WO2017138639A1 - 接合材、接合材の製造方法、接合構造体の作製方法 - Google Patents

接合材、接合材の製造方法、接合構造体の作製方法 Download PDF

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bonding
silver layer
amorphous
bonding material
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克昭 菅沼
至成 長尾
士剛 林
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国立大学法人大阪大学
国立成功大学
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Definitions

  • the present invention relates to a bonding material, a manufacturing method of the bonding material, and a manufacturing method of a bonded structure.
  • solder containing lead has been widely used as a bonding material.
  • lead-free solder generally has a higher melting point than lead-containing solder, joining objects at high temperatures using lead-free solder may damage the object to be joined due to thermal stress or cause voids at the solder joint interface.
  • Patent Document 1 discloses a method of bonding a semiconductor chip to an insulating substrate by applying the paste to an insulating substrate, and then placing the semiconductor chip on the paste and heating the paste.
  • the paste contains metal nanoparticles, an organic dispersion material, a dispersant capturing material, and a volatile organic component, and gas is volatilized from the paste during heating.
  • Patent Document 1 it is necessary to mix a plurality of types of components when preparing the paste, and the preparation of the paste is complicated and cannot be easily performed. In addition, the method of Patent Document 1 increases the cost.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a bonding material that can be bonded well and easily even in a low-temperature environment, a method for manufacturing the bonding material, and a method for manufacturing a bonded structure. It is to be.
  • the bonding material according to the present invention includes an amorphous silver film.
  • the bonding material further includes a silver layer in contact with the amorphous silver film.
  • the silver layer has a fine crystal, a columnar crystal, an equiaxed crystal, or a mixed grain structure.
  • the thickness of the silver layer is 10 nm or more and 1 mm or less.
  • the method for producing a bonding material according to the present invention includes a step of preparing a silver layer and a step of heating the silver layer to form an amorphous silver film from the silver layer.
  • the step of preparing the silver layer includes a step of forming the silver layer on a support member by sputtering, plating, chemical vapor deposition, or vapor deposition.
  • the silver layer in the step of preparing the silver layer, has a fine crystal, a columnar crystal, an equiaxed crystal, or a mixed grain structure.
  • the amorphous silver film is formed on the silver layer.
  • the step of forming the amorphous silver film includes a step of disposing a facing member that opposes the silver layer, and heating the silver layer with the facing member disposed on the facing member. Forming the amorphous silver film.
  • the method for producing a bonded structure includes a step of preparing a first bonding target and a second bonding target, a step of forming a bonding material, a step of forming a laminate, and a step of bonding.
  • a bonding material is formed on the surface of at least one of the first bonding object and the second bonding object.
  • the first joining object, the joining material, and the second joining object are arranged so that the joining material is disposed between the first joining object and the second joining object.
  • a laminate is formed by stacking objects.
  • the stacked body is heated to bond the first bonding target and the second bonding target through the bonding material.
  • the step of forming the bonding material includes a step of preparing a silver layer and a step of heating the silver layer to form an amorphous silver film from the silver layer.
  • the amorphous silver film is formed before heating the stacked body.
  • the step of preparing the silver layer includes the step of forming the silver layer on the surface of the at least one object to be joined, and the step of forming the amorphous silver film includes the step of forming the amorphous silver film.
  • a silver film is formed on the silver layer.
  • the step of preparing the silver layer includes a step of forming the silver layer on a surface of a member different from the at least one object to be joined, and the step of forming the amorphous silver film includes: Forming the amorphous silver film on the surface of the at least one object to be joined from the silver layer.
  • the present invention it is possible to provide a bonding material that can be bonded easily and easily even in a low temperature environment, a method for manufacturing the bonding material, and a method for manufacturing a bonded structure.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram of the joining material of this embodiment. It is a schematic diagram of the junction structure of this embodiment.
  • (A)-(d) is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing method of the joining structure of this embodiment.
  • (A)-(d) is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing method of the joining structure of this embodiment.
  • (A) And (b) is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing method of the bonding
  • (A) And (b) is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing method of the bonding
  • (A)-(c) is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing method of the joining material of this embodiment.
  • FIG. 13 is a partially enlarged view of FIG. 12.
  • (A)-(d) is a graph which shows the fluorescent X-ray-analysis result in P1-P4 of FIG. (A) is a partially enlarged view of FIG. 13, (b) is a partially enlarged view of (a), and (c) is a partially enlarged view of (b).
  • Embodiments of a bonding material, a method for manufacturing a bonding material, and a method for manufacturing a bonded structure according to the present invention will be described below.
  • the present invention is not limited to the following embodiments, and the following embodiments may be appropriately changed. In order to avoid redundant description, overlapping descriptions may be omitted as appropriate, but the gist of the invention is not limited.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a bonding material 10 of the present embodiment.
  • the bonding material 10 is used for bonding objects to be bonded.
  • the bonding material 10 is typically a thin film.
  • the bonding material 10 includes an amorphous silver film 12.
  • the amorphous silver film 12 contains amorphous silver as a main component. However, the amorphous silver film 12 may contain impurities other than amorphous silver.
  • the ratio of amorphous silver in the amorphous silver film 12 is preferably 50% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and further preferably 90% by mass or more.
  • the thickness of the amorphous silver film 12 is, for example, not less than 10 nm and not more than 1 ⁇ m.
  • the bonding material 10 has two main surfaces. In FIG. 1, the bonding material 10 is shown so that any main surface is exposed without contacting any member. However, before bringing the bonding material 10 into contact with the object to be bonded, at least one main surface of the two main surfaces of the bonding material 10 may be in contact with some member.
  • amorphous silver is known to be relatively unstable.
  • the bonding material 10 when the bonding material 10 is heated, the amorphous silver in the amorphous silver film 12 is crystallized to become crystalline silver and is stabilized.
  • a film containing crystalline silver obtained by crystallizing amorphous silver in the amorphous silver film 12 may be referred to as a crystalline silver film.
  • the bonding material 10 and the object to be bonded are brought into contact with each other and heated, the amorphous silver in the amorphous silver film 12 is crystallized, and the amorphous silver film 12 changes to a crystalline silver film.
  • the bonding material 10 is bonded to the bonding object. Therefore, it is possible to produce a bonded structure in which objects to be bonded are bonded using the bonding material 10 of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the bonded structure 100 according to the present embodiment.
  • the bonded structure 100 includes a bonding material 10, a bonding target object 110, and a bonding target object 120.
  • the bonding material 10 is in the form of a thin film.
  • the joining object 110, the joining material 10, and the joining object 120 are laminated in this order, and the joining material 10 joins the joining object 110 and the joining object 120 together.
  • the bonding material 10 includes a crystalline silver film 12L.
  • the crystalline silver film 12L is formed by heating and crystallizing the amorphous silver film 12 shown in FIG.
  • the joining object 110 and the joining object 120 may be referred to as a first joining object 110 and a second joining object 120, respectively.
  • the first object 110 may be an arbitrary member.
  • the bonding object 110 is a substrate.
  • the substrate may be a metal substrate or an insulating substrate.
  • Examples of materials constituting the metal substrate include copper, zinc, gold, palladium, aluminum, nickel, cobalt, iron, alumina, tungsten, niobium, molybdenum, titanium, stainless steel, and ion bar alloys (iron, nickel, manganese, and carbon). And Kovar alloys (alloys containing iron, nickel, cobalt, manganese and silicon as constituents).
  • the substance constituting the insulating substrate is, for example, glass, silica glass, silicon, carbon, ceramics, silicon carbide, gallium nitride, gallium nitride formed on silicon, silicon nitride, or aluminum nitride.
  • the second joining target 120 may be an arbitrary member.
  • the bonding target 120 may be a metal substrate or an insulating substrate.
  • the material which comprises the 2nd joining target object 120 the material similar to the material which comprises said joining target object 110 is mentioned, for example.
  • the second bonding target 120 may be a semiconductor element or a wiring.
  • the material constituting the semiconductor element is, for example, silicon, carbon, silicon carbide, gallium nitride, gallium nitride formed on silicon, silicon nitride, or aluminum nitride.
  • the material constituting the wiring is, for example, copper, zinc, gold, palladium, aluminum, niobium, nickel, cobalt, molybdenum, tungsten, titanium, or iron.
  • the metal constituting the wiring is preferably copper or iron.
  • the bonding material 10 includes a crystalline silver film 12L crystallized from an amorphous silver film 12, and the bonding material 10 includes a bonding object 110 and a bonding object 120.
  • the bonding target object 110 preferably has an amorphous film on the surface in contact with the bonding material 10.
  • the bonding target 120 has an amorphous film on the surface in contact with the bonding material 10.
  • the crystalline silver film 12L is formed by crystallization of the amorphous silver film 12.
  • the amorphous silver film 12 is formed from a silver layer, for example.
  • the amorphous silver film 12 is formed from a silver layer on the surface of the silver layer.
  • the amorphous silver film 12 may be formed from a silver layer on the surface of a member different from the silver layer.
  • the first bonding target 110 and the second bonding target 120 are bonded using the bonding material 10 including the amorphous silver film 12. Since the crystallization of the amorphous silver film 12 proceeds at a temperature lower than a general sintering temperature, the bonding structure 100 according to the present embodiment can realize a good bonding even in a low temperature environment. Moreover, even when the heat resistance of either the 1st joining target object 110 and the 2nd joining target object 120 is comparatively low, the 1st joining target object 110 and the 2nd joining target object 120 can be joined favorably. In addition, since a large-scale apparatus such as a heating furnace is not required, bonding can be performed at a low cost by a simple process. Furthermore, it can join simply using a versatile metal.
  • the bonded structure 100 includes the bonding material 10 and the bonding objects 110 and 120 described above, and redundant descriptions are omitted to avoid redundancy.
  • a first joining object 110 and a second joining object 120 are prepared.
  • the bonding material 10 is formed on at least one of the first bonding object 110 and the second bonding object 120.
  • the bonding material 10 is formed on the surface of the first bonding object 110.
  • the bonding material 10 is in the form of a thin film.
  • the bonding material 10 has a main surface 10a and a main surface 10b.
  • the main surface 10a of the bonding material 10 is in contact with the first object 110, and the main surface 10b of the bonding material 10 is exposed.
  • the bonding material 10 includes an amorphous silver film 12.
  • the amorphous silver film 12 is exposed from the main surface 10 b of the bonding material 10. Note that the amorphous silver film 12 may be in direct contact with the first bonding target 110.
  • the amorphous silver film 12 may be in indirect contact with the first bonding target object 110 via another layer.
  • an adhesive layer may be provided between the amorphous silver film 12 and the first bonding target 110.
  • the material constituting the adhesive layer is, for example, titanium or titanium nitride.
  • the thickness of the adhesive layer is, for example, not less than 0.01 ⁇ m and not more than 0.05 ⁇ m.
  • a silver layer may be provided between the amorphous silver film 12 and the first bonding target 110.
  • the first bonding target 110 and the bonding material 10 may be exposed to an oxygen atmosphere as necessary.
  • a laminate L in which the bonding material 10 is disposed between the first bonding target 110 and the second bonding target 120 is formed.
  • the second object 120 is in contact with the main surface 10 b of the bonding material 10.
  • the amorphous silver film 12 of the bonding material 10 is in contact with the second bonding target 120, and in the stacked body L, the first bonding target 110 and the second bonding target 120 are the bonding material 10. It is laminated through.
  • the stacked body L is heated to form a crystalline silver film 12L from the amorphous silver film 12 of the bonding material 10, and the bonded structure 100 is manufactured.
  • the laminated body L is heated by, for example, a hot plate, a heating furnace, or a rapid heating process (Rapid Thermal Anneal: RTA).
  • the heating temperature for heating the laminate L is preferably 100 ° C. or higher and 400 ° C. or lower, and more preferably 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower.
  • the heating time of the laminate L is preferably 15 minutes or more and 5 hours or less, and more preferably 30 minutes or more and 3 hours or less.
  • the heating of the laminate L may be performed in an atmospheric pressure or in a vacuum.
  • the stack L may be heated in an atmosphere of an inert gas or a reducing gas (for example, argon, nitrogen, hydrogen, or formic acid gas).
  • the bonding structure 100 uses the bonding material 10 including the amorphous silver film 12, bonding can be performed with a relatively low pressure.
  • joining can be performed without pressure or a pressure of 1 MPa or less.
  • first bonding object 110 and the second bonding object 120 are bonded using the bonding material 10 including the amorphous silver film 12, bonding can be performed well even at a relatively low heating temperature. can do. Therefore, damage to the first object 110 and / or the second object 120 due to heat at the time of heating or generation of voids in the vicinity of the joint between the first object 110 and the second object 120 is generated. Can be suppressed.
  • the amorphous silver film 12 may become thick. Thereafter, when the stacked body L is further heated, the amorphous silver film 12 may be changed to the crystalline silver film 12L.
  • the bonding material 10 is formed on the first bonding target 110 of the first bonding target 110 and the second bonding target 120, but the present invention is not limited to this.
