[發明專利]用于制造金屬噴鍍陶瓷襯底的方法

在審

• 申請號: 201580065913.4
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN107431031A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 加布里埃爾·齊爾;亞歷山大·羅格
• 申請（專利權）人: 德國賀利氏公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/68;C04B37/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王朋飛,張晶

技術領域

本發明涉及用于制造金屬噴鍍陶瓷襯底的方法、通過該方法得到的金屬噴鍍陶瓷襯底和載體，所述金屬噴鍍陶瓷襯底和載體在按照本發明的用于制造金屬噴鍍陶瓷襯底的方法中得到應用。

背景技術

金屬噴鍍陶瓷襯底被應用在功率半導體模塊領域。在此，陶瓷襯底在上側以及必要時在下側配備金屬噴鍍，其中通常至少一個金屬噴鍍側面稍后具有例如通過蝕刻工藝產生的電路技術結構。用于這種金屬噴鍍陶瓷襯底的公知的方法通過共晶鍵合來實現并且通常被稱作直接鍵合工藝。

從文獻US 3,744,120，US 3,994,430，EP 0 085 914 A或DE 23 19 854 A可得知用于通過鍵合工藝制造金屬噴鍍陶瓷襯底的方法，所述文獻的相對應的公開內容通過引用而包括在本發明中。這些公知的制造方法，例如在直接銅鍵合工藝(DCB工藝)中的共同點在于，首先將銅氧化為使得得到基本上均勻的銅氧化層。然后所得到的銅箔被放置到陶瓷襯底上，而且由陶瓷襯底和銅箔構成的復合體被加熱至大約在1025到1083℃之間的工藝溫度或者鍵合溫度，由此發生金屬噴鍍陶瓷襯底的構造。最后，所得到的金屬噴鍍陶瓷襯底被冷卻。

執行陶瓷襯底與金屬箔的結合在爐子中進行，其中通常使用所謂的鍵合爐。相的應的鍵合爐通常也被稱為隧道爐，尤其包括一個縱向延伸的隧道狀爐內區域(也稱為馬弗爐)以及一個具有傳送元件(例如以用于傳送處理物經過用加熱設備加熱的爐內空間的靈活并且耐熱的傳送帶的形式)的傳送裝置。陶瓷襯底與金屬箔一起被放置到傳送帶上的載體上，并且緊接著在鍵合爐中以通過傳送帶驅動的方式穿過加熱區，在所述加熱區中達到需要的鍵合溫度。在鍵合工藝結束時，所得到的由陶瓷襯底和金屬箔構成的復合體被冷卻。

該方法原則上可應用于制造單側金屬噴鍍陶瓷襯底以及也可用用于制造雙側金屬噴鍍襯底。在此，雙側金屬噴鍍襯底的制造通常通過一個兩級鍵合工藝來實現。

在所述用于制造雙側金屬噴鍍陶瓷襯底的兩級鍵合工藝的情況下，在兩次爐內工序過程中的陶瓷與在陶瓷襯底的對置側上的金屬層結合。為了該目的，陶瓷襯底首先被放置到一個載體上，并且緊接著在上側、也就是說在遠離載體的一側用金屬箔覆蓋。通過熱作用，陶瓷襯底的該側與金屬層結合，并且緊接著所得到的裝置被冷卻。緊接著，該襯底被翻轉，在第二鍵合工藝，襯底的另一側以相同的方式配備金屬層。在給第二襯底側涂層時，已經在第一鍵合工藝中在陶瓷襯底上形成的金屬層會平放在載體上，其中由于對于第二次金屬噴鍍所需的鍵合熱量而也可能發生所述已經形成的第一金屬層的熔化。在此，在陶瓷襯底上首先形成的金屬層中會得到缺陷，因為發生了在部分熔化的第一金屬層與首先形成的具有襯底的金屬層處在其上的載體之間的相互作用。相對應的缺陷例如可以由載體材料的殘留物或其它異物來得到，所述載體材料的殘留物或其它異物在從載體除去后粘附在熔化的金屬層上。除此以外，在執行單側的鍵合工藝、例如由單側鍵合的襯底的雙金屬效應引起的單側的鍵合工藝時，在鍵合爐中加熱期間可能發生單側金屬噴鍍襯底的彎曲。

為了減少金屬噴鍍襯底面由于與載體材料相互作用引起的這樣的損壞，DE 10 2004 056 879 A例如描述了一種用于在使用直接鍵合工藝的情況下制造雙側金屬噴鍍陶瓷襯底的方法，其中由至少兩個金屬層和一個布置在所述金屬層之間的陶瓷襯底構成的裝置被放置在配備有隔離層的載體上，并且所述裝置接著被加熱到如下溫度，在所述溫度下發生所述兩個金屬層與陶瓷襯底的鍵合。通過使用相對應的隔離層應該不發生所述載體與所述裝置的附著的金屬層的結合。

盡管如此，在使用這類隔離層的情況下至少一個已經金屬噴鍍的層也大面積地放在接觸面上，而且值得期望的是盡可能避免與金屬噴鍍襯底的這種附加的接觸面。