JP2002151629A - 配線基板 - Google Patents
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- H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
- H01L2924/10253—Silicon [Si]
Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体素子を配線基板に、Ａｕ−Ｓｎ合金から
成るロウ材層を介して接着固定するにあたり、Ａｕ−Ｓ
ｎ合金から成るロウ材層のＳｎが第２の拡散防止層に拡
散してＡｕ−Ｓｎ合金の融点が上昇するために、接着時
にＡｕ−Ｓｎ合金を溶融させて半導体素子を確実、強固
に接着固定することが困難であった。 【解決手段】絶縁基板１の上面に、密着金属層２、第１
の拡散防止層３、Ａｕより成る主導体層４、ＰｔとＳｎ
とのモル比が１：２〜６：１であるＰｔ−Ｓｎ合金より
成る第２の拡散防止層５、Ａｕ−Ｓｎ合金より成るロウ
材層６が順次積層された配線導体層が形成されている。
成るロウ材層を介して接着固定するにあたり、Ａｕ−Ｓ
ｎ合金から成るロウ材層のＳｎが第２の拡散防止層に拡
散してＡｕ−Ｓｎ合金の融点が上昇するために、接着時
にＡｕ−Ｓｎ合金を溶融させて半導体素子を確実、強固
に接着固定することが困難であった。 【解決手段】絶縁基板１の上面に、密着金属層２、第１
の拡散防止層３、Ａｕより成る主導体層４、ＰｔとＳｎ
とのモル比が１：２〜６：１であるＰｔ−Ｓｎ合金より
成る第２の拡散防止層５、Ａｕ−Ｓｎ合金より成るロウ
材層６が順次積層された配線導体層が形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を支持
するための配線基板に関するものである。
するための配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体素子を搭載するための配線
基板を図２に示す。同図において、１１は窒化アルミニ
ウムセラミックス等から成る絶縁基板、１２はＴｉ等か
ら成る密着金属層、１３はＰｔ等から成る第１の拡散防
止層、１４はＡｕから成る主導体層であり、１５はＰｔ
から成る第２の拡散防止層であり、１６は半導体素子を
接着させるためのＡｕ−Ｓｎ合金から成るロウ材層であ
る。
基板を図２に示す。同図において、１１は窒化アルミニ
ウムセラミックス等から成る絶縁基板、１２はＴｉ等か
ら成る密着金属層、１３はＰｔ等から成る第１の拡散防
止層、１４はＡｕから成る主導体層であり、１５はＰｔ
から成る第２の拡散防止層であり、１６は半導体素子を
接着させるためのＡｕ−Ｓｎ合金から成るロウ材層であ
る。
【０００３】絶縁基板１１の上面に被着されたＡｕから
成る主導体層１４と半導体素子を接着固定するＡｕ−Ｓ
ｎ合金から成るロウ材層１６との間に、Ｐｔから成る第
２の拡散防止層１５を配した構造にすることで、半導体
素子をロウ材層１６を介して接着固定する際、主導体層
１４のＡｕがロウ材層１６のＡｕ−Ｓｎ合金中に拡散す
るのを第２の拡散防止層１５によって有効に防止するも
のである。また、ロウ材層１６はその融点が高くなるこ
とはなく、接着時の所定の温度で完全に溶解して半導体
素子を配線基板上に確実、強固に接着できることができ
るものであり、この構成は本出願人が提案したものであ
る（特開平１１−３０７６９２号公報参照）。
成る主導体層１４と半導体素子を接着固定するＡｕ−Ｓ
ｎ合金から成るロウ材層１６との間に、Ｐｔから成る第
２の拡散防止層１５を配した構造にすることで、半導体
素子をロウ材層１６を介して接着固定する際、主導体層
１４のＡｕがロウ材層１６のＡｕ−Ｓｎ合金中に拡散す
るのを第２の拡散防止層１５によって有効に防止するも
のである。また、ロウ材層１６はその融点が高くなるこ
とはなく、接着時の所定の温度で完全に溶解して半導体
素子を配線基板上に確実、強固に接着できることができ
るものであり、この構成は本出願人が提案したものであ
る（特開平１１−３０７６９２号公報参照）。
【０００４】なお、図２において、絶縁基板１１の下面
にはその略全面に密着金属層１２、第１の拡散防止層１
３、主導体層１４が順次積層されて成る導体層が形成さ
れており、この導体層は、絶縁基板１１を外部電気回路
基板上やパッケージ内に載置固定するための接続用とし
て用いられる。また、この導体層は接地導体層としても
使用される場合がある。
にはその略全面に密着金属層１２、第１の拡散防止層１
３、主導体層１４が順次積層されて成る導体層が形成さ
れており、この導体層は、絶縁基板１１を外部電気回路