  • the bonding material 10 may be formed on the second bonding target 120 of the first bonding target 110 and the second bonding target 120.
  • the bonding material 10 is formed on one of the first bonding objects 110 and the second bonding objects 120, the larger one of the first bonding objects 110 and the second bonding objects 120. It is preferable to form the bonding material 10 on the objects to be bonded.
  • the joining material 10 may be formed on both the first joining object 110 and the second joining object 120.
  • the manufacturing method of the present embodiment described with reference to FIG. 4 is the joining described above with reference to FIG. 3 except that a joining material is formed on both the first joining object 110 and the second joining object 120. This is the same as the manufacturing method of the structure 100, and redundant description is omitted to avoid redundancy.
  • a first joining object 110 and a second joining object 120 are prepared.
  • a bonding material is formed on both the first bonding object 110 and the second bonding object 120.
  • the bonding material 10 ⁇ / b> A is formed on the surface of the first bonding object 110
  • the bonding material 10 ⁇ / b> B is formed on the surface of the second bonding object 120.
  • the bonding material 10A includes an amorphous silver film 12a
  • the bonding material 10B includes an amorphous silver film 12b.
  • the amorphous silver film 12a is exposed.
  • the amorphous silver film 12a may be in direct contact with the first object to be bonded 110, or may be in indirect contact with another layer.
  • an adhesive layer may be provided between the amorphous silver film 12a and the first object 110.
  • the material constituting the adhesive layer is, for example, titanium or titanium nitride.
  • the thickness of the adhesive layer is, for example, not less than 0.01 ⁇ m and not more than 0.05 ⁇ m.
  • a silver layer may be provided between the amorphous silver film 12a and the first object 110.
  • the amorphous silver film 12b is exposed in the bonding material 10B.
  • the amorphous silver film 12b may be in direct contact with the second bonding target 120 or indirectly through another layer.
  • an adhesive layer may be provided between the amorphous silver film 12b and the second bonding target 120.
  • a silver layer may be provided between the amorphous silver film 12b and the second bonding target 120.
  • the first bonding target 110 and the bonding material 10A may be exposed to an oxygen atmosphere as necessary.
  • the second bonding target 120 and the bonding material 10B may be exposed to an oxygen atmosphere as necessary.
  • the laminated body L which has arrange
  • the bonding material 10A faces the bonding material 10B, and the amorphous silver film 12a is in contact with the amorphous silver film 12b.
  • the 1st joining target object 110 and the 2nd joining target object 120 are laminated
  • the stacked body L is heated to form the crystalline silver film 12L from the amorphous silver films 12a and 12b of the bonding materials 10A and 10B, and the bonded structure 100 is manufactured.
  • the crystallization of the amorphous silver films 12a and 12b proceeds, and the interface between the amorphous silver films 12a and 12b disappears, and the amorphous silver films 12a and 12b are transformed into the crystalline silver film. 12L is formed.
  • the bonding material 10 in which the bonding materials 10A and 10B are integrated is formed, and the bonding material 10 and the first bonding object 110 are formed.
  • the second object 120 is joined. Thereby, the joined structure 100 is produced.
  • the interface between the two layers derived from the bonding materials 10A and 10B may be clearly specified or may not be specified.
  • the heating of the laminate L is performed by, for example, a hot plate, a heating furnace, or a rapid heating process.
  • the heating temperature for heating the laminate L is preferably 100 ° C. or higher and 400 ° C. or lower, and more preferably 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower.
  • the heating of the laminate L may be performed in an atmospheric pressure or in a vacuum.
  • the stack L may be heated in an atmosphere of an inert gas or a reducing gas (for example, argon, nitrogen, hydrogen, or formic acid gas).
  • FIG. since the manufacturing method of this embodiment uses the bonding materials 10A and 10B including the amorphous silver films 12a and 12b, the bonding can be performed with a relatively low pressure. For example, joining can be performed without pressure or a pressure of 1 MPa or less.
  • the first bonding object 110 and the second bonding object 120 are bonded using the bonding materials 10A and 10B including the amorphous silver films 12a and 12b, even at a relatively low heating temperature. Good bonding can be achieved. Therefore, damage to the first object 110 and / or the second object 120 due to heat at the time of heating or generation of voids in the vicinity of the joint between the first object 110 and the second object 120 is generated. Can be suppressed.
  • the bonding materials 10, 10 ⁇ / b> A, and 10 ⁇ / b> B are formed on the first bonding target 110 and / or the second bonding target 120.
  • the amorphous silver films 12, 12a, 12b of the bonding material 10 can be formed from a silver layer.
  • the silver layer 11 is formed on the support member S.
  • the silver layer 11 is supported by the support member S.
  • the silver layer 11 is formed on the support member S by sputtering, plating, chemical vapor deposition (CVD) or vapor deposition.
  • the method of sputtering processing is not specifically limited, For example, any of RF (high frequency) sputtering or DC (direct current) sputtering may be sufficient.
  • the plating method is not particularly limited, and for example, either electrolytic plating or electroless plating may be used.
  • the method of vapor deposition is not specifically limited, For example, the vacuum vapor deposition using resistance heating may be sufficient.
  • the support member S has, for example, a substrate shape. Moreover, it is preferable that the thermal expansion coefficient of the material which comprises the supporting member S is smaller than the thermal expansion coefficient of silver.
  • the support member S is preferably one of the objects to be bonded 110 and 120 in the bonded structure 100 described above with reference to FIG.
  • the silver layer 11 is preferably in the form of fine crystals (microcrystalline state with submicron units), columnar crystals, equiaxed crystals, or a mixed grain structure. Further, the thickness of the silver layer 11 is preferably 10 nm or more and 1 mm or less, and more preferably 100 nm or more and 30 ⁇ m or less.
  • the silver layer 11 is heated to form an amorphous silver film 12 from the silver layer 11, and the bonding material 10 is manufactured.
  • the amorphous silver film 12 is formed on the surface of the silver layer 11 by heating the silver layer 11.
  • the silver layer 11 is heated by, for example, a hot plate, a heating furnace, or a rapid heating process. Further, the heating of the silver layer 11 may be performed under atmospheric pressure, vacuum, ultra-high vacuum, reduced pressure, or oxygen atmosphere.
  • the heating time of the silver layer 11 is preferably 1 millisecond or more and 1 hour or less, and the heating time of the silver layer 11 is more preferably 1 minute or more and 45 minutes or less. It is preferable that the heating time of the silver layer 11 is shorter than the heating time of the laminated body L mentioned above with reference to FIG.3 (d) and FIG.4 (d).
  • the heating temperature of the silver layer 11 is 200 ° C. or more and 500 ° C. or less.
  • the heating temperature of the silver layer 11 is higher than the heating temperature of the laminated body L mentioned above with reference to FIG.3 (d) and FIG.4 (d).
  • the thickness of the amorphous silver film 12 is, for example, not less than 10 nm and not more than 1 ⁇ m. As described above with reference to FIGS. 3D and 4D, when the bonding material 10 is heated in contact with another member, crystallization of the amorphous silver film 12 proceeds. As a result, a bond is formed.
  • FIG. 6 shows the bonding material 10 of the present embodiment.
  • the amorphous silver film 12 was formed on the silver layer 11 by heating the silver layer 11 having a thickness of about 1 ⁇ m at 250 ° C. for 5 minutes.
  • the thickness of the amorphous silver film 12 was about 30 nm.
  • the black dots existing in the amorphous silver film 12 indicate fine seed crystals.
  • the heating time of the silver layer 11 increases, the thickness of the amorphous silver film 12 increases and / or the crystallization of the amorphous silver film 12 proceeds.
  • the amorphous silver film 12 is formed from the silver layer 11.
  • the bonding material 10 including the amorphous silver film 12 can be manufactured. Note that as the bonding material 10 for bonding the objects to be bonded, not only the amorphous silver film 12 but also the silver layer 11 may be used. Alternatively, the support member S as well as the amorphous silver film 12 and the silver layer 11 may be used as the bonding material 10.
  • the amorphous silver film 12 is thinner than the silver layer 11. For this reason, when the bonding material 10 includes the amorphous silver film 12 and the silver layer 11, it may appear that the silver layer 11 alone is bonded to an object to be bonded.
  • the crystalline silver film 12L crystallized from the crystalline silver film 12 greatly contributes to the bonding.
  • the heating time of the silver layer 11 is not too long. If the heating time is too long, the crystallization of the amorphous silver film 12 proceeds, and the bonding function of the bonding material 10 may deteriorate. For the same reason, it is preferable that the heating temperature of the silver layer 11 is not too high.
  • the silver layer 11 is typically supported by the support member S.
  • the support member S is formed from an insulating material or a conductive material.
  • the thermal expansion coefficient of the supporting member S is smaller than the thermal expansion coefficient of silver.
  • the ratio of the thermal expansion coefficient of silver to the thermal expansion coefficient of the material constituting the support member S is preferably 2.0 or more. .
  • the thermal expansion coefficient of silver is 18.9 ⁇ 10 ⁇ 6 .
  • the thermal expansion coefficient is a linear expansion coefficient, and the unit of the thermal expansion coefficient is “1 / K”.
  • the thermal expansion coefficient is a linear expansion coefficient
  • the unit of the thermal expansion coefficient is “1 / K”.
  • an amorphous silver film 12 is formed from the silver layer 11.
  • the formation mechanism of the amorphous silver film 12 is considered as follows.
  • the mechanism for forming the amorphous silver film 12 will be described with reference to FIG.
  • the silver layer 11 is formed on the support member S.
  • the silver layer 11 has a fine crystal, a columnar crystal, an equiaxed crystal, or a mixed grain structure.
  • the silver layer 11 is formed by sputtering, plating, chemical vapor deposition, or vapor deposition.
  • the silver layer 11 is heated to form a thin amorphous silver film 12 on the silver layer 11.
  • the heating temperature of the silver layer 11 is 200 ° C. or more and 500 ° C. or less.
  • the amorphous silver film 12 is considered to be formed from the silver layer 11 as follows.
  • the melting point of silver oxide is much lower than the melting point of silver, when the silver layer 11 is heated, the silver oxide contained in the silver layer 11 is melted in the silver layer 11. The melted liquid silver oxide moves to the surface of the silver layer 11 through the grain boundary in the silver layer 11 as shown by the arrow in FIG. When the silver oxide reaches the surface of the silver layer 11, the silver oxide is reduced and separated into silver and oxygen. In addition, since the stress in the silver layer 11 is relieved by the dissolution / movement of silver oxide, the path after liquid silver oxide has passed is blocked by adjacent silver crystals.
  • the liquid silver oxide moving from the inside of the silver layer 11 toward the surface of the silver layer 11 is reduced and vaporized on the surface. For this reason, the vaporized silver spouts from the silver layer 11 toward the opposing member CS.
  • silver falls on the silver layer 11 and deposits in an amorphous state. As described above, by heating the silver layer 11, the amorphous silver film 12 can be formed on the facing member CS separated from the silver layer 11.
  • the amorphous silver film 12 can be formed on the silver layer 11 by heating the silver layer 11.
  • the amorphous silver film 12 is formed on the silver layer 11 from which the amorphous silver film 12 is derived.
  • the amorphous silver film 12 may be formed on a member different from the silver layer 11.
  • the amorphous silver film 12 may be formed on the facing member by heating the silver layer 11 in a state where the facing member facing the silver layer 11 is disposed.
  • the manufacturing method with reference to FIG. 8 is the same as the manufacturing method described above with reference to FIGS. 5 to 7 except that the amorphous silver film 12 is formed on the opposing member, so as to avoid redundancy.
  • the description which overlaps with is omitted.
  • a silver layer 11 is formed on the support member S.
  • the silver layer 11 has a fine crystal, a columnar crystal, an equiaxed crystal, or a mixed grain structure.
  • the silver layer 11 is formed by sputtering, plating, chemical vapor deposition, or vapor deposition.
  • the thickness of the silver layer 11 is preferably 10 nm or more and 1 mm or less, and more preferably 100 nm or more and 30 ⁇ m or less.
  • the facing member CS is arranged at a position away from the silver layer 11 so as to face the silver layer 11.
  • the distance between the facing member CS and the silver layer 11 is preferably 100 nm or more and 20 cm or less, and more preferably 1 ⁇ m or more and 10 cm or less.
  • the material constituting the facing member CS is preferably smaller than the thermal expansion coefficient of silver, like the support member S described above with reference to FIG.
  • the ratio of the thermal expansion coefficient of silver to the thermal expansion coefficient of the material constituting the opposing member CS is preferably 2.0 or more.
  • the facing member CS is a metal substrate.
  • the facing member CS is made of gold, copper, or nickel.
  • the facing member CS is preferably one of the objects to be bonded 110 and 120 in the bonded structure 100 described above with reference to FIG.
  • the silver layer 11 is heated to form the amorphous silver film 12 on the opposing member CS, and the bonding material 10 is manufactured.
