dann an beiden Oberflächenseiten des Substrates 1c eine Metallisierung 8 mit Hilfe des DCB-Prozesses großflächig aufgebracht ist.

Die Fig. 5 zeigt schließlich ein Substrat 1d, welches sich von dem Substrat 1c im wesentlichen nur dadurch unterscheidet, daß die für die Herstellung der Metallisierung 8 verwendeten Kupferfolien an ihren Oberflächenseiten eine besonders sauerstoffreiche Kupferphase, d. h. eine Oxyidschicht mit besonders großer Dicke, beispielsweise mit einer Dicke von mindestens 3 Micrometer aufwiesen, so daß zwischen der Zwischenschicht 6 und jeder Kupferschicht 8 noch eine Schicht 9 vorhanden ist, die Kupfer und Kupferoxid (Cu + Cu₂O) enthält.

Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird. So ist es unter Verwendung der vorbeschriebenen Technik insbesondere möglich, Substrate herzustellen, die nur an einer Seite der Aluminiumnitrid-Keramik eine Metallisierung aufweisen und/oder solche Substrate herzustellen, die eine Vielzahl von Metallschichten mit dazwischenliegenden Keramikschichten besitzten, von denen zumindest ein Teil dann von der mit den Zwischenschichten 6 oder 6b versehenen Aluminiumnitrid-Keramik gebildet ist

Bezugszeichenliste

1

Ausgangssubstrat

2

Kupferfolie oder Kupferschicht

3

Kern

4

Oxidschicht

5

Kern

6

Zwischenschicht

7

Zwischenschicht

8

Metallisierung

9

Kupfer-Kupferoxid-Schicht

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Substrates mit wenigstens einer Schicht (5) aus Aluminiumnitrid-Keramik, bei dem (Verfahren) an wenigstens eine Seite dieser Schicht (5) eine Hilfs- oder Zwischenschicht (6, 6a, 6b) aus Aluminiumoxid erzeugt wird, wofür diese Oberflächenseite mit einer Schicht aus Kupfer oder aus Kupferoxid oder aus anderen kupferhaltigen Verbindungen versehen und anschließend in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre wärmebehandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Zwischenschicht (6, 6a, 6b) unter Verwendung eines kupferoxidhaltigen Materials, derart erfolgt, daß die Zwischenschicht zumindest in einem Teil ihrer Dicke einen Anteil an Kupferoxid von 0,05 - 44 Gewichtsprozent enthält, wofür die Schicht (5) aus Aluminiumnitrid zunächst an wenigstens einer Oberflächenseite mit einer etwa 1,5 × 10^-4 bis 1200 × 10^-4 Micrometer dicken Schicht aus Kupfer oder aus Kupferoxid oder aus anderen kupferhaltigen Verbindungen versehen und anschließend bei einer Temperatur zwischen 800-1300°C in der sauerstoffhaltigen Atmosphäre solange behandelt wird, bis sich die Zwischenschicht mit der gewünschten Dicke gebildet hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung in der sauerstoffhaltigen Atmosphäre solange erfolgt, bis sich für die jeweilige Zwischenschicht (6, 6a, 6b) eine Schichtdicke von 0,5-10 Micrometer eingestellt hat.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Aluminiumnitrid in sauerstoffhaltiger Atmosphäre behandelt, gleichzeitig Kupferoxid haltiges Material über die Gasphase zur Reaktion mit dem sich bildenden Aluminiumoxid (Al₂O₃) gebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung in der sauerstoffhaltigen Atmosphäre mit einem Anteil an dampfförmigen Kupferoxid solange erfolgt bis sich eine Schichtdicke von 0,5-10 Micrometer eingestellt hat.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Herstellen der wenigstens einen Zwischenschicht (6, 6a, 6b) auf dieser eine Metallschicht (8) unter Verwendung einer oxidierten Metall- oder Kupferfolie mittels des DCB-Prozesses flächig befestigt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Schicht (5) aus Aluminiumnitrid-Keramik beidseitig mit jeweils einer Zwischenschicht (6, 6a, 6b) versehen wird, und daß auf beiden Zwischenschichten jeweils unter Verwendung des DCB-Prozesses eine Metall- oder Kupferschicht aufgebracht wird.

7. Substrat mit wenigstens einer Schicht (5) im wesentlichen aus Aluminiumnitrid (AlN), die an wenigstens einer Oberflächenseite mit einer Zwischen- oder Hilfsschicht (6, 6a, 6b) versehen ist, die Aluminiumoxid (Al₂O₃) enthält und eine Dicke im Bereich von 0,5-10 Micrometer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zwischenschicht (6, 6a, 6b) als Zusatz 0,05-44 Gewichtsprozent wenigstens eines Kupferoxids enthalten sind, und daß der Anteil an Kupferoxid in der Zwischenschicht (6b) in Cluster vorliegt.

8. Substrat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Cluster einen Durchmesser kleiner als etwa 0,01 Micrometer aufweisen.

9. Substrat nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupferoxid in dem an die Schicht (5) aus Aluminiumnitrid anschließenden Bereich (6) der Zwischenschicht (6a) angereichert ist.

10. Substrat nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (6a) aus einer an die Schicht aus Aluminiumnitrid unmittelbar anschließenden ersten Schicht aus Aluminiumoxid, die den Anteil an Kupferoxid enthält, sowie aus einer daran anschließenden zweiten Aluminiumoxid- Schicht (7') besteht, die keinen Anteil oder im wesentlichen keinen Anteil an Kupfer oder Kupferoxid enthält.

11. Substrat nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration an Kupferoxid in der Zwischenschicht (6a) mit zunehmendem Abstand von der Schicht (5) aus Aluminiumnitrid abnimmt.

12. Substrat nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7-11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Kupferoxid im Aluminiumoxid als Kupfer- Aluminium-Spinell (Cu Al₂O₄ oder Cu AlO) vorliegt.

13. Substrat nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (5) aus Aluminiumnitrid wenigstens einseitig über die dortige Zwischenschicht (6, 6a, 6b) mit einer Kupferschicht oder Metallisierung (8), vorzugsweise mit einer 0,1-0,8 mm dicken Kupferschicht flächig verbunden ist.

14. Substrat nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferschicht (8) über eine sauerstoffreiche Kupferphase (9), vorzugsweise über eine sauerstoffreiche Kupferphase mit einer Dicke von mindestens 3 Micrometer mit der einen Seite der Schicht (5) aus Aluminiumnitrid bzw. mit der dortigen Zwischenschicht (6, 6a, 6b) verbunden ist.

15. Substrat nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7-14, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Schicht (5) aus Aluminiumnitrid 0,5-6 Gewichtsprozent CaO oder ein anderes Bindemittel enthält.

16. Substrat nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7-15, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Bindemittel ebenfalls in der Zwischenschicht vorhanden ist.

17. Substrat nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7-16, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Kupferschicht (8) auf die wenigstens eine Seite der wenigstens einen Schicht (5) aus Aluminiumnitrid bzw. auf die dortige Zwischenschicht (6, 6a, 6b) im DCB-Prozeß aufgebracht ist.

18. Substrat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Kupferoxid in der Zwischenschicht (6b) in Cluster gleichmäßig verteilt vorliegt.