基板上やパッケージ内に載置固定するための接続用とし
て用いられる。また、この導体層は接地導体層としても
使用される場合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例において、第２の拡散防止層１５を構成するＰｔ
の厚みが厚い場合、半導体素子を接着するために配線基
板を加熱した際、第２の拡散防止層１５を構成するＰｔ
中に、その上部に被着されたロウ材層１６を構成するＡ
ｕ−Ｓｎ合金中のＳｎが急速に拡散し、その結果、ロウ
材層１６を構成するＡｕ−Ｓｎ合金の組成がＡｕ過多
（Ａｕリッチ）となり、融点の上昇を招き易いことがわ
かった。従って、接着時の所定の温度でロウ材層１６の
Ａｕ−Ｓｎ合金を完全に溶融させることができず、半導
体素子と配線基板とが強固に接着され難いという問題が
あった。
従来例において、第２の拡散防止層１５を構成するＰｔ
の厚みが厚い場合、半導体素子を接着するために配線基
板を加熱した際、第２の拡散防止層１５を構成するＰｔ
中に、その上部に被着されたロウ材層１６を構成するＡ
ｕ−Ｓｎ合金中のＳｎが急速に拡散し、その結果、ロウ
材層１６を構成するＡｕ−Ｓｎ合金の組成がＡｕ過多
（Ａｕリッチ）となり、融点の上昇を招き易いことがわ
かった。従って、接着時の所定の温度でロウ材層１６の
Ａｕ−Ｓｎ合金を完全に溶融させることができず、半導
体素子と配線基板とが強固に接着され難いという問題が
あった。
【０００６】また、このような問題を解消するために、
ロウ付け温度を上げ、ロウ材を完全に溶融させることも
考えられるが、ロウ付け温度を上げると半導体素子に不
要な熱的負荷が加わり半導体素子に熱破壊が生じたり、
特性が劣化し、半導体素子が誤作動するという問題を誘
発していた。
ロウ付け温度を上げ、ロウ材を完全に溶融させることも
考えられるが、ロウ付け温度を上げると半導体素子に不
要な熱的負荷が加わり半導体素子に熱破壊が生じたり、
特性が劣化し、半導体素子が誤作動するという問題を誘
発していた。
【０００７】一方、レーザダイオード（ＬＤ：半導体レ
ーザ）やフォトダイオード（ＰＤ）等の光半導体素子を
搭載する配線基板の場合、ロウ材層１６が光半導体素子
の側壁面に這い上がると光の進路が塞がれてしまう。こ
れを防ぐために、ロウ材層１６の厚みをさらに薄くする
ことが検討されている。しかし、この場合も上述したよ
うに、半導体素子を接着するために配線基板を加熱した
際に、第２の拡散防止層１５を構成するＰｔ中に、ロウ
材層１６を構成するＡｕ−Ｓｎ合金中のＳｎが急速に拡
散して、ロウ材層１６を構成するＡｕ−Ｓｎ合金の組成
がＡｕリッチとなり、ロウ材層１６の融点の上昇を招
き、接着時の所定の温度でＡｕ−Ｓｎ合金を完全に溶融
させることができず、半導体素子と配線基板とが強固に
接着され難いという問題があった。
ーザ）やフォトダイオード（ＰＤ）等の光半導体素子を
搭載する配線基板の場合、ロウ材層１６が光半導体素子
の側壁面に這い上がると光の進路が塞がれてしまう。こ
れを防ぐために、ロウ材層１６の厚みをさらに薄くする
ことが検討されている。しかし、この場合も上述したよ
うに、半導体素子を接着するために配線基板を加熱した
際に、第２の拡散防止層１５を構成するＰｔ中に、ロウ
材層１６を構成するＡｕ−Ｓｎ合金中のＳｎが急速に拡
散して、ロウ材層１６を構成するＡｕ−Ｓｎ合金の組成
がＡｕリッチとなり、ロウ材層１６の融点の上昇を招
き、接着時の所定の温度でＡｕ−Ｓｎ合金を完全に溶融
させることができず、半導体素子と配線基板とが強固に
接着され難いという問題があった。
【０００８】従って、本発明は上記事情に鑑みて完成さ
れたものであり、その目的は、半導体素子を配線基板
に、Ａｕ−Ｓｎ合金から成るロウ材層を介して接着固定
するにあたり、Ａｕ−Ｓｎ合金から成るロウ材層のＳｎ
が第２の拡散防止層に拡散し、Ａｕ−Ｓｎ合金の融点が
上昇するのを有効に防止し、接着時の所定の温度でＡｕ
−Ｓｎ合金を完全に溶融させ、半導体素子を確実、強固
に接着固定することができる配線基板を提供することに
ある。
れたものであり、その目的は、半導体素子を配線基板
に、Ａｕ−Ｓｎ合金から成るロウ材層を介して接着固定
するにあたり、Ａｕ−Ｓｎ合金から成るロウ材層のＳｎ
が第２の拡散防止層に拡散し、Ａｕ−Ｓｎ合金の融点が
上昇するのを有効に防止し、接着時の所定の温度でＡｕ
−Ｓｎ合金を完全に溶融させ、半導体素子を確実、強固
に接着固定することができる配線基板を提供することに
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の配線基板は、絶
縁基板の上面に、密着金属層、第１の拡散防止層、Ａｕ
より成る主導体層、ＰｔとＳｎとのモル比が１：２〜