  • the silver layer 11 amorphous silver fine particles generated from the silver layer 11 are ejected toward the opposing member CS, and an amorphous silver film 12 is formed on the opposing member CS.
  • the silver layer 11 is heated by, for example, a hot plate, a heating furnace, or a rapid heating process. Further, the heating of the silver layer 11 may be performed under atmospheric pressure, vacuum, ultra-high vacuum, reduced pressure, or oxygen atmosphere.
  • the heating time of the silver layer 11 is preferably 1 millisecond or more and 1 hour or less, and the heating time of the silver layer 11 is more preferably 1 minute or more and 45 minutes or less. It is preferable that the heating time of the silver layer 11 is shorter than the heating time of the laminated body L mentioned above with reference to FIG.3 (d) and FIG.4 (d).
  • the heating temperature of the silver layer 11 is 200 ° C. or more and 500 ° C. or less.
  • the heating temperature of the silver layer 11 is higher than the heating temperature of the laminated body L mentioned above with reference to FIG.3 (d) and FIG.4 (d).
  • the amorphous silver film 12 can be formed on the opposing member CS separated from the silver layer 11.
  • the formation mechanism of the amorphous silver film 12 is considered as follows. Hereinafter, the formation mechanism of the amorphous silver film 12 will be described with reference to FIG.
  • a silver layer 11 is formed on the support member S.
  • the silver layer 11 has a fine crystal, a columnar crystal, an equiaxed crystal, or a mixed grain structure.
  • the facing member CS is disposed at a position away from the silver layer 11.
  • the silver layer 11 is heated to form an amorphous silver film 12 on the opposing member CS.
  • the heating temperature of the silver layer 11 is 200 ° C. or more and 500 ° C. or less.
  • the amorphous silver film 12 is considered to be formed from the silver layer 11 as follows.
  • the melting point of silver oxide is much lower than the melting point of silver, when the silver layer 11 is heated, the silver oxide contained in the silver layer 11 is melted in the silver layer 11. The melted liquid silver oxide moves to the surface through the grain boundary in the silver layer 11 as shown by the arrow in FIG. Silver oxide is separated into silver and oxygen on the surface of the silver layer 11. In addition, since the stress in the silver layer 11 is relieved by the dissolution / movement of silver oxide, the path after liquid silver oxide has passed is blocked by adjacent silver crystals.
  • the liquid silver oxide moving from the inside of the silver layer 11 toward the surface of the silver layer 11 is reduced and vaporized on the surface. For this reason, the vaporized silver spouts from the silver layer 11 toward the opposing member CS.
  • the silver that has reached the counter member CS is cooled and deposited in an amorphous state. As described above, by heating the silver layer 11, the amorphous silver film 12 can be formed on the facing member CS separated from the silver layer 11.
  • the amorphous silver film 12 when the amorphous silver film 12 is formed from the silver layer 11, the amorphous silver film 12 is on the silver layer 11 or facing away from the silver layer 11. It can be formed on the member CS.
  • the formation location of the amorphous silver film 12 can be controlled according to the atmosphere when the silver layer 11 is heated and / or the direction of the silver layer 11.
  • the silver when the pressure around the silver layer 11 is relatively low when the silver layer 11 is heated, the silver is ejected vigorously from the silver layer 11 and flies until it reaches the opposing member CS from the silver layer 11.
  • the pressure around the silver layer 11 is relatively high when the silver layer 11 is heated, the silver is not ejected from the silver layer 11 or is ejected weakly and is deposited on the silver layer 11.
  • the amorphous silver is ejected vigorously from the silver layer 11, It flies until it reaches the opposing member CS from the silver layer 11.
  • the amorphous silver does not erupt from the silver layer 11 or weakly erupts on the silver layer 11. accumulate.
  • the amorphous silver film 12 of the bonding material 10 is crystallized by heating.
  • the crystallization of the amorphous silver film 12 may proceed only by leaving the amorphous silver film 12 at room temperature for a long time. For this reason, it is preferable to start bonding using the bonding material 10 as soon as possible after manufacturing the bonding material 10 including the amorphous silver film 12. Further, when the bonding material 10 is stored after the amorphous silver film 12 is formed, the bonding material 10 is preferably stored in an environment at room temperature or lower.
  • the movement mechanism of silver oxide or silver in the silver layer 11 is not limited to this.
  • the silver oxide in the silver layer 11 may move without passing through the grain boundary in the silver layer 11 and evaporating onto the surface of the silver layer 11.
  • the stress of the silver layer 11 is relaxed, and some fine particles inside the silver layer 11 move to the surface.
  • the amorphous silver film 12 is formed with stress migration.
  • the crystalline silver film obtained by crystallizing the amorphous silver film 12 on the silver layer 11 may be generally called hillock.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of the bonded structure 200 of the present embodiment.
  • the bonded structure 200 includes a bonding object 210, a bonding material 10F, a thermal stress absorbing material 230, a bonding material 10S, and a bonding object 220.
  • the bonding target object 210, the bonding material 10F, the thermal stress absorbing material 230, the bonding material 10S, and the bonding target object 220 are stacked in this order.
  • the joining object 210 and the joining object 220 may be referred to as a first joining object 210 and a second joining object 220, respectively.
  • the bonding material 10F and the bonding material 10S may be referred to as a first bonding material 10F and a second bonding material 10S, respectively.
  • the first bonding material 10F includes a crystalline silver film 12Lf.
  • the first bonding material 10F is bonded to the first bonding object 210 and the thermal stress absorbing material 230.
  • the second bonding material 10S includes a crystalline silver film 12Ls.
  • the second bonding material 10S is bonded to the thermal stress absorbing material 230 and the second bonding target 220.
  • the first bonding target 210 and the second bonding target 220 are bonded via the first bonding material 10F, the thermal stress absorbing material 230, and the second bonding material 10S.
  • the first joining object 210 and the second joining object 220 may be arbitrary members.
  • examples of the material constituting the first joining object 210 and the second joining object 220 include those exemplified above as the materials constituting the first joining object 110 and 120 described above.
  • the bonding target object 210 and / or the second bonding target object 220 is a substrate.
  • the substrate may be a metal substrate or an insulating substrate.
  • the thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) of the material constituting the first bonding object 210 is lower than the thermal expansion coefficient of silver.
  • the thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) of the material constituting the second bonding target 220 is lower than that of silver.
  • the ratio of the thermal expansion coefficient of silver to the thermal expansion coefficient of the material constituting the joining objects 210 and 220 is 2.0.
  • the thermal expansion coefficient of the material constituting the joining objects 210 and 220 is not necessarily lower than that of silver, and the joining objects 210 and 220 are made of a material having a relatively high thermal expansion coefficient. It may be configured.
  • the joint structure 200 includes the thermal stress absorbing material 230, so that it is possible to suppress a thermal shock during heating and realize a good joint.
  • the material constituting the thermal stress absorbing material 230 include the same materials as those constituting the joining objects 210 and 220 described above.
  • a material constituting the thermal stress absorber 230 for example, molybdenum, tungsten, niobium, titanium, silicon, carbon, graphite, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, alumina, or Invar alloy may be used.
  • the thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) of the material constituting the thermal stress absorber 230 is preferably lower than the thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) of silver.
  • the coefficient of thermal expansion of the material constituting the thermal stress absorber 230 is 0.1 ⁇ 10 ⁇ 6 or more and less than 10.0 ⁇ 10 ⁇ 6 .
  • the ratio of the thermal expansion coefficient of silver to the thermal expansion coefficient of the material constituting the thermal stress absorber 230 is 2.0 or more. Preferably there is.
  • the surface of the thermal stress absorber 230 is covered with a metal film.
  • a metal film By covering the thermal stress absorbing material 230 with a metal film, it is possible to bond well.
  • the surface of the thermal stress absorber 230 may be covered with silver.
  • the bonding structure 200 of the present embodiment realizes good bonding using the bonding materials 10F and 10S including the crystalline silver films 12Lf and 12Ls.
  • the first joining object 210 and the second joining object 220 can be favorably joined regardless of the sizes of the first joining object 210 and the second joining object 220.
  • a bonding material 10Fa is formed on the surface of the first bonding target 210.
  • the bonding material 10Fa has an amorphous silver film 12fa.
  • the bonding material 10Fa is manufactured as described above with reference to FIGS.
  • the bonding material 10Sa is formed on the surface of the second bonding target 220.
  • the bonding material 10Sa has an amorphous silver film 12sa.
  • the bonding material 10Sa is manufactured as described above with reference to FIGS.
  • bonding materials 10Fb and 10Sb are formed on both surfaces of the thermal stress absorbing material 230.
  • the bonding materials 10Fb and 10Sb have amorphous silver films 12fb and 12sb.
  • the bonding materials 10Fb and 10Sb are manufactured, for example, as described above with reference to FIGS.
  • the thermal stress absorbing material 230 is applied to the first bonding target 210 so that the bonding material 10 Fa on the first bonding target 210 contacts the bonding material 10 Fb on the thermal stress absorbing material 230. Further, the first bonding target 210 is stacked on the thermal stress absorbing material 230 so that the bonding material 10Sb on the thermal stress absorbing material 230 is in contact with the bonding material 10Sa on the second bonding target 220. As described above, the laminated body L in which the first joining object 210, the joining materials 10Fa and 10Fb, the thermal stress absorbing material 230, the joining materials 10Sb and 10Sa, and the second joining object 220 are laminated is manufactured.
  • the laminated body L is heated to produce a bonded structure 200.
  • the crystalline silver film 12Lf is formed from the amorphous silver films 12fa and 12fb of the bonding materials 10Fa and 10Fb, and the crystalline silver film is formed from the amorphous silver films 12sa and 12sb of the bonding materials 10Sa and 10Sb. 12Ls is formed.
  • the stacked body L When the stacked body L is heated, the crystallization of the amorphous silver films 12fa and 12fb proceeds, the interface between the amorphous silver films 12fa and 12fb disappears, and the crystalline silver film 12Lf is transformed from the amorphous silver films 12fa and 12fb. It is formed.
  • the bonding materials 10Fa and 10Fb are changed to the crystalline silver film 12Lf, the bonding materials 10Fa and 10Fb are integrated to form the bonding material 10F.
  • the interface between the two layers derived from the bonding materials 10Fa and 10Fb may be clearly specified or may not be specified.
  • the bonded structure 200 is manufactured.
  • the laminated body L is heated by, for example, a hot plate, a heating furnace, or a rapid heating process.
  • the heating temperature for heating the laminate L is preferably 100 ° C. or higher and 400 ° C. or lower, and more preferably 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower.
  • the heating of the laminated body L may be performed in atmospheric pressure or may be performed in a vacuum.
  • the stack L may be heated in an atmosphere of an inert gas or a reducing gas (for example, argon, nitrogen, hydrogen, or formic acid gas).
  • the amorphous silver film 12fb and the heat are between the first bonding object 210 and the amorphous silver film 12fa.
  • An adhesive layer is formed between the stress absorber 230, between the thermal stress absorber 230 and the amorphous silver film 12sb, and / or between the amorphous silver film 12sa and the second bonding target 220. May be.
  • the adhesive layer the adhesion between the first bonding object 210 and the first bonding material 10F, the bonding between the first bonding material 10F and the thermal stress absorbing material 230, the thermal stress absorbing material 230 and the second bonding material 10S.
  • the material constituting the adhesive layer is, for example, titanium or titanium nitride.
  • the thickness of the adhesive layer is, for example, not less than 0.01 ⁇ m and not more than 0.05 ⁇ m.
  • a silver layer may be provided between the thermal stress absorber 230 and the amorphous silver film 12sb and / or between the amorphous silver film 12sa and the second bonding target 220.
  • the bonding can be performed at a relatively low pressure.
  • bonding can be performed with no pressure or a pressure of 1 MPa or less.
  • the bonding materials 10Fb and 10Sb are formed on both surfaces of the thermal stress absorber 230, the bonding materials 10Fb and 10Sb are simultaneously formed on both surfaces of the thermal stress absorber 230.
  • the bonding materials 10Fb and 10Sb may be formed under heating conditions. However, when the bonding materials 10Fb and 10Sb are formed in order, the adhesive strength due to the previously formed bonding material may decrease. It is.
  • the bonding material 10 ⁇ / b> Fa is formed on the first bonding target 210, and the bonding material 10 ⁇ / b> Fb is formed on the thermal stress absorbing material 230, and then the bonding material 10 ⁇ / b> Fa and the bonding material 10 ⁇ / b> Fb
  • the present invention is not limited to this. Only one of the bonding material 10Fa and the bonding material 10Fb may be formed, and the first bonding object 210 and the thermal stress absorbing material 230 may be bonded by the formed bonding material.
  • the bonding material 10 ⁇ / b> Sa is formed on the second bonding target 220 and the bonding material 10 ⁇ / b> Sb is formed on the thermal stress absorbing material 230, and then the bonding material 10 ⁇ / b> Sa and the bonding material are formed.
