[發(fā)明專利]燒結的功率半導體基片及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810096734.9
• 申請日: 2008-05-09
• 公開（公告）號: CN101304017A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發(fā)明（設計）人: C·格布爾;H·布拉姆爾;U·赫爾曼
• 申請（專利權）人: 塞米克朗電子有限及兩合公司
• 主分類號: H01L23/498
• 分類號: H01L23/498;H01L23/15;H01L21/48;H05K1/02;H05K1/03;H05K3/00;H05K3/46
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 沈英瑩

技術領域

本發(fā)明描述一種功率半導體基片，包括一絕緣的基體和至少一個 印制導線。這種功率半導體基片至今例如已知作為AMB(活性的金屬 銅焊)、DCB(直接的銅粘結)或IMS(絕緣的金屬基片)基片。

所述至少一個印制導線用作為例如與功率半導體構件或與內部的 和/或外部的連接元件的導電連接。這種與印制導線的連接元件可以例 如借助于釬焊技術的連接或借助于壓力接觸的連接構成。

按照現有技術已知DCB基片，其包括一陶瓷的基體，常常是氧 化鋁或氮化鋁，與在其上設置的由銅膜制成的印制導線。US?4?563?383 公開了例如已知的DCB基片。

對這樣的DCB基片不利的是，由于在制造過程中引入高溫，緊 接制造過程之后或在一以后的過程步驟中，例如在構造一功率半導體 模塊的過程中基片具有一撓度。根據實驗該撓度的已知值在這里為每 單位長度約1％。按照應用目的，一定程度的撓度是可接受的，當然 大多數應用共同的是，一盡可能小的撓度是有利的。

本發(fā)明的目的在于，提供一種具有微小的撓度的功率半導體基片 和一種用于這樣的功率半導體基片的簡單而便宜的制造方法。

按照本發(fā)明該目的這樣達到，即借助于一種按權利要求5的方法 制造一種具有權利要求1的特征的功率半導體基片。優(yōu)選的實施形式 描述于諸從屬權利要求中。

本發(fā)明的功率半導體基片的出發(fā)點是一種絕緣的面狀的基體。在 其兩主面的至少一個上設置至少一個包括一薄的粘附連接層、一燒結 金屬層和一導電層的層序列。在這里，至少一個這樣的層序列構成一 功率半導體基片的印制導線。近似于已知的上述的基片方案在這里也 優(yōu)選的是，在基體的一第一主面上設置多個這樣的層序列，使其構成 各印制導線并且在一第二主面上設置一層序列并且構成一無結構化的 接觸層用于一冷卻構件。

在這方面有利的是，面狀的基體是一工業(yè)陶瓷例如氧化鋁或氮化 鋁或氮化硅。

此外有利的是，粘附連接層具有一在0.5μm與10μm之間的厚度。 優(yōu)選該粘附連接層還具有一例如電鍍沉積的并指向燒結金屬層那邊的 貴金屬表面。燒結金屬層有利地具有一在5μm與50μm之間的厚度。 在這方面優(yōu)選的是，燒結金屬層具有一貴金屬例如銀的多于90％的份 量。

此外優(yōu)選的是，導電層構成為厚度在100μm與800μm之間的銅 膜并且具有一指向燒結金屬層那邊的貴金屬表面。

本發(fā)明用于制造一這樣的功率半導體基片的方法具有下列主要的 步驟：

·對面狀的絕緣的基體的至少一個主面的至少一部分表面涂覆粘 附連接層；

·將一膏狀的由燒結金屬和一溶劑制成的層設置在粘附連接層的 一部分表面上或整個表面上；

·將導電層設置在燒結金屬層上；

·對功率基片施加壓力。

在這方面可以優(yōu)選的是，借助于絲網印刷方法涂覆膏狀層。在這 種情況下一方面可以達到在要求的層厚時的所需的定位精度。另一方 面可便宜地實現該方法。

通過應用一壓力機和兩沖模可以提供一對膏狀層施壓的有利的實 施形式。在這方面還優(yōu)選的是，至少一個沖模構成有一在其上設置的 產生近似靜壓壓力的硅酮墊。

在這方面優(yōu)選在功率半導體基片上設置一薄膜，優(yōu)選一聚四氟乙 烯薄膜，并緊接著對該結合施加壓力。

該功率半導體基片和制造方法的特別優(yōu)選的進一步構成列舉于實 施例的描述中。并且借助圖1的實施例進一步說明本發(fā)明的方案。

圖1示出一本發(fā)明的功率半導體基片10。而且在這里進一步說明 本發(fā)明的制造方法。功率半導體基片10具有一成面狀構成的絕緣的基 體12。該基體12應該具有一高的電阻同時具有一低的熱阻，因此對 此特別適用一工業(yè)陶瓷，例如氧化鋁或氮化鋁或氮化硅。在這里氧化 鋁提供包括這些要求和一便宜的制造一特別好的綜合。

為了準備接著的燒結連接，在這里在基體12的兩主面120、122 上優(yōu)選整面地涂覆一粘附連接層20、22、24的薄層，其特別的制造方 法不是本發(fā)明的目標。在這里重要的是，該粘附連接層20、22、24 具有一在0.5μm與10μm之間優(yōu)選的厚度。該粘附連接層20、22、24 有利地具有一至少90％的貴金屬份量。附加或可選擇地，除所述組成 外，粘附連接層20、22、24在遠離基體12的表面240上具有一例如 電鍍沉積的貴金屬表面。