６：１であるＰｔ−Ｓｎ合金より成る第２の拡散防止
層、Ａｕ−Ｓｎ合金より成るロウ材層が順次積層された
配線導体層が形成されていることを特徴とする。
縁基板の上面に、密着金属層、第１の拡散防止層、Ａｕ
より成る主導体層、ＰｔとＳｎとのモル比が１：２〜
６：１であるＰｔ−Ｓｎ合金より成る第２の拡散防止
層、Ａｕ−Ｓｎ合金より成るロウ材層が順次積層された
配線導体層が形成されていることを特徴とする。
【００１０】本発明は、Ａｕより成る主導体層とＡｕ−
Ｓｎ合金より成るロウ材層との間に、ＰｔとＳｎとのモ
ル比が１：２〜６：１であるＰｔ−Ｓｎ合金より成る第
２の拡散防止層を設けたことにより、Ａｕ−Ｓｎ合金よ
り成るロウ材層中のＳｎが多量に第２の拡散防止層内に
拡散することを防ぐことができる。その結果、Ａｕ−Ｓ
ｎ合金より成るロウ材層がＡｕリッチになることによる
ロウ材層の融点上昇を防ぐことができる。つまり、ロウ
材層中のＡｕとＳｎとの組成比が大きく変化することが
ないため、接着時の所定の温度によってＡｕ−Ｓｎ合金
より成るロウ材層を完全に溶融させることができ、半導
体素子を確実、強固に接着固定することができる。
Ｓｎ合金より成るロウ材層との間に、ＰｔとＳｎとのモ
ル比が１：２〜６：１であるＰｔ−Ｓｎ合金より成る第
２の拡散防止層を設けたことにより、Ａｕ−Ｓｎ合金よ
り成るロウ材層中のＳｎが多量に第２の拡散防止層内に
拡散することを防ぐことができる。その結果、Ａｕ−Ｓ
ｎ合金より成るロウ材層がＡｕリッチになることによる
ロウ材層の融点上昇を防ぐことができる。つまり、ロウ
材層中のＡｕとＳｎとの組成比が大きく変化することが
ないため、接着時の所定の温度によってＡｕ−Ｓｎ合金
より成るロウ材層を完全に溶融させることができ、半導
体素子を確実、強固に接着固定することができる。
【００１１】また、Ｐｔ−Ｓｎ合金より成る第２の拡散
防止層のＰｔとＳｎとのモル比を１：２〜６：１とした
ことにより、Ｐｔ3ＳｎまたはＰｔＳｎと表される融点
の高いＰｔ−Ｓｎ合金層が形成されるため、Ａｕ−Ｓｎ
合金より成るロウ材層中のＳｎが多量に第２の拡散防止
層内に拡散することをより効果的に防ぐことができる。
防止層のＰｔとＳｎとのモル比を１：２〜６：１とした
ことにより、Ｐｔ3ＳｎまたはＰｔＳｎと表される融点
の高いＰｔ−Ｓｎ合金層が形成されるため、Ａｕ−Ｓｎ
合金より成るロウ材層中のＳｎが多量に第２の拡散防止
層内に拡散することをより効果的に防ぐことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の配線基板について以下に
説明する。図１は、本発明の配線基板の断面図である。
同図において、１は絶縁基板、２は密着金属層、３は第
１の拡散防止層、４はＡｕより成る主導体層、５はＰｔ
−Ｓｎ合金より成る第２の拡散防止層、６はＡｕ−Ｓｎ
合金より成るロウ材層である。絶縁基板１は、例えば酸
化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）質焼結体、窒化アルミニウ
ム（ＡｌＮ）質焼結体、炭化珪素（ＳｉＣ）質焼結体、
ガラスセラミック焼結体、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）質焼結
体、石英、ダイヤモンド、サファイア、立方晶窒化硼
素、または熱酸化膜を形成したシリコンのうち少なくと
も１種より成るのがよく、これらは体積抵抗率ρが１０
10Ω・ｍ以上で絶縁性が良好である。
説明する。図１は、本発明の配線基板の断面図である。
同図において、１は絶縁基板、２は密着金属層、３は第
１の拡散防止層、４はＡｕより成る主導体層、５はＰｔ
−Ｓｎ合金より成る第２の拡散防止層、６はＡｕ−Ｓｎ
合金より成るロウ材層である。絶縁基板１は、例えば酸
化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）質焼結体、窒化アルミニウ
ム（ＡｌＮ）質焼結体、炭化珪素（ＳｉＣ）質焼結体、
ガラスセラミック焼結体、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）質焼結
体、石英、ダイヤモンド、サファイア、立方晶窒化硼
素、または熱酸化膜を形成したシリコンのうち少なくと
も１種より成るのがよく、これらは体積抵抗率ρが１０
10Ω・ｍ以上で絶縁性が良好である。
【００１３】なお、絶縁基板１は、窒化アルミニウム質
焼結体、炭化珪素質焼結体、ダイヤモンド、シリコンで
形成するのがより好ましく、これらの熱伝導率は４０Ｗ
／ｍ・Ｋ以上と高いため、配線基板の上面に接着固定さ
れる半導体素子が駆動時に熱を発しても、その熱は配線