  • the bonding material 10S is formed from 10Sb, the present invention is not limited to this. Only one of the bonding material 10Sa and the bonding material 10Sb may be formed, and the thermal stress absorbing material 230 and the second bonding target 220 may be bonded by the formed bonding material.
  • Sample 1 A silver layer was formed on the silicon substrate by sputtering. Next, Sample 1 was prepared by heating the silver layer at 250 ° C. for 5 minutes. An SEM photograph of Sample 1 was taken.
  • FIG. 12 is a diagram showing Sample 1, and FIG. 13 is an enlarged view of region A in FIG. 12 and 13 show that an amorphous silver film 12 is formed on the silver layer 11.
  • X-ray fluorescence analysis was performed under vacuum at points P1 to P4 in FIG.
  • the point P1 is located in the amorphous silver film 12
  • the point P2 is located in the silver layer 11
  • the point P3 is located in the adhesive used to attach the sample 1.
  • the point P4 is located in the vacuum region.
  • the spot size was set to 25 nm
  • the LiveTime was set to 100 seconds with the beam focused to the minimum, and measurement was performed.
  • FIGS. 14 (a) to 14 (d) are graphs showing the results of fluorescent X-ray analysis at points P1 to P4 in FIG. 13, respectively.
  • the peak near 3.0 eV in FIG. 14B indicates that silver is present in the silver layer 11.
  • the peak in the vicinity of 2.0 to 2.5 eV in FIG. 14B indicates that silicon and molybdenum are present as impurities in the silver layer 11.
  • the peak near 3.0 eV in FIG. 14A indicates that silver is present in the amorphous silver film 12. Further, the peak in the vicinity of 2.0 to 2.5 eV in FIG. 14A indicates that silicon and molybdenum are also present as impurities in the amorphous silver film 12. From the above, it can be seen that the components of the amorphous silver film 12 are derived from the silver layer.
  • FIG. 15A is an enlarged view of a part of FIG. 13
  • FIG. 15B is an enlarged view of region B of FIG. 15A
  • FIG. 15C is FIG. 15B. It is the figure which expanded a part of.
  • the thickness of the silver layer 11 was about 300 nm, whereas the thickness of the amorphous silver film 12 was about 30 nm.
  • Example 2 A thin silicon substrate was prepared. The outer diameter of the silicon substrate was about 8 mm both vertically and horizontally. Next, a silver layer was formed on the silicon film. The outer diameter of the silver layer was about 7 mm in both length and width.
  • a copper plate was prepared.
  • the outer diameter of the copper plate was about 7 mm in both length and width.
  • a copper mask was formed by opening two rows of character strings near the center of the copper plate. In the copper mask, the first row of characters was “ISIR” and the second row of characters was “NCKU”. The length of one character was about 600 ⁇ m in length and about 300 ⁇ m in width.
  • Sample 2 was prepared by heating at 250 ° C. for 5 minutes in the air. Next, an optical micrograph of Sample 2 was taken.
  • FIG. 16A shows Sample 2.
  • FIG. 16B is an enlarged view of a part of FIG. 16A
  • FIG. 16C is an enlarged view of a part of FIG.
  • FIG. 16 (a) to FIG. 16 (c) a bright part (white part) indicates that an amorphous silver film exists, and a dark part (black part) indicates that an amorphous silver film exists. It shows no.
  • FIGS. 16 (a) to 16 (c) show that, in the copper mask, an amorphous silver film is formed corresponding to the region where the plate exists, while the non-corresponding region corresponding to the perforated region. This shows that a crystalline silver film was not formed.
  • Example 3 A thin silicon substrate was prepared. The outer diameter of the silicon substrate was about 8 mm both vertically and horizontally. Next, a silver layer was formed on the silicon film. The outer diameter of the silver layer was about 7 mm in both length and width.
  • a copper plate was prepared.
  • a copper mask was formed by opening a single string of holes near the center of the copper plate.
  • the character string was “NCKU”.
  • the length of one character was about 600 ⁇ m in length and about 300 ⁇ m in width.
  • Sample 3 was prepared by heating at 250 ° C. for 5 minutes under vacuum. Next, an optical micrograph of Sample 3 was taken.
  • FIG. 17 (a) is a diagram showing the sample 3
  • FIG. 17 (b) is an enlarged view of a region surrounded by FIG. 17 (a).
  • FIG. 17 (a) and FIG. 17 (b) the bright part (white part) indicates that an amorphous silver film exists, and the dark part (black part) indicates that an amorphous silver film exists. It shows no.
  • FIGS. 17 (a) and 17 (b) show that, in the copper mask, the amorphous silver film was not formed corresponding to the region where the plate was present, but the hole was perforated. It shows that an amorphous silver film was formed.
  • the bonding material according to the present invention is suitably used for bonding a plurality of members.

Abstract

本発明の接合材（１０）は非晶質銀膜（１２）を含む。

Description

接合材、接合材の製造方法、接合構造体の作製方法
　本発明は、接合材、接合材の製造方法、接合構造体の作製方法に関する。
　複数の部材を互いに接触させて接合することにより、複数の部材を一体化させることが知られている。例えば、半導体素子を基板に実装する際には、半導体素子と基板とが接合材によって接合される。
　従来、接合材として鉛を含有した半田が広く用いられてきた。しかしながら、昨今、環境保護の問題から鉛を含有しない半田（鉛フリー半田）の研究が進められている。しかしながら、一般に鉛フリー半田は鉛を含有する半田と比べて融点が高いため、鉛フリー半田を用いて高温下で接合すると、熱応力によって接合対象物が破損したり、はんだ接合界面にボイドが生じることがある。
　そこで、低融点の接合材として、金属ナノ粒子を含有するペーストが検討されている（例えば、特許文献１）。特許文献１には、ペーストを絶縁基板に塗布した後、ペーストに半導体チップを載せて加熱することにより、半導体チップを絶縁基板に接合する方法が開示されている。特許文献１では、ペーストは、金属ナノ粒子、有機分散材、分散剤捕捉材および揮発性有機成分を含有しており、加熱時に、ペーストからガスを揮発させている。
特開２００８－１０７０３号公報
　しかしながら、特許文献１の手法では、ペーストを調製する際に複数種の成分を混合させる必要があり、ペーストの調製が煩雑で、簡便に接合を行うことができない。また、特許文献１の手法では、コストが増大してしまうことになる。
　本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低温環境下であっても良好かつ容易に接合可能な接合材、接合材の製造方法、接合構造体の作製方法を提供することである。
　本発明による接合材は、非晶質銀膜を含む。
　ある実施形態において、前記接合材は、前記非晶質銀膜と接触する銀層をさらに含む。
　ある実施形態において、前記銀層は、微細結晶、柱状晶、等軸晶または混粒構造を有している。
　ある実施形態において、前記銀層の厚さは１０ｎｍ以上１ｍｍ以下である。
