WO2022230220A1 - 半導体装置 - Google Patents

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WO2022230220A1
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oxide
ceramic plate
semiconductor device
laminated substrate
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聖一 ▲高▼橋
将義 下田
誠 磯崎
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富士電機株式会社
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Abstract

セラミックス積層基板の劣化を防止することができる。　セラミックス板（２０）は、板状であっておもて面とおもて面の反対側の裏面とを備え、複数のセラミックス粒子を備える。金属層（３０）は、高電位の電圧が印加され、セラミックス板（２０）のおもて面に接合され、半導体チップに電気的に接続され、銅を含む。金属層（４０）は、低電位の電圧が印加され、セラミックス板（２０）の裏面に接合され、銅を含む。中間層（５０ｂ）は、セラミックス板（２０）の裏面及び金属層（４０）の間に形成され、マグネシウムを具備する酸化物であるマグネシウムを具備する酸化物（５１ｂ）を含む。セラミックス積層基板（１０）は、セラミックス板（２０）と金属層（４０）との間に含まれるマグネシウムを具備する酸化物（５１ｂ）により、高温下で高電圧が印加されても、セラミックス板（２０）に対して金属層（４０）の接合性の低下が抑制される。

Description

半導体装置
　本発明は、半導体装置に関する。
　半導体装置は、パワーデバイスを含み、電力変換装置として用いられる。パワーデバイスは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）である。半導体装置は、パワーデバイスを含む半導体チップとセラミックス積層基板とを含む。セラミックス積層基板は、セラミックス板とセラミックス板のおもて面に形成され、回路パターンを構成する複数の金属層とセラミックス板の裏面に形成された金属層とを含んでいる。回路パターンには、半導体チップ、リードフレーム等が接合されている。
特開２０１７－１４７３２７号公報
　このような半導体装置では、半導体チップが駆動すると半導体チップが発熱し、半導体チップ直下は加熱される。さらに、半導体装置ではリードフレームに大電圧が印加されるため、リードフレーム直下のセラミックス板のおもて面と裏面との間の金属層に大電圧が印加される。この状況が続くと、セラミックス板と金属層との接合性が低下してしまうおそれがある。このようにしてセラミックス積層基板が劣化すると、半導体装置の故障の原因となりえ、半導体装置の信頼性が低下する可能性がある。
　本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、セラミックス積層基板の劣化が防止された半導体装置を提供することを目的とする。
　本発明の一観点によれば、半導体チップと、接合部材と、板状であっておもて面と前記おもて面の反対側の裏面とを備え、前記半導体チップが前記おもて面に前記接合部材を介して接合される積層基板と、を備え、前記積層基板は、板状であって第１主面と前記第１主面の反対側の第２主面とを備え、複数のセラミックス粒子を備えるセラミックス板と、前記第１主面に接合され、銅を含む高電位金属層と、前記第２主面に接合され、銅を含み、前記第１主面より電位が低い低電位金属層と、前記第２主面及び前記低電位金属層の間に形成され、マグネシウム、マンガンの少なくともいずれかを具備する第１酸化物を含む中間層と、を有する半導体装置が提供される。
　開示の技術によれば、セラミックス積層基板の劣化を防止して、半導体装置の信頼性の低下を抑制することができる。
　本発明の上記及び他の目的、特徴及び利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。
第１の実施の形態の半導体装置の平面図である。 第１の実施の形態の半導体装置の側面図である。 第１の実施の形態の半導体装置で実現される機能を表す等価回路である。 第１の実施の形態の半導体装置に含まれるセラミックス積層基板の製造方法を示すフローチャートである。 比較例１のセラミックス積層基板の断面模式図である。 比較例１のセラミックス積層基板の高温下高電圧時の断面模式図である。 第１の実施の形態（実施例１－１）のセラミックス積層基板の断面模式図である。 第１の実施の形態（実施例１－１）のセラミックス積層基板の高温下高電圧時の断面模式図である。 第１の実施の形態（実施例１－２）のセラミックス積層基板の断面模式図である。 第１の実施の形態（実施例１－２）のセラミックス積層基板の高温下高電圧時の断面模式図である。 第１の実施の形態（実施例１－３）のセラミックス積層基板の断面模式図である。 第１の実施の形態（実施例１－３）のセラミックス積層基板の高温下高電圧時の断面模式図である。 第１の実施の形態のセラミックス積層基板の試験結果のまとめの表である。 比較例２のセラミックス積層基板の断面模式図である。 比較例２のセラミックス積層基板の高温下高電圧時の断面模式図である。 第２の実施の形態（実施例２－１）のセラミックス積層基板の断面模式図である。 第２の実施の形態（実施例２－１）のセラミックス積層基板の高温下高電圧時の断面模式図である。 第２の実施の形態（実施例２－２）のセラミックス積層基板の断面模式図である。 第２の実施の形態（実施例２－２）のセラミックス積層基板の高温下高電圧時の断面模式図である。 第２の実施の形態（実施例２－３）のセラミックス積層基板の断面模式図である。 第２の実施の形態（実施例２－３）のセラミックス積層基板の高温下高電圧時の断面模式図である。 第３の実施の形態のセラミックス積層基板（裏面金属層が低電位）の中間層を要する領域を説明するための図である。 第３の実施の形態のセラミックス積層基板（裏面金属層が高電位）の中間層を要する領域を説明するための図である。 第３の実施の形態のセラミックス積層基板（裏面金属層が浮遊電位）の中間層を要する領域を説明するための図である。 第３の実施の形態のセラミックス積層基板の中間層を要する領域を説明するための図である。
　以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、「おもて面」及び「上面」とは、図の半導体装置１において、上側（＋Ｚ方向）を向いたＸ－Ｙ面を表す。同様に、「上」とは、図の半導体装置１において、上側（＋Ｚ方向）の方向を表す。「裏面」及び「下面」とは、図の半導体装置１において、下側（－Ｚ方向）を向いたＸ－Ｙ面を表す。同様に、「下」とは、図の半導体装置１において、下側（－Ｚ方向）の方向を表す。必要に応じて他の図面でも同様の方向性を意味する。「おもて面」、「上面」、「上」、「裏面」、「下面」、「下」、「側面」は、相対的な位置関係を特定する便宜的な表現に過ぎず、本発明の技術的思想を限定するものではない。例えば、「上」及び「下」は、必ずしも地面に対する鉛直方向を意味しない。つまり、「上」及び「下」の方向は、重力方向に限定されない。また、以下の説明において「主成分」とは、８０ｖｏｌ％以上含む場合を表す。
　また、以下の説明において含有量を「酸化物換算」として表す場合がある。「酸化物換算」とは、組成分析で確認された各金属元素をそれぞれの酸化物として換算して算出したものである。例えば、組成分析で確認されたアルミニウム、シリコン、ナトリウム、マグネシウム、マンガン、ジルコニウム、イットリウム等の全ての元素を、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化マンガン（ＭｎＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）等の酸化物で換算し、酸化物換算した重量の総和に対する、それぞれの酸化物としての重量の割合を表したものである。なお、組成分析の方法は、例えば、ＸＲＦ（蛍光Ｘ線分析）法、ＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）発光分析法、ＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザ）法、ＥＤＸ（エネルギ分散型Ｘ線分光法）法が挙げられる。
　また、以下の説明において、元素あるいは化合物を「含まない」、「確認されない」あるいは「形成されていない」は、上記の組成分析における測定限界以下であることを指す。例えば、マンガン及びマグネシウムであれば、酸化物換算で０．０１ｗｔ％未満の場合を指す。例えば、ナトリウムであれば、酸化物換算で０．００１ｗｔ％未満を指す。
　［第１の実施の形態］
　（半導体装置の構成）
　第１の実施の形態の半導体装置について、図１～図３を用いて説明する。図１は、第１の実施の形態の半導体装置の平面図であり、図２は、第１の実施の形態の半導体装置の側面図である。図３は、第１の実施の形態の半導体装置で実現される機能を表す等価回路である。なお、図１は、封止部材の記載は省略している。図２は、図１の半導体装置１を＋Ｘ方向に見た側面図である。
　半導体装置１は、少なくとも、セラミックス積層基板１０と半導体チップ６０ａ，６０ｂ，６５ａ，６５ｂと外部接続端子７１～７５とを含んでいる。さらに、ケース９０と封止部材９１（図２を参照）とを含んでいてよい。半導体装置１は、外部接続端子７１～７５がおもて面から上方（＋Ｚ方向）に延伸している。
　セラミックス積層基板１０は、セラミックス板２０と、セラミックス板２０のおもて面に形成された金属層３０ａ～３０ｆと、セラミックス板２０の裏面に形成された金属層４０と、を有している。なお、以下では、金属層３０ａ～３０ｆを総称して、金属層３０とすることがある。
　セラミックス板２０は、絶縁性であって、熱伝導性のよいセラミックスを主成分として構成されている。このようなセラミックスは、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、または、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を主成分とする材料により構成されてよい。ここでは、セラミックスは、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とする。なお、第２の実施の形態では、さらに、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を含んでいる。当該セラミックスは、セラミックス粒子を主に含んでいる。セラミックス粒子は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とする材料により構成されてよい。また、セラミックス板２０は、セラミックス粒子の粒界並びに３重点に形成される粒界材料も含んでもよい。このような粒界材料は、例えば、シリコンを具備する酸化物（第２酸化物）を含んでよい。また、セラミックス板２０は、平面視で矩形状である。さらに、角部がＲ面取りや、Ｃ面取りされていてもよい。セラミックス板２０の厚さは、０．１ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下であって、例えば、０．３ｍｍ程度である。セラミックス板２０の詳細については後述する。
　セラミックス板２０のおもて面に形成された金属層３０は、導電性に優れた金属を主成分として構成されている。このような金属は、例えば、銅、アルミニウム、または、少なくともこれらの一種を含む合金が挙げられる。ここで用いられる金属層３０は、銅を主成分として構成されている。金属層３０の表面に対して、耐食性を向上させるために、めっき処理を行ってもよい。この際、用いられるめっき材は、例えば、ニッケル、ニッケル－リン合金、ニッケル－ボロン合金が挙げられる。金属層３０は、セラミックス板２０のおもて面に複数形成されている。例えば、第１の実施の形態では、複数の金属層３０ａ～３０ｆがセラミックス板２０のおもて面に形成されている。以下では、金属層３０ａ～３０ｆを区別しない場合には、金属層３０と表すことがある。金属層３０は、半導体チップ６０ａ，６０ｂ，６５ａ，６５ｂと電気的に接続されている。金属層３０は、半導体チップ６０ａ，６０ｂ，６５ａ，６５ｂ並びに外部接続端子７１～７５がはんだ等の接合部材３５を介して接合されていてよい。それぞれの金属層３０は、多角形であってよい。さらに、角部がＲ面取りや、Ｃ面取りされていてもよい。複数の金属層３０は、セラミックス板２０の内側に形成されている。金属層３０の厚さは、それぞれ、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下であって、０．３ｍｍ程度であってよい。
　セラミックス板２０の裏面に形成された金属層４０は、熱伝導性に優れた金属を主成分として構成されている。このような金属は、例えば、銅、アルミニウム、または、少なくともこれらの一種を含む合金であってよい。ここで用いられる金属層４０は、銅を主成分として構成されている。金属層４０の表面に対して、耐食性を向上させるために、めっき処理を行ってもよい。この際、用いられるめっき材は、例えば、ニッケル、ニッケル－リン合金、ニッケル－ボロン合金が挙げられる。金属層４０は、セラミックス板２０の裏面に、金属層３０に対応して形成されている。すなわち、金属層４０は、平面視で、セラミックス板２０のおもて面に形成された金属層３０ａ～３０ｆを含む。金属層４０は、放熱部材９２に、はんだ、ろう材、放熱ペースト等を介して接続されていてよい。セラミックス積層基板１０は、半導体チップ６０ａ，６０ｂ，６５ａ，６５ｂで発生した熱を金属層３０、セラミックス板２０、金属層４０を介して、外側の放熱部材９２に伝熱させることができる。したがって、半導体装置１の運転時は、セラミックス板２０が加熱されている。また、金属層４０は、平面視で矩形状である。さらに、角部がＲ面取りや、Ｃ面取りされていてもよい。金属層４０は、セラミックス板２０の内側に形成されている。そして、金属層３０に対向する領域を覆って形成されている。金属層４０の厚さは、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下であって、０．３ｍｍ程度であってよい。
　また、セラミックス板２０及び金属層３０，４０の間には中間層５０ａ，５０ｂが形成されている。中間層５０ａ，５０ｂは、マグネシウム、マンガンの少なくともいずれかを含んだ酸化物（第１酸化物）を含んでいる。当該酸化物は、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化マンガン（ＭｎＯ）、（Ｍｇ，Ｍｎ）Ｏ、（Ｍｇ，Ｍｎ）Ｍｎ２Ｏ４であってよい。これらの酸化物は、中間層５０ａ，５０ｂにおいて、セラミックス板２０のおもて面側及び裏面側に多く含まれている。