基板を介して良好に外部に伝達されるため、半導体素子
を長時間にわたり正常かつ安定に作動させることが可能
となる。
焼結体、炭化珪素質焼結体、ダイヤモンド、シリコンで
形成するのがより好ましく、これらの熱伝導率は４０Ｗ
／ｍ・Ｋ以上と高いため、配線基板の上面に接着固定さ
れる半導体素子が駆動時に熱を発しても、その熱は配線
基板を介して良好に外部に伝達されるため、半導体素子
を長時間にわたり正常かつ安定に作動させることが可能
となる。
【００１４】また、絶縁基板１としてガラスセラミック
焼結体や石英を用いることもより好ましく、これらの比
誘電率は６以下（１ＭＨｚでの測定）と小さいために、
絶縁基板１が浮遊容量を持たず、その結果半導体素子に
電気信号を高速で伝達させることが可能となる。
焼結体や石英を用いることもより好ましく、これらの比
誘電率は６以下（１ＭＨｚでの測定）と小さいために、
絶縁基板１が浮遊容量を持たず、その結果半導体素子に
電気信号を高速で伝達させることが可能となる。
【００１５】絶縁基板１の上面に被着される配線導体層
の成膜は、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等の薄
膜形成法によりなされ、パターン加工が必要な場合は、
フォトリソグラフィ法、エッチング法、リフトオフ法等
によってパターン加工される。
の成膜は、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等の薄
膜形成法によりなされ、パターン加工が必要な場合は、
フォトリソグラフィ法、エッチング法、リフトオフ法等
によってパターン加工される。
【００１６】密着金属層２は、例えばＴｉ，Ｃｒ，Ｔ
ａ，Ｎｂ，Ｎｉ−Ｃｒ合金またはＴａ 2Ｎ等のうち少な
くとも１種類より成るのがよく、第１の拡散防止層３
は、例えばＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｎｉ，Ｎｉ−Ｃｒ
合金またはＴｉ−Ｗ合金等のうち少なくとも１種類より
成るのがよい。
ａ，Ｎｂ，Ｎｉ−Ｃｒ合金またはＴａ 2Ｎ等のうち少な
くとも１種類より成るのがよく、第１の拡散防止層３
は、例えばＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｎｉ，Ｎｉ−Ｃｒ
合金またはＴｉ−Ｗ合金等のうち少なくとも１種類より
成るのがよい。
【００１７】密着金属層２の厚さは０．０１〜０．２μ
ｍ程度が良い。０．０１μｍ未満では、強固に密着する
ことが困難となる傾向にあり、０．２μｍを超えると、
成膜時の内部応力によって剥離が生じ易くなる。
ｍ程度が良い。０．０１μｍ未満では、強固に密着する
ことが困難となる傾向にあり、０．２μｍを超えると、
成膜時の内部応力によって剥離が生じ易くなる。
【００１８】また、第１の拡散防止層３の厚さは０．０
５〜１μｍ程度が良く、０．０５μｍ未満ではピンホー
ル等の欠陥が発生して第１の拡散防止層３としての機能
を果たしにくい傾向にあり、１μｍを超えると成膜時の
内部応力により剥離が生じ易くなる。
５〜１μｍ程度が良く、０．０５μｍ未満ではピンホー
ル等の欠陥が発生して第１の拡散防止層３としての機能
を果たしにくい傾向にあり、１μｍを超えると成膜時の
内部応力により剥離が生じ易くなる。
【００１９】さらに、Ａｕより成る主導体層４の厚さは
０．１〜５μｍ程度が良い。０．１μｍ未満では、電気
抵抗が大きくなる傾向にあり、５μｍを超えると成膜時
の内部応力により剥離を生じ易くなる。また、Ａｕは貴
金属で高価であることから、低コスト化の点で薄く形成
することが好ましい。
０．１〜５μｍ程度が良い。０．１μｍ未満では、電気
抵抗が大きくなる傾向にあり、５μｍを超えると成膜時
の内部応力により剥離を生じ易くなる。また、Ａｕは貴
金属で高価であることから、低コスト化の点で薄く形成
することが好ましい。
【００２０】Ａｕより成る主導体層４とＡｕ−Ｓｎ合金
より成るロウ材層６との間に配置された、Ｐｔ−Ｓｎ合
金より成る第２の拡散防止層５の厚みは０．０１〜１μ
ｍ程度が良い。０．０１μｍ未満では、第２の拡散防止
層５の上層のＡｕ−Ｓｎ合金から成るロウ材層６中のＳ
ｎが、第２の拡散防止層５の下層のＡｕ層から成る主導
体層４中に拡散することを防ぐのに十分でない。また１
μｍを超えると成膜時の内部応力により剥離を生じ易く
なる。
より成るロウ材層６との間に配置された、Ｐｔ−Ｓｎ合
金より成る第２の拡散防止層５の厚みは０．０１〜１μ
ｍ程度が良い。０．０１μｍ未満では、第２の拡散防止
層５の上層のＡｕ−Ｓｎ合金から成るロウ材層６中のＳ
ｎが、第２の拡散防止層５の下層のＡｕ層から成る主導
