WO2023074470A1 - セラミックス銅回路基板およびそれを用いた半導体装置 - Google Patents

Abstract

実施形態にかかるセラミックス銅回路基板は、セラミックス基板と、前記セラミックス基板の少なくとも一方の面にろう材層を介して接合された銅回路部と、を備える。前記ろう材層は、Ｃｕと、Ｔｉと、ＳｎまたはＩｎから選ばれる１種または２種と、を含有する。前記ろう材層は、前記セラミックス基板と前記銅回路部との間に設けられた接合部と、前記接合部の周囲に設けられ、チタンの含有量が７０質量％以上１００質量％以下の範囲内である第１はみだし部と、を含む。前記第１はみだし部におけるチタンの含有量と窒素の含有量の合計は、９９質量％以上１００質量％以下の範囲内であることが好ましい。

Description

セラミックス銅回路基板およびそれを用いた半導体装置

　後述する実施形態は、セラミックス銅回路基板およびそれを用いた半導体装置に関するものである。

　近年、産業機器の高性能化や地球環境問題から、大電流・大電圧を制御するために、電気自動車や電車などに対してパワーモジュールが使用されている。これらに実装される半導体素子から発生する熱も、増加し続けている。このため、パワーモジュール用の回路基板について、放熱性が重要となっている。高熱伝導性のセラミックス基板に銅又はアルミニウム等の金属板を接合した、セラミックス－金属接合回路基板が広く用いられている。また、セラミックス基板と銅板を接合する方法としては、ろう材を利用した活性金属接合法が広く用いられている。活性金属接合法に用いるろう材は、活性金属ろう材と呼ばれる。
　例えば、特許第６１５８１４４号公報（特許文献１）には、Ａｇ、ＣｕおよびＴｉを含むろう材層を用いたセラミックス回路基板が開示されている。特許文献１では、セラミックス回路基板にろう材層はみだし部が形成されている。特許文献１によれば、ろう材層はみだし部を形成することにより、ＴＣＴ特性を向上させている。特許文献１のように、Ａｇ、ＣｕおよびＴｉを含むろう材層を用いた接合方法は、活性金属接合法と呼ばれている。一般的に、活性金属接合法は、活性金属がろう材に含有されており、Ａｇ、ＣｕおよびＴｉが接合ろう材として用いられていることが多い。接合ろう材の中で、Ａｇは高価な元素である。
　例えば、特開２００３－２８３０６４号公報（特許文献２）には、Ａｇを含有しないＣｕＳｎＴｉ系ろう材を用いることが開示されている。特許文献２のセラミックス回路基板は、ろう材にＡｇを用いていない。このため、ろう材層のエッチング性が良かった。特許文献２には、Ａｇを含有しない活性金属ろう材が開示されている。

特許第６１５８１４４号公報 特開２００３－２８３０６４号公報

　特許文献２では、ろう材層のエッチング性が向上している。その一方で、特許文献１のようにろう材層はみだし部を形成できずにいた。ろう材層はみだし部が形成されないため、セラミックス回路基板のＴＣＴ特性が低下するといった問題が生じていた。
　実施形態にかかるセラミックス銅回路基板は、Ａｇを含まないろう材層を用いたセラミックス銅回路基板においてろう材層はみだし部を制御したことを特徴とする。

　実施形態にかかるセラミックス銅回路基板は、セラミックス基板と、前記セラミックス基板の少なくとも一方の面にろう材層を介して接合された銅回路部と、を備える。前記ろう材層は、Ｃｕと、Ｔｉと、ＳｎまたはＩｎから選ばれる１種または２種と、を含有する。前記ろう材層は、前記セラミックス基板と前記銅回路部との間に設けられた接合部と、前記接合部の周囲に設けられ、チタンの含有量が７０質量％以上１００質量％以下の範囲内である第１はみだし部と、を含む。

実施形態にかかるセラミックス銅回路基板の一例を示す模式図。 実施形態にかかるセラミックス銅回路基板の別の一例を示す模式図。 実施形態にかかるセラミックス銅回路基板のはみだし部の一例を示す模式図。 第１はみだし部の長さ及びはみだし部全体の長さを示す模式図である。 銅回路部側面の傾斜角の測定方法を例示する概念図である。 実施形態にかかる半導体装置の一例を示す模式図。

　実施形態にかかるセラミックス銅回路基板は、セラミックス基板と、前記セラミックス基板の少なくとも一方の面にろう材層を介して接合された銅回路部と、を備える。前記ろう材層は、Ｃｕと、Ｔｉと、ＳｎまたはＩｎから選ばれる１種または２種と、を含有する。前記ろう材層は、前記セラミックス基板と前記銅回路部との間に設けられた接合部と、前記接合部の周囲に設けられ、チタンの含有量が７０質量％以上１００質量％以下の範囲内である第１はみだし部と、を含む。
　図１は実施形態にかかるセラミックス銅回路基板の一例を示す模式図である。図２は実施形態にかかるセラミックス銅回路基板の別の一例を示す模式図である。図３は実施形態にかかるセラミックス銅回路基板のはみだし部の一例を示す模式図である。図１～図３において、符号１はセラミックス銅回路基板、符号２はセラミックス基板、符号３は銅回路部、符号４はろう材層、符号５は接合部、符号６は第１はみだし部、符号７は第２はみだし部、符号８は銅放熱板である。Ｌ１は第１はみだし部６の長さ、Ｌ２ははみだし部全体の長さである。
　実施形態にかかるセラミックス銅回路基板１では、セラミックス基板２の少なくとも一方の面にろう材層４を介して銅回路部３が接合された構造を有している。図１に示すように、セラミックス基板２の一方の面に銅回路部３が接合され、セラミックス基板２の他方の面に銅放熱板８が接合されてもよい。図２に示すように、セラミックス基板２の一方の面に、複数の銅回路部３が接合されていてもよい。銅放熱板８に代えて銅回路部３が設けられても良い。

　セラミックス基板２として、窒化珪素基板、窒化アルミニウム基板、酸化アルミニウム基板、酸化ジルコニウム基板などが挙げられる。セラミックス基板２は、窒化珪素基板または窒化アルミニウム基板のいずれかであることが好ましい。窒化珪素基板および窒化アルミニウム基板は、窒化物系セラミックス基板である。後述するように、窒化物系セラミックス基板は、活性金属接合法により、窒化チタン層を形成することができる。
　酸化アルミニウム基板および酸化ジルコニウム基板は酸化物系セラミックス基板である。酸化物系セラミックス基板は、活性金属接合法により、酸化チタン層を形成することができる。窒化物系セラミックス基板と酸化物系セラミックス基板を比較すると、窒化物系セラミックス基板の方が高い熱伝導率を有する。この点からすると、窒化物系セラミックス基板を用いることが好ましい。
　セラミックス基板２の厚さは、０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下が好ましい。基板厚さが０．１ｍｍ未満では、強度が低下する可能性がある。基板厚さが３ｍｍより厚いと、セラミックス基板が熱抵抗体となり、接合体の放熱性を低下させる可能性がある。このため、セラミックス基板２の厚さは、０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下、さらには０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下が好ましい。