　また、中間層５０ａ，５０ｂに含まれる酸化物は、これらに加えて、アルミニウムを含んでよい。このような酸化物は、アルミニウムを具備するスピネル結晶系を含んでよい。スピネル結晶系は、例えば、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＭｎＡｌ２Ｏ４、（Ｍｇ，Ｍｎ）Ａｌ２Ｏ４、（Ｍｇ，Ｍｎ）（Ａｌ，Ｍｎ）２Ｏ４が挙げられる。なお、セラミックス積層基板１０は、中間層５０ａまたは中間層５０ｂの少なくともいずれか一方を含んでいればよい。
　このような構成を有するセラミックス積層基板１０として、例えば、ＤＣＢ（Direct Copper Bonding）基板、ＡＭＢ（Active Metal Brazed）基板を用いてよい。なお、セラミックス積層基板１０の製造方法並びに詳細については、後述する。
　半導体チップ６０ａ，６０ｂ，６５ａ，６５ｂは、シリコンまたは炭化シリコンを主成分として構成されている。半導体チップ６０ａ，６０ｂは、スイッチング素子である。スイッチング素子は、例えば、ＩＧＢＴ、パワーＭＯＳＦＥＴである。このような半導体チップ６０ａ，６０ｂは、裏面に入力電極（主電極）としてドレイン電極またはコレクタ電極を備えている。また、半導体チップ６０ａ，６０ｂは、おもて面に、制御電極６１ａ，６１ｂとしてゲート電極及び出力電極６２ａ，６２ｂ（主電極）としてソース電極またはエミッタ電極をそれぞれ備えている。上記の半導体チップ６０ａ，６０ｂは、その裏面側が金属層３０ｂ，３０ｃ上にはんだ（図示を省略）により接合されている。
　半導体チップ６５ａ，６５ｂは、ダイオード素子である。ダイオード素子は、例えば、ＳＢＤ（Schottky Barrier Diode）、ＰｉＮ（Ｐ-intrinsic-Ｎ）ダイオード等のＦＷＤ（Free Wheeling Diode）である。このような半導体チップ６５ａ，６５ｂは、裏面に出力電極（主電極）としてカソード電極を、おもて面に入力電極６６ａ，６６ｂ（主電極）として、アノード電極をそれぞれ備えている。上記の半導体チップ６５ａ，６５ｂは、その裏面側が金属層３０ｂ，３０ｃ上に、既述のはんだ（図示を省略）により接合されている。なお、半導体チップ６０ａ，６０ｂ，６５ａ，６５ｂは、スイッチング素子及びダイオード素子を一つの半導体チップとしたＲＣ（Reverse Conductive）－ＩＧＢＴ素子、ＲＢ（Reverse Blocking)）－ＩＧＢＴ素子であってもよい。
　半導体チップ６０ａ，６０ｂ，６５ａ，６５ｂと金属層３０ｂ，３０ｃとを接合する接合部材３５は、はんだであってよい。はんだは、鉛フリーはんだが用いられる。鉛フリーはんだは、例えば、錫、銀、銅、亜鉛、アンチモン、インジウム、ビスマスの少なくとも２つを含む合金を主成分とする。さらに、はんだには、添加物が含まれてもよい。接合部材３５は、はんだに替わり、金属焼結体を用いてもよい。金属焼結体の材料は、銀または銀合金を主成分とする。また、このようなはんだ及び金属焼結体は、半導体チップ６０ａ，６０ｂと金属層３０ｂ，３０ｃとの接合に限らず、後述する外部接続端子７１～７５の金属層３０ａ，３０ｅ，３０ｃ，３０ｆ，３０ｄに対する接合にも用いてもよい。
　外部接続端子７１～７５は、それぞれ板状、角柱状、円筒状のいずれかを成している。本実施の形態では、角柱状である場合を例示している。外部接続端子７１～７５は、それぞれの一端部がセラミックス積層基板１０の金属層３０ａ，３０ｅ，３０ｃ，３０ｆ，３０ｄに電気的かつ機械的に接合されている。また、それぞれの他端部が封止部材９１から延出している。他端部は、図示しない外部機器に接続されていてよい。
　外部接続端子７１～７５は、導電性に優れた金属を主成分として構成されている。このような金属は、例えば、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、または、少なくともこれらの一種を含む合金が挙げられる。外部接続端子７１～７５の表面に対しても、耐食性を向上させるために、めっき処理を行ってもよい。この際、用いられるめっき材は、例えば、ニッケル、ニッケル－リン合金、ニッケル－ボロン合金が挙げられる。また、外部接続端子７１～７５と金属層３０ａ，３０ｅ，３０ｃ，３０ｆ，３０ｄとの接合は、半導体チップ６０ａ，６０ｂ，６５ａ，６５ｂの接合と同様にはんだ並びに金属焼結体を用いてよい。また、外部接続端子７１～７５と金属層３０ａ，３０ｅ，３０ｃ，３０ｆ，３０ｄとの接合は、超音波、レーザを用いて直接接合してもよい。
　ボンディングワイヤ８０ａ～８０ｅは、導電性に優れた金属を主成分としている。このような金属は、アルミニウム、銅、または、少なくともこれらの一種を含む合金により構成されている。ボンディングワイヤ８０ａは、金属層３０ａ，３０ｂ間を機械的かつ電気的に接続している。ボンディングワイヤ８０ｄは、金属層３０ｅ及び半導体チップ６０ａの制御電極６１ａを機械的かつ電気的に接続している。ボンディングワイヤ８０ｂは、半導体チップ６０ａの出力電極６２ａと半導体チップ６５ａの入力電極６６ａと金属層３０ｃとを機械的かつ電気的に接続している。ボンディングワイヤ８０ｅは、金属層３０ｆ及び半導体チップ６０ｂの制御電極６１ｂを機械的かつ電気的に接続している。ボンディングワイヤ８０ｃは、半導体チップ６０ｂの出力電極６２ｂと半導体チップ６５ｂの入力電極６６ｂと金属層３０ｄとを機械的かつ電気的に接続している。なお、制御用のボンディングワイヤ８０ｄ，８０ｅの径は、例えば、２５μｍ以上、４００μｍ以下であり、主電流用のボンディングワイヤ８０ａ～８０ｃの径は、２５０μｍ以上、６００μｍ以下である。
　ケース９０は、セラミックス積層基板１０のおもて面の金属層３０、半導体チップ６０ａ，６０ｂ，６５ａ，６５ｂと外部接続端子７１～７５の一端部を収納する。外部接続端子７１～７５の他端部がケースのおもて面から上方（＋Ｚ方向）に延伸してもよい。ケース９０は、樹脂により構成されている。このような樹脂は、熱可塑性樹脂を主成分として構成されている。熱可塑性樹脂は、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンサクシネート樹脂、ポリアミド樹脂、または、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂である。
　封止部材９１は、ケース９０の内側を封止していてよい。つまり、封止部材９１は、セラミックス積層基板１０のおもて面の金属層３０、半導体チップ６０ａ，６０ｂ，６５ａ，６５ｂと外部接続端子７１～７５の一端部とを封止する。封止部材９１は、例えば、熱硬化性樹脂と熱硬化性樹脂に含有される充填剤とを含んでいる。熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂またはマレイミド樹脂である。このような封止部材の一例として、充填剤が含有されたエポキシ樹脂がある。充填剤は、無機物が用いられる。無機物の例として、酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化ホウ素または窒化アルミニウムがある。封止部材９１は、既述の材料に加えて、シリコーンゲルでもよい。
　また、図３に示されるように、半導体装置１は、上アーム部Ａ及び下アーム部Ｂを含むハーフブリッジ回路を構成する。接続点Ｐは、外部電源（図示を省略）の正極に接続される。接続点Ｐと半導体チップ６０ａのコレクタ電極の接続点Ｃ１とが配線８１で接続される。接続点Ｍは負荷（図示を省略）に接続される。接続点Ｍと、半導体チップ６０ａのエミッタ電極及び半導体チップ６０ｂのコレクタ電極の接続点Ｅ１Ｃ２とが配線８３で接続される。接続点Ｎは、外部電源（図示を省略）の負極に接続される。接続点Ｎと半導体チップ６０ｂのエミッタ電極の接続点Ｅ２とが配線８５で接続される。ここで、半導体装置１の運転時に、接続点Ｐは、接続点Ｍより高電位になる。そのため、配線８１は、配線８３より高電位である。また、接続点Ｍは、接続点Ｎより高電位である。そのため、配線８３は、配線８５より高電位である。配線８１の電位は、配線８３より２５０Ｖ以上、１０００Ｖ未満高くてよい。また、配線８３の電位は、配線８５の電位より２５０Ｖ以上、１０００Ｖ未満高くてよい。
　接続点Ｇ１，Ｇ２は、制御電源（図示を省略）に接続される。接続点Ｇ１は、配線８２で半導体チップ６０ａの制御電極６１ａ（図３では図示を省略、図１を参照）に接続される。接続点Ｇ２は、配線８４で半導体チップ６０ｂの制御電極６１ｂ（図３では図示を省略、図１を参照）に接続される。
　半導体装置１の上アーム部Ａは、セラミックス積層基板１０の金属層３０ａ，３０ｂ，３０ｅ、半導体チップ６０ａ，６５ａ、外部接続端子７１，７３，７２並びにこれらを接続するボンディングワイヤ８０ａ，８０ｂ，８０ｄを含む。半導体装置１の下アーム部Ｂは、セラミックス積層基板１０の金属層３０ｄ，３０ｃ，３０ｆ、半導体チップ６０ｂ，６５ｂ、外部接続端子７５，７３，７４並びにこれらを接続するボンディングワイヤ８０ｃ，８０ｅを含む。また、金属層３０ｂ，３０ｃがボンディングワイヤ８０ｂで電気的に接続されることで、上アーム部Ａと下アーム部Ｂとが接続される。こうすることで、半導体装置１は、上アーム部Ａ及び下アーム部Ｂを含むハーフブリッジ回路として機能させることができる。
　配線８１は、Ｐ端子（正極）である外部接続端子７１、外部接続端子７１が接続される金属層３０ａ、半導体チップ６０ａ，６５ａが配置される金属層３０ｂ、及び、金属層３０ａと金属層３０ｂとを接続するボンディングワイヤ８０ａを含む。また、配線８３は、Ｍ端子である外部接続端子７３、外部接続端子７３及び半導体チップ６０ｂ，６５ｂが配置される金属層３０ｃ、及び、金属層３０ｃと半導体チップ６０ａ，６５ａとを接続するボンディングワイヤ８０ｂを含む。また、配線８５は、Ｎ端子（負極）である外部接続端子７５、外部接続端子７５が配置される金属層３０ｄ、及び、金属層３０ｄと半導体チップ６０ｂ，６５ｂを接続するボンディングワイヤ８０ｃを含む。
　したがって、半導体装置１の運転時では、セラミックス板２０の裏面に形成された金属層４０がＮ端子と同電位になるように接地された場合、配線８１，８３に対応する金属層３０ａ，３０ｂ，３０ｃに対して、金属層４０が低電位となる。つまり、この場合、低電位の金属層は、セラミックス板２０の裏面に形成された金属層４０であり、高電位の金属層は、セラミックス板２０のおもて面に形成された金属層３０ａ，３０ｂ，３０ｃである。例えば、金属層４０は、金属層３０ａ，３０ｂに対して、５００Ｖ以上、２０００Ｖ未満、電位が低くなる。また、金属層４０は、金属層３０ｃに対して、２５０Ｖ以上、１０００Ｖ未満、電位が低くなる。
　また、半導体装置１の運転時では、セラミックス板２０の裏面に形成された金属層４０が、Ｍ端子と同電位になるように接地された場合、または、接地されずに浮遊の場合、配線８１に対応する金属層３０ａ，３０ｂに対して、金属層４０が低電位となる。つまり、この場合、低電位の金属層は、セラミックス板２０の裏面に形成された金属層４０であり、高電位金属層は、セラミックス板２０のおもて面に形成された金属層３０ａ，３０ｂである。例えば、金属層４０は、金属層３０ａ，３０ｂに対して、２５０Ｖ以上、１０００Ｖ未満、電位が低くなる。また、金属層４０に対して、配線８５に対応する金属層３０ｄが低電位となる。つまり、この場合、低電位の金属層は、セラミックス板２０のおもて面に形成された金属層３０ｄであり、高電位の金属層は、セラミックス板２０の裏面に形成された金属層４０である。例えば、金属層３０ｄは、金属層４０に対して、２５０Ｖ以上、１０００Ｖ未満、電位が低くなる。
　（半導体装置の製造方法）
　次に、半導体装置１に含まれるセラミックス積層基板１０の製造方法について、図４を用いて説明する。図４は、第１の実施の形態の半導体装置に含まれるセラミックス積層基板の製造方法を示すフローチャートである。セラミックス積層基板１０を製造するにあたり、まず、セラミックス板並びに金属箔を作成する（ステップＳ１ａ，Ｓ１ｂ）。なお、このステップＳ１ａ，Ｓ１ｂはどちらを先に行ってもよい。
　セラミックス板の作成について説明する（ステップＳ１ａ）。まず、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の粉末に酸化シリコン（ＳｉＯ２）の粉末を添加し、バインダー等と共に撹拌して板状に成形する。板状に成形された成形物の表面に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の粉末を塗工し、所定の温度で、所定時間、焼成する。このようにして焼成されて形成されたセラミックス板はセラミックス粒子として酸化アルミニウムを含み、セラミックス粒子の粒界並びに３重点にシリコンを具備する酸化物（第２酸化物）を含み、そして、表面には、マグネシウムを具備する酸化物が形成される。また、セラミックス粒子の粒界並びに３重点にマグネシウムを具備する酸化物が形成されていてもよい。なお、この際の酸化マグネシウムの粉末による塗工は省略してもよい。セラミックス粒子の平均粒径は、０．５μｍ以上、２５μｍ以下である。より好ましくは、１μｍ以上、１０μｍ以下である。
　セラミックス板２０では、酸化アルミニウムの含有量が、酸化物換算で全体の９０ｗｔ％以上、９９ｗｔ％以下であり、より好ましくは、９２ｗｔ％以上、９８ｗｔ％以下である。また、セラミックス板２０に対して、シリコンを具備する酸化物の含有量は、酸化物換算した全体量に対しての酸化シリコン（ＳｉＯ２）換算で、０．０１ｗｔ％以上、３．０ｗｔ％以下であり、より好ましくは、１．０ｗｔ％以上、３．０ｗｔ％以下である。シリコンを具備する酸化物の含有量が少なすぎるとセラミックス板に空隙が多く残り、割れやすくなる。また、多すぎると半導体装置１の運転時にセラミックス板中のイオンの伝導が多くなり、絶縁性の低下や銅箔の接合性の低下が起きやすくなる。
　また、このようなセラミックス板２０は、セラミックス粒子、マグネシウムを具備する酸化物、シリコンを具備する酸化物以外にも、製造に用いられる様々な材料を含む。このような材料の一例として、ナトリウムを具備する酸化物がある。例えば、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）がある。セラミックス板２０に対して、ナトリウムを具備する酸化物の含有量は、酸化物換算した全体量に対しての酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）換算で、０．００１ｗｔ％以上、０．２ｗｔ％以下であり、より好ましくは、０．００２ｗｔ％以上、０．２ｗｔ％以下である。ナトリウムを具備する酸化物の含有量が少なすぎると、セラミックス原料粉末の精製が困難になる。また、多すぎると、βアルミナ（Ｎａ２Ｏ・１１Ａｌ２Ｏ３）が形成され、絶縁性の低下や強度の低下が起きやすくなる。セラミックス板２０では、好ましくは、βアルミナを含まない。
　金属箔の作成について説明する（ステップＳ１ｂ）。銅を主成分とする金属箔を準備し、その表面を酸化する。これにより、金属箔の表面には１０ｎｍ以上、１μｍ以下の酸化銅（ＣｕｘＯ）の皮膜が形成される。また、この酸化工程では、湿式酸化法または乾式酸化法を行ってもよい。湿式酸化法では、例えば、マンガン含有溶液中に銅を主成分とする金属箔を浸漬させて酸化させることができる。マンガン含有溶液を用いた湿式酸化法により、金属箔の表面に酸化銅が形成されると共に、マンガンを具備する酸化物も形成される。また、乾式酸化法では、例えば、大気または酸素ガス雰囲気中で銅を主成分とする金属箔を加熱する。これにより、乾式酸化法では、金属箔の表面の殆どに酸化銅が形成され、マンガンを含めて他の金属は形成されていない。