体層４中に拡散することを防ぐのに十分でない。また１
μｍを超えると成膜時の内部応力により剥離を生じ易く
なる。
【００２１】本発明において、第２の拡散防止層５を形
成するＰｔ−Ｓｎ合金のＰｔとＳｎのモル比は１：２〜
６：１の範囲内である。このモル比が１：２、即ちＰｔ
が３３．３％未満の含有率の場合、Ｓｎがリッチな状態
となり、このＳｎが第２の拡散防止層５の下層の主導体
層４のＡｕ中へ拡散し、Ａｕ−Ｓｎ化合物が形成され
る。その際に生じる体積収縮によってカーケンダールボ
イドと呼ばれる脆い合金層が出来てしまい、その結果こ
の脆い合金層から剥離が発生する危険性がある。
成するＰｔ−Ｓｎ合金のＰｔとＳｎのモル比は１：２〜
６：１の範囲内である。このモル比が１：２、即ちＰｔ
が３３．３％未満の含有率の場合、Ｓｎがリッチな状態
となり、このＳｎが第２の拡散防止層５の下層の主導体
層４のＡｕ中へ拡散し、Ａｕ−Ｓｎ化合物が形成され
る。その際に生じる体積収縮によってカーケンダールボ
イドと呼ばれる脆い合金層が出来てしまい、その結果こ
の脆い合金層から剥離が発生する危険性がある。
【００２２】また、モル比が６：１、即ちＰｔが８５．
７％を超える含有率の場合、Ｐｔがリッチな状態とな
り、第２の拡散防止層５の上面のＡｕ−Ｓｎ合金より成
るロウ材層６中のＳｎが第２の拡散防止層５側へ拡散し
てしまい、ロウ材層６の融点の上昇を招く。その結果、
接着時の所定の温度（２８０〜３３０℃程度）でＡｕ−
Ｓｎ合金を完全に溶融させることができず、半導体素子
と配線基板とが強固に接続され難い傾向にある。好まし
くは、ＰｔとＳｎのモル比は１：１〜３：１がよい。
７％を超える含有率の場合、Ｐｔがリッチな状態とな
り、第２の拡散防止層５の上面のＡｕ−Ｓｎ合金より成
るロウ材層６中のＳｎが第２の拡散防止層５側へ拡散し
てしまい、ロウ材層６の融点の上昇を招く。その結果、
接着時の所定の温度（２８０〜３３０℃程度）でＡｕ−
Ｓｎ合金を完全に溶融させることができず、半導体素子
と配線基板とが強固に接続され難い傾向にある。好まし
くは、ＰｔとＳｎのモル比は１：１〜３：１がよい。
【００２３】第２の拡散防止層５を構成するＰｔ−Ｓｎ
合金のＰｔとＳｎとのモル比を制御する方法としては、
スパッタリング法であれば、スパッタリングターゲット
を所望のＰｔとＳｎとのモル比で作製し、そのターゲッ
トを用いて成膜する方法がある。
合金のＰｔとＳｎとのモル比を制御する方法としては、
スパッタリング法であれば、スパッタリングターゲット
を所望のＰｔとＳｎとのモル比で作製し、そのターゲッ
トを用いて成膜する方法がある。
【００２４】半導体素子を接着固定するＡｕ−Ｓｎ合金
より成るロウ材層６の厚みは、０．５〜５μｍ程度が良
く、０．５μｍ未満では、半導体素子を強固に接着する
ことが困難となり、５μｍを超えると成膜時の内部応力
により剥離を生じ易くなり、またＡｕ−Ｓｎ合金を構成
するＡｕは貴金属で高価であることから、薄く形成する
方が低コスト化の点で好ましい。
より成るロウ材層６の厚みは、０．５〜５μｍ程度が良
く、０．５μｍ未満では、半導体素子を強固に接着する
ことが困難となり、５μｍを超えると成膜時の内部応力
により剥離を生じ易くなり、またＡｕ−Ｓｎ合金を構成
するＡｕは貴金属で高価であることから、薄く形成する
方が低コスト化の点で好ましい。
【００２５】また、Ａｕ−Ｓｎ合金から成るロウ材層６
の上面に０．１μｍ程度の厚さのＡｕ層を被着して、ロ
ウ材層６の表面酸化を防ぐ構造としてもよい。
の上面に０．１μｍ程度の厚さのＡｕ層を被着して、ロ
ウ材層６の表面酸化を防ぐ構造としてもよい。
【００２６】なお、図１において、絶縁基板１の下面に
はその略全面に密着金属層２、第１の拡散防止層３、主
導体層４が順次積層されて成る導体層が形成されてお
り、この導体層は、絶縁基板１を外部電気回路基板上や
パッケージ内に載置固定するための接続用として用いら
れる。また、その際接地導体層として使用してもよい。
はその略全面に密着金属層２、第１の拡散防止層３、主
導体層４が順次積層されて成る導体層が形成されてお
り、この導体層は、絶縁基板１を外部電気回路基板上や
パッケージ内に載置固定するための接続用として用いら
れる。また、その際接地導体層として使用してもよい。
【００２７】配線基板に形成する配線導体層は、配線基
板の一方の主面だけでなく、その主面の反対側の主面や
側面に形成してもよい。また、その層構成を主面と同様
にしても、または異なるものとしても構わない。
板の一方の主面だけでなく、その主面の反対側の主面や
側面に形成してもよい。また、その層構成を主面と同様
にしても、または異なるものとしても構わない。
【００２８】かくして、本発明は、Ａｕ−Ｓｎ合金より
