[發(fā)明專利]陶瓷銅電路基板和使用了陶瓷銅電路基板的半導(dǎo)體裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280063176.0
• 申請(qǐng)日: 2012-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104011852A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 矢野圭一;加藤寬正;宮下公哉;那波隆之
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社東芝;東芝高新材料公司
• 主分類號(hào): H01L23/12
• 分類號(hào): H01L23/12;C04B37/02;H01L23/13;H01L23/14;H05K1/02;H05K1/09
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 金光華

1.一種陶瓷銅電路基板，其特征在于，具備：

陶瓷基板，具有第1面和第2面；

第1銅板，經(jīng)由包含從Ti、Zr、Hf、Al以及Nb中選擇的至少一種活性金屬元素和從Ag、Cu、Sn、In以及C中選擇的至少一種元素的第1接合層，接合到所述陶瓷基板的第1面；以及

第2銅板，經(jīng)由包含從Ti、Zr、Hf、Al以及Nb中選擇的至少一種活性金屬元素和從Ag、Cu、Sn、In以及C中選擇的至少一種元素的第2接合層，接合到所述陶瓷基板的第2面，

在所述第1以及第2銅板的端部的截面中，將所述銅板與所述陶瓷基板的接合端設(shè)為點(diǎn)A，將在從所述點(diǎn)A朝向所述銅板的上表面的內(nèi)側(cè)而與所述銅板和所述陶瓷基板的界面形成45°的方向上描繪出的直線與所述銅板上表面相交的點(diǎn)設(shè)為點(diǎn)B，將比連接所述點(diǎn)A和所述點(diǎn)B的直線AB向所述銅板的外側(cè)方向露出的截面的面積設(shè)為面積C，并將與以所述直線AB為斜邊的直角三角形相當(dāng)?shù)慕孛娴拿娣e設(shè)為面積D時(shí)，所述第1以及第2銅板的端部具有所述面積C相對(duì)所述面積D的比例(C/D)為0.2以上且0.6以下的范圍的形狀，

在與所述面積C的角部相當(dāng)?shù)乃龅?以及第2銅板的所述上表面的端部分別設(shè)置有R部，并且所述R部的從所述第1以及第2銅板的上方觀察到的長(zhǎng)度F為100μm以下。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷銅電路基板，其特征在于，

所述第1以及第2接合層的每10mm²的形成面積中的所述活性金屬元素的含有量是0.5mg以上且0.8mg以下的范圍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷銅電路基板，其特征在于，

所述第1以及第2接合層的端部分別從所述第1以及第2銅板的端部露出，所述第1以及第2接合層的端部從所述第1以及第2銅板的端部的露出長(zhǎng)度E是10μm以上且150μm以下的范圍。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷銅電路基板，其特征在于，

所述第1以及第2接合層含有所述活性金屬元素、Ag、Cu、以及從Sn、In及C中選擇的至少一種元素。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷銅電路基板，其特征在于，

所述第1以及第2接合層含有所述活性金屬元素、Ag、Cu、Sn、In以及C。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷銅電路基板，其特征在于，

所述陶瓷基板是氮化硅基板、氮化鋁基板或者氧化鋁基板。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷銅電路基板，其特征在于，

所述陶瓷基板的厚度是0.2mm以上且1mm以下的范圍。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷銅電路基板，其特征在于，

所述第1以及第2銅板的厚度分別是0.1mm以上且1mm以下的范圍。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷銅電路基板，其特征在于，

在對(duì)所述陶瓷銅電路基板實(shí)施了1000個(gè)循環(huán)的最大溫度為170℃以上的熱循環(huán)試驗(yàn)時(shí)，在所述陶瓷基板中不產(chǎn)生裂紋。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的陶瓷銅電路基板，其特征在于，

以-40℃×30分鐘→室溫(25℃)×10分鐘→175℃×30分鐘→室溫(25℃)×10分鐘為1個(gè)循環(huán)來(lái)實(shí)施所述熱循環(huán)試驗(yàn)。

11.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具備：

權(quán)利要求1所述的陶瓷銅電路基板；以及

半導(dǎo)體芯片，搭載在所述陶瓷銅電路基板的所述第1銅板上。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，

所述半導(dǎo)體芯片具備SiC元件。