　次いで、ステップＳ１ａで形成されたセラミックス板のおもて面及び裏面にステップＳ１ｂで形成された金属箔を接合する（ステップＳ２）。すなわち、ステップＳ１ａで形成されたセラミックス板のおもて面及び裏面にステップＳ１ｂで形成された金属箔を重ね合わせて、所定の温度、所定時間、熱処理を行う。なお、この際、セラミックス板のおもて面及び裏面に形成される金属層は、湿式酸化法または乾式酸化法のいずれかで作成された金属箔が用いられる。すなわち、湿式酸化法で作成された金属箔をセラミックス板のおもて面及び裏面にそれぞれ重ね合わせる。乾式酸化法で作成された金属箔をセラミックス板２０のおもて面及び裏面にそれぞれ重ね合わせる。
　このように重ね合わせて熱処理を行うと、セラミックス板と金属層との接触界面には、酸化銅（ＣｕｘＯ）が形成されている。また、セラミックス板と金属層との接触界面には、所定の方法により、マグネシウム、マンガンの少なくともいずれかを具備する酸化物を含む中間層５０ａ，５０ｂを形成することができる。所定の方法とは、セラミックス板の焼成時に酸化マグネシウムを塗工すること、あるいは、金属層がマンガン含有溶液を用いた湿式酸化法で形成されることの少なくともいずれかであってよい。
　後述する実施例１－１のセラミックス積層基板１０は、セラミックス板２０の焼成時に酸化マグネシウムを塗工したものである。このため、セラミックス板２０と金属層３０，４０との接触界面に、第１酸化物としてマグネシウムを具備する酸化物を含む中間層５０ａ，５０ｂが形成されている。
　後述する実施例１－２のセラミックス積層基板１０は、セラミックス板２０の焼成時に酸化マグネシウムの塗工、及び、金属層３０，４０がマンガン含有溶液を用いた湿式酸化法により形成されることを行ったものである。このため、セラミックス板２０と金属層３０，４０との接触界面に、第１酸化物としてマグネシウム及びマンガンの両方を具備する酸化物を含む中間層５０ａ，５０ｂが形成されている。
　後述する実施例１－３のセラミックス積層基板１０は、セラミックス板２０の焼成時に金属層３０，４０がマンガン含有溶液を用いた湿式酸化法で形成されることを行ったものである。このため、セラミックス板２０と金属層３０，４０との接触界面に、第１酸化物としてマンガンを具備する酸化物を含む中間層５０ａ，５０ｂが形成されている。これにより、セラミックス板２０と金属層３０，４０とが好適に接合される。
　次いで、ステップＳ２でセラミックス板に形成された金属層に対してエッチングを行う（ステップＳ３）。すなわち、セラミックス板のおもて面に形成された金属層を所定の形状にエッチングすることで、金属層３０ａ～３０ｆが形成される。また、セラミックス板の裏面に形成された金属層をエッチングすることで、金属層４０が形成される。なお、金属層３０ａ～３０ｆの表面、及び、金属層４０の表面には、酸化銅（ＣｕｘＯ）の皮膜が形成されていなくてよい。酸化銅（ＣｕｘＯ）の被膜は、接合時（ステップＳ２）に還元雰囲気で熱処理することや、接合あるいはエッチング後に表面研磨することで、取り除くことができる。セラミックス板２０の厚さは、０．３２ｍｍ程度である。金属層３０，４０の厚さは、０．３ｍｍ程度である。
　以上により、セラミックス板２０と金属層３０，４０との間に中間層５０ａ，５０ｂが含まれるセラミックス積層基板１０が製造される。このようなセラミックス積層基板１０では、中間層５０ａ，５０ｂにより金属層３０，４０とセラミックス板２０との接合性の低下が抑制される。なお、ステップＳ１ａにおいて、酸化マグネシウムの粉末の塗工を行った場合、セラミックス積層基板１０では、セラミックス板２０と中間層５０ａ，５０ｂにおけるマグネシウムを具備する酸化物の含有量は、酸化物換算した全体量に対して酸化マグネシウム（ＭｇＯ）換算で、０．１ｗｔ％以上、１．５ｗｔ％以下である。さらに、この場合、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）換算したマグネシウムの含有量は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）換算したシリコンの含有量に対して、１０ｗｔ％以上、５０ｗｔ％以下である。ステップＳ１ａにおいて、酸化マグネシウムの粉末の塗工を行わなかった場合、セラミックス積層基板１０では、マグネシウムは含まれない（測定下限の０．０１ｗｔ％未満である）。また、ステップＳ１ｂにおいて、マンガン含有溶液を用いた湿式酸化法を行った場合、セラミックス積層基板１０では、セラミックス板２０と中間層５０ａ，５０ｂにおけるマンガンを具備する酸化物の含有量は、酸化物換算した全体量に対して酸化マンガン（ＭｎＯ）換算で、０．０１ｗｔ％以上、０．１５ｗｔ％以下である。さらに、この場合、酸化マンガン（ＭｎＯ）換算したマンガンの含有量は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）換算したシリコンの含有量に対して、１．０ｗｔ％以上、５．０ｗｔ％以下である。ステップＳ１ｂにおいて、マンガン含有溶液を用いた湿式酸化法を行わなかった場合、セラミックス積層基板１０では、マンガンは含まれない（測定下限の０．０１ｗｔ％未満である）。
　後述する実施例１－１のセラミックス積層基板１０は、酸化マグネシウムの粉末の塗工を行い、マンガン含有溶液を用いた湿式酸化法を行わなかった場合である。この場合、セラミックス積層基板１０、マグネシウムを具備する酸化物を含み、マンガンを具備する酸化物を含まない。後述する実施例１－２のセラミックス積層基板は、酸化マグネシウムの粉末の塗工、及び、マンガン含有溶液を用いた湿式酸化法の両方を行った場合である。したがって、セラミックス積層基板１０では、マグネシウムを具備する酸化物、及び、マンガンを具備する酸化物を共に含む。後述する実施例１－３のセラミックス積層基板１０は、酸化マグネシウムの粉末の塗工を行わず、マンガン含有溶液を用いた湿式酸化法を行った場合である。したがって、セラミックス積層基板１０では、マグネシウムを具備する酸化物を含まず、マンガンを具備する酸化物を含む。なお、後述する比較例のセラミックス積層基板１００は、酸化マグネシウムの粉末の塗工、及び、マンガン含有溶液を用いた湿式酸化法の両方を行わなかった場合である。したがって、セラミックス積層基板１００では、マグネシウムを具備する酸化物、及び、マンガンを具備する酸化物を共に含まない。
　（比較例１のセラミックス積層基板）
　以下では、中間層５０ａ，５０ｂによる金属層３０，４０の接合性低下の抑制を説明するにあたり、まず、比較例１として、中間層５０ａ，５０ｂを含まないセラミックス積層基板について、図５及び図６並びに図１３を用いて説明する。図５は、比較例１のセラミックス積層基板の断面模式図であり、図６は、比較例１のセラミックス積層基板の高温下高電圧時の断面模式図である。図１３は、セラミックス積層基板の試験結果のまとめの表である。なお、図５は、図２における破線で囲った範囲におけるミクロ状態を模式的に示している。また、図６では、図５において、高温下で金属層３０，４０の間に高電圧を印加した際のミクロ状態を模式的に示している。また、図１３は、比較例１と共に、以後に説明する、第１～第３の実施の形態における試験結果も併せて示している。
　比較例１のセラミックス積層基板に含まれるセラミックス板１２０は、図４のステップＳ１ａにおいて酸化マグネシウムの塗工を行わずに作成されたものである。このセラミックス板は、酸化アルミニウムを主成分とし、その他に、シリコンを具備する酸化物並びにナトリウムを具備する酸化物を含んでいる。また、比較例１のセラミックス積層基板に含まれる金属層は、図４のステップＳ１ｂの乾式酸化法により作成されたものである。このようなセラミックス板と金属層とを図４のステップＳ２，Ｓ３の工程を経て、比較例１のセラミックス積層基板１００が製造される。セラミックス積層基板１００は、マグネシウム及びマンガンを含まない。すなわち、このようにして製造されたセラミックス積層基板１００は、マグネシウム、マンガンの少なくともいずれかを具備する酸化物を含む中間層５０ａ，５０ｂが形成されていない。
　このようにして製造されたセラミックス積層基板１００は、図５に示されるように、金属層４０、セラミックス板１２０、金属層３０が下から順に積層されて構成されている。セラミックス板１２０は、少なくとも、酸化アルミニウム２１（Ａｌ２Ｏ３）粒子と、その粒界及び３重点にシリコンを具備する酸化物２２（Ｓｉ－Ｏ）と酸化ナトリウム２３（Ｎａ２Ｏ）を含んでいる。また、金属層３０，４０は、銅（Ｃｕ）を主成分として、酸素を含まずに構成されている。金属層３０，４０及びセラミックス板１２０の境界には、銅を具備する酸化物３１，４１（Ｃｕ－Ｏ）がそれぞれ形成されている。
　このようなセラミックス積層基板１００に対する引きはがし強さの評価試験の結果について説明する。引きはがし強さの評価試験とは、信頼性試験の前後におけるセラミックス積層基板１００のセラミックス板１２０に対する金属層３０，４０の引きはがし強さを測定する。次いで、測定結果からセラミックス板１２０に対する金属層３０，４０の接合強度を評価する試験である。なお、引きはがし強さの値は、４０箇所における測定値の平均値で求めた。
　まず、信頼性試験は、高温環境下においてハーフブリッジ回路を所定のオン、オフパターンで所定時間、連続運転する。なお、ここでは、セラミックス板２０の裏面に形成された金属層４０がＮ端子と同電位になるように接地した。そのため、セラミックス板２０のおもて面に形成された金属層３０が高電位の金属層、裏面に形成された金属層４０が低電位の金属層である。このような連続運転をセラミックス積層基板１００のおもて面に行う。
　引きはがし強さの測定は以下のように行われる。セラミックス積層基板１００において、金属層３０，４０の一部に所定の幅を有する短冊形のパターンを加工し、短冊形の金属層３０，４０の一端をセラミックス板１２０から剥がし、剥がした一端をセラミックス積層基板１００の主面に対して垂直方向に一定の速さで所定の長さ以上、引っ張って剥がす。この引っ張る際の荷重を測定する。
　信頼性試験の前後におけるセラミックス積層基板１００に含まれる金属層３０，４０の引きはがし強さの変化により評価を行う。信頼性試験前の引きはがし強さに対して、信頼性試験後の引きはがし強さが９５％以上であれば、「Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ（優）」、９５％未満、９０％以上であれば、「Ｖｅｒｙ　Ｇｏｏｄ（良）」、９０％未満、６０％以上であれば、「Ｇｏｏｄ（可）」、６０％未満であれば、「Ｎｏｔ　Ｇｏｏｄ（不可）」と評価する（図１３を参照）。なお、図１３は、実施例１－１～１－３及び比較例１に対して、当該評価に用いられたセラミックス板、金属層、中間層並びに試験結果を示している。
　比較例１に対する評価結果は、図１３（最右欄）に示されるように、セラミックス積層基板１００のおもて面で「Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ」であるものの、裏面で「Ｎｏｔ　Ｇｏｏｄ」となっている。すなわち、セラミックス積層基板１００は信頼性試験により、金属層４０がセラミックス板１２０の裏面に対する接合力が低下してしまった状態になっている。この理由は現時点では未だ充分に解明されておらず、また、理論に拘束されるわけではないが、以下のように考えることができる。
　信頼性試験後のセラミックス積層基板１００は図６に示されるような組成となる。高温下で金属層３０，４０に高電位（正極）及び低電位（負極）の電圧が印加されることで、酸化ナトリウム２３（図５を参照）が、ナトリウムイオン２４（Ｎａ＋）と酸素イオン２５（Ｏ２－）に分離する。ナトリウムイオン２４は、酸化アルミニウム２１の粒界のシリコンを具備する酸化物２２を通過して、負極である低電位の金属層４０側に移動する。また、酸素イオン２５は、酸化アルミニウム２１の粒界のシリコンを具備する酸化物２２を通過して、正極である高電位の金属層３０側に移動する。
　正極に移動した酸素イオン２５は、金属層３０に含まれる銅と反応して、銅を具備する酸化物３１を形成する。正極では、銅を具備する酸化物３１が増加して、酸化アルミニウム２１及びシリコンを具備する酸化物２２のそれぞれに対する接合力が向上する。
　他方、負極に移動したナトリウムイオン２４は、銅を具備する酸化物４１（図５を参照）と反応して、酸化銅を還元し、ナトリウムイオン２４と反応した負極の銅を具備する酸化物４１はＣｕとなり、金属層４０に含まれる。また、ナトリウムイオン２４は酸化されて、酸化ナトリウムになる。このように、酸化アルミニウム２１及びシリコンを具備する酸化物２２のそれぞれに対して接合力が大きい銅を具備する酸化物４１が減少する。また、負極の金属層４０の境界近傍のセラミックス板１２０において、ナトリウムイオン（酸化ナトリウム２３）の濃度が増加して、酸化アルミニウム２１の粒子の離脱が生じやすくなる。このため、セラミックス板１２０に対する金属層４０の接合強度が低下してしまう。
　このようなセラミックス積層基板１００を、半導体装置１のセラミックス積層基板１０に代えて適用する場合、金属層４０を接地すると、金属層４０が低電位（基準電位）となり、金属層３０ａが高電位、また、金属層３０ｃが中間電位となる。このため、金属層３０ａ，３０ｃ（特に高電位の金属層３０）に対向する金属層４０の部分にて接合性が低下する。
　なお、金属層４０を接地せずに浮遊電位としてもよく、または、金属層４０を中間点接地（金属層３０ｃと同電位となるように接地）してもよい。これらの場合、上アーム部のコレクタ側の金属層３０ａ，３０ｂが高電位となり、金属層４０が低電位となる。このため、金属層３０ａ，３０ｂに対向する金属層４０の部分の接合性が低下してしまう。他方、下アーム部のエミッタ側の金属層３０ｄは低電位となり、金属層３０ｄに対向する金属層４０が高電位となり、金属層３０ｄの接合性が低下してしまう。
　また、以下では、酸化アルミニウムを主成分とするセラミックス板２０を含むセラミックス積層基板１０において、中間層５０ａ，５０ｂに応じた実施例１－１～１－３について説明する。
　（実施例１－１のセラミックス積層基板）
　次に、中間層５０ａ，５０ｂを含むセラミックス積層基板１０について、図７及び図８並びに図１３を用いて説明する。図７は、第１の実施の形態（実施例１－１）のセラミックス積層基板の断面模式図であり、図８は、第１の実施の形態（実施例１－１）のセラミックス積層基板の高温下高電圧時の断面模式図である。なお、図７は、図２における破線で囲った範囲におけるミクロ状態を模式的に示している。また、図８では、図２において、高温下で金属層３０，４０の間に高電圧を印加した際のミクロ状態を模式的に示している。
　実施例１－１のセラミックス積層基板１０は、図７に示されるように、金属層４０、中間層５０ｂ、セラミックス板２０、中間層５０ａ、金属層３０が下から順に積層されて構成されている。
　セラミックス板２０は、図４のステップＳ１ａにおいて酸化マグネシウムの粉末を塗工して製造されたものである。また、金属層３０，４０は、図４のステップＳ１ｂにおいて乾式酸化法により製造されたものである。セラミックス板２０は、第２酸化物として、酸化アルミニウム２１の粒子の間（粒界及び３重点）にシリコンを具備する酸化物２２と酸化ナトリウム２３とを含む。さらに、酸化マグネシウムを含んでよい。