　本発明による接合材の製造方法は、銀層を用意する工程と、前記銀層を加熱して前記銀層から非晶質銀膜を形成する工程とを包含する。
　ある実施形態において、前記銀層を用意する工程は、支持部材上に、スパッタリング処理、めっき、化学気相成長または蒸着によって前記銀層を形成する工程を含む。
　ある実施形態では、前記銀層を用意する工程において、前記銀層は、微細結晶、柱状晶、等軸晶または混粒構造を有している。
　ある実施形態では、前記非晶質銀膜を形成する工程において、前記非晶質銀膜は、前記銀層の上に形成される。
　ある実施形態において、前記非晶質銀膜を形成する工程は、前記銀層と対向する対向部材を配置する工程と、前記対向部材を配置した状態で前記銀層を加熱して前記対向部材上に前記非晶質銀膜を形成する工程とを含む。
　本発明による接合構造体の作製方法は、第１接合対象物および第２接合対象物を用意する工程と、接合材を形成する工程と、積層体を形成する工程と、接合する工程とを包含する。前記接合材を形成する工程において、前記第１接合対象物および前記第２接合対象物のうちの少なくとも一方の接合対象物の表面に接合材を形成する。前記積層体を形成する工程において、前記第１接合対象物と前記第２接合対象物との間に前記接合材が配置するように前記第１接合対象物、前記接合材および前記第２接合対象物を積層した積層体を形成する。前記接合する工程において、前記積層体を加熱して前記接合材を介して前記第１接合対象物と前記第２接合対象物とを接合する。前記接合材を形成する工程は、銀層を用意する工程と、前記銀層を加熱して前記銀層から非晶質銀膜を形成する工程とを含む。
　ある実施形態では、前記非晶質銀膜を形成する工程において、前記非晶質銀膜は前記積層体を加熱する前に形成される。
　ある実施形態において、前記銀層を用意する工程は、前記少なくとも一方の接合対象物の表面に前記銀層を形成する工程を含み、前記非晶質銀膜を形成する工程において、前記非晶質銀膜は前記銀層の上に形成される。
　ある実施形態において、前記銀層を用意する工程は、前記少なくとも一方の接合対象物とは別部材の表面に前記銀層を形成する工程を含み、前記非晶質銀膜を形成する工程は、前記銀層から、前記少なくとも一方の接合対象物の表面に前記非晶質銀膜を形成する工程を含む。
　本発明によれば、低温環境下であっても良好かつ容易に接合可能な接合材、接合材の製造方法、接合構造体の作製方法を提供できる。
本実施形態の接合材の模式図である。 本実施形態の接合構造体の模式図である。 （ａ）～（ｄ）は、本実施形態の接合構造体の作製方法を説明するための模式図である。 （ａ）～（ｄ）は、本実施形態の接合構造体の作製方法を説明するための模式図である。 （ａ）および（ｂ）は、本実施形態の接合材の製造方法を説明するための模式図である。 本実施形態の接合材を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、本実施形態の接合材の製造方法を説明するための模式図である。 （ａ）～（ｃ）は、本実施形態の接合材の製造方法を説明するための模式図である。 （ａ）および（ｂ）は、本実施形態の接合材の製造方法を説明するための模式図である。 本実施形態の接合構造体の模式図である。 （ａ）～（ｅ）は、図１０に示した接合構造体の作製方法を説明するための模式図である。 実施例におけるサンプルの模式的な断面図である。 図１２の一部拡大図である。 （ａ）～（ｄ）は、図１３のＰ１～Ｐ４における蛍光Ｘ線分析結果を示すグラフである。 （ａ）は図１３の一部拡大図であり、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図であり、（ｃ）は（ｂ）の一部拡大図である。 実施例におけるサンプルを示す図であり、（ａ）は大気中で加熱して形成された非晶質銀膜を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図であり、（ｃ）は（ｂ）の一部拡大図である。 実施例におけるサンプルを示す図であり、（ａ）は真空中で加熱して形成された非晶質銀膜を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図である。
　以下に、本発明に係る接合材、接合材の製造方法、および、接合構造体の作製方法の実施形態を説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、以下の実施形態を適宜変更してもよい。なお、冗長な説明を避けるために、重複する記載を適宜省略することがあるが、発明の要旨を限定するものではない。
　図１を参照して本発明に係る接合材１０の実施形態を説明する。図１は、本実施形態の接合材１０の模式図を示す。接合材１０は接合対象物を接合するために用いられる。接合材１０は、典型的には薄膜状である。
　接合材１０は非晶質銀膜１２を含む。非晶質銀膜１２は主成分として非晶質銀を含有する。ただし、非晶質銀膜１２は非晶質銀以外の不純物を含有してもよい。非晶質銀膜１２中の非晶質銀の割合は、５０質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上であることがさらに好ましく、９０質量％以上であることがさらに好ましい。また、非晶質銀膜１２の厚さは、例えば１０ｎｍ以上１μｍ以下である。
　典型的には、接合材１０は２つの主面を有している。図１では、接合材１０は、いずれの主面もいずれの部材とも接触することなく露出するように示されている。ただし、接合材１０を接合対象物と接触させる前に、接合材１０の２つの主面のうちの少なくとも一方の主面は何らかの部材と接触していてもよい。
　一般に、非晶質銀は比較的不安定であることが知られている。本実施形態では、接合材１０を加熱すると、非晶質銀膜１２内の非晶質銀が結晶化して結晶性銀となり安定化する。本明細書において、非晶質銀膜１２内の非晶質銀を結晶化させた結晶性銀を含む膜を結晶性銀膜と記載することがある。
　接合材１０と接合対象物とを接触させて加熱すると、非晶質銀膜１２内の非晶質銀が結晶化し、非晶質銀膜１２は結晶性銀膜に変化する。非晶質銀膜１２から結晶性銀膜に変化する際に接合材１０は接合対象物と結合する。したがって、本実施形態の接合材１０を利用して接合対象物を接合させた接合構造体を作製できる。
　以下、図２を参照して本発明に係る接合構造体１００の実施形態を説明する。図２は、本実施形態の接合構造体１００の模式図を示す。
　接合構造体１００は、接合材１０と、接合対象物１１０と、接合対象物１２０とを備える。接合材１０は薄膜状である。接合構造体１００では、接合対象物１１０、接合材１０および接合対象物１２０がこの順番に積層しており、接合材１０が、接合対象物１１０と接合対象物１２０とを接合している。ここでは、接合材１０は結晶性銀膜１２Ｌを含む。結晶性銀膜１２Ｌは、図１に示した非晶質銀膜１２を加熱して結晶化することによって形成される。なお、本明細書の以下の説明において、接合対象物１１０、接合対象物１２０をそれぞれ第１接合対象物１１０、第２接合対象物１２０と記載することがある。
　第１接合対象物１１０は任意の部材であってもよい。例えば、接合対象物１１０は基板である。基板は、金属基板であってもよく、絶縁基板であってもよい。
　金属基板を構成する物質は、例えば、銅、亜鉛、金、パラジウム、アルミニウム、ニッケル、コバルト、鉄、アルミナ、タングステン、ニオブ、モリブデン、チタン、ステンレス鋼、イオンバー合金（鉄、ニッケル、マンガンおよび炭素を構成成分とする合金）、またはコバール合金（鉄、ニッケル、コバルト、マンガンおよびシリコンを構成成分とする合金）である。また、絶縁基板を構成する物質は、例えば、ガラス、シリカガラス、シリコン、炭素、セラミックス、シリコンカーバイド、ガリウムナイトライド、シリコン上に形成したガリウムナイトライド、シリコンナイトライドまたはアルミニウムナイトライドである。
　また、第２接合対象物１２０は任意の部材であってもよい。例えば、接合対象物１２０は、基板は、金属基板であってもよく、絶縁基板であってもよい。第２接合対象物１２０を構成する材質としては、例えば、上記の接合対象物１１０を構成する材質と同様のものが挙げられる。
　あるいは、第２接合対象物１２０は、半導体素子または配線であってもよい。半導体素子を構成する材質は、例えば、シリコン、炭素、シリコンカーバイド、ガリウムナイトライド、シリコン上に形成したガリウムナイトライド、シリコンナイトライド、または、アルミニウムナイトライドである。配線を構成する物質は、例えば、銅、亜鉛、金、パラジウム、アルミニウム、ニオブ、ニッケル、コバルト、モリブデン、タングステン、チタン、または、鉄である。汎用性およびコストパフォーマンスに優れ、接合材１０との接着を容易にするために、配線を構成する金属は銅または鉄であることが好ましい。
　本実施形態の接合構造体１００において、接合材１０は、非晶質銀膜１２の結晶化した結晶性銀膜１２Ｌを含んでおり、接合材１０は接合対象物１１０と接合対象物１２０とを接合する。なお、接合対象物１１０は、接合材１０と接する面に非晶質膜を有していることが好ましい。また、接合対象物１２０は、接合材１０と接する面に非晶質膜を有していることが好ましい。
　上述したように、結晶性銀膜１２Ｌは、非晶質銀膜１２の結晶化によって形成される。非晶質銀膜１２は、例えば、銀層から形成される。一例として、非晶質銀膜１２は、銀層の表面上に銀層から形成される。あるいは、非晶質銀膜１２は、銀層とは異なる部材の表面上に銀層から形成されてもよい。
　本実施形態の接合構造体１００では、上述したように、非晶質銀膜１２を含む接合材１０を利用して第１接合対象物１１０と第２接合対象物１２０とを接合している。非晶質銀膜１２の結晶化は、一般的な焼結温度よりも低い温度で進行するため、本実施形態の接合構造体１００は、低温環境下であっても良好な接合を実現できる。また、第１接合対象物１１０および第２接合対象物１２０のいずれかの耐熱性が比較的低い場合でも、第１接合対象物１１０と第２接合対象物１２０を良好に接合できる。また、加熱炉などの大規模な装置を必要としないので、簡便なプロセスで低コストに接合を行うことができる。さらに、汎用性のある金属を利用して簡便に接合を行うことができる。
　ここで、図３を参照して本実施形態による接合構造体１００の作製方法の一例を説明する。接合構造体１００は、上述した接合材１０、接合対象物１１０、１２０を備えており、冗長を避けるために重複する記載を省略する。
　図３（ａ）に示すように、第１接合対象物１１０および第２接合対象物１２０を用意する。
　図３（ｂ）に示すように、第１接合対象物１１０および第２接合対象物１２０のうちの少なくとも一方の接合対象物に接合材１０を形成する。ここでは、第１接合対象物１１０の表面に接合材１０を形成する。接合材１０は薄膜状である。接合材１０は、主面１０ａと、主面１０ｂとを有している。ここでは、接合材１０の主面１０ａは第１接合対象物１１０と接触しており、接合材１０の主面１０ｂは露出している。
　接合材１０は非晶質銀膜１２を含む。非晶質銀膜１２は接合材１０の主面１０ｂから露出している。なお、非晶質銀膜１２は、第１接合対象物１１０と直接接触してもよい。
　また、非晶質銀膜１２は、第１接合対象物１１０と別の層を介して間接的に接触してもよい。例えば、非晶質銀膜１２と第１接合対象物１１０との間に接着層を設けてもよい。接着層を構成する材質は、例えば、チタンまたはチタンナイトライドである。接着層の厚さは、例えば、０．０１μｍ以上０．０５μｍ以下である。あるいは、後述するように、非晶質銀膜１２と第１接合対象物１１０との間に銀層が設けられてもよい。
　なお、第１接合対象物１１０の表面に接合材１０を形成した後、必要に応じて、第１接合対象物１１０および接合材１０を酸素雰囲気に暴露させてもよい。
　図３（ｃ）に示すように、第１接合対象物１１０と第２接合対象物１２０との間に接合材１０を配置した積層体Ｌを形成する。第２接合対象物１２０は接合材１０の主面１０ｂと接触している。積層体Ｌでは、接合材１０の非晶質銀膜１２が第２接合対象物１２０と接触しており、積層体Ｌでは、第１接合対象物１１０および第２接合対象物１２０が接合材１０を介して積層している。
　図３（ｄ）に示すように、積層体Ｌを加熱して接合材１０の非晶質銀膜１２から結晶性銀膜１２Ｌを形成し、接合構造体１００を作製する。積層体Ｌの加熱は、例えば、ホットプレート、加熱炉または急速加熱処理（Ｒａｐｉｄ　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ａｎｎｅａｌ：ＲＴＡ）で行われる。
　積層体Ｌを加熱するための加熱温度は、１００℃以上４００℃以下であることが好ましく、１５０℃以上３００℃以下であることがさらに好ましい。例えば、積層体Ｌの加熱時間は、１５分以上５時間以下であることが好ましく、３０分以上３時間以下であることがさらに好ましい。
　積層体Ｌの加熱は、大気圧中で行われてもよいし、真空中で行われてもよい。あるいは、積層体Ｌの加熱は、不活性ガスまたは還元ガス（例えば、アルゴン、窒素、水素またはギ酸ガス）雰囲気で行われてもよい。
　積層体Ｌを加熱することにより、非晶質銀膜１２の結晶化が進行して非晶質銀膜１２から結晶性銀膜１２Ｌが形成される。接合材１０の非晶質銀膜１２が結晶性銀膜１２Ｌに変化すると、接合材１０の結晶性銀膜１２Ｌと第２接合対象物１２０との界面が結合し、接合材１０が第１接合対象物１１０および第２接合対象物１２０を接合する。これにより、接合構造体１００が作製される。