成るロウ材層６中のＳｎが多量に第２の拡散防止層５内
に拡散することを防ぎ、ロウ材層６がＡｕリッチになる
ことによるその融点上昇を防ぐことができる。また、Ｐ
ｔ−Ｓｎ合金より成る第２の拡散防止層５のＰｔとＳｎ
とのモル比を１：２〜６：１としたことにより、Ｐｔ 3
ＳｎまたはＰｔＳｎと表される融点の高いＰｔ−Ｓｎ合
金層が形成されるため、ロウ材層６中のＳｎが多量に第
２の拡散防止層５内に拡散することをより効果的に防ぐ
ことができる。
成るロウ材層６中のＳｎが多量に第２の拡散防止層５内
に拡散することを防ぎ、ロウ材層６がＡｕリッチになる
ことによるその融点上昇を防ぐことができる。また、Ｐ
ｔ−Ｓｎ合金より成る第２の拡散防止層５のＰｔとＳｎ
とのモル比を１：２〜６：１としたことにより、Ｐｔ 3
ＳｎまたはＰｔＳｎと表される融点の高いＰｔ−Ｓｎ合
金層が形成されるため、ロウ材層６中のＳｎが多量に第
２の拡散防止層５内に拡散することをより効果的に防ぐ
ことができる。
【００２９】
【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。
【００３０】（実施例）図１の配線基板を以下の工程
［１］〜［３］により作製した。
［１］〜［３］により作製した。
【００３１】［１］絶縁基板１として、寸法が縦３ｍｍ
×横３ｍｍ×高さ０．４ｍｍで窒化アルミニウム質焼結
体から成るものを用意し、絶縁基板１を洗浄後、真空蒸
着法により、厚さが０．１μｍのＴｉより成る密着金属
層２、厚さが０．２μｍのＰｔより成る第１の拡散防止
層３、厚さが０．５μｍのＡｕより成る主導体層４を順
次積層させた。
×横３ｍｍ×高さ０．４ｍｍで窒化アルミニウム質焼結
体から成るものを用意し、絶縁基板１を洗浄後、真空蒸
着法により、厚さが０．１μｍのＴｉより成る密着金属
層２、厚さが０．２μｍのＰｔより成る第１の拡散防止
層３、厚さが０．５μｍのＡｕより成る主導体層４を順
次積層させた。
【００３２】［２］この主導体層４上に、ＰｔとＳｎの
２つのターゲットを用いて同時に成膜を行う２元同時ス
パッタリング法により、Ｐｔ−Ｓｎ合金より成る第２の
拡散防止層５を形成した。このとき、２つのターゲット
に印加される電力を変化させることによりＰｔとＳｎと
のモル比を制御して、下記表１のように各種のモル比の
Ｐｔ−Ｓｎ合金から成る第２の拡散防止層５をそれぞれ
被着し、各種サンプルを作製した。各サンプルの第２の
拡散防止層５の厚みは０．２μｍで一定となるようにし
た。
２つのターゲットを用いて同時に成膜を行う２元同時ス
パッタリング法により、Ｐｔ−Ｓｎ合金より成る第２の
拡散防止層５を形成した。このとき、２つのターゲット
に印加される電力を変化させることによりＰｔとＳｎと
のモル比を制御して、下記表１のように各種のモル比の
Ｐｔ−Ｓｎ合金から成る第２の拡散防止層５をそれぞれ
被着し、各種サンプルを作製した。各サンプルの第２の
拡散防止層５の厚みは０．２μｍで一定となるようにし
た。
【００３３】［３］第２の拡散防止層５の上面に、Ａｕ
−Ｓｎ合金より成るロウ材層６をスパッタリング法によ
り厚さ２μｍ形成した。
−Ｓｎ合金より成るロウ材層６をスパッタリング法によ
り厚さ２μｍ形成した。
【００３４】上記のようにして作製した各種配線基板
（表１のサンプル番号１〜１２）について、半導体素子
との密着性およびロウ材層６の濡れ性に関して以下のよ
うな評価を行った。
（表１のサンプル番号１〜１２）について、半導体素子
との密着性およびロウ材層６の濡れ性に関して以下のよ
うな評価を行った。
【００３５】［半導体素子との密着性］３００〜３３０
℃程度の温度に保持したヒータブロック上に配線基板を
置き、約１０秒後に、配線基板に接着される側の面にＴ
ｉ（厚さ０．０５μｍ）、Ｐｔ（厚さ０．１μｍ）、Ａ
ｕ（厚さ０．１μｍ）が順次被着形成されたＳｉチップ
（寸法は縦１ｍｍ×横１ｍｍ×高さ０．４ｍｍであり、
Ｓｉを半導体材料とした半導体素子）を、ロウ材層６上
に載置し接着して搭載した。
℃程度の温度に保持したヒータブロック上に配線基板を
置き、約１０秒後に、配線基板に接着される側の面にＴ
ｉ（厚さ０．０５μｍ）、Ｐｔ（厚さ０．１μｍ）、Ａ
ｕ（厚さ０．１μｍ）が順次被着形成されたＳｉチップ
（寸法は縦１ｍｍ×横１ｍｍ×高さ０．４ｍｍであり、
Ｓｉを半導体材料とした半導体素子）を、ロウ材層６上
に載置し接着して搭載した。
【００３６】Ｓｉチップを搭載した配線基板を冷却後、
Ｓｉチップの横方向から荷重を加えるシェアテストを１
２種類のサンプルについて、各１０個づつ行った。半導
体素子との密着性の判定は、シェアテストの破壊モード
がＳｉチップ自身の破壊またはＳｉチップに被着形成さ
