JPH05504933A - 窒化アルミニウム基板への銅の直接結合 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 窒化アルミニウム基板への銅の直接結合関連出願 この出願は、共に１９８９年１２月２１日にＨ，Ｆ、　ウェブスター他によって 出願された係属中の米国特許出願通し番号第０７／４５４，５４７号及び同第０ ７／４５４゜５４８号に関係する。前者の出願は「強化直接結合鋼プロセス及び 構造」と云う発明の名称であり、金属結合部の分野、更に具体的に云えば、直接 （金属−金属化合物共晶）結合部の分野に関する。後者は「セラミックー導電給 気密封じ刀と云う名称であって、電子パッケージの分野、更に具体的に云えば、 銅酸化物共晶（共融混合物）を使うこきによってアルミナ又はベリリヤ基板を銅 と結合する気密封し電子パッケージに関する。１９９０年１０月２６日にＣ０Ａ 、ノイゲバウア他によって出願された係属中の関連出願通し番号第０７／６０３ ，４９５号は、「薄形電子式電力用チップ・パッケージに対する直接熱圧縮結合 技術」と云う名称であって、熱伝導のよいセラミックに直接結合の銅を使う技術 を示すものである。以上述べた全ての出願をこ＼で引用しておく。

発明の背景 発明の分野 この発明は全般的にセラミック基板に対する銅の直接結合、更に具体的に云えば 、窒化アルミニウムに対する銅の直接結合に関する。

発明の背景 窒化アルミニウム（ＡＩＮ）は十分に純粋である時、ベリリヤ（Ｂｅｄ）に近い 熱伝導度を持つことが判った。この特性の為、窒化アルミニウムは、パッケージ の熱抵抗か制限因子となる基板として使うのに非常に望ましい誘電体になった。

更に、窒化アルミニウムは熱膨張係数（ＴＣＥ）かシリコン（Ｓｉ）チップに近 く、前に述べた様に、アルミナの１０倍近い熱伝導度を有する。

セラミック基板を電力装置の組立てに使う為には、その前に最初に導電度の高い メタライズを施さなければならない。普通、このメタライズには、０．０１０− ０．０２０吋の厚さの範囲内で銅が選ばれる。この様に銅のメタライズを使うと 、電気抵抗による損失が小さくなることが保証される。セラミック基板に対する 金属の直接結合はかなり前から知られている。最も名前の知られているのはアル ミナ又はベリリヤであるが、セラミック基板に対する直接結合鋼（Ｄ　Ｅ　Ｃ） の主題についてはかなりの数の特許が許されている。例えば、１９７６年１１月 ３０日に付与された「セラミック及び金属に対する金属の直接結合」と云うＤ、 Ａ、クサノ他の米国特許第３，９９４．４３０号、及び１９７３年１０月２３日 に付与された［非金属基板に対する金属の直接結合方法Ｊと云うＧ、Ｌ、パブコ ック他の米国特許第３，７６６．６３４号を参照されたい。その何れもこ＼で引 用しておく。窒化アルミニウム上のＤＢＣは、トウシバ・コーポレーションによ り、その電力モジュール・ラインで使われて来た。更に最近になって、国際混成 マイクロエレクトロニクス学会（ｒｓＨＭ）刊行物１９８９年に発表されたミツ ビシ・メタル・コーポレーションのクロミツ他の論文ｒＡ　Ｉ　Ｎ基板の表面処 理Ｊは、ＡＩＮ基板に対する、金属の結合を高める表面処理を論じている。ＩＥ ＥＥコンポーネンツ、ハイブリッジ及びマニファクチャリング・テクノロジー誌 、ＣＨＭＴ−８巻、第２号、１９８５年６月号、第２５３頁乃至第２５８頁所載 のトウシバ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・センターのイヮセ他の論 文「窒化アルミニウム基板に対する厚膜及び直接結合銅形成技術」には、軽くド ープした（イツトリア３％）ＡＩＮ焼結基板にＤＢＣ技術を用いである程度成功 を収めたことが述べられている。ＡＩＮは、半導体装置に対する熱伝導度の高い 基板として、最も将来性のある候補の１つである。クロミツ他及びイワセ他は、 現在ではＡ１２ｏ３（アルミナ）基板に使われている大抵の厚膜材料を受けるの に適する様にする、ＡＩＮ基板に対する表面処理を提案している。ＡＩＮは、熱 伝導度が高く、誘電率が小さく、機械的な強度が強いと云うある優れた性質があ る為、アルミナに代る候補として実際に将来性のあるものである。へＩＮ基板に 対する被膜の接着不良を解決することが出来れば、ベリリヤ（これは比較的毒性 のある物質である）基板にさえ代り得る。この発明は、ＡＩＮをＡ　Ｉ　２０３ に制御しながら変換して、窒化物上に酸化物の薄い層を作る方法を提供すること により、窒化アルミニウム基板に対する金属の結合の広く知られている制約を解 決することに成功した。