　また、中間層５０ａ，５０ｂは、第１酸化物として、マグネシウムを具備する酸化物５１ａ，５１ｂ（Ｍｇ－Ｏ）をそれぞれ含んでいる。マグネシウムを具備する酸化物５１ａ，５１ｂは、中間層５０ａ，５０ｂにおいて、セラミックス板２０のおもて面側、裏面側にそれぞれ多く形成されている。さらに、金属層３０，４０及びセラミックス板２０の境界、並びに、マグネシウムを具備する酸化物５１ａ，５１ｂと金属層３０，４０とセラミックス板２０との境界に銅を具備する酸化物３１，４１がそれぞれ形成されている。
　（信頼性試験前の）セラミックス積層基板１０では、マグネシウムを具備する酸化物５１ａ，５１ｂが多すぎると、セラミックス板２０と金属層３０，４０との接合強度が低下してしまう。このため、マグネシウムを具備する酸化物５１ａ，５１ｂを含む中間層５０ａ，５０ｂは、セラミックス板２０と金属層３０，４０との接合面に対して、１０％以上、８０％以下を覆うように形成されることが好ましく、２０％以上、５０％以下であることがより好ましい。
　このようなセラミックス積層基板１０に対しても引きはがし強さの評価試験を行った。実施例１－１に対する評価結果は、図１３に示されるように、セラミックス積層基板１０のおもて面で「Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ」、裏面で「Ｇｏｏｄ」となっている。すなわち、セラミックス積層基板１０は信頼性試験を行っても、比較例１と比べて、金属層４０のセラミックス板２０の裏面に対する接合力が幾分改善され、接合性の低下が抑制されている。この理由は現時点では未だ充分に解明されておらず、また、理論に拘束されるわけではないが、以下のように考えることができる。
　信頼性試験後のセラミックス積層基板１０は図８に示されるような組成となる。高温下で、金属層３０，４０に高電位（正極）及び低電位（負極）の電圧が印加されることで、酸化ナトリウム２３（図７を参照）が、ナトリウムイオン２４（Ｎａ＋）と酸素イオン２５（Ｏ２－）に分離する。ナトリウムイオン２４は、酸化アルミニウム２１の粒界及び３重点のシリコンを具備する酸化物２２を通過して、負極である低電位の金属層４０側に移動する。また、酸素イオン２５は、酸化アルミニウム２１の粒界及び３重点のシリコンを具備する酸化物２２を通過して、正極である高電位の金属層３０側に移動する。
　正極に移動した酸素イオン２５は、金属層３０の銅と反応して、銅を具備する酸化物３１を形成する。このように、正極では、銅を具備する酸化物３１が増加して、酸化アルミニウム２１及びシリコンを具備する酸化物２２のそれぞれに対して接合力が向上する。
　他方、負極に移動したナトリウムイオン２４は、マグネシウムを具備する酸化物５１ｂが存在しない箇所では、銅を具備する酸化物４１（図７を参照）と反応して、酸化銅を還元して、ナトリウムイオン２４と反応した負極の銅を具備する酸化物４１はＣｕとなり、金属層４０に含まれる。また、ナトリウムイオン２４は酸化されて、酸化ナトリウムになる。このように、酸化アルミニウム２１及びシリコンを具備する酸化物２２のそれぞれに対して接合力が大きい銅を具備する酸化物４１が減少する。また、負極の金属層４０の境界近傍のセラミックス板１２０において、ナトリウムイオン（酸化ナトリウム２３）の濃度が増加して、酸化アルミニウム２１の粒子の離脱が生じやすくなる。
　ところが、セラミックス積層基板１０は、比較例１と異なり、酸化マグネシウム２６が中間層５０ａ，５０ｂに配置されている。そのため、ナトリウムイオン２４が銅を具備する酸化物４１と反応することをブロックする。したがって、マグネシウムを具備する酸化物５１ｂが形成されている箇所には、銅を具備する酸化物４１がＣｕになることなく存在する。また、酸化マグネシウム２６が酸化アルミニウム２１の粒界及び３重点に存在している。そのため、粒界のシリコンを具備する酸化物２２の一部の移動ルートが遮断され、一部のナトリウムイオン２４の移動が遮断される。したがって、ナトリウムイオン２４と銅を具備する酸化物４１との反応が抑制される。したがって、この箇所においては、セラミックス板２０と金属層４０との接合強度が維持される。
　以上により、実施例１－１のセラミックス積層基板１０は、比較例１の場合と比較すると、セラミックス板２０から金属層４０の接合強度の低下が抑制されて、セラミックス板２０に対する金属層４０の接合強度が向上する。
　比較例１によれば、中間層５０ａ，５０ｂが無くてもセラミックス板１２０のおもて面（高電位側）の金属層３０の接合強度はある程度維持することができ、セラミックス板１２０の裏面（低電位側）にて金属層４０の接合性の低下が生じる。第１の実施の形態のセラミックス積層基板１０のセラミックス板２０の裏面（低電位側）と金属層４０との間の中間層５０ｂにより金属層４０の接合性の低下が抑制される。したがって、セラミックス積層基板１０では、少なくとも、セラミックス板２０の裏面（低電位側）と金属層４０との間に中間層５０ｂがあれば、金属層４０の接合性の低下が抑制されて、セラミックス積層基板１０の劣化を防止することができる。
　上記の半導体装置１は、半導体チップ６０ａ，６０ｂ，６５ａ，６５ｂと、接合部材３５と、板状であっておもて面とおもて面の反対側の裏面とを備え、半導体チップ６０ａ，６０ｂ，６５ａ，６５ｂがおもて面に接合部材３５を介して接合されるセラミックス積層基板１０と、を備える。セラミックス積層基板１０は、セラミックス板２０と、金属層３０，４０と、中間層５０ｂとを有する。セラミックス板２０は、板状であって第１主面（第１の実施の形態ではおもて面）と第１主面の反対側の第２主面（第１の実施の形態では裏面）とを備え、セラミックス粒子を備える。金属層３０は、高電位の電圧が印加され、セラミックス板２０の第１主面に接合され、銅を含む。金属層４０は、低電位の電圧が印加され、セラミックス板２０の第２主面に接合され、銅を含む。中間層５０ｂは、セラミックス板２０の第２主面及び低電位の金属層４０の間に形成され、マグネシウムを具備する酸化物５１ｂを含む。セラミックス積層基板１０は、セラミックス板２０と低電位の金属層４０との間に含まれるマグネシウムを具備する酸化物５１ｂにより、高温下で高電圧が印加されても、セラミックス板２０に対して金属層４０の接合性の低下が抑制される。このため、セラミックス積層基板１０の劣化を防止して、半導体装置１の信頼性の低下を抑制することができる。
　なお、第１，第２の実施の形態では、セラミックス板２０の裏面に形成された金属層４０がＮ端子と同電位になるように接地された場合、高電位の金属層は、セラミックス板２０のおもて面に形成された金属層３０ａ，３０ｂ，３０ｃである。低電位の金属層は、セラミックス板２０の裏面に形成された金属層４０である。
　また、第１，第２の実施の形態では、セラミックス板２０の裏面に形成された金属層４０が、Ｍ端子と同電位になるように接地された場合、または、設置されずに浮遊の場合、高電位の金属層は、セラミックス板２０のおもて面に形成された金属層３０ａ，３０ｂであり、低電位の金属層は、セラミックス板２０の裏面に形成され、金属層３０ａ，３０ｂに対向する金属層４０である。また、この場合、低電位の金属層は、セラミックス板２０のおもて面に形成された金属層３０ｄであり、高電位の金属層は、セラミックス板２０の裏面に形成され、金属層３０ｄに対向する金属層４０である。
　なお、半導体装置１の駆動時または停止時における、セラミックス板２０の金属層３０並びに金属層４０の間の電位に応じて中間層が必要とされる領域（位置）については第３の実施の形態で説明する。
　なお、本実施の形態では、中間層５０ａ，５０ｂにマグネシウムを具備する酸化物を形成する方法について、セラミックス板作成工程（ステップＳ１ａ）において、板状成形物の表面に酸化マグネシウムの粉末を塗工し、所定の温度で、所定時間、焼成することを説明した。これに限らず、セラミックス板作成工程（ステップＳ１ａ）において、板状成形物の表面にマンガンを具備する溶液を塗工して、焼成してもよい。セラミックス板作成工程（ステップＳ１ａ）並びに金属箔作成工程（ステップＳ１ｂ）時に、セラミックス板あるいは金属箔にスパッタリングまたは蒸着でマグネシウム、あるいはマグネシウムを具備する酸化物を形成することでも、中間層５０ａ，５０ｂにマグネシウムを具備する酸化物を形成することができる。
　また、本実施の形態では、中間層５０ａ，５０ｂにマンガンを具備する酸化物を形成する方法について、金属箔作成工程（ステップＳ１ｂ）において、マンガン含有溶液中に金属箔を浸漬させて酸化させることを説明した。これに限らず、セラミックス板作成工程（ステップＳ１ａ）において、板状成形物の表面にマンガンを具備する粉末あるいは溶液を塗工して、焼成してもよい。セラミックス板作成工程（ステップＳ１ａ）や金属箔作成工程（ステップＳ１ｂ）時に、セラミックス板あるいは金属箔にスパッタリングや蒸着でマンガン、あるいはマンガンを具備する酸化物を形成することでも、中間層５０ａ，５０ｂにマンガンを具備する酸化物を形成することができる。
　（実施例１－２のセラミックス積層基板）
　実施例１－２の形態では、セラミックス積層基板１０のセラミックス板２０が図４のステップＳ１ａで酸化マグネシウムの粉末を塗工して製造され、金属層３０，４０が湿式酸化法により製造された場合について、図９及び図１０並びに図１３を用いて説明する。図９は、第１の実施の形態（実施例１－２）のセラミックス積層基板の断面模式図であり、図１０は、第１の実施の形態（実施例１－２）のセラミックス積層基板の高温下高電圧時の断面模式図である。なお、図９は、図２における破線で囲った範囲に対応する箇所におけるミクロ状態を模式的に示している。また、図１０では、図２において、金属層３０，４０の間に高温下で高電圧を印加した際のミクロ状態を模式的に示している。
　実施例１－２のセラミックス積層基板１０は、図９に示されるように、金属層４０、中間層５０ｂ、セラミックス板２０、中間層５０ａ、金属層３０が下から順に積層されて構成されている。
　セラミックス板２０は、実施例１－１と同様に、図４のステップＳ１ａにおいて酸化マグネシウムの粉末を塗工して製造されたものである。一方で、金属層３０，４０は、実施例１－１と異なり、図４のステップＳ１ｂにおいて湿式酸化法により製造されたものである。セラミックス板２０は、第２酸化物として、酸化アルミニウム２１の粒子の間（粒界及び３重点）にシリコンを具備する酸化物２２と酸化ナトリウム２３とを含む。さらに、酸化マグネシウムを含んでよい。
　また、金属層３０，４０は、銅を主成分として構成されている。中間層５０ａ，５０ｂは、第１酸化物として、マグネシウム及びマンガンを具備する酸化物５２ａ，５２ｂ（Ｍｇ－Ｍｎ－Ｏ）をそれぞれ含んでいる。マグネシウム及びマンガンを具備する酸化物５２ａ，５２ｂは、中間層５０ａ，５０ｂにおいて、セラミックス板２０のおもて面側、裏面側にそれぞれ多く形成されている。さらに、金属層３０，４０とセラミックス板２０とマグネシウム及びマンガンを具備する酸化物５２ａ，５２ｂの境界に銅を具備する酸化物３１，４１がそれぞれ形成されている。
　実施例１－１において、（信頼性試験前の）セラミックス積層基板１０では、中間層５０ａ，５０ｂの覆う範囲を制限して、セラミックス板２０と金属層３０，４０との接合強度を高くすることができなかった。実施例１－２では、マグネシウム及びマンガンを具備する酸化物５２ａ，５２ｂを含む中間層５０ａ，５０ｂを広く形成することができる。これにより、実施例１－１よりも、セラミックス板２０と金属層３０，４０との接合強度を高くすることができる。このような中間層５０ａ，５０ｂは、セラミックス板２０と金属層３０，４０との接合面に対して、２０％以上、８０％以下を覆うように形成されることが好ましい。
　このようなセラミックス積層基板１０に対しても引きはがし強さの評価試験を行った。実施例１－２に対する評価結果は、図１３に示されるように、セラミックス積層基板１０のおもて面及び裏面で「Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ」となっている。すなわち、セラミックス積層基板１０は信頼性試験を行っても、実施例１―１と比べて、金属層４０がセラミックス板２０の裏面に対する接合力が改善され、接合性の低下が抑制されている。この理由は現時点では未だ充分に解明されておらず、また、理論に拘束されるわけではないが、以下のように考えることができる。
　信頼性試験後のセラミックス積層基板１０は図１０に示されるような組成となる。高温下で、金属層３０，４０に高電位（正極）及び低電位（負極）の電圧が印加されることで、酸化ナトリウム２３（図９を参照）が、ナトリウムイオン２４と酸素イオン２５に分離する。ナトリウムイオン２４は、酸化アルミニウム２１の粒界及び３重点のシリコンを具備する酸化物２２を通過して、負極である低電位の金属層４０側に移動する。また、酸素イオン２５は、酸化アルミニウム２１の粒界のシリコンを具備する酸化物２２を通過して、正極である高電位の金属層３０側に移動する。
　正極に移動した酸素イオン２５は、金属層３０の銅と反応して、銅を具備する酸化物３１を形成する。このように、正極では、銅を具備する酸化物３１が増加して、酸化アルミニウム２１及びシリコンを具備する酸化物２２のそれぞれに対して接合力が向上する。
　ところで、実施例１－２では、セラミックス積層基板１０では、酸化マグネシウム２６が酸化アルミニウム２１の粒界及び３重点に配置されている。さらに、負極の酸化アルミニウム２１と低電位の金属層４０との境界及び３重点でマグネシウム及びマンガンを具備する酸化物５２ｂが形成されている。特に、実施例１－１のマグネシウムを具備する酸化物５１ｂよりも、マグネシウム及びマンガンを具備する酸化物５２ｂが形成されている領域が広い。このため、負極に移動したナトリウムイオン２４は、マグネシウム及びマンガンを具備する酸化物５２ｂに移動を遮断される。したがって、実施例１－１の場合よりも、ナトリウムイオン２４と銅を具備する酸化物４１との反応がより阻害されるようになる。このため、酸化アルミニウム２１と金属層４０とマグネシウム及びマンガンを具備する酸化物５２ｂとの境界に銅を具備する酸化物４１がＣｕになることなく存在する。したがって、実施例１－１よりも、セラミックス板２０と金属層４０との接合強度が維持される。
　以上により、実施例１－２のセラミックス積層基板１０は、実施例１－１の場合と比較すると、セラミックス板２０から金属層４０の接合強度の低下が抑制されて、セラミックス板２０に対する金属層４０の接合強度が向上する。
　（実施例１－３のセラミックス積層基板）
　実施例１－３では、セラミックス積層基板１０のセラミックス板２０が図４のステップＳ１ａで酸化マグネシウムの粉末を塗工せずに製造され、金属層３０，４０が湿式酸化法により製造された場合について、図１１及び図１２並びに図１３を用いて説明する。図１１は、第１の実施の形態（実施例１－３）のセラミックス積層基板の断面模式図であり、図１２は、第１の実施の形態（実施例１－３）のセラミックス積層基板の高温下高電圧時の断面模式図である。なお、図１１は、図２における破線で囲った範囲におけるミクロ状態を模式的に示している。また、図１２では、図２において、金属層３０，４０の間に高温下で高電圧を印加した際のミクロ状態を模式的に示している。
　実施例１－３のセラミックス積層基板１０は、図１１に示されるように、金属層４０、中間層５０ｂ、セラミックス板２０、中間層５０ａ、金属層３０が下から順に積層されて構成されている。