　窒化珪素基板の３点曲げ強度は、６００ＭＰａ以上であることが好ましい。窒化珪素基板の熱伝導率は、８０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。窒化珪素基板の強度を上げることにより、基板厚さを薄くすることができる。このため、窒化珪素基板の３点曲げ強度は６００ＭＰａ以上、さらには７００ＭＰａ以上が好ましい。窒化珪素基板の基板厚さを０．４０ｍｍ以下、さらには０．３０ｍｍ以下と薄くできる。
　窒化アルミニウム基板の３点曲げ強度は、３００～４５０ＭＰａ程度である。その一方、窒化アルミニウム基板の熱伝導率は、１６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。窒化アルミニウム基板の強度は低いため、基板厚さは０．６０ｍｍ以上が好ましい。
　銅回路部３および銅放熱板８には、銅板または銅合金板を用いることができる。銅回路部３および銅放熱板８は、無酸素銅からなることが好ましい。無酸素銅はＪＩＳ－Ｈ－３１００（ＩＳＯ１３３７など）に示されたように、銅純度９９．９６ｗｔ％以上の銅である。銅回路部３および銅放熱板８を厚くすることにより、通電容量および放熱性を向上させることができる。このため、銅回路部３および銅放熱板８の厚さは０．１ｍｍ以上、さらには０．６ｍｍ以上が好ましい。より好ましくは、銅回路部３および銅放熱板８の厚さは０．８ｍｍ以上である。

　銅回路部３および銅放熱板８は、それぞれろう材層４を介してセラミックス基板２に接合されている。ろう材層４は、接合部５を含む。接合部５は、セラミックス基板２と銅回路部３との間またはセラミックス基板２と銅放熱板８との間に設けられている。ろう材層４は、さらに、面内方向において接合部５の周囲に設けられたはみだし部を含む。面内方向は、セラミックス基板２の表面に平行な方向である。ろう材層４は、セラミックス基板２の当該表面に設けられている。はみだし部は、銅回路部３または銅放熱板８の端部から面内方向に沿ってからはみだしている。
　図１に示すように、はみだし部は、第１はみだし部６を含む。第１はみだし部６では、チタンの含有量が７０質量％以上１００質量％以下の範囲内である。第１はみだし部６では、チタンの含有量と窒素の含有量の合計が９０質量％以上１００質量％以下の範囲内であることが好ましい。
　図２に示すように、はみだし部は、第２はみだし部７をさらに含んでも良い。第２はみだし部７は、接合部５と第１はみだし部６との間に設けられている。第２はみだし部７では、チタンの含有量が７０質量％未満である。ろう材層４は、接合部５、第２はみだし部７、および第１はみだし部６が互いにつながった構造を有する。第１はみだし部６は、はみだし部の外側に位置する。第２はみだし部７が、はみだし部の内側に位置する。
　接合部５とはみだし部との境界は、図３に示すように、銅回路部３または銅放熱板８の端部を基準とする。銅回路部３または銅放熱板８の端部から、セラミックス基板２の表面に対して垂直な線を引く。その垂直線からはみでた部分がはみだし部である。ろう材層はみだし部のことを、単に、はみだし部とも呼ぶ。

　はみだし部におけるチタンの含有量の測定には、走査型電子顕微鏡－エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＳＥＭ－ＥＤＸ）を用いる。セラミックス銅回路基板１の任意の断面において、はみだし部に対してエリア分析を行う。エリア分析では、はみだし部全体が分析対象となるように測定エリアを設定する。はみだし部全体とは、ろう材層４における接合部５以外の部分であり、セラミックス基板２とはみだし部の境界からはみだしている部分の全体を指す。
　窒化珪素基板にＴｉ含有ろう材層を用いて銅板が接合される場合、窒化珪素基板の表面には、窒化チタン層が形成される。窒化珪素基板と窒化チタン層の境界が、セラミックス基板２とろう材層４の境界である。つまり、窒化チタン層は、接合部５の一部およびはみだし部の一部である。このため、エリア分析の際は、窒化チタン層が測定エリアに含まれ、窒化珪素基板が測定エリアに含まれないように注意する。
　酸化物系セラミックス基板にＴｉ含有ろう材層を用いて銅板が接合される場合、酸化物系セラミックス基板の表面には、酸化チタン層が形成される。酸化物系セラミックス基板と酸化チタン層の境界が、セラミックス基板２とろう材層４の境界である。エリア分析の際は、酸化チタン層が測定エリアに含まれ、酸化物系セラミックス基板が測定エリアに含まれないように注意する。
　ＳＥＭ観察には、Field Emission SEM（ＦＥ－ＳＥＭ)を用いる。ＥＤＸは、ＥＤＳと呼ばれることもある。ＦＥ－ＳＥＭには、日本電子製ＪＳＭ―７２００Ｆまたはそれと同等の性能を有する装置が用いられる。ＥＤＸには、日本電子製ＥＸ－７４６００Ｕ４Ｌ２Ｑまたはそれと同等の性能を有する装置が用いられる。
　ＦＥ－ＳＥＭの測定条件は、加速電圧１５ｋＶ、倍率３０００倍、視野面積１２００μｍ^２（＝厚み方向３０μｍ×幅方向４０μｍ）に設定される。厚み方向は、セラミックス基板２の表面に垂直な方向である。幅方向は、断面且つ面内方向に平行な方向である。ＥＤＸの測定条件は、走査回数５０回、測定速度０．２ｍｓ／ｂｉｔに設定される。ＥＤＸのエリア分析を行う際は、取り込み画素２５６×１９８ピクセル、検出カウント数３７００～４１００ｃｐｓ（Count Per Second）、定量マップ５×５ｂｉｔ／ｐｏｉｎｔとする。
　エリア分析を面分析と呼ぶこともある。ＥＤＸについては、予めろう材層を構成する元素をＥＤＸを用いた定性分析にて調べて、特定する元素を明確にしてからエリア分析することが有効である。
　窒化物系セラミックス基板を使ったセラミックス銅回路基板１のはみだし部におけるチタン量を測定する場合、金属成分、珪素、窒素、炭素の合計を１００質量％とする。酸化物系セラミックス基板を使ったセラミックス銅回路基板のはみだし部のチタン量を測定する場合、金属成分、酸素、炭素の合計を１００質量％とする。金属成分は、０．０１質量％以上を測定対象とする。０．０１質量％未満は、ＥＤＸの検出限界以下であるためである。
　窒化物系セラミックス基板として窒化珪素基板を使ったとき、ろう材層に珪素と窒素が拡散する。このため、珪素と窒素が測定対象に含まれる。同様に、窒化アルミニウム基板については、Ａｌと窒素が測定対象に含まれる。酸化アルミニウム基板については、Ａｌと酸素が測定対象に含まれる。酸化ジルコニウムについては、Ｚｒと酸素が測定対象に含まれる。ＡｌおよびＺｒは、金属成分の一種として測定対象に含まれる。