クロミツ他及びイワセ他の技術を論する前に、ＡＩＮ基板の調製に於ける最近の 発展を取上げることが必要である。

最近、熱抵抗率は幾分高くなるが、それでもアルミナよりは何分の１か小さいよ り廉価なＡＩＮが出来る様になった。

この新しいＡＩＮは焼結され、基板を製造する時の焼結の助けになる大きな割合 （１０％まで）のイツトリアでドープされている。上に述べた強化された性質の 大部分を有する丈夫な基板になるが、直接結合方法（最もよく知られたものはＤ ＢＣである）は条件によっては不満足であることが判った。更に、早期に発表さ れたトウシバの処方は、それに細心に従って実施しても、接着性のある銅被膜に はならなかった。

この明細書で云う接着性のある銅（又は金属）被膜とは、所望の又は好ましい誘 電体基板の上に適用した時、高いはがれ強度（ｐｅｅｌ　＋ｔ＋ｅｎｇ＋ｂ　） を持つものを云う。更に、その組合せ全体は、電子式電力モジュールに於ける熱 の散逸に必要な高い熱伝導度を持つべきである。最適の形では、ベリリヤ上の直 接結合の銅（Ｄ　Ｂ　Ｃ）か、こう云う判断基準を適切に充たす。然し、カプセ ル封しされていないベリリヤは、消費者用の用途には毒性か強すぎると考えられ るこ七かある。その次に好ましい構造は、ＡＩＮ上のＤＢＣであり、この組合せ は熱伝導度は良好であるが、はがれ強度が非常に悪く、これはクロミツ他の論文 に指摘されている通りである。全てのメタライズ構造の内で最も望ましくないの はＡｌ２Ｏ３上のメタライズ（典型的にはＣｕ）である。この組合せははがれ強 度が高いが、ＤＢＣの熱伝導度が不良である。事実、（高いはがれ強度に対する ）熱伝導度の埋合せ分は、損失として非常に大きく、良好な熱伝導度を必要とす る場合には、最初に述べた構造の内のどれか１つを使うことが絶対的である。ベ リリヤを使うことは、毒性の問題がある為に、ある用途では避けることが好まし いが、こ＼で説明するＤＢＣは、それに対する銅の薄膜の接着の点では、トウシ バ及びミツビシのＡＩＮ基板に対して著しい改良である。更に具体的に云うと、 これがら説明するイツトリアでドープしたこの発明のＡＩＮ基板の予備処理によ り、例えば前に述べたパブコック他の米国特許に記載されるＤＢＣプロセスを受 けさせた時、最適の接着力が生ずる。

