JP2563809B2 - 半導体用窒化アルミニウム基板 - Google Patents
半導体用窒化アルミニウム基板Info
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Description
した半導体素子用基板に関するものである。
各絶縁部品などには、一般的にはアルミナ磁器が用いら
れてきた。しかし、アルミナ基板は熱伝導性が十分でな
く、近年、さらに高い熱伝導性のセラミック基板が求め
られた結果、窒化アルミニウム質焼結体基板が注目され
てきた。
〜4倍以上で、熱膨張率がアルミナの約半分であり、強
度はアルミナ、ベリリアと大差ないことなどの優良な特
性を有するものである。
化する必要があり、多くのメタライズ方法が提案されて
いる。
は、モリブデン−マンガン法をはじめ多くの優れた方法
が開発されてきたが、非酸化物系セラミックのメタライ
ズ法は余り開発されていない。
に対する強固なメタライズ層の形成は困難であり、現在
種々の研究、技術開発が進められている。最近公知のも
のとして、例えばPb又はSiの少なくとも一種を含有する
厚膜ペーストにより回路を形成した窒化アルミニウム基
板が、特開昭61−84089号公報に提示されているが、
密着強度が2kg/mm2以下と低く、スクリーン印刷によ
る回路形成のため、ファインパターン化ができにくい等
の問題がある。
ム表面をメタライズしてなる半導体装置が特開昭61−11
9051号公報に開示されているが、この場合は半導体素子
ペレットとヒートシンク間の接着力は2.5kg/mm2程度
で、充分に高いものではない。
ライズ層の密着強度を更に向上させた半導体用窒化アル
ミニウム基板を開発した。
イットリウム化合物をCaO、Y2O3換算で、CaO:4重量%以
下、Y2O3:12重量%以下の範囲で含み、かつ焼結体中の
全酸素量が0.01〜10重量%の範囲にある窒化アルミニウ
ム質焼結体の表面に、Ti,Cr,Ni−Cr,TaN(窒化タンタ
ル),Al,Mo,Wのうちの1種以上からなる金属薄膜層が形
成されたもので、かつ窒化アルミニウム質焼結体との密
着強度が2.5kg/mm2以上であることを特徴とする半導体
用窒化アルミニウム基板である。
タライズ金属の密着強度は2.5kg/mm2以上であって非常
に強固であるため、メタライズ回路ファインパターンの
形成が可能となる。
特徴があり、イツトリウム、カルシウム及び酸素の含有
量に特徴がある。
及びイツトリウム化合物をCaO,Y2O3換算で、CaO:4重量
%以下、Y2O3:12重量%以下の範囲で含み、より好まし
くは0.01≦Y2O3≦12重量%,0.01≦CaO≦4重量%の範囲
で囲み、かつ焼結体中の全酸素量が0.01〜10重量%、よ
り好ましくは0.01〜7.0重量%を含む窒化アルミニウム
質焼結体基板を用いることが重要で、そして、該基板上
に通常のスパッタリング法、イオンプレーティング法、
真空蒸着法等により、薄膜メタライズを施すことによ
り、本発明は達成される。
Cr,TaN(窒化タンタル),Al,Mo,Wのうちの1種以上のメ
タライズ層との間に2.5kg/mm2以上の強固な接着力を確
保することができるものである。
は、上記金属との充分な密着性が得られない。
であって、0.01重量%未満では良好な密着性が得られ
ず、7.0重量%より多いと密着性の向上が見られないば
かりか、基板の熱伝導率が低下して好ましくなくなる。
大きな影響を与える。これらカルシウム、イツトリウ
ム、酸素は焼結体中で主としてAlN結晶粒子間に第2相
を形成して存在しているが、この第2相が金属との密着
性の向上に寄与すると推定できる。すなわち、本来純粋
なAlNは金属との密着性に乏しいが、第2相中の酸素
(又は若干のAlN中への固溶酸素)と金属との結合で密
着力の向上が図られているものと推定できる。
が挙げられる。
ては、従来法と同様に、前記薄膜メタライズ層上に更に
導体層、例えばNi,Co,Cu,Au,Ag,Pd,Pt等が形成される。
3粉末を5重量%添加し、ボールミルを用いて粉砕、混
合して原料調整した。
して造粒した後、1000kg/cm2の圧力でプレス成形し、45
mm×45×3mmの圧粉体とした。この圧粉体を窒素ガス雰
囲気中で、まず300℃まで加熱して脱脂した。
し、窒素ガス雰囲気中、1800℃で0.5時間常圧焼結し
た。
その組成が第1表、試料番号1に示すとおり、CaO(換
算量):0.01重量%、Y2O3(換算量)5.0重量%、全酸素
量:2.8重量%のものであった。
膜Ti金属層を0.1μmの厚さで形成した。
て、非常に高い密着強度のものであることが判った。
の粉末を使用することにより、第1表に示す試験番号2
〜9の窒化アルミニウム質焼結体からなる基板を作成
し、それらの上に同表に示す各種金属薄膜を各種方法で
形成した。それらの厚み、密着強度等は第1表に示すと
おりであった。
の窒化アルミニウム質焼結体からなる基板を作成し、そ
れらの上に同表に記した各種金属薄膜を各種方法で形成
した。それらの厚み、密着強度は同表記載のとおりであ
った。
前記本発明の規定範囲内にある実施例1〜9の基板は、
その表面に形成された金属層の密着強度が2.9kg/mm2な
いし7.0kg/mm2であって、従来公知の窒化アルミニウム
質焼結体基板におけるものに比べて、非常に高い密着強