　第１はみだし部６は、チタンの含有量が７０質量％以上１００質量％以下の領域である。窒化物系セラミックス基板が用いられる場合、はみだし部の先端は、チタンまたは窒化チタンのみから構成されうる。第１はみだし部６は、チタンの含有量と窒素の含有量の合計が９０質量％以上１００質量％以下の領域であることが好ましい。第１はみだし部６の窒化チタン量については、ＥＤＸにより検出される窒素がすべて窒化チタン（ＴｉＮ）を構成しているとみなして、窒化チタン量をカウントする。
　酸化物系セラミックス基板が用いられる場合、はみだし部の先端は、チタンまたは酸化チタンのみから構成されうる。第１はみだし部６は、チタンの含有量と酸素の含有量の合計が９０質量％以上１００質量％以下の領域であることが好ましい。第１はみだし部６の酸化チタン量については、ＥＤＸにより検出される酸素がすべて酸化チタン（ＴｉＯ_２）を構成しているとみなして、酸化チタン量をカウントする。
　以下、窒化物系セラミックス基板を用いた例について説明する。酸化物系セラミックス基板を用いる場合は、はみだし部の窒化チタンを酸化チタンに読み替えることができる。
　後述するように、ろう材層４は、Ｃｕ（銅）と、Ｔｉ（チタン）と、Ｓｎ（錫）およびＩｎ（インジウム）から選ばれる１種または２種と、を含有している。第１はみだし部６におけるチタンおよび窒素以外の成分としては、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｉｎが挙げられる。これらの成分が多く残っていると、隣り合う銅回路部３同士の距離を短くしたときに、銅回路部同士の間でマイグレーションが発生し易かった。
　マイグレーションとは、湿度の高い環境下に回路基板を配置したとき、電圧印加により電極間をイオン化した金属が移動し、短絡が生じる現象のことである。イオン化した金属によるマイグレーションは、イオンマイグレーションと呼ばれる。近年、半導体装置は、様々な産業機器に用いられている。例えば、電気自動車は、湿気の高い環境下で用いられることもある。活性金属接合法では、接合ろう材として、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｔｉなどが用いられている。これらの中で、Ｔｉはイオン化傾向が小さく、湿気に強い。Ｔｉは、窒化物系セラミックス基板と反応して窒化チタンとなる。窒化チタンが形成されることで、マイグレーションの発生を抑制することができる。このため、第１はみだし部６におけるチタンの含有量は、７０質量％以上１００質量％以下の範囲内であることが必要である。さらに、第１はみだし部６におけるチタンの含有量と窒素の含有量との合計は、９０質量％以上１００質量％以下、さらには９９質量％以上１００質量％以下であることが好ましい。

　第２はみだし部７におけるチタンの含有量は、７０質量％未満である。すなわち、第２はみだし部７は、チタン以外の成分を３０質量％以上含有している。
　前述の通り、第１はみだし部６に含まれるチタン（または窒化チタン）を増やすことにより、マイグレーションが抑制される。一方、チタン（または窒化チタン）が増えすぎると、銅回路部３または銅放熱板８の端部近傍における応力緩和効果が低下する。このため、第２はみだし部７のチタンの含有量は、７０質量％未満であることが有効である。
　第２はみだし部７において、Ｃｕの含有量は５質量以上６０質量％以下、ＳｎまたはＩｎの含有量は５質量％以上４５質量％以下、Ｔｉおよび窒化チタンの含有量の合計が１０質量％以上９０質量％未満、であることが好ましい。Ｃｕと、ＳｎおよびＩｎから選択される１つまたは２つと、を所定量存在させることにより、銅回路部３の端部近傍における応力緩和効果を向上させることができる。
　ろう材層４は、Ｃｕと、Ｔｉと、ＳｎおよびＩｎから選ばれる１種または２種と、を含有している。ろう材層４におけるＡｇの含有量は、０質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。ろう材層４は、Ｃｕ、Ｔｉ、ＳｎおよびＩｎ以外の成分を含有していてもよい。一方、ろう材層４におけるＡｇ量が多いと、第１はみだし部６を形成するのが困難となる可能性がある。このため、ろう材層４におけるＡｇ量は、１０質量％以下が好ましい。さらに好ましくは、ろう材層４におけるＡｇ量は０質量％であり、ろう材層４はＡｇを含有しない。Ａｇ量が０質量％とは、ＥＤＸによる検出限界以下（０．０１質量％未満）であることを指す。ろう材層４は、Ｃｕ、Ｔｉ、ＳｎおよびＩｎ以外の金属元素を１０質量％以下含有してもよい。Ｃｕ、Ｔｉ、ＳｎおよびＩｎ以外の金属元素としては、炭素、マグネシウム、モリブデン、タングステン、レニウムから選ばれる１種または２種以上が挙げられる。これら元素の合計が１０質量％以下であれば、ろう材層４はこれらの元素を含有していてもよい。

　接合部５のＣｕの含有量（質量％）をＣ１とする。第２はみだし部７のＣｕの含有量（質量％）をＣ２とする。質量比Ｃ２／Ｃ１は、０．７以下であることが好ましい。これは、銅回路部３の端部近傍において、接合部５→第２はみだし部７→第１はみだし部６と、Ｃｕ量が減っていることを示している。Ｃｕ量の組成に傾斜を付与することにより、応力緩和効果を向上させることができる。質量比Ｃ２／Ｃ１が０．７を超えると、第２はみだし部７のＣｕ量と、第１はみだし部６のＣｕ量と、の差が大きくなり過ぎて応力緩和効果が低下する可能性がある。
　質量比Ｃ２／Ｃ１の下限値は特に限定されないが、０．１以上が好ましい。質量比Ｃ２／Ｃ１が０．１未満の場合、第２はみだし部７のＣｕ量が少なすぎて応力緩和効果が低下する可能性がある。このため、質量比Ｃ２／Ｃ１は、０．１以上０．７以下、さらには０．２以上０．５以下であることが好ましい。
　接合部５のＣｕ量、第１はみだし部６のＣｕ量、および第２はみだし部７のＣｕ量の測定には、前述のＳＥＭ－ＥＤＸのエリア分析を用いる。まず、銅回路部３または銅放熱板８の端部の位置に応じて、ろう材層４を、接合部５とはみだし部に分ける。次に、Ｔｉ量に応じて、はみだし部を、第１はみだし部６の領域と第２はみだし部７の領域とに分ける。接合部５のＣｕ量の平均値を、接合部５のＣｕ量とする。第１はみだし部６の領域のＣｕ量の平均値を、第１はみだし部６のＣｕ量とする。第２はみだし部の領域のＣｕ量の平均値を、第２はみだし部７のＣｕ量とする。
　接合部５、第１はみだし部６、および第２はみだし部７のそれぞれのＣｕ量については、５つの測定エリアをＥＤＸにより分析し、各測定エリアに含まれる接合部５、第１はみだし部６、及び第２はみだし部７のそれぞれのＣｕ量を測定する。接合部５、第１はみだし部６、及び第２はみだし部７のそれぞれについて、５つの測定エリアにおけるＣｕ量の平均値を算出し、得られた平均値をそれぞれの部分のＣｕ量とする。５つの測定エリアは、互いに異なる５つの断面から得られる。セラミックス銅回路基板１における銅回路部３の複数の辺をそれぞれ通る複数の断面を得てもよいし、一辺から複数の断面を得ても良い。