クロミツ池及びイワセ他によるＡＩＮ基板の表面処理は、一般的に、ＡＩＮ基板 の表面にＡｌ２Ｏ３層を形成することである。クロミツ他の方法は、アルミナを ある硝子と混合することを含むが、それでも十分な結合強度が得られたことを報 告しており、５１０２を使うことにより、優れた結合強度を達成している。クロ ミツ他では、Ａｌ２Ｏ３層が薄い時、この優れた結合強度を得るには、一層薄手 の８１０２層が必要であることが観察されている。そこでこれらの論文の著者は 結論として、ＡＩＮ基板の優れた熱伝導度を残す為には、Ａｌ２Ｏ３の望ましい 厚さは「５乃至８μｍ」であると考えられると述べている。都合の悪いことに、 クロミツ他の方法で使われた種々の硝子に頼ることは、必ずしも望ましいことで はなく、更に悪いことには、溶融した硝子がＡＩＮ基板の中に溶解することが最 初の原因となって、ＡＩＮ基板の熱伝導度が失われ、脱ガスが増加する結果にな る様に思われる。この為、発表されたクロミツ他の方法を使うと、最終的なはか れ強度の喪失にぶつかる。

これは脱ガスが増加することによって誘発される。

後で取上げるが、窒化アルミニウム上にＤＥＣを設けるこの発明の方法は、窒化 アルミニウムの予備処理を含み、これはトウシバ及びミツビシが発表したものよ りも優れており、前に述べた技術の制約を克服するものである。トープされたＡ ＩＮは、イツトリアが、基板を製造するのに使われるＡＩＮ（粉末）の焼結を高 める為に、真性ＡＩＮ（基板）よりも優れた強度を有する。その結果、良好な接 着強度の為に硝子を必要とせず、一層薄手のＡ　１２０３層（ひ＼゛又はひマ割 れを生じない）によって、一層容易に共晶結合が得られ、一層高い熱伝導度が得 られる。

発明の要約 酸素が存在しなければ、金属被膜をセラミック基板に結合することは出来ないこ とが一般的に知られている。即ち、一般的には金属酸化物として存在する酸素か ないと、共晶過程は起り得ない。同様に、何等かの形の酸素が存在しなければ、 銅が窒化アルミニウムのセラミックを「濡らすＪことはできない。前に引用した トウシバの方法では、水蒸気（スチーム）雰囲気内での長い加熱によって、窒化 アルミニウムを酸化している。この為、銅被膜は、窒化アルミニウム基板の表面 に「成長」させたＡｌ２Ｏ３の基板に結合される。然し、トウシバ及びミツビシ の研究は、この発明で必要としている目的にとっては不適当である。ＡＩＮは大 抵の焼結酸化物基板よりも軟らかい。真性ＡＩＮ基板に対するＡｌ２Ｏ３の接着 力坏良であることにより、Ａｔ２０３からの金属（箔）のはがれの問題が起る場 合が多い。

これが一般的に、箔の脱ガスふくれ又はひ＼゛（大部分はひソ割れ）を生じたＡ ｌ２Ｏ３層からの剥離が原因で起る。硝子（Ｓ　ｉ０２　、Ｐ　ｂ　Ｏ）を使う と、Ａ　Ｉ　２０３層が強化されるが、補強されていないＡＩＮ基板に対しては 殆んど利きめかない。更に、クロミツ他で指摘されている様に、脱ガス作用が実 際に強くなることがある。この発明に到達するに当たって、一層丈夫なＡＩＮ基 板にすれば、Ａｌ２Ｏ３層を厚くする必要性が避けられると共に、硝子状添加剤 を使うことが避けられ、それに伴って脱ガス作用が増大することも避けられるこ とが判った。一層薄手の層にすれば、ひ＼゛又はひ＼゛割れがより起り難くなり 、良好な熱伝導度にとっても一層よい。

全く予想外のことに、窒化アルミニウム基板上のＤＢＣ箔のはがれ強度が１４ポ ンド／インチ（サンプルの幅にわたって測定する）を越え、こうしてドープされ たＡＩＮに従来伴っていたはがれ強度が低いと云う問題を解決する最適の処理条 件を達成することか可能であることが判った。