　なお、第１接合対象物１１０および第２接合対象物１２０の接合は、積層体Ｌに圧力を印加して行ってもよい。ただし、本実施形態において、接合構造体１００は、非晶質銀膜１２を含む接合材１０を利用するため、比較的低い圧力で接合を行うことができる。例えば、接合は、無加圧または１ＭＰａ以下の圧力で行うことができる。
　本実施形態によれば、非晶質銀膜１２を含む接合材１０を利用して第１接合対象物１１０および第２接合対象物１２０を接合するため、比較的低い加熱温度でも、良好に接合することができる。したがって、加熱時の熱による第１接合対象物１１０および／または第２接合対象物１２０の破損、または、第１接合対象物１１０と第２接合対象物１２０との接合部付近におけるボイドの発生を抑制できる。
　なお、積層体Ｌを加熱すると非晶質銀膜１２が厚くなることがある。その後、積層体Ｌをさらに加熱すると、非晶質銀膜１２が結晶性銀膜１２Ｌに変化してもよい。
　また、上述した説明では、第１接合対象物１１０および第２接合対象物１２０のうちの第１接合対象物１１０に接合材１０を形成したが、本発明はこれに限定されない。第１接合対象物１１０および第２接合対象物１２０のうちの第２接合対象物１２０に接合材１０を形成してもよい。ただし、第１接合対象物１１０および第２接合対象物１２０のうちの一方の接合対象物に接合材１０を形成する場合、第１接合対象物１１０および第２接合対象物１２０のうちのより大きな接合対象物に接合材１０を形成することが好ましい。
　あるいは、接合材１０を第１接合対象物１１０および第２接合対象物１２０の両方に形成してもよい。
　ここで、図４を参照して本実施形態による接合構造体１００の作製方法の一例を説明する。図４を参照して説明する本実施形態の作製方法は、第１接合対象物１１０および第２接合対象物１２０の両方に接合材を形成する点を除いて図３を参照して上述した接合構造体１００の作製方法と同様であり、冗長を避けるために重複する記載を省略する。
　図４（ａ）に示すように、第１接合対象物１１０および第２接合対象物１２０を用意する。
　図４（ｂ）に示すように、第１接合対象物１１０および第２接合対象物１２０の両方に接合材を形成する。ここでは、第１接合対象物１１０の表面に接合材１０Ａを形成し、第２接合対象物１２０の表面に接合材１０Ｂを形成する。接合材１０Ａは非晶質銀膜１２ａを含み、接合材１０Ｂは非晶質銀膜１２ｂを含む。
　接合材１０Ａにおいて、非晶質銀膜１２ａは露出している。なお、非晶質銀膜１２ａは、第１接合対象物１１０と直接接触してもよく、別の層を介して間接的に接触してもよい。例えば、非晶質銀膜１２ａと第１接合対象物１１０との間に接着層を設けてもよい。接着層を構成する材質は、例えば、チタンまたはチタンナイトライドである。また、接着層の厚さは、例えば、０．０１μｍ以上０．０５μｍ以下である。あるいは、後述するように、非晶質銀膜１２ａと第１接合対象物１１０との間に銀層が設けられてもよい。
　また、接合材１０Ｂにおいて、非晶質銀膜１２ｂは露出している。なお、非晶質銀膜１２ｂは、第２接合対象物１２０と直接接触してもよく、別の層を介して間接的に接触してもよい。また、非晶質銀膜１２ｂと第２接合対象物１２０との間に接着層を設けてもよい。あるいは、後述するように、非晶質銀膜１２ｂと第２接合対象物１２０との間に銀層が設けられてもよい。
　なお、第１接合対象物１１０の表面に接合材１０Ａを形成した後、必要に応じて、第１接合対象物１１０および接合材１０Ａを酸素雰囲気に暴露させてもよい。同様に、第２接合対象物１２０の表面に接合材１０Ｂを形成した後、必要に応じて、第２接合対象物１２０および接合材１０Ｂを酸素雰囲気に暴露させてもよい。
　図４（ｃ）に示すように、第１接合対象物１１０と第２接合対象物１２０との間に接合材１０Ａ、１０Ｂを配置した積層体Ｌを形成する。積層体Ｌでは、接合材１０Ａが接合材１０Ｂと向かい合っており、非晶質銀膜１２ａは非晶質銀膜１２ｂと接触している。積層体Ｌでは、第１接合対象物１１０および第２接合対象物１２０が接合材１０Ａ、１０Ｂを介して積層している。
　図４（ｄ）に示すように、積層体Ｌを加熱して接合材１０Ａ、１０Ｂの非晶質銀膜１２ａ、１２ｂから結晶性銀膜１２Ｌを形成し接合構造体１００を作製する。積層体Ｌを加熱することにより、非晶質銀膜１２ａ、１２ｂの結晶化が進行して非晶質銀膜１２ａ、１２ｂの界面が消失し非晶質銀膜１２ａ、１２ｂから結晶性銀膜１２Ｌが形成される。
　接合材１０の非晶質銀膜１２ａ、１２ｂが結晶性銀膜１２Ｌに変化すると、接合材１０Ａ、１０Ｂの一体化された接合材１０が形成され、接合材１０が第１接合対象物１１０と第２接合対象物１２０とを接合する。これにより、接合構造体１００が作製される。なお、加熱後の接合材１０において、接合材１０Ａ、１０Ｂに由来する２つの層の界面は、明確に特定可能であってもよく、あるいは、特定可能でなくてもよい。
　積層体Ｌの加熱は、例えば、ホットプレート、加熱炉または急速加熱処理で行われる。積層体Ｌを加熱するための加熱温度は、１００℃以上４００℃以下であることが好ましく、１５０℃以上３００℃以下であることがさらに好ましい。
　また、積層体Ｌの加熱は、大気圧中で行われてもよいし、真空中で行われてもよい。あるいは、積層体Ｌの加熱は、不活性ガスまたは還元ガス（例えば、アルゴン、窒素、水素またはギ酸ガス）雰囲気で行われてもよい。
　なお、第１接合対象物１１０および第２接合対象物１２０の接合は、積層体Ｌに圧力を印加して行ってもよい。ただし、本実施形態の製造方法は、非晶質銀膜１２ａ、１２ｂを含む接合材１０Ａ、１０Ｂを利用するため、比較的低い圧力で接合を行うことができる。例えば、接合は、無加圧または１ＭＰａ以下の圧力で行うことができる。
　本実施形態によれば、非晶質銀膜１２ａ、１２ｂを含む接合材１０Ａ、１０Ｂを利用して第１接合対象物１１０および第２接合対象物１２０を接合するため、比較的低い加熱温度でも良好に接合することができる。したがって、加熱時の熱による第１接合対象物１１０および／または第２接合対象物１２０の破損、または、第１接合対象物１１０と第２接合対象物１２０との接合部付近におけるボイドの発生を抑制できる。
　なお、図３（ｂ）および図４（ｂ）を参照した上述の説明では、第１接合対象物１１０および／または第２接合対象物１２０に接合材１０、１０Ａ、１０Ｂを形成した。上述したように、本実施形態において、接合材１０の非晶質銀膜１２、１２ａ、１２ｂは銀層から形成できる。
　以下、図５および図６を参照して本実施形態の接合材１０の製造方法の一例を説明する。
　図５（ａ）に示すように、支持部材Ｓ上に銀層１１を形成する。例えば、銀層１１は支持部材Ｓに支持される。
　銀層１１は、スパッタリング処理、めっき、化学気相成長（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）または蒸着によって支持部材Ｓ上に形成される。なお、スパッタリング処理の手法は特に限定されず、例えば、ＲＦ（高周波）スパッタリングまたはＤＣ（直流）スパッタリングのいずれでもよい。また、めっきの手法は特に限定されず、例えば、電解めっきまたは無電解めっきのいずれでもよい。あるいは、蒸着の手法は、特に限定されず、例えば、抵抗加熱を用いた真空蒸着であってもよい。
　支持部材Ｓは、例えば、基板状である。また、支持部材Ｓを構成する材質の熱膨張率は銀の熱膨張率よりも小さいことが好ましい。なお、支持部材Ｓは、図２を参照して上述した接合構造体１００における接合対象物１１０、１２０のうちの一方であることが好ましい。
　銀層１１は、微細結晶（サブミクロンを単位とする程度の微結晶状態）、柱状晶、等軸晶または混粒構造であることが好ましい。また、銀層１１の厚さは、１０ｎｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ以上３０μｍ以下であることがさらに好ましい。
　図５（ｂ）に示すように、銀層１１を加熱して銀層１１から非晶質銀膜１２を形成し、接合材１０を製造する。ここでは、銀層１１の加熱により、銀層１１の表面に非晶質銀膜１２が形成される。
　銀層１１の加熱は、例えば、ホットプレート、加熱炉または急速加熱処理で行われる。また、銀層１１の加熱は、大気圧下、真空下、超高真空、減圧下または酸素雰囲気下で行ってもよい。
　例えば、銀層１１の加熱時間は１ミリ秒以上１時間以下であることが好ましく、銀層１１の加熱時間は１分以上４５分以下であることがさらに好ましい。銀層１１の加熱時間は、図３（ｄ）および図４（ｄ）を参照して上述した積層体Ｌの加熱時間よりも短いことが好ましい。
　また、例えば、銀層１１の加熱温度は２００℃以上５００℃以下である。なお、銀層１１の加熱温度は、図３（ｄ）および図４（ｄ）を参照して上述した積層体Ｌの加熱温度よりも高いことが好ましい。
　銀層１１を加熱すると、銀層１１の応力が緩和されて銀層１１から非晶質銀膜１２が形成される。非晶質銀膜１２の厚さは、例えば１０ｎｍ以上１μｍ以下である。なお、図３（ｄ）および図４（ｄ）を参照して上述したように、接合材１０を別の部材と接触させて加熱を行うと、非晶質銀膜１２の結晶化が進行し、その結果、接合が形成される。
　図６は、本実施形態の接合材１０を示す。ここでは、厚さ約１μｍの銀層１１を２５０℃で５分間加熱することにより、銀層１１の上に非晶質銀膜１２を形成した。非晶質銀膜１２の厚さは約３０ｎｍであった。
　図６において非晶質銀膜１２内に存在する黒い点は微小な種結晶を示している。銀層１１の加熱時間が長くなると、非晶質銀膜１２の厚さの増大および／または非晶質銀膜１２の結晶化が進行する。
　以上のようにして、銀層１１から非晶質銀膜１２を形成する。本実施形態によれば、非晶質銀膜１２を含む接合材１０を製造できる。なお、接合対象物を接合する接合材１０として、非晶質銀膜１２だけでなく銀層１１を用いてもよい。あるいは、接合材１０として、非晶質銀膜１２および銀層１１だけでなく支持部材Ｓを用いてもよい。
　典型的には、非晶質銀膜１２は銀層１１よりも薄い。このため、接合材１０が非晶質銀膜１２および銀層１１を含む場合、見掛け上、銀層１１単独で接合対象物と結合しているように見えることがあるが、実際には、非晶質銀膜１２の結晶化した結晶性銀膜１２Ｌが接合に大きく寄与している。
　また、銀層１１を加熱すると、銀層１１から非晶質銀膜１２が形成される。ただし、銀層１１の加熱時間は長すぎないことが好ましい。加熱時間が長すぎると、非晶質銀膜１２の結晶化が進行してしまい、接合材１０の接合機能が低下してしまうことがある。また、同様の理由で、銀層１１の加熱温度は高すぎないことが好ましい。
　接合材１０を製造する際に、典型的には、銀層１１は支持部材Ｓに支持される。例えば、支持部材Ｓは絶縁性材料または導線性材料から形成される。なお、支持部材Ｓの熱膨張率は銀の熱膨張率よりも小さいことが好ましい。例えば、支持部材Ｓを構成する材質の熱膨張率に対する銀の熱膨張率の比（銀の熱膨張率／支持部材Ｓを構成する材質の熱膨張率）は２．０以上であることが好ましい。
　銀の熱膨張率は１８．９×１０-6である。なお、ここでは、熱膨張率は線膨張率であり、熱膨張率の単位は「１／Ｋ」である。
　以下、支持部材Ｓを構成する材質の熱膨張率の一例を示す。なお、ここでは、熱膨張率は線膨張率であり、熱膨張率の単位は「１／Ｋ」である。
　シリコン：２．６×１０-6
　シリコンカーバイド：３．７×１０-6
　ガリウムナイトライド：３．０×１０-6
　シリコンナイトライド：３．０×１０-6
　アルミニウムナイトライド：５．０×１０-6
　アルミナ：７．２×１０-6
　アルミニウム：２３．０×１０-6
　鉄：１２．０×１０-6
　コバルト：１３．０×１０-6
　ニッケル：１２．８×１０-6
　金：１４．３×１０-6
　銅：１６．８×１０-6
　パラジウム：１１．８×１０-6
　タングステン：４．５×１０-6
　モリブデン：４．８×１０-6
　ニオブ：８．０×１０-6
　チタン：１１×１０-6
　上述したように、銀層１１を加熱すると、銀層１１から非晶質銀膜１２が形成される。非晶質銀膜１２の形成メカニズムは以下のように考えられる。以下、図７を参照して非晶質銀膜１２の形成するメカニズムを説明する。
　図７（ａ）に示すように、支持部材Ｓの上に銀層１１を形成する。ここでは、銀層１１は、微細結晶、柱状晶、等軸晶または混粒構造である。例えば、銀層１１はスパッタリング処理、めっき、化学気相成長、または、蒸着によって形成される。
　図７（ｂ）に示すように、銀層１１を加熱して銀層１１の上に薄い非晶質銀膜１２を形成する。例えば、銀層１１の加熱温度は２００℃以上５００℃以下である。非晶質銀膜１２は銀層１１から以下のように形成されると考えられる。
　一般に、酸化銀の融点は銀の融点よりもはるかに低いため、銀層１１を加熱すると、銀層１１内において銀層１１に含まれる酸化銀が融解する。融解した液状の酸化銀は、図７（ｂ）の矢印に示すように、銀層１１内の粒界を通って銀層１１の表面に移動する。酸化銀が銀層１１の表面に到達すると、酸化銀は還元されて銀および酸素に分離する。なお、酸化銀の溶解・移動によって銀層１１内の応力が緩和するため、液状の酸化銀が通過した後の経路は隣接する銀結晶によって塞がれる。
　銀層１１の内部から銀層１１の表面に向かって移動する液状の酸化銀は、表面において還元され、気化される。このため、銀層１１から対向部材ＣＳに向かって気化された銀が噴出する。しかしながら、銀が弱く噴出されると、銀は銀層１１の上に落下して非晶質状態で堆積する。以上のように、銀層１１を加熱することにより、銀層１１から離れた対向部材ＣＳの上に非晶質銀膜１２を形成できる。
　銀層１１の結晶状態が柱状晶であると、銀層１１の表面で分離された銀が銀層１１の表面または結晶粒界に沿って拡散する。このため、銀層１１の表面において非晶質銀をより容易に生成できる。以上のように、銀層１１を加熱することにより、銀層１１の上に非晶質銀膜１２を形成できる。