　接合部５のＴｉの含有量（質量％）を、Ｃ３とする。第２はみだし部７のＴｉの含有量（質量％）をＣ４とする。質量比Ｃ４／Ｃ３は、１．２以下であることが好ましい。質量比Ｃ４／Ｃ３を１．２以下とすることにより、接合部５から第２はみだし部７に向けて、Ｔｉ量の組成に傾斜を付与できる。質量比Ｃ４／Ｃ３が１．２を超えると、第２はみだし部７において、ＣｕまたはＳｎなどが少ないことを示す。質量比Ｃ４／Ｃ３の下限値は特に限定されないが、１よりも大きいが好ましい。このため、質量比Ｃ４／Ｃ３は、１を超えて１．２以下であることが好ましい。
　接合部５および第２はみだし部７のそれぞれのＴｉ量の測定には、前述のＳＥＭ－ＥＤＸのエリア分析を用いる。第２はみだし部７の領域のＴｉ量の平均値を、第２はみだし部７のＴｉ量とする。接合部５のＴｉ量には、接合部５とはみだし部との境界から１００μｍ内側に入った領域のＴｉ量の平均値を用いる。
　接合部５および第２はみだし部７のそれぞれのＴｉ量については、５つの測定エリアをＥＤＸにより分析し、各測定エリアに含まれる接合部５および第２はみだし部７のそれぞれのＴｉ量を測定する。接合部５および第２はみだし部７のそれぞれについて、５つの測定エリアにおけるＴｉ量の平均値を算出し、得られた平均値をそれぞれの部分のＴｉ量とする。５つの測定エリアは、互いに異なる５つの断面から得られる。セラミックス銅回路基板の銅回路部の複数の辺をそれぞれ通る複数の断面を得てもよいし、一辺から複数の断面を得ても良い。Ｃｕ量を測定するための５つの断面を用いて、Ｃｕ量とともにＴｉ量が測定されてもよい。

　図３に示すように、接合部５から第１はみだし部６に向かう方向における第１はみだし部６の長さをＬ１とする。当該方向におけるはみだし部全体の長さをＬ２とする。この場合に、０．３≦Ｌ１／Ｌ２≦１、を満たすことが好ましい。より好ましくは、０．５≦Ｌ１／Ｌ２≦０．８、である。
　前述のように、第１はみだし部６と第２はみだし部７を存在させることにより、マイグレーションの抑制と応力緩和効果が得られる。長さＬ２－長さＬ１は、第２はみだし部７の長さに相当する。第１はみだし部６の長さと第２はみだし部７の長さとを制御することにより、これらの特性をさらに向上させることができる。特に、接合部５およびろう材層はみだし部にＡｇを含有させないことで、Ａｇマイグレーションを抑制できる。セラミックス基板２と銅回路部３の接合には、活性金属ろう材が用いられる。一般的に、活性金属ろう材は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ等の金属を含有するが、活性金属ろう材の中でＡｇが最もマイグレーションを起こしやすい元素である。Ａｇの含有量を低減する、またはＡｇを含有させないことで、Ａｇのマイグレーションを抑制できる。
　第１はみだし部６の長さ（Ｌ１）と第２はみだし部７の長さ（Ｌ２－Ｌ１）の測定には、前述のＳＥＭ－ＥＤＸのエリア分析を利用する。具体的には、エリア分析の結果から、はみだし部上面において、チタンの含有量が７０質量％以上の領域を特定する。特定された領域のうち、はみだし部先端までつながっている領域を抽出する。はみだし部先端とは、セラミックス基板２と第１はみだし部６が接している箇所の中で、最も接合部５から離れた箇所である。抽出された領域のうち、最も銅回路部３に近い箇所を特定する。その最も銅板に近い箇所から、セラミックス基板２の表面に対して垂直な線を引く。はみだし部先端から当該垂直な線までの長さを、第１はみだし部６の長さＬ１とする。はみだし部全体の長さＬ２から第１はみだし部６の長さＬ１を引いた長さ（Ｌ２－Ｌ１）を、第２はみだし部７の長さとする。
　例えば、はみだし部上面において、チタンの含有量が７０質量％以上である領域が途切れている場合、はみだし部先端とつながっている領域を用いて、第１はみだし部の長さＬ１を求める。
　図４（ａ）～図４（ｃ）は、第１はみだし部の長さ、はみだし部全体の長さを示す模式図である。図４（ａ）～図４（ｃ）において、符号６は第１はみだし部、符号７は第２はみだし部、である。
　図４（ａ）に示す例では、はみだし部の先端に、第１はみだし部６が存在している。チタンの含有量が７０質量％以上である領域が、一つの塊になっている。このような場合、はみだし部上面において、第１はみだし部６のうち最も銅回路部３に近い箇所を特定し、長さＬ１を測定する。
　図４（ｂ）に示す例では、はみだし部の上面において、第１はみだし部６の一部と別の一部の間に、第２はみだし部７が存在している。この場合は、はみだし部の上面において、はみだし部先端とつながっている第１はみだし部６の前記一部と、第２はみだし部７と、の境界から、はみだし部先端までの長さを、長さＬ１とする。
　図４（ｃ）に示す例では、はみだし部の上面において、互いに分離した複数の第１はみだし部６が存在する。第１はみだし部６同士の間に、第２はみだし部７が存在している。この場合は、はみだし部の上面において、はみだし部先端とつながっている１つの第１はみだし部６と、第２はみだし部７と、の境界から、はみだし部先端までの長さを、長さＬ１とする。

　接合部５は、炭素を含有していてもよい。接合部５が炭素を含有しているということは、接合ろう材に炭素を含有させていることである。接合ろう材に炭素を含有させることにより、ろう材の流動性を制御することができる。これにより、接合ろう材ペーストを均一に塗布することができる。接合部５が炭素を含有している場合、第１はみだし部６または第２はみだし部７も炭素を含有していてもよい。
　接合部５における炭素の含有量は、０．０１質量％以上２質量％以下の範囲内であることが好ましい。より好ましくは、接合部５における炭素の含有量は、０．０５質量％以上１質量％以下の範囲内である。第１はみだし部６または第２はみだし部７においても、炭素の含有量は０質量％以上１質量％以下であることが好ましい。