こう云う最適の条件は、イツトリアでドープしたＡＩＮでは、窒化物の表面を水 蒸気の存在のもとに、容積比で１０゜１のＮ２１０２の雰囲気内で１２２０℃で ３０分酸化することを含む。この後で行なわれるＤＢＣ作業では、穿孔した箔を 使って、予め酸化されたＡＩＮ基板からの潜在又は擬似脱ガス作用が原因で起る 被膜のふくれを防止する。穿孔された銅被膜の代りに、係属中の特許出願通し番 号第０７／６０３，４９５号に記載された熱圧縮結合した被膜の「レース状」構 造、又は１９８３年１０月１１日にエリツクＰ、ヨヒムに付与された「セラミッ ク及び金属に対する金属のふくれのない直接結合」と云う名称の米国特許第４゜ ４０９．２７８号に記載された溝つけ技術の様に、脱ガス又はその他の熱応力に よる剥離を避けるこれまでの種々の技術も使うことが出来る。

発明の詳細な説明 焼結によって頑丈な基板にする為に、真性ＡＩＮを１０％までのイツトリアでド ープする。その後、ＡＩＮ基板に予備処理を行なって、最初に窒化アルミニウム の酸化を行なうための雰囲気として適正なガス状混合物を確立する。

０．３　８ＣＦＩ（（標準状態での立方択／時）の酸素ガス及び３．ＱＳＣＦＨ の窒素ガス（０２：　Ｎ２　＝　１　：　１０）の混合物を普通の管状炉に隣接 して室温に保った水じゃま板に供給する。こう云う条件を設定する時、酸素分が 多いと、酸化反応が速くなり過ぎ、逆にすると逆になることが経験的に判った。

上に述べたガス成分の水の泡として入った混合物を、この後、炉に導入する。こ の炉は、導入した点とは反対側に開放端を持っている。水じゃま板へのガス混合 物の最初の流れが、その後の炉室内の水蒸気を制御する。

温度初期条件（Ｔ、）を設定する為に、炉の温度を最初Ｃ は１２００℃乃至１２５０℃の温度範囲に設定する。温度が安定した後、サンプ ル（即ち、種々の基板）を石英の担体（即ち、ボート）に装填し、炉の中に通す 石英管に挿入する。Ｔ　でのサンプルの装入後に炉の温度を再び設定しＣ た時刻から酸化時間は測定する。

更に、酸化の為の最適の時間一温度プロセス条件は１゜２２０°Ｃで３０分であ ることが判った。酸化時間は、温度に応じて変り得る。温度を一層高くするか、 時間を一層長くした場合の過剰酸化により、ＡＩＮ基板に一層厚手のアルミナ面 が生じ、その結果面のひ望割れが生じ、それがＡＩＮ上の銅被膜の良好な接着を 妨げることは不可避になる。

その後、炉から取出した後、ＡＩＮとＡ　ｌ　２０３の間の温度膨張係数の不釣 合による、出来たばかりのアルミナ面の急冷によって誘発されるひ望又はひ望割 れを避ける為に、標本を段階的に冷却させる。この段階的な冷却は、サンプルの 色がオレンジ色から灰色に変化するまで、約３乃至５分の期間にわたって、サン プルを炉内の中心の場所から炉の内、炉の縁に近い場所へ移動する（それによっ て、７００℃より高い周囲温度にとマまる様にする）ことによって行なうことが 出来る。灰色になった時、サンプルを炉の外側へ取出し、約３分間の期間にわた って冷却するに任せる。

その後、サンプルを石英管から取出す。最大の接着を達成する為には、全ての条 件は、ＡＩＮ上に１−４ミクロンのアルミナ面の厚さが出来る様に注意深く制御 する。（非常に高いはがれ強度を達成する為の）最適値は２乃至３ミクロンであ り、２ミクロンが最も好ましい。