　なお、図５～図７を参照した上述の説明では、非晶質銀膜１２は、非晶質銀膜１２の由来となる銀層１１の上に形成されたが、本発明はこれに限定されない。非晶質銀膜１２は、銀層１１とは異なる部材上に形成してもよい。例えば、銀層１１と対向する対向部材を配置した状態で、銀層１１を加熱して対向部材上に非晶質銀膜１２を形成してもよい。
　以下、図８を参照して本実施形態の接合材１０の製造方法の別の一例を説明する。なお、図８を参照した製造方法は、対向部材上に非晶質銀膜１２を形成する点を除いて図５～図７を参照して上述した製造方法と同様であり、冗長を避けるために重複する記載を省略する。
　図８（ａ）に示すように、支持部材Ｓの上に銀層１１を形成する。ここでは、銀層１１は、微細結晶、柱状晶、等軸晶または混粒構造である。例えば、銀層１１はスパッタリング処理、めっき、化学気相成長、または、蒸着によって形成される。銀層１１の厚さは、１０ｎｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ以上３０μｍ以下であることがさらに好ましい。
　図８（ｂ）に示すように、銀層１１から離れた位置に銀層１１と対向するように対向部材ＣＳを配置する。例えば、対向部材ＣＳと銀層１１との間の距離は、１００ｎｍ以上２０ｃｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上１０ｃｍ以下であることがさらに好ましい。
　対向部材ＣＳを構成する材質は、図７を参照して上述した支持部材Ｓと同様に、銀の熱膨張率よりも小さいことが好ましい。例えば、対向部材ＣＳを構成する材質の熱膨張率に対する銀の熱膨張率の比（銀の熱膨張率／対向部材ＣＳを構成する材質の熱膨張率）は２．０以上であることが好ましい。例えば、対向部材ＣＳは金属基板である。一例として、対向部材ＣＳは、金、銅またはニッケルから構成される。なお、対向部材ＣＳは、図２を参照して上述した接合構造体１００における接合対象物１１０、１２０のうちの一方であることが好ましい。
　図８（ｃ）に示すように、銀層１１を加熱して対向部材ＣＳ上に非晶質銀膜１２を形成し、接合材１０を製造する。銀層１１を加熱することにより、銀層１１から生成された非晶質銀の微粒子が対向部材ＣＳに向かって噴出し、対向部材ＣＳ上に非晶質銀膜１２が形成される。
　銀層１１の加熱は、例えば、ホットプレート、加熱炉または急速加熱処理で行われる。また、銀層１１の加熱は、大気圧下、真空下、超高真空、減圧下または酸素雰囲気下で行ってもよい。
　例えば、銀層１１の加熱時間は１ミリ秒以上１時間以下であることが好ましく、銀層１１の加熱時間は１分以上４５分以下であることがさらに好ましい。銀層１１の加熱時間は、図３（ｄ）および図４（ｄ）を参照して上述した積層体Ｌの加熱時間よりも短いことが好ましい。
　また、例えば、銀層１１の加熱温度は２００℃以上５００℃以下である。なお、銀層１１の加熱温度は、図３（ｄ）および図４（ｄ）を参照して上述した積層体Ｌの加熱温度よりも高いことが好ましい。
　このように、銀層１１を加熱すると、銀層１１から離れた対向部材ＣＳ上に非晶質銀膜１２を形成できる。非晶質銀膜１２の形成メカニズムは以下のように考えられる。以下、図９を参照して非晶質銀膜１２の形成メカニズムを説明する。
　図９（ａ）に示すように、支持部材Ｓの上に銀層１１を形成する。ここでは、銀層１１は、微細結晶、柱状晶、等軸晶または混粒構造である。さらに、図９（ａ）に示すように、銀層１１から離れた位置に対向部材ＣＳを配置する。
　図９（ｂ）に示すように、銀層１１を加熱して対向部材ＣＳ上に非晶質銀膜１２を形成する。例えば、銀層１１の加熱温度は２００℃以上５００℃以下である。非晶質銀膜１２は銀層１１から以下のように形成されると考えられる。
　一般に、酸化銀の融点は銀の融点よりもはるかに低いため、銀層１１を加熱すると、銀層１１内において銀層１１に含まれる酸化銀が融解する。融解した液状の酸化銀は、図９（ｂ）の矢印に示すように、銀層１１内の粒界を通って表面に移動する。銀層１１の表面において酸化銀は銀および酸素に分離する。なお、酸化銀の溶解・移動によって銀層１１内の応力が緩和するため、液状の酸化銀が通過した後の経路は隣接する銀結晶によって塞がれる。
　銀層１１の内部から銀層１１の表面に向かって移動する液状の酸化銀は、表面において還元され、気化される。このため、銀層１１から対向部材ＣＳに向かって気化された銀が噴出する。対向部材ＣＳに到達した銀は冷却され非晶質状態で堆積する。以上のように、銀層１１を加熱することにより、銀層１１から離れた対向部材ＣＳの上に非晶質銀膜１２を形成できる。
　図５～図９を参照して上述したように、銀層１１から非晶質銀膜１２を形成する場合、非晶質銀膜１２は、銀層１１の上または銀層１１から離れた対向部材ＣＳ上の形成できる。なお、非晶質銀膜１２の形成場所は、銀層１１を加熱する際の雰囲気および／または銀層１１の向きに応じて制御できる。
　例えば、銀層１１の加熱時に銀層１１の周囲の圧力が比較的低いと、銀は、銀層１１から勢いよく噴出し、銀層１１から対向部材ＣＳに到達するまで飛行する。あるいは、銀層１１の加熱時に銀層１１の周囲の圧力が比較的高いと、銀は、銀層１１から噴出しないか、または、弱く噴出し、銀層１１の上に堆積する。
　また、銀層１１の加熱時に銀層１１の加熱時に銀層１１が下方向（鉛直方向に沿って下向きの方向）に向いていると、非晶質銀は銀層１１から勢いよく噴出し、銀層１１から対向部材ＣＳに到達するまで飛行する。あるいは、銀層１１が上方向（鉛直方向に沿って上向きの方向）に向いていると、非晶質銀は、銀層１１から噴出しないか、または、弱く噴出し、銀層１１の上に堆積する。
　なお、図３（ｄ）および図４（ｄ）を参照して上述した説明では、接合材１０の非晶質銀膜１２は加熱によって結晶化させたが、実際には、接合材１０において、非晶質銀膜１２を室温に長時間放置しただけで、非晶質銀膜１２の結晶化が進行してしまうことがある。このため、非晶質銀膜１２を含む接合材１０を製造した後、接合材１０を用いた接合をできるだけ早く開始することが好ましい。また、非晶質銀膜１２を形成した後に接合材１０を保管する場合は、接合材１０は室温以下の環境下で保管することが好ましい。
　また、上述した説明では、加熱時に銀層１１内の酸化銀が溶解し、液体状の酸化銀が銀層１１内の結晶粒界を通過して銀層１１の表面にまで移動して気化すると記載したが、銀層１１内の酸化銀または銀の移動メカニズムはこれに限定されない。銀層１１内における酸化銀は銀層１１内の粒界を通過して銀層１１の表面上にまで気化することなく移動してもよい。いずれにしても、銀層１１が加熱されると、銀層１１の応力が緩和されて、銀層１１内部の一部の微粒子が表面に移動する。このように、非晶質銀膜１２はストレスマイグレーションに伴って形成される。
　なお、一般に、ストレスマイグレーションは、欠陥（例えば、ボイドまたはクラック）を生じさせることがあり、半導体デバイス等の故障原因になることが知られている。また、銀層１１上の非晶質銀膜１２を結晶化した結晶性銀膜は一般にヒロックと呼ばれることもある。
　なお、図１～図９を参照して上述した説明では、２つの接合対象物が同一の接合材、または、一体化された１つの接合材を介して接合されたが、本発明はこれに限定されない。
　以下に、図１０を参照して本実施形態に係る接合構造体２００を説明する。図１０は、本実施形態の接合構造体２００の模式図である。
　接合構造体２００は、接合対象物２１０と、接合材１０Ｆと、熱応力吸収材２３０と、接合材１０Ｓと、接合対象物２２０とを備える。接合構造体２００において、接合対象物２１０、接合材１０Ｆ、熱応力吸収材２３０、接合材１０Ｓおよび接合対象物２２０はこの順番に積層している。なお、本明細書の以下の説明において、接合対象物２１０、接合対象物２２０をそれぞれ、第１接合対象物２１０、第２接合対象物２２０と記載することがある。また、本明細書の以下の説明において、接合材１０Ｆ、接合材１０Ｓをそれぞれ、第１接合材１０Ｆ、第２接合材１０Ｓと記載することがある。
　第１接合材１０Ｆは、結晶性銀膜１２Ｌｆを含む。第１接合材１０Ｆは、第１接合対象物２１０および熱応力吸収材２３０と接着している。
　また、第２接合材１０Ｓは、結晶性銀膜１２Ｌｓを含む。第２接合材１０Ｓは、熱応力吸収材２３０および第２接合対象物２２０と接着している。接合構造体２００では、第１接合対象物２１０および第２接合対象物２２０が第１接合材１０Ｆ、熱応力吸収材２３０、第２接合材１０Ｓを介して接合されている。
　第１接合対象物２１０および第２接合対象物２２０は任意の部材であってもよい。例えば、第１接合対象物２１０および第２接合対象物２２０を構成する材質としては、上述の第１接合対象物１１０、１２０を構成する材質として上記に例示されたものが挙げられる。一例として、接合対象物２１０および／または第２接合対象物２２０は基板である。基板は、金属基板であってもよく、絶縁基板であってもよい。
　第１接合対象物２１０を構成する材質の熱膨張率（線膨張率）は銀の熱膨張率よりも低いことが好ましい。同様に、第２接合対象物２２０を構成する材質の熱膨張率（線膨張率）は銀の熱膨張率よりも低いことが好ましい。
　特に、接合対象物２１０、２２０を構成する材質の熱膨張率に対する銀の熱膨張率の比（銀の熱膨張率／接合対象物２１０、２２０を構成する材質の熱膨張率）は２．０以上であることが好ましい。ただし、接合対象物２１０、２２０を構成する材質の熱膨張率は、必ずしも、銀の熱膨張率よりも低くなくてもよく、接合対象物２１０、２２０は、熱膨張率の比較的高い材質から構成されてもよい。
　本実施形態の接合構造体２００は、熱応力吸収材２３０を備えることにより、加熱時の熱衝撃を抑えることができ、良好な接合を実現できる。熱応力吸収材２３０を構成する材質としては、例えば、上記の接合対象物２１０、２２０を構成する材質と同様のものが挙げられる。熱応力吸収材２３０を構成する材質として、例えば、モリブデン、タングステン、ニオブ、チタン、シリコン、炭素、グラファイト、シリコンカーバイド、シリコンナイトライド、アルミニウムナイトライド、アルミナ、またはインバー合金を用いてもよい。
　熱応力吸収材２３０を構成する材質の熱膨張率（線膨張率）は銀の熱膨張率（線膨張率）よりも低いことが好ましい。例えば、熱応力吸収材２３０を構成する材質の熱膨張率は０．１×１０-6以上１０．０×１０-6未満である。特に、熱応力吸収材２３０を構成する材質の熱膨張率に対する銀の熱膨張率の比（銀の熱膨張率／熱応力吸収材２３０を構成する材質の熱膨張率）は２．０以上であることが好ましい。
　また、熱応力吸収材２３０の表面の少なくとも一部は金属膜で被覆されていることが好ましい。熱応力吸収材２３０を金属膜で被覆することにより、良好に接合できる。例えば、熱応力吸収材２３０の表面を銀で被覆してもよい。
　本実施形態の接合構造体２００は、結晶性銀膜１２Ｌｆ、１２Ｌｓを含む接合材１０Ｆ、１０Ｓを用いて良好な接合を実現する。本実施形態では、第１接合対象物２１０および第２接合対象物２２０の大きさに関わらず、第１接合対象物２１０および第２接合対象物２２０を良好に接合できる。
　以下、図１１を参照して本実施形態の接合構造体２００の製造方法を説明する。
　図１１（ａ）に示すように、第１接合対象物２１０の表面に接合材１０Ｆａを形成する。接合材１０Ｆａは非晶質銀膜１２ｆａを有する。接合材１０Ｆａは、例えば、図５～図９を参照して上述したように製造される。
　図１１（ｂ）に示すように、第２接合対象物２２０の表面に接合材１０Ｓａを形成する。接合材１０Ｓａは非晶質銀膜１２ｓａを有する。接合材１０Ｓａは、例えば、図５～図９を参照して上述したように製造される。
　図１１（ｃ）に示すように、熱応力吸収材２３０の両面に接合材１０Ｆｂ、１０Ｓｂを形成する。接合材１０Ｆｂ、１０Ｓｂは非晶質銀膜１２ｆｂ、１２ｓｂを有する。接合材１０Ｆｂ、１０Ｓｂは、例えば、図５～図９を参照して上述したように製造される。
　図１１（ｄ）に示すように、第１接合対象物２１０上の接合材１０Ｆａが熱応力吸収材２３０上の接合材１０Ｆｂと接触するように第１接合対象物２１０に熱応力吸収材２３０を積層させ、また、熱応力吸収材２３０上の接合材１０Ｓｂが第２接合対象物２２０上の接合材１０Ｓａと接触するように熱応力吸収材２３０に第１接合対象物２１０を積層させる。以上のようにして、第１接合対象物２１０、接合材１０Ｆａ、１０Ｆｂ、熱応力吸収材２３０、接合材１０Ｓｂ、１０Ｓａおよび第２接合対象物２２０が積層した積層体Ｌを作製する。
　次に、図１１（ｅ）に示すように、積層体Ｌを加熱して接合構造体２００を作製する。積層体Ｌの加熱により、接合材１０Ｆａ、１０Ｆｂの非晶質銀膜１２ｆａ、１２ｆｂから結晶性銀膜１２Ｌｆを形成し、接合材１０Ｓａ、１０Ｓｂの非晶質銀膜１２ｓａ、１２ｓｂから結晶性銀膜１２Ｌｓを形成する。
　積層体Ｌを加熱すると、非晶質銀膜１２ｆａ、１２ｆｂの結晶化が進行して非晶質銀膜１２ｆａ、１２ｆｂの界面が消失し非晶質銀膜１２ｆａ、１２ｆｂから結晶性銀膜１２Ｌｆが形成される。接合材１０Ｆａ、１０Ｆｂの非晶質銀膜１２ｆａ、１２ｆｂが結晶性銀膜１２Ｌｆに変化すると、接合材１０Ｆａ、１０Ｆｂが一体化して接合材１０Ｆが形成される。なお、加熱後の接合材１０Ｆにおいて、接合材１０Ｆａ、１０Ｆｂに由来する２つの層の界面は、明確に特定可能であってもよく、あるいは、特定可能でなくてもよい。