　銅回路部３の側面の傾斜角θは、３０°以上７０°以下の範囲内であることが好ましい。図５は、銅回路部側面の傾斜角の測定方法を例示する概念図である。図５において、符号３は銅回路部、符号６は第１はみだし部、符号７は第２はみだし部である。また、点Ａは銅回路部３の端部と、ろう材層４と、の接点である。点Ｂは、銅回路部３の側面における厚さ方向の中点である。点Ｃは、点Ａからの水平線と点Ｂからの垂直線との交点である。
　傾斜角θの測定には、セラミックス銅回路基板１の任意の断面のＳＥＭ写真を用いる。ＳＥＭ－ＥＤＸによってはみだし部を分析したときのＳＥＭ写真が用いられてもよい。
　まず、断面写真において、銅回路部３の端部とろう材層４との接点である点Ａ、および、銅回路部３の側面における厚さ方向の中点である点Ｂを設定する。次に、点Ａからの水平線と点Ｂからの垂直線の交点である点Ｃを設定する。３つの点ＡＢＣで囲まれた直角三角形が作成される。辺ＢＣと辺ＡＢとの間の角度を、銅回路部３の側面の傾斜角θとする。銅回路部３の側面の傾斜角θのことを、単に傾斜角θと呼ぶこともある。
　傾斜角θが３０°以上７０°以下の範囲内とすることにより、接合端部の応力を緩和することができる。傾斜角が３０°未満では、銅回路部３の傾斜面が長くなり、半導体素子を実装する面積が小さくなる可能性がある。また、傾斜角θが７０°を超えると、接合端部の応力緩和効果が不足する可能性がある。このため、傾斜角θは、３０°以上７０°以下、さらには４０°以上６０°以下の範囲内であることが好ましい。

　セラミックス基板２の少なくとも一方の面には、複数の銅回路部３が接合されていても良い。隣り合う銅回路部３の間の最短距離は、０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内であってもよい。
　図６は、実施形態にかかる半導体装置の一例を示す模式図である。図６において、符号９は半導体素子、符号１０は半導体装置である。これら以外の符号は、図１の符号と同じである。Ｐは、隣り合う銅回路部３の間の最短距離である。隣り合う銅回路部３の間の最短距離のことを、ピッチと呼ぶこともある。銅回路部３に傾斜面を付与した場合は、銅回路部３の側面端部同士の間の最短距離が、ピッチＰとなる。すなわち、銅回路部３の端部とろう材層はみだし部の接点同士の距離がピッチＰとなる。
　ピッチＰが０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内であるということは、隣り合う銅回路部３同士の距離が近いことを示している。セラミックス基板のサイズが同じであれば、隣り合う銅回路部３同士の距離が近いことにより、銅回路部３の接合面積を大きくすることができる。つまり、半導体素子９などの実装面積を大きくすることができる。また、銅回路部３のサイズが同じであれば、セラミックス銅回路基板１のサイズを小さくすることができる。つまり、半導体素子９などの実装面積を減らさずに、セラミックス銅回路基板１を小型化できる。実施形態にかかるセラミックス銅回路基板１では、ピッチＰが０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内でなくてもよい。一方、ピッチＰが０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内である場合、前述の効果を得ることができる。また、銅回路部３を３個以上接合した場合は、ピッチＰが０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内の個所が２か所以上存在することが好ましい。例えば、１つの銅回路部３と、その１つの銅回路部３に隣り合う別の銅回路部３と、の間の最短距離が、０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内である。そして、その別の銅回路部３と、その別の銅回路部３に隣り合うさらに別の銅回路部３と、の間の最短距離が、０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内である。
　銅板の厚さをＤとしたとき、１≦Ｐ／Ｄ≦３、を満たすことが好ましい。マイグレーションは、ろう材層はみだし部の先端の他に、銅回路部３の側面で起きることもある。このため、銅回路部３の厚さＤに応じたピッチＰが設定されることが好ましい。

　以上のようなセラミックス銅回路基板１は、半導体素子９が実装された半導体装置１０に適用することができる。図６に示したように、半導体素子９は、銅回路部３の上に実装される。図６に示す例では、１つの半導体素子９が実装されている。複数の銅回路部３に、それぞれ、複数の半導体素子９が実装されても良い。必要に応じ、リードフレームまたはワイヤボンディングが設けられてもよい。また、必要に応じ、銅回路部３の表面に、メッキ膜またはモールド樹脂などが設けられてもよい。
　実施形態にかかるセラミックス銅回路基板１によれば、マイグレーションの発生を抑制することができる。さらに、ピッチＰが０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内であること、または１≦Ｐ／Ｄ≦３を満たすことにより、マイグレーションの発生をさらに抑制することができる。

　次に、実施形態にかかるセラミックス銅回路基板１の製造方法について説明する。実施形態にかかるセラミックス銅回路基板１は、上記構成を有していれば、その製造方法は限定されない。一例として、歩留まり良くセラミックス銅回路基板１を得るためには、次の方法が挙げられる。
　まず、セラミックス基板２を用意する。セラミックス基板２として、窒化珪素基板、窒化アルミニウム基板などが挙げられる。銅回路部３または銅放熱板８を形成するための部材として、銅板または銅合金板を用いることができる。銅板は無酸素銅であることが好ましい。無酸素銅はＪＩＳ－Ｈ－３１００に示されたように、銅純度９９．９６ｗｔ％以上の銅である。ＪＩＳ－Ｈ－３１００（２０１８）は、ＩＳＯ１３３７などに対応する。
　次に、接合ろう材を用意する。接合ろう材は、Ｃｕを５０質量％以上、Ｔｉを４質量％以上３０質量％以下、ＳｎまたはＩｎから選ばれる１種または２種を５質量％以上４５質量％以下、炭素を０質量％以上２質量％以下、含有することが好ましい。Ｔｉは、水素化チタン（ＴｉＨ_２）として添加されてもよい。接合ろう材には、Ａｇを添加しないことが有効である。活性金属であるＴｉ（ＴｉＨ_２含む）を添加した接合ろう材は、活性金属ろう材である。また、後述するように、連続炉を用いて加熱接合工程が行われる場合は、Ｔｉ量は２質量％以上が好ましく、より好ましくは５質量％以上である。連続炉では、窒素雰囲気中で加熱接合工程が行われる。活性金属ろう材中のＴｉ量を増やすと、Ｔｉが窒素雰囲気と反応したとしても、接合に寄与するＴｉを確保できるのである。

　ろう材の原料となるＣｕ粉末の平均粒径Ｄ_５０は、１２．０μｍ以下、さらには１０．０μｍ以下が好ましい。Ｔｉ粉末またはＴｉＨ_２粉末の平均粒径Ｄ_５０は、６．０μｍ以下、さらには４．０μｍ以下が好ましい。Ｓｎ粉末またはＩｎ粉末は平均粒径Ｄ_５０は、１６．０μｍ以下、さらには１４．０μｍ以下が好ましい。炭素粉末の平均粒径Ｄ_５０は、６．０μｍ以下、さらには４．０μｍ以下が好ましい。粉末の粒径を制御することにより、各粉末の反応を均一にすることができる。Ａｇは少量であれば原料に添加されてもよいが、添加しない方が好ましい。
　Ｃｕ粉末の平均粒径Ｄ_５０は、Ｓｎ粉末またはＩｎ粉末の平均粒径Ｄ_５０よりも小さいことが好ましい。前述のように、Ｃｕと、ＳｎおよびＩｎから選択される１つまたは２つと、がろう材組成の母材となる。ＳｎまたはＩｎの融点は、Ｃｕの融点よりも低い。ＳｎまたはＩｎの粒径を制御することにより、ＳｎまたはＩｎの粉末と、Ｃｕ粉末と、の反応を均質にすることができる。
　ろう材に、Ｃｕ、Ｔｉ、ＳｎおよびＩｎ以外の金属元素を添加する場合も、その金属元素の粉末の平均粒径Ｄ_５０が、Ｓｎ粉末またはＩｎ粉末の平均粒径Ｄ_５０よりも小さいことが好ましい。Ｃｕ、Ｔｉ、ＳｎおよびＩｎ以外の金属元素としては、炭素、マグネシウム、モリブデン、タングステン、レニウム、コバルトから選ばれる１種または２種以上が挙げられる。これら元素の合計が１０質量％以下であれば、原料に添加されてもよい。