アルミナ層を設けたＡＩＮ基板を調製して冷却した後、ＡＩＮ基板からの脱ガス が原因で起り得る箔のふくれを防止する為に、穿孔銅箔を用いて、この基板に対 してＤＢＣ処理を行なう。この代りに、係属中の米国特許出願通し番号第０７／ ６０３，４９５号に記載される様なレース状構造又は米国特許第４，４０９．２ ７８号に記載される様な面の修正（溝つけ）を用いてもよく、その結果、穿孔鋼 箔が持つのと同じ好ましい接着特性が得られる。分析によると、ＡＩＮ上の厚さ ５ミルの銅箔のはがれ接着強度は１４゜５ポンド／吋であり、これはアルミナに 直接結合した銅のはがれ強度の殆んど８０％である。

下記の表は、種々のＡＩＮ表面処理条件で、ニューヨーク州のカーボランダム・ カンパニ、エレクトロニック・マキーリアルズ・グループ、基板部門から購入し た標準的な２吋×２吋ｘ５０ミル（厚さ）のイツトリアでドープしたＡＩＮ基板 上の銅被膜の接着強度を示す。最大の接着状態では、表面アルミナの観測された 厚さは２．０ミクロンてあり、これは前に引用したクロミツ他の論文に報告され ている５、０乃至８，０ミクロンや、前に引用したイワセ他の論文に報告されて いる４、０ミクロン（他の金属を使うことによってＡＩＮにＡｕを直接結合する 結果としてのみ得られるものである）の何れよりもかなり薄手であり、即ち、高 いはがれ強度が、余分の金属を使わずに得られ、この発明によって達成されたひ マのない一層疎らで一層薄手のＡ　ｌ　２０３アルミナと見合うものである。こ の新しい積層体は、ＡＩＮの熱伝導がＡｌ２Ｏ３を左右し、ベリリヤ上のＤＢＣ の全ての属性を持たないが、従来公知のＡＩＮ上のＤＢＣ又はアルミナ上のＤＢ Ｃの何れよりもかなり優れた熱的な性質を持つメタライズしたセラミック基板を 達成する。それと共に重要なのは、この発明が高い熱伝導度、低い誘電率、並び にＡＩＮのイツトリアによるドーピングの増加の為に高い機械的な強度を持つ高 伝導性のセラミック上メタライズの組合せを実現した事実である。

下記の表は、この発明の経験的な結果を更に大規模に詳しく示している。

特定条件で予め酸化したイツトリア・ドープＡＩＮ基板上のＤＢＣにみられる銅 被膜（厚さ５ミル）のはがれ強度の表 はがれ強度 １　０２＋１００　Ｎ２　（１：１００）１２２０℃／１時　３．７ １２２０°Ｃ／１６時　３．９ １２５０℃／１時　９．２ １０　０　＋１００　Ｎ２　（１：１０）１１７０’Ｃ／１時　１００ １１９０℃／２５分　１０．４ １１９０℃／４５分　１０．１ １２２０℃／１０分　２．９ １２２０°Ｃ／２５分＄１２．０ １２２０℃７３０分’　１４．５ １２２０°Ｃ／３５分　９．１ １２２０℃７４０分　７．２ １２２０’Ｃ／１時　７，４ １２５０°Ｃ／ＩＣＩ”　１１．３ １２５０℃／１５分　８．６ １２５０℃７２０分　７．７ １２５０℃／１時　５，７ ２０　０２　＋　１００　Ｎ　２　（１５）１２２０℃／１０分　７．７ １２２０℃／２０分　９．８ １２２０℃／３０分　８．６ １２２０℃／１時　６．１ １２５０°Ｃ／１０分”　１１．６ １２５０℃／２０’Ａ’　１０．０ 純粋０２ １２５０℃／１０分　９．６ １２５０℃／２０分　６．１ １２５０℃／３０分”　１０．３ １２５０℃７４０分　４．６ 空気（０２・Ｎ２＝１：４） １２５０℃／３０分’　１１．８ １２５０℃／１時　５．５ １２５０℃／１．５時　１２．８ 比較用・ アルミナ基板　１８．４ 零　−貫した最適結果の範囲 上に述へたデータから、１４，５ポンド／吋のはがれ強度と云う最適の結果か、 に１０の比の０２　Ｎ２及び水蒸気の雰囲気内で、３０分の処理時間で１２２０ ℃で達成されたことが判る。「スポンジ状」と呼ぶのが最もよい様な、即ち、弾 力的で良好な結合界面となる多孔性を持つ沈積されたアルミナの所望の表面生地 が達成され、こうして前述のヨヒム（米国特許第４，４０９，２７８号）による 「溝っけ」と同様な面の修正が達成される。このスポンジ状の特性は、反応ガス 混合物中に存在する水の量に依存して変化するアルミナの水和作用によるもので ある。この為、結合強度はこの発明の方法によってＡＩＮ基板で達成された特定 の種類の表面層では、Ａ　Ｉ　２０３の性質、厚さ及び生地に関係する。必要な 厚さのＡｌ２Ｏ３層は、前に論じ、上の表にも示した注意深く制御した条件のも とでのみ達成される。