　同様に、積層体Ｌを加熱すると、非晶質銀膜１２ｓａ、１２ｓｂの結晶化が進行して非晶質銀膜１２ｓａ、１２ｓｂの界面が消失し非晶質銀膜１２ｓａ、１２ｓｂから結晶性銀膜１２Ｌｓが形成される。接合材１０Ｓａ、１０Ｓｂの非晶質銀膜１２ｓａ、１２ｓｂが結晶性銀膜１２Ｌｓに変化すると、接合材１０Ｓａ、１０Ｓｂが一体化して接合材１０Ｓが形成される。なお、加熱後の接合材１０Ｓにおいて、接合材１０Ｓａ、１０Ｓｂに由来する２つの層の界面は、明確に特定可能であってもよく、あるいは、特定可能でなくてもよい。以上により、接合構造体２００が作製される。
　なお、積層体Ｌの加熱は、例えば、ホットプレート、加熱炉または急速加熱処理で行われる。積層体Ｌを加熱するための加熱温度は、１００℃以上４００℃以下であることが好ましく、１５０℃以上３００℃以下であることがさらに好ましい。また、積層体Ｌの加熱は、大気圧中で行われてもよいし、真空中で行われてもよい。あるいは、積層体Ｌの加熱は、不活性ガスまたは還元ガス（例えば、アルゴン、窒素、水素またはギ酸ガス）雰囲気で行われてもよい。
　なお、図３および図４を参照して上述したのと同様に、接合構造体２００においても、第１接合対象物２１０と非晶質銀膜１２ｆａとの間、非晶質銀膜１２ｆｂと熱応力吸収材２３０との間、熱応力吸収材２３０と非晶質銀膜１２ｓｂとの間、および／または、非晶質銀膜１２ｓａと第２接合対象物２２０との間に、接着層を形成してもよい。接着層により、第１接合対象物２１０と第１接合材１０Ｆとの間の接着、第１接合材１０Ｆと熱応力吸収材２３０との間の接着、熱応力吸収材２３０と第２接合材１０Ｓとの間の接着、および／または、第２接合材１０Ｓと第２接合対象物２２０との間の接着を強固にすることができる。接着層を構成する材質は、例えばチタンまたはチタンナイトライドである。接着層の厚さは、例えば、０．０１μｍ以上０．０５μｍ以下である。
　あるいは、図５～図９を参照して上述したのと同様に、第１接合対象物２１０と非晶質銀膜１２ｆａとの間、非晶質銀膜１２ｆｂと熱応力吸収材２３０との間、熱応力吸収材２３０と非晶質銀膜１２ｓｂとの間、および／または、非晶質銀膜１２ｓａと第２接合対象物２２０との間に、銀層が設けられてもよい。
　本実施形態の製造方法は、非晶質銀膜１２ｆａ、１２ｆｂ、１２ｓａ、１２ｓｂを有する接合材１０Ｆａ、１０Ｆｂ、１０Ｓａ、１０Ｓｂを利用するため、比較的低い圧力で接合を行うことができる。例えば、無加圧または１ＭＰａ以下の圧力で接合を行うことができる。
　なお、図１１（ｃ）を参照したように、熱応力吸収材２３０の両面に接合材１０Ｆｂ、１０Ｓｂを形成する場合、接合材１０Ｆｂ、１０Ｓｂは、熱応力吸収材２３０の両面に同時に形成することが好ましい。接合材１０Ｆｂ、１０Ｓｂの形成は加熱条件下において行われることがあるが、接合材１０Ｆｂ、１０Ｓｂを順番に形成する場合、先に形成された接合材による接着強度が低下してしまうことがあるからである。
　また、図１１を参照した上述の説明では、第１接合対象物２１０上に接合材１０Ｆａに形成し、熱応力吸収材２３０上に接合材１０Ｆｂに形成した上で、接合材１０Ｆａおよび接合材１０Ｆｂから接合材１０Ｆを形成したが、本発明はこれに限定されない。接合材１０Ｆａおよび接合材１０Ｆｂの一方のみを形成し、形成した接合材によって第１接合対象物２１０および熱応力吸収材２３０を接着してもよい。
　同様に、図１１を参照した上述の説明では、第２接合対象物２２０上に接合材１０Ｓａに形成し、熱応力吸収材２３０上に接合材１０Ｓｂに形成した上で、接合材１０Ｓａおよび接合材１０Ｓｂから接合材１０Ｓを形成したが、本発明はこれに限定されない。接合材１０Ｓａおよび接合材１０Ｓｂの一方のみを形成し、形成した接合材によって熱応力吸収材２３０および第２接合対象物２２０を接着してもよい。
　以下、実施例を用いて本発明の実施形態をさらに具体的に説明する。なお、本発明は実施例に何ら限定されるものではない。
　（サンプル１）
　シリコン基板上にスパッタリングで銀層を形成した。次に、銀層を２５０℃で５分間加熱してサンプル１を作製した。サンプル１のＳＥＭ写真を撮像した。
　図１２は、サンプル１を示す図であり、図１３は図１２の領域Ａを拡大した図である。図１２および図１３は、銀層１１の上に非晶質銀膜１２が形成されていることを示している。図１３の点Ｐ１～点Ｐ４について真空下において蛍光Ｘ線分析を行った。図１３において、点Ｐ１は非晶質銀膜１２内に位置しており、点Ｐ２は銀層１１内に位置しており、点Ｐ３はサンプル１を貼り付けるために用いた接着剤内に位置しており、点Ｐ４は真空領域に位置している。蛍光Ｘ線分析において、スポットサイズは２５ｎｍに設定し、ビームを最小に絞った状態でＬｉｖｅＴｉｍｅを１００秒に設定して測定した。
　図１４（ａ）～図１４（ｄ）は、図１３の点Ｐ１～Ｐ４における蛍光Ｘ線分析結果をそれぞれ示すグラフである。図１４（ｂ）における３．０ｅＶ付近のピークは、銀層１１に銀が存在していることを示している。また、図１４（ｂ）における２．０～２．５ｅＶ付近のピークは、銀層１１に不純物としてシリコンおよびモリブデンが存在していることを示している。
　また、図１４（ａ）における３．０ｅＶ付近のピークは、非晶質銀膜１２に銀が存在していることを示している。また、図１４（ａ）における２．０～２．５ｅＶ付近のピークは、非晶質銀膜１２にも不純物としてシリコンおよびモリブデンが存在していることを示している。以上から、非晶質銀膜１２の成分は銀層に由来していることがわかる。
　なお、図１４（ｃ）に示されたスペクトルは、接着剤に不純物としてシリコンが存在している一方、銀は存在していないことを示している。同様に、図１４（ｄ）に示されたスペクトルは、真空中に不純物としてシリコンが存在している一方、銀は存在していないことを示している。
　図１５（ａ）は図１３の一部を拡大した図であり、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の領域Ｂを拡大した図であり、図１５（ｃ）は図１５（ｂ）の一部を拡大した図である。銀層１１の厚さが約３００ｎｍであったのに対して、非晶質銀膜１２の厚さは約３０ｎｍであった。
　図１５（ｂ）および図１５（ｃ）に、非晶質銀膜１２内には多数の黒い点が確認された。この黒い点は種結晶と考えられる。
　以上のように、サンプル１から、銀層１１の上に非晶質銀膜１２が形成されることが分かった。
　（サンプル２）
　薄板上のシリコン基板を用意した。シリコン基板の外径は縦横いずれも約８ｍｍであった。次に、シリコン膜上に銀層を形成した。銀層の外径は、縦横いずれも約７ｍｍであった。
　また、銅板を用意した。銅板の外径は縦横いずれも約７ｍｍであった。銅板の中央付近に２列の文字列の孔の空けることによって銅マスクを形成した。銅マスクにおいて、第１列の文字は「ＩＳＩＲ」であり、第２列の文字は「ＮＣＫＵ」であった。１つの文字の長さは縦約６００μｍおよび横約３００μｍであった。
　次に、銀層から離れて銀層に対向するように銅マスクを配置した。大気中において２５０℃で５分間加熱してサンプル２を作製した。次に、サンプル２の光学顕微鏡写真を撮像した。
　図１６（ａ）はサンプル２を示す図である。また、図１６（ｂ）は図１６（ａ）の一部を拡大した図であり、図１６（ｃ）は図１６（ｂ）の一部を拡大した図である。
　図１６（ａ）～図１６（ｃ）において、明るい部分（白い部分）は非結晶銀膜が存在していることを示しており、暗い部分（黒い部分）は非結晶銀膜が存在していないことを示している。図１６（ａ）～図１６（ｃ）は、銅マスクのうち、板の存在している領域に対応して非結晶銀膜が形成される一方で、孔の空いた領域に対応して非結晶銀膜が形成されなかったことを示している。
　大気中下では、気化した銀は、銀層から噴出しても、板に衝突した後、大気圧の力で下方の銀層の方に戻り、銀層上に堆積したと考えられる。一方、大気中下では、気化した銀は、銀層から噴出しても、板に衝突しなければ、銀層に戻ることなく飛行したと考えられる。
　以上のように、サンプル２から、大気下で銀層を加熱すると、銀層から銀が弱く噴出されることが分かった。
　（サンプル３）
　薄板上のシリコン基板を用意した。シリコン基板の外径は縦横いずれも約８ｍｍであった。次に、シリコン膜上に銀層を形成した。銀層の外径は、縦横いずれも約７ｍｍであった。
　また、銅板を用意した。銅板の中央付近に１列の文字列の孔の空けることによって銅マスクを形成した。銅マスクにおいて、文字列は「ＮＣＫＵ」であった。１つの文字の長さは縦約６００μｍおよび横約３００μｍであった。
　次に、銀層から離れて銀層に対向するように銅マスクを配置した。真空下において２５０℃で５分間加熱してサンプル３を作製した。次に、サンプル３の光学顕微鏡写真を撮像した。
　図１７（ａ）はサンプル３を示す図であり、図１７（ｂ）は図１７（ａ）の囲まれた領域の拡大図である。
　図１７（ａ）および図１７（ｂ）において、明るい部分（白い部分）は非結晶銀膜が存在していることを示しており、暗い部分（黒い部分）は非結晶銀膜が存在していないことを示している。図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、銅マスクのうち、板の存在している領域に対応して非結晶銀膜が形成されなかった一方で、孔の空いた領域に対応して非結晶銀膜が形成されたことを示している。
　真空下では、気化した銀は、銀層から噴出して板に衝突した後でも、四方に散乱し、銀層に戻ることなく飛行したと考えられる。一方、真空下では、気化した銀は、銀層から噴出した後に銅マスクの孔の境界に衝突すると、下方の銀層の方に戻り、銀層上に堆積したと考えられる。
　以上のように、サンプル３から、真空中で銀層を加熱すると、銀層から銀が強く噴出されることが分かった。
　以上、図面を参照しながら本発明の実施形態および実施例を説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態および実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、図面は、理解を容易にするために、必要に応じてそれぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数等は、図面作成の観点から実際とは異なる場合がある。また、上記の実施形態および実施例で示す各構成要素の形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
　本発明に係る接合材は、複数の部材を接合するために好適に用いられる。
　　１０　　接合材
　　１１　　銀層
　　１２　　非晶質銀膜
　１００　　接合構造体
　１１０　　接合対象物
　１２０　　接合対象物
　２００　　接合構造体
　２１０　　接合対象物
　２２０　　接合対象物

Claims (13)

  1. 　非晶質銀膜を含む、接合材。
  2. 　前記非晶質銀膜と接触する銀層をさらに含む、請求項１に記載の接合材。
  3. 　前記銀層は、微細結晶、柱状晶、等軸晶または混粒構造を有している、請求項２に記載の接合材。
  4. 　前記銀層の厚さは１０ｎｍ以上１ｍｍ以下である、請求項２または３に記載の接合材。
  5. 　銀層を用意する工程と、
    　前記銀層を加熱して前記銀層から非晶質銀膜を形成する工程と
    を包含する、接合材の製造方法。
  6. 　前記銀層を用意する工程は、支持部材上に、スパッタリング処理、めっき、化学気相成長または蒸着によって前記銀層を形成する工程を含む、請求項５に記載の接合材の製造方法。
  7. 　前記銀層を用意する工程において、前記銀層は、微細結晶、柱状晶、等軸晶または混粒構造を有している、請求項５または６に記載の接合材の製造方法。
  8. 　前記非晶質銀膜を形成する工程において、前記非晶質銀膜は、前記銀層の上に形成される、請求項５から７のいずれかに記載の接合材の製造方法。
  9. 　前記非晶質銀膜を形成する工程は、
    　前記銀層と対向する対向部材を配置する工程と、
    　前記対向部材を配置した状態で前記銀層を加熱して前記対向部材上に前記非晶質銀膜を形成する工程とを含む、請求項５から７のいずれかに記載の接合材の製造方法。
  10. 　第１接合対象物および第２接合対象物を用意する工程と、
    　前記第１接合対象物および前記第２接合対象物のうちの少なくとも一方の接合対象物の表面に接合材を形成する工程と、
    　前記第１接合対象物と前記第２接合対象物との間に前記接合材が配置するように前記第１接合対象物、前記接合材および前記第２接合対象物を積層した積層体を形成する工程と、
    　前記積層体を加熱して前記接合材を介して前記第１接合対象物と前記第２接合対象物とを接合する工程と
    を包含し、
    　前記接合材を形成する工程は、
    　銀層を用意する工程と、
    　前記銀層を加熱して前記銀層から非晶質銀膜を形成する工程と
    を含む、接合構造体の作製方法。
  11. 　前記非晶質銀膜を形成する工程において、前記非晶質銀膜は前記積層体を加熱する前に形成される、請求項１０に記載の接合構造体の作製方法。
  12. 　前記銀層を用意する工程は、前記少なくとも一方の接合対象物の表面に前記銀層を形成する工程を含み、
    　前記非晶質銀膜を形成する工程において、前記非晶質銀膜は前記銀層の上に形成される、請求項１０または１１に記載の接合構造体の作製方法。
  13. 　前記銀層を用意する工程は、前記少なくとも一方の接合対象物とは異なる部材の表面に前記銀層を形成する工程を含み、
    　前記非晶質銀膜を形成する工程は、前記銀層から、前記少なくとも一方の接合対象物の表面に前記非晶質銀膜を形成する工程を含む、請求項１０または１１に記載の接合構造体の作製方法。
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