　以上のような接合ろう材を用いて、セラミックス基板２と銅板とを接合する工程を行う。接合ろう材を有機物と混合して、ろう材ペーストを調製する。ろう材ペーストをセラミックス基板２（または銅板）の表面に塗布して、ろう材ペースト層を形成する。ろう材ペースト層上に銅板（またはセラミックス基板２）を配置する。セラミックス基板、ろう材ペースト、銅板を積層したものを接合前積層体と呼ぶ。

　加熱接合工程には、バッチ式、連続式のどちらが用いられてもよい。バッチ式は、接合前積層体を収納容器に入れて熱処理を施す方式である。連続式は、接合前積層体をベルトコンベアー上に載せて、移動させながら熱処理を施す方式である。バッチ式は、真空中での接合工程に適している。連続式は、窒素雰囲気中の接合工程に適している。バッチ式の加熱接合装置をバッチ炉と呼ぶこともある。連続式の加熱接合装置を連続炉と呼ぶこともある。
　バッチ式では、加熱温度が７５０℃以上８５０℃以下、圧力は１０^－３Ｐａ以下の真空であることが好ましい。連続式では、加熱温度が７５０℃以上９５０℃以下の範囲内であることが好ましい。
　連続式では、窒素雰囲気中で加熱接合工程が行われる。窒素雰囲気とは、窒素が７０ｖｏｌ％以上の雰囲気のことである。窒素雰囲気は、窒素量が７０ｖｏｌ％以上、さらには８５ｖｏｌ％以上１００ｖｏｌ％以下であることが好ましい。窒素雰囲気として、窒素ガス中以外に、不活性ガスまたは大気が挙げられる。窒素雰囲気中で加熱接合工程が行われる場合は、常圧、減圧、加圧など様々な条件で加熱接合工程を行うことができる。

　加熱接合工程は、昇温工程、保持工程、および降温工程を含む。昇温工程では、温度が、例えば室温から、接合温度まで上昇する。保持工程は、昇温工程の後に実行され、接合温度が保持される。降温工程は、保持工程の後に実行され、温度が、接合温度から、例えば室温まで下降する。
　連続式の昇温工程では、昇温速度が３０℃／分以上に設定される。昇温速度の上限は特に限定されないが、１００℃／分以下が好ましい。昇温速度が１００℃／分を超えて早いと、接合性が低下する可能性がある。このため、昇温速度は３０℃／分以上１００℃／分以下、さらには４０℃／分以上７０℃／分以下が好ましい。
　接合温度は、７５０℃以上であることが好ましい。接合温度の上限は、１０００℃以下が好ましい。接合温度が１０００℃を超えて高いと、接合温度が銅の融点（１０８５℃）に近くなり、銅板が変形する可能性がある。このため、接合温度は７５０℃以上１０００℃以下、さらには８００℃以上９５０℃以下が好ましい。
　保持工程では、接合温度を１０分以上保持する。接合温度が保持される時間を、加熱保持時間と呼ぶ。加熱保持時間は、１０分以上１００分以下が好ましい。加熱保持時間が１０分未満であると、ろう材が融解または凝固する時間が不足する可能性がある。加熱保持時間が１００分を超えて長いと、銅板にＳｎまたはＩｎが拡散し過ぎる可能性がある。

　保持工程後の降温工程では、降温速度が３０℃／分以上に設定される。降温速度の上限は特に限定されないが、１００℃／分以下が好ましい。降温速度が１００℃／分を超えて早いと、接合性が低下する可能性がある。このため、降温速度は３０℃／分以上１００℃／分以下、さらには４０℃／分以上７０℃／分以下が好ましい。
　昇温速度と降温速度の差は、２０℃／分以下であることが好ましい。つまり、｜昇温速度－降温速度｜≦２０℃／分を満たすことが好ましい。ろう材ペーストを加熱することにより、溶解反応と凝固反応が生じる。これらの反応は、昇温工程と降温工程でおきる。昇温速度と降温速度の差を小さくすることにより、融解反応及び凝固反応で起きる応力を均質化することができる。これにより、反りなどの不具合を抑制することができる。必要に応じ、接合体に重りを載せながら加熱接合工程が行われてもよい。

　接合前積層体に加熱接合工程を施したものを接合体と呼ぶ。得られた接合体にエッチング加工を施して銅板にパターン形状を付与する。銅板にパターン形状が付与されることで、銅回路部３が形成される。銅回路部３を備えたセラミックス銅回路基板１が得られる。必要に応じ、スクライブ加工が施され、多数個取りが行われてもよい。多数個取りとは、大型の接合体を切断して小さな接合体を得る方法である。接合体を分割する方法またはセラミックス銅回路基板を分割する方法もある。
　エッチング工程では、銅板がエッチングされ、銅回路部３および銅放熱板８が形成される。銅板をエッチングすることにより、ろう材層４の一部がむき出しになる。次に、ろう材層４をエッチングする工程が行われる。ろう材層をエッチングする工程は、２回以上行われることが好ましい。必要に応じ、ろう材層のエッチングに化学研磨工程が組合わされてもよい。ろう材層のエッチングに化学研磨を組合わせることにより、処理時間を短くすることができる。

　ろう材層４をエッチングする工程を２回以上行うことにより、第１はみだし部６と第２はみだし部７のチタンの含有量を制御することができる。また、エッチング液の濃度、エッチング液で処理する時間などを調整することにより、第１はみだし部６の長さＬ１およびはみだし部全体の長さＬ２を制御することができる。
　レジストを用いることにより、第１はみだし部６のチタン量、第１はみだし部６の長さＬ１などを調整することができる。レジストは、銅板をエッチングした後のはみだし部において、第２はみだし部を形成した箇所に設けられる。また、ろう材層４をエッチングする工程を複数回行うとき、１回目のエッチング時間よりも２回目以降のエッチング時間を短くする方法が挙げられる。ろう材層４をエッチングした後に、銅回路部３の側面をエッチングする方法も有効である。銅回路部３の側面をエッチングすることにより、第２はみだし部７を形成することができる。なお、必要に応じ、第２はみだし部７をさらにエッチングして第１はみだし部６を設けてもよい。第２はみだし部７をエッチングすることで、第２はみだし部７に含まれるチタン以外の元素（例えば銅）が除去され、第１はみだし部６が形成される。
　銅回路部３の側面をエッチングするためのエッチング液には、塩化第二鉄溶液を用いることができる。塩化第二鉄溶液の代わりに、化学研磨液を用いてもよい。化学研磨液としては、硫酸と過酸化水素を混合した化学研磨液を用いることが好ましい。必要に応じ、銅回路部３の表面にエッチングマスク（レジスト）を塗布する。