れた配線導体層の剥がれによる場合に密着性良好とし
た。破壊モードがロウ材層６の内部破断または配線導体
層内の界面での剥がれによる場合に密着性不良とした。
なお、１０個全ての試料がすべて密着性良好のものを
◎、１個密着性不良のものを○、２個密着性不良のもの
を△とし、３個以上の密着不良が発生したものを×とし
た。
Ｓｉチップの横方向から荷重を加えるシェアテストを１
２種類のサンプルについて、各１０個づつ行った。半導
体素子との密着性の判定は、シェアテストの破壊モード
がＳｉチップ自身の破壊またはＳｉチップに被着形成さ
れた配線導体層の剥がれによる場合に密着性良好とし
た。破壊モードがロウ材層６の内部破断または配線導体
層内の界面での剥がれによる場合に密着性不良とした。
なお、１０個全ての試料がすべて密着性良好のものを
◎、１個密着性不良のものを○、２個密着性不良のもの
を△とし、３個以上の密着不良が発生したものを×とし
た。
【００３７】［ロウ材層の濡れ性］３３０℃の温度に保
持したヒータブロック上に配線基板を置き、表面に酸化
膜層ができないように不活性ガスを吹き付け、約３０秒
後のロウ材層６表面の光沢の変化によって、ロウ材層６
の濡れ性の評価を行った。ロウ材層６の融点が保持され
ている温度より上昇した場合、高融点相が析出し、表面
光沢が弱くなる現象を利用したものである。ロウ材層６
の濡れ性の判定は、表面光沢があるものを○、やや光沢
に劣るものを△、光沢が無くざらついた表面になったも
のを×とした。
持したヒータブロック上に配線基板を置き、表面に酸化
膜層ができないように不活性ガスを吹き付け、約３０秒
後のロウ材層６表面の光沢の変化によって、ロウ材層６
の濡れ性の評価を行った。ロウ材層６の融点が保持され
ている温度より上昇した場合、高融点相が析出し、表面
光沢が弱くなる現象を利用したものである。ロウ材層６
の濡れ性の判定は、表面光沢があるものを○、やや光沢
に劣るものを△、光沢が無くざらついた表面になったも
のを×とした。
【００３８】１２種類のサンプルの構成と、上記２種類
の評価結果をまとめたものを表１に示す。この結果か
ら、第２の拡散防止層５を形成するＰｔとＳｎのモル比
は１：２〜６：１の範囲において、半導体素子との密着
性およびロウ材層の濡れ性が良好であることがわかっ
た。
の評価結果をまとめたものを表１に示す。この結果か
ら、第２の拡散防止層５を形成するＰｔとＳｎのモル比
は１：２〜６：１の範囲において、半導体素子との密着
性およびロウ材層の濡れ性が良好であることがわかっ
た。
【００３９】
【表１】
【００４０】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において
種々の変更を行なうことは何等差し支えない。
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において
種々の変更を行なうことは何等差し支えない。
【００４１】
【発明の効果】本発明は、絶縁基板の上面に、密着金属
層、第１の拡散防止層、Ａｕより成る主導体層、Ｐｔと
Ｓｎとのモル比が１：２〜６：１であるＰｔ−Ｓｎ合金
より成る第２の拡散防止層、Ａｕ−Ｓｎ合金より成るロ
ウ材層が順次積層された配線導体層が形成されているこ
とにより、半導体素子を配線基板にＡｕ−Ｓｎ合金から
成るロウ材層を介して接着固定するにあたり、Ａｕ−Ｓ
ｎ合金から成るロウ材層のＳｎが第２の拡散防止層に拡
散してＡｕ−Ｓｎ合金の融点が上昇するのを有効に防止
し、接着時の所定の温度でＡｕ−Ｓｎ合金を完全に溶融
させ、半導体素子を確実、強固に接着固定することがで
きる。
層、第１の拡散防止層、Ａｕより成る主導体層、Ｐｔと
Ｓｎとのモル比が１：２〜６：１であるＰｔ−Ｓｎ合金
より成る第２の拡散防止層、Ａｕ−Ｓｎ合金より成るロ
ウ材層が順次積層された配線導体層が形成されているこ
とにより、半導体素子を配線基板にＡｕ−Ｓｎ合金から
成るロウ材層を介して接着固定するにあたり、Ａｕ−Ｓ
ｎ合金から成るロウ材層のＳｎが第２の拡散防止層に拡
散してＡｕ−Ｓｎ合金の融点が上昇するのを有効に防止
し、接着時の所定の温度でＡｕ−Ｓｎ合金を完全に溶融
させ、半導体素子を確実、強固に接着固定することがで
きる。
【図１】本発明の配線基板の断面図である。
【図２】従来の配線基板の断面図である。
１：絶縁基板 ２：密着金属層 ３：第１の拡散防止層 ４：主導体層 ５：第２の拡散防止層 ６：ロウ材層
Claims (1)
- 【請求項１】絶縁基板の上面に、密着金属層、第１の拡
散防止層、Ａｕより成る主導体層、ＰｔとＳｎとのモル
比が１：２〜６：１であるＰｔ−Ｓｎ合金より成る第２
の拡散防止層、Ａｕ−Ｓｎ合金より成るロウ材層が順次
