[發明專利]接合用銅糊料、接合體的制造方法及半導體裝置的制造方法

有效

• 申請號: 201680051483.5
• 申請日: 2016-09-07
• 公開（公告）號: CN107921540B
• 公開（公告）日: 2020-03-03
• 發明（設計）人: 石川大;川名祐貴;須鐮千繪;中子偉夫;江尻芳則;蔵淵和彥
• 申請（專利權）人: 日立化成株式會社
• 主分類號: B22F7/08
• 分類號: B22F7/08;B22F1/00;C04B37/02;H01B1/00;H01B1/22;H01L21/52
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 白麗

本發明的接合用銅糊料含有金屬粒子和分散介質，金屬粒子含有體積平均粒徑為0.12μm以上且0.8μm以下的亞微米銅粒子和最大徑為1μm以上且20μm以下、長寬比為4以上的薄片狀微米銅粒子，且金屬粒子所含的最大徑為1μm以上且20μm以下、長寬比小于2的微米銅粒子的含量以薄片狀微米銅粒子總量為基準計為50質量％以下。

技術領域

本發明涉及接合用銅糊料、使用了該接合用銅糊料的接合體的制造方法及半導體裝置的制造方法、以及接合體及半導體裝置。

背景技術

制造半導體裝置時，為了將半導體元件與引線框等(支撐構件)接合，使用各種各樣的接合材料。半導體裝置中，在150℃以上的高溫下工作的功率半導體、LSI等的接合中，作為接合材料使用高熔點鉛釬料。近年來，由于半導體元件的高容量化及省空間化，工作溫度上升至高熔點鉛釬料的熔點附近，變得難以確保連接可靠性。另一方面，隨著RoHS管制強化，需求不含鉛的接合材料。

在此之前，探討了使用除鉛釬料以外的材料的半導體元件的接合。例如，下述專利文獻1中提出了使銀納米粒子低溫燒結而形成燒結銀層的技術。已知這種燒結銀針對動力循環的連接可靠性高(非專利文獻1)。

作為其他的材料，還提出了使銅粒子燒結而形成燒結銅層的技術。例如，下述專利文獻2中公開了作為用于將半導體元件與電極接合的接合材料的含有氧化銅粒子及還原劑的接合用糊料。另外，下述專利文獻3中公開了含有銅納米粒子、和銅微米粒子或銅亞微米粒子或它們兩者的接合材料。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第4928639號

專利文獻2：日本專利第5006081號

專利文獻3：日本特開2014-167145號公報

非專利文獻

非專利文獻1：R.Khazaka，L.Mendizabal，D.Henry：J.ElecTron.Mater，43(7)，2014，2459-2466

發明內容

發明要解決的技術問題

上述專利文獻1所記載的方法由于為了獲得高連接可靠性、燒結銀層的致密化是必須的，因此伴隨加壓的熱壓接工藝變得必要。進行伴隨加壓的熱壓接工藝時，有生產效率降低、合格率下降等課題。進而，使用銀納米粒子時，由于銀所導致的材料成本的顯著增加等成為問題。

上述專利文獻2所記載的方法通過熱壓接工藝避免了由氧化銅還原成銅時的體積收縮。但是，在熱壓接工藝中存在上述課題。

上述專利文獻3所記載的方法是在無加壓下進行燒結，但在以下方面供至實用仍有不足。即，銅納米粒子為了抑制氧化及提高分散性，需要利用保護劑對表面進行修飾，但由于銅納米粒子的比表面積較大，因此在以銅納米粒子為主成分的接合材料中，有表面保護劑的配合量增加的傾向。另外，為了確保分散性，有分散介質的配合量增加的傾向。因而，上述專利文獻3所記載的接合材料為了保管、涂飾等的供給穩定性，有增多表面保護劑或分散介質的比例、燒結時的體積收縮易于增大、而且燒結后的致密度易于降低的傾向，變得難以確保燒結體強度。

本發明的目的在于提供即便是進行無加壓下的接合時也可獲得充分的接合強度的接合用銅糊料。本發明的另一個目的還在于提供使用接合用銅糊料的接合體的制造方法及半導體裝置的制造方法、以及接合體及半導體裝置。

用于解決技術問題的手段