　ろう材層４のエッチング工程と、銅回路部３の側面を傾斜させるためのエッチング工程と、を組合わせてもよい。前述のように、ろう材層４にＡｇを含有させないことにより、銅回路部３のエッチング工程でろう材層４がエッチングされ易くなる。
　得られたセラミックス銅回路基板に半導体素子などを実装することで、半導体装置が得られる。

（実施例）
（実施例１～６、比較例１～２）
　表１に示すセラミックス基板２と、表２に示す銅板と、を用意した。銅板には、いずれも無酸素銅板を用いた。

　次に、表３に示す接合ろう材を用意した。

　接合ろう材を用いて接合ろう材ペーストを調整し、表４に示した接合前積層体を作製した。銅板は、セラミックス基板２の両面にそれぞれ配置した。

　次に、接合前積層体に対して加熱接合工程を行い、接合体を作製した。加熱接合工程では連続炉を用いた。加熱保持温度は８５０℃以上９５０℃以下に設定し、加熱保持時間は３０分以上６０分以下に設定した。昇温速度および降温速度は、２０～１００℃／分に設定した。昇温速度と降温速度の差は、２０℃／分以下に設定した。加熱接合工程は、窒素雰囲気中で行った。加熱接合工程により、接合体を得た。接合前積層体１～７から、接合体１～７がそれぞれ得られた。
　得られた接合体に対してエッチング工程を施して、実施例および比較例にかかるセラミックス銅回路基板を作製した。各接合体の構成は、表５に示した通りである。チタン量、チタンと窒素の合計量、長さＬ１、長さＬ２、傾斜角θの測定方法は前述の通りである。

　表５から分かる通り、実施例にかかるセラミックス銅回路基板は、第１はみだし部６および第２はみだし部７を具備していた。第２はみだし部７では、Ｃｕが５質量以上６０質量％以下、Ｓｎが５質量％以上４５質量％以下の範囲内であった。それに対し、比較例にかかるセラミックス銅回路基板は、第１はみだし部６を有していなかった。比較例では、チタンの含有量が７０質量％未満のはみだし部しか存在しなかった。実施例に係るセラミックス銅回路基板では、第１はみだし部６のチタン量が７０質量％以上、第２はみだし部７のチタン量が７０質量％未満であった。
　また、接合部５のＣｕ量Ｃ１（質量％）と、第２はみだし部７のＣｕ量Ｃ２（質量％）と、を比較した。接合部５のＴｉ量Ｃ３（質量％）と、第２はみだし部７のＴｉ量Ｃ４（質量％）と、を比較した。Ｔｉ量（質量％）は、チタンおよび窒化チタンの合計の量（質量％）である。また、隣り合う銅回路部３の間の最短距離（ピッチ）Ｐと、ピッチＰ／銅回路部厚さＤと、を測定した。その結果を表６に示す。

　実施例および比較例にかかるセラミックス銅回路基板に対して、耐熱サイクル試験（ＴＣＴ試験）およびマイグレーション試験を行った。
　ＴＣＴ試験は、－５０℃×３０分→２５℃×１０分→１５５℃×３０分→２５℃×１０分を１サイクルとした。窒化珪素基板については、２０００サイクル後の不具合の有無を調べた。窒化アルミニウム基板については、５００サイクル後の不具合の有無を調べた。不具合とは、ろう材層またはセラミックス基板の割れの発生である。不具合の有無は、超音波探傷試験で調べた。実施例および比較例のそれぞれについて、１００個のセラミックス銅回路基板に対して試験を行い、不具合の発生率（％）を調べた。
　マイグレーション試験では、測定環境を８５℃、湿度８５％に設定し、パターンが形成されたセラミックス銅回路基板の表裏面間に１０００Ｖの直流電圧を２０００時間印加して放置した。放置後にセラミックス銅回路基板を１２０℃ｘ２時間乾燥させた後、表面側の銅回路部３と裏側の銅放熱板８との間の絶縁抵抗値および隣り合う表面側の銅回路部３同士の間の絶縁抵抗値を測定した。
　試験前後での絶縁抵抗値の変化率が１０％以下の接合体を良品とした。変化率が１１％以上の接合体を不良品とした。変化率（％）＝［（試験後の絶縁抵抗値－試験前の絶縁抵抗値）／試験前の絶縁抵抗値］×１００、により求められる。それぞれ１００個のセラミックス銅回路基板について、試験を行い不良品の発生率（％）を調べた。なお、マイグレーション試験では、５０個のセラミックス銅回路基板において、表面側の銅回路部３と裏側の銅放熱板８との間の絶縁抵抗値を測定し、別の５０個のセラミックス銅回路基板において、隣り合う表面側の銅回路部３同士の間の絶縁抵抗値を測定した。隣り合う表面側の銅回路部３同士の間の絶縁抵抗値を測定する際は、必要に応じ、表面側の銅回路パターンの間にワイヤボンディング又は銅テープを設け、これらの銅回路パターンが同電位となるように調整した。
　その結果を表７に示した。

　表７から分かる通り、実施例にかかるセラミックス銅回路基板については、良好なＴＣＴ特性が得られた。マイグレーション試験においても、良好な結果が得られた。
　比較例１および比較例２にかかるセラミックス銅回路基板のＴＣＴ特性は、実施例にかかるセラミックス銅回路基板のＴＣＴ特性と同等であった。しかしながら、比較例１および比較例２にかかるセラミックス銅回路基板のマイグレーション特性は、実施例にかかるセラミックス銅回路基板のマイグレーション特性に比べて低下した。このため、第１はみだし部および第２はみだし部を具備させることは、ＴＣＴ特性を向上させつつ、マイグレーション特性をさらに向上させるのに有効であることが分かる。