　セラミックス板２０は、実施例１－１及び実施例１－２と異なり、図４のステップＳ１ａにおいて酸化マグネシウムの粉末の塗工を行わずに製造されたものである。また、金属層３０，４０は、実施例１－２と同様、図４のステップＳ１ｂにおいて湿式酸化法により製造されたものである。セラミックス板２０は、第２酸化物として、酸化アルミニウム２１の粒子の間（粒界及び３重点）にシリコンを具備する酸化物２２と酸化ナトリウム２３とを含む。
　また、金属層３０，４０は、銅を主成分として構成されている。中間層５０ａ，５０ｂは、第１酸化物として、マンガンを具備する酸化物５３ａ，５３ｂ（Ｍｎ－Ｏ）をそれぞれ含んでいる。マンガンを具備する酸化物５３ａ，５３ｂは、中間層５０ａ，５０ｂにおいて、セラミックス板２０のおもて面側、裏面側にそれぞれ多く形成されている。さらに、金属層３０，４０とセラミックス板２０とマンガンを具備する酸化物５３ａ，５３ｂの境界に銅を具備する酸化物である銅を具備する酸化物３１，４１がそれぞれ形成されている。
　（信頼性試験前の）セラミックス積層基板１０では、マンガンを具備する酸化物５３ａ，５３ｂが多すぎると、セラミックス板２０と金属層３０，４０との接合強度が低下してしまう。このため、マンガンを具備する酸化物５３ａ，５３ｂを含む中間層５０ａ，５０ｂは、セラミックス板２０と金属層３０，４０との接合面に対して、１０％以上、８０％以下を覆うように形成されることが好ましく、２０％以上、５０％以下であることがより好ましい。
　このようなセラミックス積層基板１０に対しても引きはがし強さの評価試験を行った。実施例１－３に対する評価結果は、図１３に示されるように、セラミックス積層基板１０のおもて面で「Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ」、裏面で「Ｖｅｒｙ　Ｇｏｏｄ」となっている。すなわち、セラミックス積層基板１０は信頼性試験を行っても、第１の実施の形態と比べて、金属層４０のセラミックス板２０の裏面に対する接合力が幾分改善され、接合性の低下が抑制されている。この理由は現時点では未だ充分に解明されておらず、また、理論に拘束されるわけではないが、以下のように考えることができる。
　信頼性試験後のセラミックス積層基板１０は図１２に示されるような組成となる。高温下で、金属層３０，４０に高電位（正極）及び低電位（負極）の電圧が印加されることで、酸化ナトリウム２３（図１１を参照）が、ナトリウムイオン２４と酸素イオン２５に分離する。ナトリウムイオン２４は、酸化アルミニウム２１の粒界及び３重点のシリコンを具備する酸化物２２を通過して、負極である低電位の金属層４０側に移動する。また、酸素イオン２５は、酸化アルミニウム２１の粒界のシリコンを具備する酸化物２２を通過して、正極である高電位の金属層３０側に移動する。
　正極に移動した酸素イオン２５は、金属層３０の銅と反応して、銅を具備する酸化物３１を形成する。このように、正極では、銅を具備する酸化物３１が増加して、酸化アルミニウム２１及びシリコンを具備する酸化物２２のそれぞれに対して接合力が向上する。
　他方、負極に移動したナトリウムイオン２４は、マンガンを具備する酸化物５３ｂが存在しない箇所では、銅を具備する酸化物４１（図１１を参照）と反応して、酸化銅を還元して、ナトリウムイオン２４と反応した負極の銅を具備する酸化物４１はＣｕとなり、金属層４０に含まれる。また、ナトリウムイオン２４は酸化されて、酸化ナトリウムになる。このように、酸化アルミニウム２１及びシリコンを具備する酸化物２２のそれぞれに対して接合力が大きい銅を具備する酸化物４１が減少する。また、負極の金属層４０の境界近傍のシリコンを具備する酸化物２２の粒界及び３重点において、ナトリウムイオン（酸化ナトリウム２３）の濃度が増加して、酸化アルミニウム２１の粒子の離脱が生じやすくなる。
　ところが、実施例１－３のセラミックス積層基板１０は、酸化マンガン２７が中間層５０ａ，５０ｂに配置されている。そのため、ナトリウムイオン２４が銅を具備する酸化物４１と反応することをブロックする。したがって、マンガンを具備する酸化物５３ｂが形成されている箇所には、銅を具備する酸化物４１がＣｕになることなく存在する。また、酸化マンガン２７が酸化アルミニウム２１の粒界及び３重点に配置されている。そのため、粒界のシリコンを具備する酸化物２２の一部の移動ルートが遮断され、一部のナトリウムイオン２４の移動が遮断される。したがって、ナトリウムイオン２４と銅を具備する酸化物４１との反応が抑制される。したがって、この箇所においては、セラミックス板２０と金属層４０との接合強度が維持される。また、この際の接合強度は、実施例１－３よりも大きいことが考えられる。
　以上により、実施例１－３のセラミックス積層基板１０は、実施例１－１の場合と比較すると、セラミックス板２０から金属層４０の接合強度の低下が抑制されて、セラミックス板２０に対する金属層４０の接合強度が向上する。
　［第２の実施の形態］
　第２の実施の形態のセラミックス積層基板１０に含まれるセラミックス板２０は、第１の実施の形態のセラミックス板２０に対して、さらに、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）が含まれている。なお、第２の実施の形態でも、第１の実施の形態の半導体装置１（図１及び図２）に基づいて説明する。
　（半導体装置の製造方法）
　第２の実施の形態のセラミックス積層基板１０もまた、第１の実施の形態の図４の製造方法のフローチャートに沿って製造される。第２の実施の形態でも、セラミックス積層基板１０を製造するにあたり、まず、セラミックス板並びに金属箔を作成する（ステップＳ１ａ，Ｓ１ｂ）。なお、このステップＳ１ａ，Ｓ１ｂはどちらを先に行ってもよい。
　セラミックス板の作成について説明する（ステップＳ１ａ）。まず、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の粉末に酸化シリコン（ＳｉＯ２）の粉末と共に、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）の粉末を添加し、バインダー等と共に撹拌して板状に成形する。板状に成形された成形物の表面に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の粉末を塗工し、所定の温度で、所定時間、焼成する。このようにして焼成されて形成されたセラミックス板はセラミックス粒子として酸化アルミニウムを含み、セラミックス粒子の粒界並びに３重点にジルコニウムを具備する酸化物及びシリコンを具備する酸化物（第２酸化物）を含み、そして、表面には、マグネシウムを具備する酸化物が形成される。また、セラミックス粒子の粒界並びに３重点にマグネシウムを具備する酸化物が形成されていてもよい。ジルコニウムを具備する酸化物があることで、ジルコニウムを具備する酸化物がない場合に比べて抗折強度を高めることができる。
　第２の実施の形態のセラミックス板２０を製造するには、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）粉末に加えて、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、あるいは、酸化カルシウム（ＣａＯ）の粉末を添加してよい。または、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）粉末に替わり部分安定化ジルコニアの粉末を添加してもよい。こうすることで、セラミックス板２０はセラミックス粒子として酸化アルミニウムを含み、セラミックス粒子の粒界並びに３重点に部分安定化ジルコニアとシリコンを具備する酸化物（第２酸化物）とを含む。この場合の部分安定化ジルコニアは、好ましくは、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）に換算したジルコニアに対して、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）に換算したイットリウムが、２．５ｍｏｌ％以上、３．５ｍｏｌ％以下含まれている。こうすることで、酸化ジルコニウムだけの場合に比べて、さらに抗折強度を高めることができる。また、セラミックス粒子の平均粒径は、０．５μｍ以上、２５μｍ以下である。より好ましくは、１μｍ以上、１０μｍ以下である。
　セラミックス板２０では、酸化アルミニウムの含有量が、酸化物換算で全体の８０ｗｔ％以上、９５ｗｔ％以下であり、より好ましくは、８４ｗｔ％以上、９２ｗｔ％以下である。また、ジルコニウムを具備する酸化物の含有量が、酸化物換算した全体量に対しての酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）換算で、全体の５．０ｗｔ％以上、２０．０ｗｔ％以下であり、より好ましくは、８ｗｔ％以上、１６ｗｔ％以下含まれている。また、セラミックス板２０に対して、シリコンを具備する酸化物の含有量は、酸化物換算した全体量に対しての酸化シリコン（ＳｉＯ２）換算で、０．０１ｗｔ％以上、３．０ｗｔ％以下であり、より好ましくは、１．０ｗｔ％以上、３．０ｗｔ％以下である。シリコンを具備する酸化物の含有量が少なすぎるとセラミックス板に空隙が多く残り、割れやすくなる。また、多すぎるとセラミックス板の熱伝導性が低下し、放熱性が悪くなる。
　また、第２の実施の形態のセラミックス板２０でも、セラミックス粒子、マグネシウムを具備する酸化物、シリコンを具備する酸化物、ジルコニウムを具備する酸化物以外にも、製造に用いられる様々な材料を含む。このような材料の一例として、ナトリウムを具備する酸化物がある。例えば、酸化ナトリウムがある。セラミックス板２０に対して、ナトリウムを具備する酸化物の含有量は、酸化物換算した全体量に対しての酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）換算で、０．００１ｗｔ％以上、０．２ｗｔ％以下であり、より好ましくは、０．００２ｗｔ％以上、０．２ｗｔ％以下である。ナトリウムを具備する酸化物の含有量が少なすぎると、セラミックス原料粉末の精製が困難になる。また、多すぎると、βアルミナが形成され、絶縁性の低下や強度の低下が起きやすくなる。セラミックス板２０では、好ましくは、βアルミナを含まない。
　ステップＳ１ｂの金属箔の作成は第１の実施の形態と同様に実施される。また、ステップＳ２以降の製造方法は、第２の実施の形態のステップＳ１ａで作成されたセラミックス板を用いて第１の実施の形態と同様に実施される。
　以上により、セラミックス板２０と金属層３０，４０との間に中間層５０ａ，５０ｂが含まれるセラミックス積層基板１０が製造される。このようなセラミックス積層基板１０では、中間層５０ａ，５０ｂにより金属層３０，４０とセラミックス板２０との接合性の低下が抑制される。なお、第２の実施の形態のステップＳ１ａにおいて、酸化マグネシウムの粉末の塗工を行った場合、セラミックス積層基板１０では、セラミックス板２０と中間層５０ａ，５０ｂにおけるマグネシウムを具備する酸化物の含有量は、酸化物換算した全体量に対して酸化マグネシウム（ＭｇＯ）換算で、０．１ｗｔ％以上、１．５ｗｔ％以下である。さらに、この場合、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）換算したマグネシウムの含有量は、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）換算したジルコニウムの含有量に対して、２．０ｗｔ％以上、２０．０ｗｔ％以下であり、より好ましくは、７．５ｗｔ％以上、１５ｗｔ％以下である。第２の実施の形態のステップＳ１ａにおいて、酸化マグネシウムの粉末の塗工を行わなかった場合、セラミックス積層基板１０では、マグネシウムは含まれない（測定下限の０．０１ｗｔ％未満である）。また、ステップＳ１ｂにおいて、マンガン含有溶液を用いた湿式酸化法を行った場合、セラミックス積層基板１０では、セラミックス板２０と中間層５０ａ，５０ｂにおける酸化マンガンの含有量は、０．０１ｗｔ％以上、０．１５ｗｔ％以下である。さらに、この場合、酸化マンガン換算したマンガンの含有量は、酸化ジルコニウム換算したジルコニウムの含有量に対して、０．０５ｗｔ％以上、２ｗｔ％以下であり、より好ましくは、０．２ｗｔ％以上、０．８ｗｔ％以下である。ステップＳ１ｂにおいて、マンガン含有溶液を用いた湿式酸化法を行わなかった場合、セラミックス積層基板１０では、マンガンの含有は確認されず、測定下限の０．０１ｗｔ％未満である。
　また、第２の実施の形態でも、これに限らず、セラミックス板作成（ステップＳ１ａ）並びに金属箔作成（ステップＳ１ｂ）時に、セラミックス板あるいは金属箔にスパッタリングまたは蒸着でマグネシウム、あるいはマグネシウムを具備する酸化物を形成することでも、中間層５０ａ，５０ｂにマグネシウムを具備する酸化物を形成することができる。セラミックス板作成工程（ステップＳ１ａ）において、板状成形物の表面にマグネシウム、あるいはマグネシウムを具備する粉末あるいは溶液を塗工して、焼成してもよい。
　なお、以下では、酸化アルミニウム及び酸化ジルコニウムを主成分とするセラミックス板を含むセラミックス積層基板１０において、中間層５０ａ，５０ｂに応じた実施例２－１～２－３について説明する。なお、第２の実施の形態でも、第１の実施の形態と同様の信頼性試験を行う。
　（比較例２のセラミックス積層基板）
　以下では、第２の実施の形態のセラミックス板２０に対して、中間層５０ａ，５０ｂによる金属層３０，４０の接合性低下の抑制を説明するにあたり、まず、比較例２として、中間層５０ａ，５０ｂを含まないセラミックス積層基板１０について、図１４及び図１５を用いて説明する。図１４は、比較例２のセラミックス積層基板の断面模式図であり、図１５は、比較例２のセラミックス積層基板の高温下高電圧時の断面模式図である。なお、図１４は、図２における破線で囲った範囲におけるミクロ状態を模式的に示している。また、図１５では、図２において、高温下で金属層３０，４０の間に高電圧を印加した際のミクロ状態を模式的に示している。
　比較例２のセラミックス板１２０は、図４のステップＳ１ａ（第２の実施の形態）において酸化マグネシウムの粉末の塗工を行わずに製造されたものである。また、金属層３０，４０は、図４のステップＳ１ｂにおいて乾式酸化法により製造されたものである。
　このようにして製造されたセラミックス積層基板１００は、図１４に示されるように、金属層４０、セラミックス板１２０、金属層３０が下から順に積層されて構成されている。セラミックス板１２０は、第２酸化物として、酸化アルミニウム２１の粒子の間（粒界及び３重点）にシリコンを具備する酸化物２２と酸化ジルコニウム２８とを含む。さらに、酸化ナトリウム２３を含んでよい。なお、酸化ジルコニウム２８に替わって、ジルコニウムを具備する酸化物であってよく、例えば、部分安定化ジルコニアであってよい。また、金属層３０，４０は、第１の実施の形態と同様に、銅を主成分として構成されている。
　比較例のセラミックス積層基板１００は、マグネシウム及びマンガンを含まない。すなわち、このようにして製造されたセラミックス積層基板１００は、マグネシウム、マンガンの少なくともいずれかを具備する酸化物を含む中間層５０ａ，５０ｂが形成されていない。
　このようなセラミックス積層基板１００に対してもまた第１の実施の形態と同様の引きはがし強さの評価試験を行った。評価結果は、セラミックス板のおもて面および裏面において、共に「Ｎｏｔ　Ｇｏｏｄ」であった（表の図示は省略）。この理由は現時点では未だ充分に解明されておらず、また、理論に拘束されるわけではないが、以下のように考えることができる。