積層された配線導体層が形成されていることを特徴とす
る配線基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000263031A JP4363761B2 (ja) | 2000-08-28 | 2000-08-31 | 配線基板 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-258019 | 2000-08-28 | ||
| JP2000258019 | 2000-08-28 | ||
| JP2000263031A JP4363761B2 (ja) | 2000-08-28 | 2000-08-31 | 配線基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002151629A true JP2002151629A (ja) | 2002-05-24 |
| JP4363761B2 JP4363761B2 (ja) | 2009-11-11 |
Family
ID=26598631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000263031A Expired - Fee Related JP4363761B2 (ja) | 2000-08-28 | 2000-08-31 | 配線基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4363761B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002124524A (ja) * | 2000-10-16 | 2002-04-26 | Kyocera Corp | 配線基板 |
| US7829910B2 (en) * | 2005-01-31 | 2010-11-09 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Light emitting device and method of fabricating light emitting device |
| CN102291928A (zh) * | 2011-05-23 | 2011-12-21 | 中山大学 | 一种导热氮化铝绝缘金属基板及其制备方法 |
| CN116288206A (zh) * | 2023-03-21 | 2023-06-23 | 东莞市湃泊科技有限公司 | 一种磁控共溅射制备Au-Sn合金焊料的方法 |
| JP7406417B2 (ja) | 2020-03-18 | 2023-12-27 | シチズンファインデバイス株式会社 | 電極構造および当該電極構造を備えた接合構造体 |
-
2000
- 2000-08-31 JP JP2000263031A patent/JP4363761B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002124524A (ja) * | 2000-10-16 | 2002-04-26 | Kyocera Corp | 配線基板 |
| US7829910B2 (en) * | 2005-01-31 | 2010-11-09 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Light emitting device and method of fabricating light emitting device |
| CN102291928A (zh) * | 2011-05-23 | 2011-12-21 | 中山大学 | 一种导热氮化铝绝缘金属基板及其制备方法 |
| JP7406417B2 (ja) | 2020-03-18 | 2023-12-27 | シチズンファインデバイス株式会社 | 電極構造および当該電極構造を備えた接合構造体 |
| CN116288206A (zh) * | 2023-03-21 | 2023-06-23 | 东莞市湃泊科技有限公司 | 一种磁控共溅射制备Au-Sn合金焊料的方法 |
| CN116288206B (zh) * | 2023-03-21 | 2024-03-12 | 东莞市湃泊科技有限公司 | 一种磁控共溅射制备Au-Sn合金焊料的方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4363761B2 (ja) | 2009-11-11 |
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