　実施形態は、以下の特徴を含みうる。
（特徴１）
　セラミックス基板と、
　前記セラミックス基板の少なくとも一方の面にろう材層を介して接合された銅回路部と、
　を備えたセラミックス銅回路基板であって、
　前記ろう材層は、Ｃｕと、Ｔｉと、ＳｎまたはＩｎから選ばれる１種または２種と、を含有し、
　前記ろう材層は、
　　前記セラミックス基板と前記銅回路部との間に設けられた接合部と、
　　前記接合部の周囲に設けられ、チタンの含有量が７０質量％以上１００質量％以下の範囲内である第１はみだし部と、
　を含む、セラミックス銅回路基板。
（特徴２）
　前記ろう材層は、前記接合部と前記第１はみだし部との間に設けられた第２はみだし部をさらに含み、
　前記第２はみだし部におけるチタンの含有量は７０質量％未満である、特徴１に記載のセラミックス銅回路基板。
（特徴３）
　前記第２はみだし部は、５質量％以上６０質量％以下のＣｕと、５質量％以上４５質量％以下のＳｎまたはＩｎと、を含有し、
　前記第２はみだし部におけるチタンの含有量と窒素の含有量の合計は、１０質量％以上９０質量％未満の範囲内である、特徴２に記載のセラミックス銅回路基板。
（特徴４）
　前記接合部のＣｕの含有量に対する前記第２はみだし部のＣｕの含有量の質量比は、０．７以下である、特徴２ないし特徴３のいずれか１つに記載のセラミックス銅回路基板。
（特徴５）
　前記第１はみだし部におけるチタンの含有量と窒素の含有量の合計は、９０質量％以上１００質量％以下の範囲内である、特徴１ないし４のいずれか１つに記載のセラミックス銅回路基板。
（特徴６）
　前記第１はみだし部におけるチタンの含有量と窒素の含有量の合計は、９９質量％以上１００質量％以下の範囲内である、特徴１ないし５のいずれか１つに記載のセラミックス銅回路基板。
（特徴７）
　前記接合部から前記第１はみだし部に向かう方向における前記第１はみだし部の長さをＬ１、前記方向における前記ろう材層の前記接合部以外の部分の長さをＬ２としたとき、０．３≦Ｌ１／Ｌ２≦１、を満たす、特徴１ないし特徴６のいずれか１つに記載のセラミックス銅回路基板。
（特徴８）
　前記ろう材層は炭素をさらに含有している、特徴１ないし特徴７のいずれか１つに記載のセラミックス銅回路基板。
（特徴９）
　前記ろう材層はＡｇを含有していない、特徴１ないし特徴８のいずれか１つに記載のセラミックス銅回路基板。
（特徴１０）
　前記銅回路部の側面の傾斜角が３０度以上７０度以下の範囲内である、特徴１ないし特徴９のいずれか１つに記載のセラミックス銅回路基板。
（特徴１１）
　前記少なくとも一方の面には、互いに隣り合う複数の前記銅回路部が接合され、
　前記複数の銅回路部の間の最短距離は０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内である、特徴１ないし１０のいずれか１つに記載のセラミックス銅回路基板。
（特徴１２）
　前記セラミックス基板は窒化珪素基板である、特徴１ないし特徴１１のいずれか１つに記載のセラミックス銅回路基板。
（特徴１３）
　前記銅回路部の厚さは０．６ｍｍ以上である、特徴１ないし特徴１２のいずれか１つに記載のセラミックス銅回路基板。
（特徴１４）
　特徴１ないし特徴１３のいずれか１つに記載のセラミックス銅回路基板と、
　前記銅回路部の上に実装された半導体素子と、
　を備えた半導体装置。

　以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１…セラミックス銅回路基板
２…セラミックス基板
３…銅板
４…ろう材層
５…接合部
６…第１はみだし部
７…第２はみだし部
８…銅放熱板
９…半導体素子
１０…半導体装置
Ｌ１…第１はみだし部の長さ
Ｌ２…はみだし部全体の長さ
Ｐ…隣り合う銅板の最短距離
θ…銅回路部側面の傾斜角
点Ａ…銅回路部端部とろう材層の接点
点Ｂ…銅回路部側面の厚さ方向の中点
点Ｃ…点Ａからの水平線と点Ｂからの垂直線の交点

Claims (18)

1. 　セラミックス基板と、
   　前記セラミックス基板の少なくとも一方の面にろう材層を介して接合された銅回路部と、
   　を備えたセラミックス銅回路基板であって、
   　前記ろう材層は、Ｃｕと、Ｔｉと、ＳｎまたはＩｎから選ばれる１種または２種と、を含有し、
   　前記ろう材層は、
   　　前記セラミックス基板と前記銅回路部との間に設けられた接合部と、
   　　前記接合部の周囲に設けられ、チタンの含有量が７０質量％以上１００質量％以下の範囲内である第１はみだし部と、
   　を含む、セラミックス銅回路基板。
2. 　前記ろう材層は、前記接合部と前記第１はみだし部との間に設けられた第２はみだし部をさらに含み、
   　前記第２はみだし部におけるチタンの含有量は７０質量％未満である、請求項１に記載のセラミックス銅回路基板。
3. 　前記第２はみだし部は、５質量％以上６０質量％以下のＣｕと、５質量％以上４５質量％以下のＳｎまたはＩｎと、を含有し、
   　前記第２はみだし部におけるチタンの含有量と窒素の含有量の合計は、１０質量％以上９０質量％未満の範囲内である、請求項２に記載のセラミックス銅回路基板。
4. 　前記接合部のＣｕの含有量に対する前記第２はみだし部のＣｕの含有量の質量比は、０．７以下である、請求項２に記載のセラミックス銅回路基板。
5. 　前記第１はみだし部におけるチタンの含有量と窒素の含有量の合計は、９０質量％以上１００質量％以下の範囲内である、請求項１に記載のセラミックス銅回路基板。
6. 　前記第１はみだし部におけるチタンの含有量と窒素の含有量の合計は、９９質量％以上１００質量％以下の範囲内である、請求項１に記載のセラミックス銅回路基板。
7. 　前記接合部から前記第１はみだし部に向かう方向における前記第１はみだし部の長さをＬ１、前記方向における前記ろう材層の前記接合部以外の部分の長さをＬ２としたとき、０．３≦Ｌ１／Ｌ２≦１、を満たす、請求項１に記載のセラミックス銅回路基板。
8. 　前記ろう材層は炭素をさらに含有している、請求項１に記載のセラミックス銅回路基板。
9. 　前記ろう材層はＡｇを含有していない、請求項１に記載のセラミックス銅回路基板。
10. 　前記銅回路部の側面の傾斜角が３０度以上７０度以下の範囲内である、請求項１に記載のセラミックス銅回路基板。
11. 　前記少なくとも一方の面には、互いに隣り合う複数の前記銅回路部が接合され、
    　前記複数の銅回路部の間の最短距離は０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内である、請求項１に記載のセラミックス銅回路基板。
12. 　前記セラミックス基板は窒化珪素基板である、請求項１に記載のセラミックス銅回路基板。
13. 　前記銅回路部の厚さは０．６ｍｍ以上である、請求項１に記載のセラミックス銅回路基板。
14. 　前記ろう材層はＡｇを含有せず、
    　前記セラミックス基板は窒化珪素基板であり、
    　前記銅回路部の厚さは０．６ｍｍ以上である、請求項２に記載のセラミックス銅回路基板。
15. 　前記ろう材層は炭素をさらに含有している、請求項１４に記載のセラミックス銅回路基板。
16. 　前記少なくとも一方の面には、互いに隣り合う複数の前記銅回路部が接合され、
    　前記複数の銅回路部の間の最短距離は０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内である、請求項１４に記載のセラミックス銅回路基板。
17. 　前記少なくとも一方の面には、互いに隣り合う複数の前記銅回路部が接合され、
    　前記複数の銅回路部の間の最短距離は０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内である、請求項１５に記載のセラミックス銅回路基板。
18. 　請求項１ないし請求項１７のいずれか１項に記載のセラミックス銅回路基板と、
    　前記銅回路部の上に実装された半導体素子と、
    　を備えた半導体装置。

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