ＤＢＣにする為に、厚さ２．０ミクロンのアルミナで被覆したＡＩＮ基板を作る 別の実施例では、イツトリアでドープしたＡＩＮ基板を、０２を１リットル／分 、Ｎ２を８リットル／分の流量に保った窒素及び酸素雰囲気内で、７００℃の温 度の発熱水蒸気炉の中に装填した。その後、炉の温度を１時間かけて約１１５０ ℃まで上昇させた。その後、雰囲気を純粋な０２に安定化させ、０２を２リツト ルことにより、水蒸気の雰囲気を作った。サンプルは約１時間の間、水蒸気雰囲 気内に保持した。その後、Ｎ２の流れを締切り、ｏ２の流れを５分間、４リット ル／分の流量に増加して、Ｎ２を駆逐した。その後、サンプルを、８リットル／ 分の窒素流量によって保った窒素雰囲気内で、２時間で約７００℃まで段階的に 冷却し、その後室温まで冷却するに任せた。この様にして作ったＡＩＮ基板は、 厚さ５ミルの銅被膜に対し、１４ポンド／吋のはがれ強度を持つことが判った。

この発明のある好ましい特徴だけを例として説明したが、当業者にはいろいろな 変更が考えられよう。従って、請求の範囲は、この発明の範囲内に含まれるこの 様な全ての変更を包括するものであることを承知されたい。

要　約　書 イツトリアでドープされた窒化アルミニウム基板に銅被膜を直接結合する方法が 、基板上にＡｌ２Ｏ３層の薄膜を作る様に、高温で予め酸化することによって基 板を処理し、その後一層低い温度まで段階的に冷却することを含む。厚さが１． ０乃至４４０ミクロンであって、一般的に穿孔しであるかあるいはその他の形で 有孔性である銅箔を公知の直接結合鋼（Ｄ　Ｅ　Ｃ）過程によって基板に直接共 晶結合する。この結果得られる製品は高い熱伝導度、小さい誘電率及び高い機械 的な強度を有する。ＡＩＮ基板上の銅被膜のはがれ強度は、業界で従来達成され ていたはがれ強度を越える。