　図１５に示すように、比較例２のセラミックス積層基板１００は、高温下で、金属層３０，４０に高電位（正極）及び低電位（負極）の電圧が印加される。これにより、負極側の金属層４０とセラミックス板１２０の酸化ジルコニウム２８との境界に形成されている銅を具備する酸化物４１（Ｃｕ－Ｏ）が還元される。例えば、ＣｕＯ＋２ｅ（電子）→Ｃｕ＋Ｏ２－の反応が生じる。そのため、負極側では、銅を具備する酸化物４１が減少して、金属層４０とセラミックス積層基板１０の接合力が低下する。そして、銅を具備する酸化物４１（Ｃｕ－Ｏ）の還元により生成された酸素イオン２５は、酸化アルミニウム２１の粒界及び３重点の酸化ジルコニウム２８を通過して、正極である高電位の金属層３０側に移動する。正極に移動した酸素イオン２５は、金属層３０の銅と反応して、銅を具備する酸化物３１を成長させる。例えば、Ｃｕ＋Ｏ２－→ＣｕＯ＋２ｅ（電子）の反応が生じる。そのため、正極では、銅を具備する酸化物３１が過剰に増加して、金属層３０とセラミックス積層基板１０の接合力が低下する。
　第２の実施の形態における比較例２のセラミックス積層基板１００のセラミックス板１２０では、既述の通り、酸素イオンの移動が酸化ジルコニウムにより促進される。このため、負極側で還元が進み、正極側では酸化が進むことになる。したがって、第１の実施の形態における比較例１よりもさらにセラミックス積層基板１００に対する金属層３０，４０の接合強度が低下してしまう。
　（実施例２－１のセラミックス積層基板）
　次に、中間層５０ａ，５０ｂを含むセラミックス積層基板１０について、図１６及び図１７を用いて説明する。なお、実施例２－１は、実施例１－１に対応している。図１６は、第２の実施の形態（実施例２－１）のセラミックス積層基板の断面模式図であり、図１７は、第２の実施の形態（実施例２－１）のセラミックス積層基板の高温下高電圧時の断面模式図である。なお、図１６は、図２における破線で囲った範囲におけるミクロ状態を模式的に示している。また、図１７では、図２において、高温下で金属層３０，４０の間に高電圧を印加した際のミクロ状態を模式的に示している。
　実施例２－１のセラミックス積層基板１０は、図１６に示されるように、金属層４０、中間層５０ｂ、セラミックス板２０、中間層５０ａ、金属層３０が下から順に積層されて構成されている。
　セラミックス板２０は、図４のステップＳ１ａ（第２の実施の形態）において酸化マグネシウムの粉末を塗工して製造されたものである。また、金属層３０，４０は、図４のステップＳ１ｂにおいて乾式酸化法により製造されたものである。
　セラミックス板２０は、第２酸化物として、酸化アルミニウム２１の粒子の間（粒界及び３重点）にシリコンを具備する酸化物２２と酸化ジルコニウム２８を含む。さらに、酸化ナトリウム２３や酸化マグネシウムを含んでよい。なお、酸化ジルコニウム２８に替わって、ジルコニウムを具備する酸化物であってよく、例えば、部分安定化ジルコニアであってよい。
　また、金属層３０，４０は、第１の実施の形態と同様に、銅を主成分として構成されている。中間層５０ａ，５０ｂは、第１酸化物として、マグネシウムを具備する酸化物５１ａ，５１ｂをそれぞれ含んでいる。マグネシウムを具備する酸化物５１ａ，５１ｂは、中間層５０ａ，５０ｂにおいて、セラミックス板２０のおもて面側、裏面側にそれぞれ多く形成されている。さらに、金属層３０，４０及びセラミックス板２０の境界、並びに、マグネシウムを具備する酸化物５１ａ，５１ｂと金属層３０，４０とセラミックス板２０との境界に銅を具備する酸化物３１，４１がそれぞれ形成されている。
　（信頼性試験前の）セラミックス積層基板１０では、マグネシウムを具備する酸化物５１ａ，５１ｂが多すぎると、セラミックス板２０と金属層３０，４０との接合強度が低下してしまう。このため、マグネシウムを具備する酸化物５１ａ，５１ｂを含む中間層５０ａ，５０ｂは、セラミックス板２０と金属層３０，４０との接合面に対して、１０％以上、８０％以下を覆うように形成されることが好ましく、２０％以上、５０％以下であることがより好ましい。
　このようなセラミックス積層基板１０に対しても引きはがし強さの評価試験を行った。実施例２－１に対する評価結果は、セラミックス積層基板１０のおもて面で「Ｇｏｏｄ」、裏面で「Ｇｏｏｄ」であった。すなわち、セラミックス積層基板１０は、金属層３０，４０のセラミックス板２０に対する接合力が比較例と比べて幾分改善され、接合性の低下が抑制されている。この理由は現時点では未だ充分に解明されておらず、また、理論に拘束されるわけではないが、以下のように考えることができる。
　図１７に示すように、実施例２－１のセラミックス積層基板１０は、高温下で、金属層３０，４０に高電位（正極）及び低電位（負極）の電圧が印加されている。マグネシウムを具備する酸化物５１ｂを含む中間層５０ｂが存在しない箇所では、負極側の金属層４０とセラミックス板２０の酸化ジルコニウム２８との境界において銅を具備する酸化物４１（Ｃｕ－Ｏ）が還元される。ところが、セラミックス積層基板１０は、比較例２と異なり、負極側にマグネシウムを具備する酸化物５１ｂを含む中間層５０ｂが配置されている。そのため、負極側において、中間層５０ｂが形成された部分では、酸化ジルコニウム２８と銅を具備する酸化物４１（Ｃｕ－Ｏ）とが直接接触せず、銅を具備する酸化物４１の還元が抑制される。つまり、中間層５０ｂが銅を具備する酸化物４１の還元をブロックする。したがって、中間層５０ｂが形成されている箇所には、銅を具備する酸化物４１が銅になることなく存在する。また、負極における還元が抑制されるため、酸素イオンの発生が少なく、正極側においても金属層３０とセラミックス板２０との境界において銅が過剰に酸化されることが抑制される。したがって、負極側にマグネシウムを具備する酸化物５１ｂを含む中間層５０ｂが形成されていることで、比較例２と比べて、金属層３０，４０のセラミックス板２０に対する接合力が幾分改善され、接合性の低下が抑制されている。
　また、酸化マグネシウム２６は、粒界及び３重点に存在していてもよい。こうすることで、粒界での酸素イオンの移動ルートが一部遮断される。これによっても、正極及び負極における酸化還元の反応が抑制される。また、セラミックス積層基板１０は、正極側にマグネシウムを具備する酸化物５１ａを含む中間層５０ａが形成されていてもよい。こうすることで、正極側において、中間層５０ｂが形成された部分では、酸化ジルコニウム２８と銅を具備する酸化物３１（Ｃｕ－Ｏ）とが直接接触せず、金属層３０の酸化が抑制される。つまり、中間層５０ａが金属層３０の酸化をブロックする。こうすることで、金属層３０，４０のセラミックス板２０に対する接合力がさらに改善され、接合性の低下が抑制されている。
　以上により、実施例２－１のセラミックス積層基板１０は、実施例１－１と同様に、セラミックス板２０から金属層４０の接合強度の低下が抑制されて、セラミックス板２０に対する金属層４０の接合強度が向上する。実施例２－１もまた、実施例１－１と同様に、セラミックス積層基板１０では、少なくとも、セラミックス板２０の裏面（低電位側）と金属層４０との間に中間層５０ｂがあれば、金属層４０の接合性の低下が抑制されて、セラミックス積層基板１０の劣化を防止することができる。
　（実施例２－２のセラミックス積層基板）
　実施例２－２では、セラミックス積層基板１０のセラミックス板２０が図４のステップＳ１ａ（第２の実施の形態）で酸化マグネシウムの粉末を塗工して製造され、金属層３０，４０が湿式酸化法により製造された場合について、図１８及び図１９を用いて説明する。図１８は、第２の実施の形態（実施例２－２）のセラミックス積層基板の断面模式図であり、図１９は、第２の実施の形態（実施例２－２）のセラミックス積層基板の高温下高電圧時の断面模式図である。なお、図１８は、図２における破線で囲った範囲に対応する箇所におけるミクロ状態を模式的に示している。また、図１９では、図２において、金属層３０，４０の間に高温下で高電圧を印加した際のミクロ状態を模式的に示している。
　実施例２－２のセラミックス積層基板１０は、図１８に示されるように、金属層４０、中間層５０ｂ、セラミックス板２０、中間層５０ａ、金属層３０が下から順に積層されて構成されている。
　セラミックス板２０は、実施例２－１と同様に図４のステップＳ１ａ（第２の実施の形態）において酸化マグネシウムの粉末を塗工して製造されたものである。また、金属層３０，４０は、実施例２－１と異なり、図４のステップＳ１ｂにおいて湿式酸化法により製造されたものである。
　セラミックス板２０は、第２酸化物として、酸化アルミニウム２１の粒子の間（粒界及び３重点）にシリコンを具備する酸化物２２と酸化ジルコニウム２８を含む。さらに、酸化ナトリウム２３や酸化マグネシウムを含んでよい。なお、酸化ジルコニウム２８に替わって、ジルコニウムを具備する酸化物であってよく、例えば、部分安定化ジルコニアであってよい。
　また、金属層３０，４０は、銅を主成分として構成されている。中間層５０ａ，５０ｂは、実施例１－２と同様に、第１酸化物として、マグネシウム及びマンガンを具備する酸化物５２ａ，５２ｂをそれぞれ含んでいる。マグネシウム及びマンガンを具備する酸化物５２ａ，５２ｂは、中間層５０ａ，５０ｂにおいて、セラミックス板２０のおもて面側、裏面側にそれぞれ多く形成されている。さらに、金属層３０，４０とセラミックス板２０とマグネシウム及びマンガンを具備する酸化物５２ａ，５２ｂの境界に銅を具備する酸化物３１，４１がそれぞれ形成されている。
　実施例２－１において、（信頼性試験前の）セラミックス積層基板１０では、中間層５０ａ，５０ｂの覆う範囲を制限して、セラミックス板２０と金属層３０，４０との接合強度を高くすることができなかった。実施例２－２では、マグネシウム及びマンガンを具備する酸化物５２ａ，５２ｂを含む中間層５０ａ，５０ｂを広く形成することができる。これにより、実施例２－１よりも、セラミックス板２０と金属層３０，４０との接合強度を高くすることができる。このような中間層５０ａ，５０ｂは、セラミックス板２０と金属層３０，４０との接合面に対して、２０％以上、８０％以下を覆うように形成されることが好ましい。
　このようなセラミックス積層基板１０に対しても引きはがし強さの評価試験を行った。実施例２－２に対する評価結果は、セラミックス積層基板１０のおもて面で「Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ」、裏面で「Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ」であった。すなわち、セラミックス積層基板１０は、金属層３０，４０のセラミックス板２０に対する接合力の低下が比較例に比べて、大幅に抑制されている。さらに、実施例２－１よりも、金属層３０，４０のセラミックス板２０に対する接合力の低下が抑制されている。この理由は現時点では未だ充分に解明されておらず、また、理論に拘束されるわけではないが、以下のように考えることができる。
　図１９に示すように、実施例２－２のセラミックス積層基板１０は、高温下で、金属層３０，４０に高電位（正極）及び低電位（負極）の電圧が印加されている。セラミックス積層基板１０は、負極側にマグネシウム及びマンガンを具備する酸化物５２ｂを含む中間層５０ｂが配置されている。そのため、負極側において、中間層５０ｂが形成された部分では、酸化ジルコニウム２８と銅を具備する酸化物４１（Ｃｕ－Ｏ）とが直接接触せず、銅を具備する酸化物４１の還元が抑制される。つまり、中間層５０ｂが銅を具備する酸化物４１の還元をブロックする。したがって、中間層５０ｂが形成されている箇所には、銅を具備する酸化物４１が銅になることなく存在する。また、負極における還元が抑制されるため、酸素イオンの発生が少なく、正極側においても金属層３０とセラミックス板２０との境界において銅が過剰に酸化されることが抑制される。したがって、負極側にマグネシウム及びマンガンを具備する酸化物５２ｂを含む中間層５０ｂが形成されていることで、比較例２と比べて、金属層３０，４０のセラミックス板２０に対する接合力が大幅に改善され、接合性の低下が抑制されている。さらに、実施例２－１及び後述する実施例２－３よりも、還元をブロックするため、実施例２－１，２－３よりも、金属層３０，４０のセラミックス板２０に対する接合力の低下が抑制されていると考えられる。
　また、酸化マグネシウム２６が粒界及び３重点に存在していてもよい。こうすることで、粒界での酸素イオンの移動ルートが一部遮断される。これによっても、正極及び負極における酸化還元の反応が抑制される。また、セラミックス積層基板１０は、正極側にマグネシウム及びマンガンを具備する酸化物５２ａを含む中間層５０ａが形成されていてもよい。こうすることで、正極側において、中間層５０ｂが形成された部分では、酸化ジルコニウム２８と銅を具備する酸化物３１（Ｃｕ－Ｏ）とが直接接触せず、金属層３０の酸化が抑制される。つまり、中間層５０ａが金属層３０の酸化をブロックする。こうすることで、金属層３０，４０のセラミックス板２０に対する接合力がさらに改善され、接合性の低下が抑制されている。
　以上により、実施例２－２のセラミックス積層基板１０は、実施例２－１及び後述す実施例２－３の場合と比較すると、セラミックス板２０から金属層４０の接合強度の低下がさらに抑制されて、セラミックス板２０に対する金属層４０の接合強度が向上する。
　（実施例２－３のセラミックス積層基板）
　実施例２－３では、セラミックス積層基板１０のセラミックス板２０が図４のステップＳ１ａ（第２の実施の形態）で酸化マグネシウムの粉末を塗工せずに製造され、金属層３０，４０が湿式酸化法により製造された場合について、図２０及び図２１を用いて説明する。図２０は、第２の実施の形態（実施例２－３）のセラミックス積層基板の断面模式図であり、図２１は、第２の実施の形態（実施例２－３）のセラミックス積層基板の高温下高電圧時の断面模式図である。なお、図２０は、図２における破線で囲った範囲におけるミクロ状態を模式的に示している。また、図２１では、図２において、金属層３０，４０の間に高温下で高電圧を印加した際のミクロ状態を模式的に示している。
　実施例２－３のセラミックス積層基板１０は、図２０に示されるように、金属層４０、中間層５０ｂ、セラミックス板２０、中間層５０ａ、金属層３０が下から順に積層されて構成されている。
　セラミックス板２０は、実施例２－１，２－２と異なり、図４のステップＳ１ａ（第２の実施の形態）において酸化マグネシウムの粉末の塗工を行わずに製造されたものである。また、金属層３０，４０は、実施例２－２と同様に図４のステップＳ１ｂにおいて湿式酸化法により製造されたものである。
　セラミックス板２０は、第２酸化物として、酸化アルミニウム２１の粒子の間（粒界及び３重点）にシリコンを具備する酸化物２２と酸化ジルコニウム２８とを含む。さらに、酸化ナトリウム２３を含んでよい。なお、酸化ジルコニウム２８に替わって、ジルコニウムを具備する酸化物であってよく、例えば、部分安定化ジルコニアであってよい。
　また、金属層３０，４０は、銅を主成分として構成されている。中間層５０ａ，５０ｂは、第１酸化物として、マンガンを具備する酸化物５３ａ，５３ｂをそれぞれ含んでいる。マンガンを具備する酸化物５３ａ，５３ｂは、中間層５０ａ，５０ｂにおいて、セラミックス板２０のおもて面側、裏面側にそれぞれ多く形成されている。さらに、金属層３０，４０とセラミックス板２０とマンガンを具備する酸化物５３ａ，５３ｂの境界に銅を具備する酸化物である銅を具備する酸化物３１，４１がそれぞれ形成されている。