度を有していることが判る。
15の基板の場合は、密着強度が1.7〜2.4であって、不充
分な値のものであった。
は、基板上に1mm□のメタライズテストパターンを形成
し、これにハンダディッピングした後、ワイヤー付け
し、引張り試験により、密着力を判定することによって
行った。
して、蒸着法によってAl金属膜を22μmの厚みで形成し
たところ、密着強度は2.3kg/mm2と低いものであった
が、これは引張による破壊が接合面からではなくAl金属
層自体が破壊するものと見受けられた。これに対して、
膜厚20μm以下のものにあっては、金属層自体のみが破
壊されることはなく、密着強度も2.5kg/mm2を越えるも
のとなった。
の強度が問題となるため、好ましくなく、メタライズ膜
厚は20μm以下とすることが好ましい。
用窒化アルミニウム基板は、各種金属との密着強度が2.
5kg/cm2以上であって非常に高く、よって基板上に金属
導体パターン間のピッチが非常に狭いファインピッチな
かつ強固なメタライズ回路パターンを形成することがで
きる。
Claims (4)
- 【請求項1】AlNを主体とし、カルシウム及びイットリ
ウム化合物をCaO、Y2O3換算で、CaO:4重量%以下、Y
2O3:12重量%以下の範囲で含み、かつ焼結体中の全酸素
量が0.01〜10重量%の範囲にある窒化アルミニウム質焼
結体の表面に、Ti,Cr,Ni−Cr,TaN(窒化タンタル),Al,
Mo,Wのうちの1種以上からなる金属薄膜層が形成された
もので、かつ窒化アルミニウム質焼結体と金属薄膜層間
の密着強度が2.5kg/mm2以上であることを特徴とする半
導体用窒化アルミニウム基板。 - 【請求項2】半導体用窒化アルミニウム基板が、その金
属薄膜層の上に導体層を有するものであることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の半導体用窒化アルミニ
ウム基板。 - 【請求項3】金属薄膜層の厚みが、20μm以下であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項に記載
の半導体用窒化アルミニウム基板。 - 【請求項4】導体層が、Ni,Co,Cu,Au,Ag,Pd,Ptのうちの
1種以上であることを特徴とする特許請求の範囲第1項
ないし第3項のいずれかに記載の半導体用窒化アルミニ
ウム基板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62240949A JP2563809B2 (ja) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | 半導体用窒化アルミニウム基板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP62240949A JP2563809B2 (ja) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | 半導体用窒化アルミニウム基板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS6484648A JPS6484648A (en) | 1989-03-29 |
JP2563809B2 true JP2563809B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=17067050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP62240949A Expired - Lifetime JP2563809B2 (ja) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | 半導体用窒化アルミニウム基板 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2563809B2 (ja) |
Cited By (1)
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KR20180017634A (ko) * | 2016-08-10 | 2018-02-21 | 주식회사 아모센스 | 고주파 기판과 그 제조 방법 |
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1987
- 1987-09-28 JP JP62240949A patent/JP2563809B2/ja not_active Expired - Lifetime
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KR102378938B1 (ko) | 2016-08-10 | 2022-03-25 | 주식회사 아모센스 | 고주파 기판의 제조 방법 |
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---|---|
JPS6484648A (en) | 1989-03-29 |
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