国際調査報告 力合衆国、１２３ｏ９、ニューヨーク州、スケネクタデイ、マツエル・ドライブ 、８２２番

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．イットリアでドープされた窒化アルミニウム基板にはがれ抵抗の強い金属の 伝導性被膜を直接結合する方法に於て、基板を予め酸化して、厚さ１．０乃至４ ．０ミクロンのＡｌ２Ｏ３の薄層を基板上に作り、その後、直接結合銅共晶過程 を使って、前記Ａｌ２Ｏ３の薄層に有孔性の薄い銅被膜を直接結合する工程を含 む方法。
2. ２．基板を１０乃至３０分の間、水蒸気、並びに約１０：１乃至約４：１の範囲 内の割合のＮ２：Ｏ２の雰囲気内で、１２００℃乃至１２５０℃の温度に加熱す ることによって、基板を予め酸化し、その後該基板を段階的に冷却する工程を含 む請求項１記載の方法。
3. ３．前記の段階的な冷却が大気中で行なわれる請求項２記載の方法。
4. ４．前記Ａｌ２Ｏ３層の厚さが２乃至３ミクロンであり、共晶が銅−酸化銅で構 成される請求項２記載の方法。
5. ５．前記の段階的な冷却が大気中で行なわれる請求項４記載の方法。
6. ６．前記Ａｌ２Ｏ３層の厚さが２．０ミクロンであり、共晶が銅−酸化銅で構成 される請求項２記載の方法。
7. ７．前記の段階的な冷却が大気中で行なわれる請求項６記載の方法。
8. ８．窒化アルミニウム基板の上にはがれ抵抗の強い直接金属結合部を作る方法に 於て、１２００℃乃至１２５０℃の範囲内の温度で、１０乃至３０分の間、水蒸 気、及び約１０：１乃至約４：１の範囲内のＮ２：Ｏ２混合物の雰囲気内で基板 をゆっくりと酸化することによって、基板を予備処理し、酸化させた基板を段階 的に冷却し、その上に薄い有孔性銅箔を直接共晶結合する工程を含む方法。
9. ９．前記予備処理する工程は、厚さ２乃至３ミクロンのＡｌ２Ｏ３層が基板上に 形成されて、ＤＢＣの接着に適した薄い不規則な面の生地が出来るまで基板をゆ っくりと酸化することを含む請求項８記載の方法。
10. １０．前記予備処理する工程が、厚さ２ミクロンのＡｌ２Ｏ３層が基板上に形成 されて、ＤＢＣの接着に適した薄い不規則な面の生地が出来るまで、基板をゆっ くりと酸化する工程を含む請求項８記載の方法。
11. １１．高いはがれ強度を持つと共に、高い熱伝導度、小さい誘電率、及び真性窒 化アルミニウム（ＡＩＮ）焼結物品よりも大きい機械的な強度を持つＡＩＮ上Ｄ ＢＣ物品を作る方法に於て、基板の表面の上に厚さ約２ミクロンのＡｌ２Ｏ３層 を得る為に、イットリアでドープされたＡＩＮ基板を約１時間の間、約１１５０ ℃の温度で発熱水蒸気炉内で酸化させ、基板の少なくとも１つのＡｌ２Ｏ３で覆 われた面の上に有孔性銅箔を直接共晶結合する工程を含む方法。
12. １２．前記酸化が、夫々３．５リットル／分及び２リットル／分の流量で導入さ れる水素及び酸素の雰囲気内で行なわれ、その後前記直接結合の前に、窒素内で 約２時間かけて約７００℃まで段階的に冷却する請求項１１記載の方法。
13. １３．その上にＡｌ２Ｏ３層を担持すると共に、該Ａｌ２Ｏ３層に更に共晶結合 された銅層を持つイットリアでドープされたＡＩＮ基板で構成されていて、前記 Ａｌ２Ｏ３層が銅層及びドープされたＡＩＮ基板の間にある様になっており、前 記ＡＩＮ基板が１０％までのイットリアでドープされ、Ａｌ２Ｏ３層が１乃至４ ミクロンの範囲内の厚さを持つ製品。
14. １４．前記Ａｌ２Ｏ３層の厚さが２乃至３ミクロンの範囲内のである請求項１３ 記載の製品。
15. １５．前記銅層が有孔性である請求項１４記載の製品。
16. １６．前記Ａｌ２Ｏ３層の厚さが２．０ミクロンである請求項１３記載の製品。
17. １７．前記銅層が有孔性である請求項１６記載の製品。