　（信頼性試験前の）セラミックス積層基板１０では、マンガンを具備する酸化物５３ａ，５３ｂが多すぎると、セラミックス板２０と金属層３０，４０との接合強度が低下してしまう。このため、マンガンを具備する酸化物５３ａ，５３ｂを含む中間層５０ａ，５０ｂは、セラミックス板２０と金属層３０，４０との接合面に対して、１０％以上、８０％以下を覆うように形成されることが好ましく、２０％以上、５０％以下であることがより好ましい。
　このようなセラミックス積層基板１０に対しても引きはがし強さの評価試験を行った。実施例２－２に対する評価結果は、セラミックス積層基板１０のおもて面で「Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ」、裏面で「Ｖｅｒｙ　Ｇｏｏｄ」であった。すなわち、セラミックス積層基板１０は、金属層３０，４０のセラミックス板２０に対する接合力の低下が比較例２に比べて、抑制されている。さらに、実施例２－１よりも、金属層３０，４０のセラミックス板２０に対する接合力の低下が抑制されている。この理由は現時点では未だ充分に解明されておらず、また、理論に拘束されるわけではないが、以下のように考えることができる。
　図２１に示すように、実施例２－３のセラミックス積層基板１０は、高温下で、金属層３０，４０に高電位（正極）及び低電位（負極）の電圧が印加されている。セラミックス積層基板１０は、負極側にマンガンを具備する酸化物５３ｂを含む中間層５０ｂが配置されている。そのため、負極側において、中間層５０ｂが形成された部分では、酸化ジルコニウム２８と銅を具備する酸化物４１（Ｃｕ－Ｏ）とが直接接触せず、銅を具備する酸化物４１の還元が抑制される。つまり、中間層５０ｂが銅を具備する酸化物４１の還元をブロックする。したがって、中間層５０ｂが形成されている箇所には、銅を具備する酸化物４１が銅になることなく存在する。また、負極における還元が抑制されるため、酸素イオンの発生が少なく、正極側においても金属層３０とセラミックス板２０との境界において銅が過剰に酸化されることが抑制される。したがって、負極側にマンガンを具備する酸化物５２ｂを含む中間層５０ｂが形成されていることで、比較例２と比べて、金属層３０，４０のセラミックス板２０に対する接合力が改善され、接合性の低下が抑制されている。さらに、実施例２－１よりも、還元をブロックするため、実施例２－１よりも、金属層３０，４０のセラミックス板２０に対する接合力の低下が抑制されていると考えられる。
　また、セラミックス積層基板１０は、正極側にマンガンを具備する酸化物５３ａを含む中間層５０ａが形成されていてよい。こうすることで、正極側において、中間層５０ｂが形成された部分では、酸化ジルコニウム２８と銅を具備する酸化物３１（Ｃｕ－Ｏ）とが直接接触せず、金属層３０の酸化が抑制される。つまり、中間層５０ａが金属層３０の酸化をブロックする。こうすることで、金属層３０，４０のセラミックス板２０に対する接合力がさらに改善され、接合性の低下が抑制されている。
　以上により、実施例２－３のセラミックス積層基板１０は、実施例２－１の場合と比較すると、セラミックス板２０から金属層４０の接合強度の低下がさらに抑制されて、セラミックス板２０に対する金属層４０の接合強度が向上する。
　［第３の実施の形態］
　第１，第２の実施の形態で説明したように、セラミックス積層基板１０において、金属板３０，４０の一方が高電位であって、金属板３０，４０の他方が低電位である場合、少なくとも、低電位の金属板とセラミックス板２０との間に中間層が形成される。これにより、セラミックス板２０に対する（中間層が形成された）金属板の剥離が抑制される。
　第３の実施の形態では、図１～図３に示した半導体装置１において、半導体装置１の運転時並びに停止時のセラミックス積層基板１０の金属板３０，４０に生じる電位差に基づいて、中間層が必要とされる領域について説明する。
　まず、半導体装置１の停止時について説明する。半導体装置１の停止時は、半導体チップ６０ａ，６０ｂの制御電極６１ａ，６１ｂに入力される制御信号がそれぞれオフである。したがって、セラミックス積層基板１０において、金属層３０ａ，３０ｂが高電位であって、金属層３０ｄが低電位である。この際の上アーム部Ａ及び下アーム部Ｂをそれぞれ停止状態と呼ぶ。また、この半導体装置１の停止時は、後述する図２２（Ａ），２３（Ａ），２４（Ａ）にそれぞれ対応する。
　半導体装置１の駆動時について説明する。半導体装置１の駆動時は、半導体チップ６０ａの制御電極６１ａに入力される制御信号がオンであって、半導体チップ６０ｂの制御電極６１ｂに入力される制御信号がオフである。したがって、セラミックス積層基板１０において、金属層３０ａ，３０ｂ，３０ｃが高電位であって、金属層３０ｄが低電位である。この際の上アーム部Ａを駆動状態、下アーム部Ｂを停止状態と呼ぶ。また、この半導体装置１の駆動時は、後述する図２２（Ｂ），２３（Ｂ），２４（Ｂ）の場合にそれぞれ対応する。
　また、半導体装置１の別の駆動時は、半導体チップ６０ａの制御電極６１ａがオフであって、半導体チップ６０ｂの制御電極６１ｂがオンである。したがって、セラミックス積層基板１０において、金属層３０ａ，３０ｂが高電位であり、金属層３０ｃ，３０ｄが低電位である。この際の上アーム部Ａを停止状態、下アーム部Ｂを駆動状態と呼ぶ。また、この半導体装置１の駆動時は、後述する図２２（Ｃ），２３（Ｃ），２４（Ｃ）の場合にそれぞれ対応する。
　次に、セラミックス積層基板１０の金属板３０，４０の電位ごとに中間層を要する領域について、図２２～図２５を用いて説明する。図２２は、第３の実施の形態のセラミックス積層基板（裏面金属層が低電位）の中間層を要する領域を説明するための図である。図２３は、第３の実施の形態のセラミックス積層基板（裏面金属層が高電位）の中間層を要する領域を説明するための図である。図２４は、第３の実施の形態のセラミックス積層基板（裏面金属層が浮遊電位）の中間層を要する領域を説明するための図である。図２５は、第３の実施の形態のセラミックス積層基板の中間層を要する領域を説明するための図である。
　なお、図２２～図２４は、図２のセラミックス積層基板１０、半導体チップ６０ａ，６０ｂ、外部接続端子７１～７５を簡略して図示している。説明に必要な構成部品のみに符号を付している。図２２（Ａ），２３（Ａ），２４（Ａ）は、上部アーム部Ａ及び下部アーム部Ｂが停止状態である場合に対応している。図２２（Ｂ），２３（Ｂ），２４（Ｂ）は、上部アーム部Ａが駆動状態、下部アーム部Ｂが停止状態である場合に対応している。図２２（Ｃ），２３（Ｃ），２４（Ｃ）は、上部アーム部Ａが停止状態、下部アーム部Ｂが駆動状態である場合に対応している。図２２（Ｄ），２３（Ｄ），２４（Ｄ）は、中間層の形成領域をそれぞれ示している。
　図２２により、セラミックス積層基板１０において裏面金属層である金属層４０が低電位である場合について説明する。この際、上アーム部Ａ及び下アーム部Ｂが停止状態である場合は、図２２（Ａ）に示されるように、金属層３０ａ，３０ｂが高電位となり、金属層３０ｄが低電位となる。なお、金属層３０ｃは、浮遊電位となる。セラミックス板２０において高電位の金属層３０ａ，３０ｂ及び低電位の金属層４０の間（破線で示されるＰ１，Ｐ２領域）に電位差が生じる。このため、Ｐ１領域のセラミックス板２０と金属層３０ａに対向する金属層４０の領域との間で金属層４０の剥離が生じることが考えられる。また、Ｐ２領域のセラミックス板２０と金属層３０ｂに対向する金属層４０の領域との間で金属層４０の剥離が生じることが考えられる。
　次いで、上アーム部Ａが駆動状態、下アーム部Ｂが停止状態である場合は、図２２（Ｂ）に示されるように、金属層３０ａ，３０ｂ，３０ｃが高電位となり、金属層３０ｄが低電位となる。セラミックス板２０において高電位の金属層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ及び低電位の金属層４０の間（破線で示されるＰ１～Ｐ３領域）に電位差が生じる。このため、Ｐ１領域のセラミックス板２０と金属層３０ａに対向する金属層４０の領域との間で金属層４０の剥離が生じることが考えられる。Ｐ２領域のセラミックス板２０と金属層３０ｂに対向する金属層４０の領域との間で金属層４０の剥離が生じることが考えられる。Ｐ３領域のセラミックス板２０と金属層３０ｃに対向する金属層４０の領域との間で金属層４０の剥離が生じることが考えられる。
　次いで、上アーム部Ａが停止状態、下アーム部Ｂが駆動状態である場合は、図２２（Ｃ）に示されるように、金属層３０ａ，３０ｂが高電位となり、金属層３０ｃ，３０ｄが低電位となる。セラミックス板２０において高電位の金属層３０ａ，３０ｂ及び低電位の金属層４０の間（破線で示されるＰ１，Ｐ２領域）に電位差が生じる。このため、Ｐ１領域のセラミックス板２０と金属層３０ａに対向する金属層４０の領域との間で金属層４０の剥離が生じることが考えられる。また、Ｐ２領域のセラミックス板２０と金属層３０ｂに対向する金属層４０の領域との間で金属層４０の剥離が生じることが考えられる。
　上記の図２２（Ａ）～図２２（Ｃ）において、半導体装置１の停止時及び駆動時に生じる電位差に基づき、図２２（Ｄ）に示されるＬ１～Ｌ３領域に中間層を形成することを要する。Ｌ１領域は、セラミックス板２０と金属層３０ａに対向する金属層４０の領域との境界である。Ｌ２領域は、セラミックス板２０と金属層３０ｂに対向する金属層４０の領域との境界である。Ｌ３領域は、セラミックス板２０と金属層３０ｃに対向する金属層４０の領域との境界である。特に、図２２（Ａ）～図２２（Ｃ）によれば、セラミックス板２０と金属層３０ａ，３０ｂに対向する金属層４０の領域との間に電位差が発生する頻度が高いことが考えられる。このため、少なくとも、Ｌ１，Ｌ２領域に中間層を形成することを要する。
　図２３により、セラミックス積層基板１０において裏面金属層である金属層４０が高電位である場合について説明する。この際、上アーム部Ａ及び下アーム部Ｂが停止状態である場合は、図２３（Ａ）に示されるように、金属層３０ａ，３０ｂが高電位となり、金属層３０ｄが低電位となる。なお、金属層３０ｃは、浮遊電位となる。セラミックス板２０において低電位の金属層３０ｄ及び高電位の金属層４０の間（破線で示されるＰ４領域）に電位差が生じる。このため、Ｐ４領域のセラミックス板２０と金属層３０ｄとの間で金属層３０ｄの剥離が生じることが考えられる。
　次いで、上アーム部Ａが駆動状態、下アーム部Ｂが停止状態である場合は、図２３（Ｂ）に示されるように、金属層３０ａ，３０ｂ，３０ｃが高電位となり、金属層３０ｄが低電位となる。セラミックス板２０において低電位の金属層３０ｄ及び高電位の金属層４０の間（破線で示されるＰ４領域）に電位差が生じる。このため、Ｐ４領域のセラミックス板２０と金属層３０ｄとの間で金属層３０ｄの剥離が生じることが考えられる。
　次いで、上アーム部Ａが停止状態、下アーム部Ｂが駆動状態である場合は、図２３（Ｃ）に示されるように、金属層３０ａ，３０ｂが高電位となり、金属層３０ｃ，３０ｄが低電位となる。セラミックス板２０において低電位の金属層３０ｃ，３０ｄ及び高電位の金属層４０の間（破線で示されるＰ３，Ｐ４領域）に電位差が生じる。このため、Ｐ３領域のセラミックス板２０と金属層３０ｃとの間で金属層３０ｃの剥離が生じることが考えられる。また、Ｐ４領域のセラミックス板２０と金属層３０ｄとの間で金属層３０ｄの剥離が生じることが考えられる。
　上記の図２３（Ａ）～図２３（Ｃ）において、半導体装置１の停止時及び駆動時に生じる電位差に基づき、図２３（Ｄ）に示されるＬ４，Ｌ５領域に中間層を形成することを要する。Ｌ４領域は、セラミックス板２０と金属層３０ｃとの境界である。Ｌ５領域は、セラミックス板２０と金属層３０ｄとの境界である。特に、図２３（Ａ）～図２３（Ｃ）によれば、セラミックス板２０と金属層３０ｄとの間に電位差が発生する頻度が高いことが考えられる。このため、少なくとも、Ｌ５領域に中間層を形成することを要する。
　図２４により、セラミックス積層基板１０において裏面金属層である金属層４０が浮遊電位である場合について説明する。すなわち、半導体装置１が駆動していない場合には、金属層４０に何も電位が印加されていない場合である。この際、上アーム部Ａ及び下アーム部Ｂが停止状態である場合は、図２４（Ａ）に示されるように、金属層３０ａ，３０ｂが高電位となり、金属層３０ｄが低電位となる。この時、裏面金属層である金属層４０は、おもて面の電位の面積比に応じた電位となる。本実施の形態では、高電位の面積が低電位の面積に比べて大きくなる（図１参照）。そのため、金属層４０は、低電位よりも高電位に近い電位となる。したがって、セラミックス板２０において低電位の金属層３０ｄと金属板４０の間（破線で示されるＰ４領域）に電位差が生じる。このため、Ｐ４領域のセラミックス板２０と金属層３０ｄとの間で金属層３０ｄの剥離が生じることが考えられる。
　次いで、上アーム部Ａが駆動状態、下アーム部Ｂが停止状態である場合は、図２４（Ｂ）に示されるように、金属層３０ａ，３０ｂ，３０ｃが高電位となり、金属層３０ｄが低電位となる。この時、裏面金属層である金属層４０は、おもて面の電位の面積比に応じた電位となる。本実施の形態では、高電位の面積が低電位の面積に比べて非常に大きくなる（図１参照）。そのため、金属層４０は、高電位とほぼ同等の電位となる。したがって、金増層４０は、金属層３０ａ，３０ｂ，３０ｃとほぼ同等の電位となる。セラミックス板２０において低電位の金属層３０ｄと高電位の金属層４０の間（破線で示されるＰ４領域）に電位差が生じる。このため、Ｐ４領域のセラミックス板２０と金属層３０ｄとの間で金属層３０ｄの剥離が生じることが考えられる。
　次いで、上アーム部Ａが停止状態、下アーム部Ｂが駆動状態である場合は、図２４（Ｃ）に示されるように、金属層３０ａ，３０ｂが高電位となり、金属層３０ｃ，３０ｄが低電位となる。この時、裏面金属層である金属層４０は、おもて面の電位の面積比に応じた電位となる。本実施の形態では、高電位の面積と低電位の面積がほぼ同じになる（図１参照）。そのため、金属層４０は、高電位と低電位のほぼ中間の電位となる。セラミックス板２０において高電位の金属層３０ａ，３０ｂと金属層４０との間（破線で示されるＰ１，Ｐ２領域）に、高電位と低電位との差の半分の電位差が生じる。また、低電位の金属層３０ｃ，３０ｄと金属層４０との間（破線で示されるＰ３，Ｐ４領域）に、高電位と低電位との差の半分の電位差が生じる。このため、Ｐ１，Ｐ２領域のセラミックス板２０と金属層４０との間で剥離が生じることが考えられる。また、Ｐ３，Ｐ４領域のセラミックス板２０と金属層３０ｃ，３０ｄとの間で剥離が生じることが考えられる。
　上記の図２４（Ａ）～図２４（Ｃ）において、半導体装置１の停止時及び駆動時に生じる電位差に基づき、図２４（Ｄ）に示されるＬ１，Ｌ２領域及びＬ５領域に中間層を形成することを要する。Ｌ１領域は、セラミックス板２０と金属層３０ａに対向する金属層４０の領域との境界である。Ｌ２領域は、セラミックス板２０と金属層３０ｂに対向する金属層４０の領域との境界である。Ｌ５領域は、セラミックス板２０と金属層３０ｄとの境界である。特に、図２４（Ａ）～図２４（Ｃ）によれば、セラミックス板２０と金属層３０ｄとの間に電位差が発生する頻度が高いことが考えられる。このため、少なくとも、Ｌ５領域に中間層を形成することを要する。
　上記の図２２（Ｄ）、図２３（Ｄ）、図２４（Ｄ）を踏まえると、セラミックス積層基板１０は、図２５に示されるように、破線で示されるＬ１領域～Ｌ５領域に、中間層を形成することを要する。Ｌ１領域は、セラミックス板２０と金属層３０ａに対向する金属層４０の領域との境界である。Ｌ２領域は、セラミックス板２０と金属層３０ｂに対向する金属層４０の領域との境界である。Ｌ３領域は、セラミックス板２０と金属層３０ｃに対向する金属層４０の領域との境界である。Ｌ４領域は、セラミックス板２０と金属層３０ｃとの境界である。Ｌ５領域は、セラミックス板２０と金属層３０ｄとの境界である。また、図２２～図２４の電位差が発生する頻度を鑑みると、少なくとも、Ｌ１領域、Ｌ２領域及びＬ５領域に中間層を形成することを要する。
　他方、セラミックス板２０と金属層３０ａ，３０ｂとの境界には中間層は無くてもよい。また、セラミックス板２０と金属層３０ｄと対向する金属層４０の領域との境界にも中間層は無くともよい。
　上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成及び応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例及び均等物は、添付の請求項及びその均等物による本発明の範囲とみなされる。例えば、セラミックス板２０は、絶縁性であって、熱伝導性のよいセラミックスを主成分として構成されていればよい。このようなセラミックスは、酸化アルミニウムや酸化ジルコニウムに限らない。例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）を主成分としてもよい。さらに、このような窒化アルミニウムや窒化珪素に、酸化ジルコニウムが加えられていてもよい。また、セラミックス板２０は、セラミックス粒子の粒界並びに３重点に形成される粒界材料も含んでもよい。このような粒界材料は、例えば、アルミニウムやシリコンを具備する酸化物（第２酸化物）を含んでよい。
　１　半導体装置
　１０　セラミックス積層基板
　２０　セラミックス板
　２１　酸化アルミニウム
　２２　シリコンを具備する酸化物
　２３　酸化ナトリウム
　２４　ナトリウムイオン
　２５　酸素イオン
　２６　酸化マグネシウム
　２７　酸化マンガン
　３０，３０ａ～３０ｆ　金属層　（高電位金属層）
　３５　接合部材
　３１，４１　銅を具備する酸化物
　４０　金属層　（低電位金属層）
　５０ａ，５０ｂ　中間層
　５１ａ，５１ｂ　マグネシウムを具備する酸化物
　５２ａ，５２ｂ　マグネシウム及びマンガンを具備する酸化物
　５３ａ，５３ｂ　マンガンを具備する酸化物
　６０ａ，６０ｂ，６５ａ，６５ｂ　半導体チップ
　６１ａ，６１ｂ　制御電極
　６２ａ，６２ｂ　出力電極
　６６ａ，６６ｂ　入力電極
　７１～７５　外部接続端子
　８０ａ～８０ｅ　ボンディングワイヤ
　８１～８５　配線
　９０　ケース
　９１　封止部材
　９２　放熱部材

Claims (35)

  1. 　半導体チップと、
    　接合部材と、
    　板状であっておもて面と前記おもて面の反対側の裏面とを備え、前記半導体チップが前記おもて面に前記接合部材を介して接合される積層基板と、
    　を備え、
    　前記積層基板は、
    　板状であって第１主面と前記第１主面の反対側の第２主面とを備え、複数のセラミックス粒子を備えるセラミックス板と、
    　前記第１主面に接合され、銅を含む高電位金属層と、
    　前記第２主面に接合され、銅を含み、前記第１主面より電位が低い低電位金属層と、
    　前記第２主面及び前記低電位金属層の間に形成され、マグネシウム、マンガンの少なくともいずれかを具備する第１酸化物を含む中間層と、
    　を有する半導体装置。
  2. 　前記第１主面は、前記積層基板のおもて面側であり、
    　前記第２主面は、前記積層基板の裏面側であり、
    　前記半導体チップは、前記高電位金属層に電気的に接続されている、
    　請求項１に記載の半導体装置。
  3. 　前記第１主面は、前記積層基板の裏面側であり、
    　前記第２主面は、前記積層基板のおもて面側であり、
    　前記半導体チップは、前記低電位金属層に電気的に接続されている、
    　請求項１に記載の半導体装置。
  4. 　前記セラミックス板及び前記中間層は、酸化物換算でマグネシウムを０．１ｗｔ％以上、１．５ｗｔ％以下、または、
    　前記セラミックス板及び前記中間層は、酸化物換算でマンガンを０．０１ｗｔ％以上、０．１５ｗｔ％以下、
    　の少なくとも一方を含んでいる、
    　請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置。
  5. 　前記中間層は、前記第２主面の１０％以上、８０％以下を覆っている、
    　請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体装置。
  6. 　前記第１酸化物は、さらに、前記第２主面側の前記複数のセラミックス粒子の間に配置されている、
    　請求項１乃至５に記載の半導体装置。
  7. 　前記第１酸化物は、前記中間層において前記第２主面側に多く形成されている、
    　請求項６に記載の半導体装置。
  8. 　前記第１酸化物は、さらに、アルミニウムを具備する酸化物を含んでいる、
    　請求項１乃至７のいずれかに記載の半導体装置。
  9. 　前記第１酸化物は、ＭｇＯ、ＭｎＯ、（Ｍｇ，Ｍｎ）Ｏ、（Ｍｇ，Ｍｎ）Ｍｎ２Ｏ４のいずれかを含んでいる、
    　請求項１乃至８のいずれかに記載の半導体装置。
  10. 　前記第１酸化物は、アルミニウムを具備するスピネル結晶系を含んでいる、
    　請求項８に記載の半導体装置。
  11. 　前記セラミックス板は、さらに、前記複数のセラミックス粒子の粒界および三重点の少なくともいずれかにシリコンを具備する第２酸化物を含んでいる、
    　請求項１乃至１０のいずれかに記載の半導体装置。
  12. 　前記セラミックス板における前記シリコンの含有量は、酸化物換算で０．０１ｗｔ％以上、３．０ｗｔ％以下である、
    　請求項１１記載の半導体装置。
  13. 　前記セラミックス板における前記シリコンの含有量は、酸化物換算で１．０ｗｔ％以上、３．０ｗｔ％以下である、
    　請求項１１記載の半導体装置。
  14. 　前記積層基板は、前記マグネシウムを具備する酸化物を含んでおり、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）換算したマグネシウムを、酸化シリコン（ＳｉＯ２）換算した前記シリコンの含有量に対して、１０ｗｔ％以上、５０ｗｔ％以下、または、
    　前記積層基板は、前記マンガンを具備する酸化物を含んでおり、酸化マンガン（ＭｎＯ）換算したマンガンを、酸化シリコン（ＳｉＯ２）換算した前記シリコンの含有量に対して、１．０ｗｔ％以上、５．０ｗｔ％以下、
    　の少なくともいずれか一方を含む、
    　請求項１１乃至１３のいずれかに記載の半導体装置。
  15. 　前記セラミックス板は、さらに、前記複数のセラミックス粒子の粒界および三重点の少なくともいずれかに酸化ナトリウムを含む前記第２酸化物を含み、
    　前記セラミックス板における、前記酸化ナトリウムの含有量は、酸化物換算で０．００１ｗｔ％以上、０．２ｗｔ％以下である、
    　請求項１乃至１３のいずれかに記載の半導体装置。
  16. 　前記複数のセラミックス粒子は、酸化アルミニウムを含んでいる、
    　請求項１乃至１５のいずれかに記載の半導体装置。
  17. 　前記セラミックス板に対する前記酸化アルミニウムの含有量は、９０ｗｔ％以上、９９ｗｔ％以下である、
    　請求項１６に記載の半導体装置。
  18. 　前記セラミックス板は、さらに、前記複数のセラミックス粒子の粒界および三重点の少なくともいずれかにジルコニウムを具備する酸化物を含んでいる、
    　請求項１６または１７に記載の半導体装置。
  19. 　前記セラミックス板は、さらに、前記複数のセラミックス粒子の粒界及び三重点の少なくともいずれかにジルコニウム及びイットリウムを具備する酸化物を含んでいる、
    　請求項１６または１７に記載の半導体装置。
  20. 　前記セラミックス板に対する前記酸化ジルコニウムの含有量は、酸化物換算で５．０ｗｔ％以上、２０．０ｗｔ％以下である、
    　請求項１８または１９に記載の半導体装置。
  21. 　前記ジルコニウム及びイットリウムを具備する酸化物は、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）に換算したジルコニア対して、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）に換算したイットリウムが、２．５ｍｏｌ％以上、３．５ｍｏｌ％以下含まれている、
    　請求項１９に記載の半導体装置。
  22. 　前記積層基板は、マグネシウムを具備する酸化物を含んでおり、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）換算したマグネシウムを、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）換算したジルコニウムに対して、２．０ｗｔ％以上、２０．０ｗｔ％以下を含む、
    　請求項１９乃至２１のいずれかに記載の半導体装置。
  23. 　前記積層基板は、マンガンを具備する酸化物を含んでおり、酸化マンガン（ＭｎＯ）換算したマグネシウムを、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）換算したジルコニウムに対して、０．０５ｗｔ％以上、２．０ｗｔ％以下を含む、
    　請求項１９乃至２２のいずれかに記載の半導体装置。
  24. 　前記半導体チップは、第１半導体チップ及び第２半導体チップを含み、
    　前記高電位金属層は、
    　正極端子が接続される正極金属層と、
    　前記第１半導体チップが接合されるチップ金属層と、
    　前記第２半導体チップが接合され、出力端子が接続される出力金属層と、
    　負極端子が接続される負極金属層と、
    　を含み、
    　前記第２主面の前記正極金属層に対向する領域に前記中間層が含まれている、
    　請求項２に記載の半導体装置。
  25. 　前記第２主面の前記チップ金属層に対向する領域に、さらに、前記中間層が含まれている、
    　請求項２４に記載の半導体装置。
  26. 　前記半導体チップは、第１半導体チップ及び第２半導体チップを含み、
    　前記低電位金属層は、
    　正極端子が接続される正極金属層と、
    　前記第１半導体チップが接合されるチップ金属層と、
    　前記第２半導体チップが接合され、出力端子が接続される出力金属層と、
    　負極端子が接続される負極金属層と、
    　を含み、
    　前記第２主面と前記負極金属層に対向する領域に前記中間層が含まれている、
    　請求項３に記載の半導体装置。
  27. 　前記第２主面の前記出力金属層に対向する領域に、さらに、前記中間層が含まれている、
    　請求項２６に記載の半導体装置。
  28. 　前記第１主面は、前記積層基板のおもて面側であり、
    　前記第２主面は、前記積層基板の裏面側であって、前記低電位金属層が浮遊電位であり、
    　前記半導体チップは、前記高電位金属層に電気的に接続されている、
    　請求項１に記載の半導体装置。
  29. 　前記半導体チップは、第１半導体チップ及び第２半導体チップを含み、
    　前記高電位金属層は、
    　正極端子が接続される正極金属層と、
    　前記第１半導体チップが接合されるチップ金属層と、
    　前記第２半導体チップが接合され、出力端子が接続される出力金属層と、
    　負極端子が接続される負極金属層と、
    　を含み、
    　前記第１主面の前記負極金属層に対向する領域に前記中間層が含まれている、
    　請求項２８に記載の半導体装置。
  30. 　前記第２主面の前記正極金属層及び前記チップ金属層に対向する領域に、さらに、前記中間層が含まれている、
    　請求項２９に記載の半導体装置。
  31. 　第１半導体チップ及び第２半導体チップと、
    　接合部材と、
    　板状であっておもて面と前記おもて面の反対側の裏面とを備え、前記第１半導体チップ及び前記第２半導体チップが前記おもて面に前記接合部材を介して接合される積層基板と、
    　を備え、
    　前記積層基板は、
    　板状であって第１主面と前記第１主面の反対側の第２主面とを備え、複数のセラミックス粒子を備えるセラミックス板と、
    　前記第１主面に接合され、銅を含む第１金属層と、
    　前記第２主面に接合され、銅を含む第２金属層と、
    　マグネシウム、マンガンの少なくともいずれかを具備する第１酸化物を含む中間層と、
    　を有し、
    　前記第１金属層は
    　正極端子が接続される正極金属層と、
    　前記第１半導体チップが接合されるチップ金属層と、
    　前記第２半導体チップが接合され、出力端子が接続される出力金属層と、
    　負極端子が接続される負極金属層と、
    　を含み、
    　前記中間層は、前記第２主面の前記正極金属層及び前記チップ金属層にそれぞれ対向する領域と、前記第１主面の前記負極金属層に対向する領域に含まれている、
    　半導体装置。
  32. 　前記中間層は、さらに、前記第２主面の前記出力金属層に対向する領域と、前記第１主面の前記出力金属層に対向する領域とに含まれている、
    　請求項３１に記載の半導体装置。
  33. 　半導体チップと、
    　接合部材と、
    　板状であっておもて面と前記おもて面の反対側の裏面とを備え、前記半導体チップが前記おもて面に前記接合部材を介して配置される積層基板と、
    　を備え、
    　前記積層基板は、
    　セラミックス粒子とマグネシウムを含む第１酸化物とシリコンを含む第２酸化物とを含み、前記第２酸化物の含有量に対して、１０ｗｔ％以上、５０ｗｔ％以下の前記第１酸化物を含むセラミックス板と
    　前記セラミックス板の主面に接合される金属層と、
    　を有する半導体装置。
  34. 　前記セラミックス板は、
    　さらに、酸化ナトリウム換算での含有量が０．００１ｗｔ％以上、０．２ｗｔ％以下の酸化ナトリウムを含む、
    　請求項３３に記載の半導体装置。
  35. 　半導体チップと、
    　接合部材と、
    　板状であっておもて面と前記おもて面の反対側の裏面とを備え、前記半導体チップが前記おもて面に前記接合部材を介して配置される積層基板と、
    　を備え、
    　前記積層基板は、
    　セラミックス粒子を含むセラミックス板と
    　前記セラミックス板の主面に接合される金属層と、
    　前記主面及び前記金属層の間に形成された、マンガンを含んだ第１酸化物を含む中間層と、
    　を有する半導体装置。
     
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