[發(fā)明專利]氮化硅基板及氮化硅電路基板

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980042187.2
• 申請日: 2019-08-05
• 公開（公告）號: CN112292912A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 青木克之;深澤孝幸;門馬旬;巖井健太郎
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社東芝;東芝高新材料公司
• 主分類號: H05K1/03
• 分類號: H05K1/03;C04B35/584;H01L23/13
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 白麗

本發(fā)明提供一種氮化硅基板，其特征在于，其是由具有氮化硅晶粒和晶界相的氮化硅燒結(jié)體制成的氮化硅基板，其中，氮化硅基板的板厚為0.4mm以下，在氮化硅燒結(jié)體的任意的截面或表面中，在單位面積10μm×10μm中存在的氮化硅晶粒中在晶粒內(nèi)具有位錯缺陷部的粒子的比例以個數(shù)比例計為0％～20％。在制成電路基板時能夠提高耐蝕刻性。

技術(shù)領(lǐng)域

實(shí)施方式涉及氮化硅基板及氮化硅電路基板。

背景技術(shù)

近年來，功率半導(dǎo)體的高輸出化正在進(jìn)展。另外，搭載有功率半導(dǎo)體的功率模塊的功率密度逐年升高。模塊的功率密度通過功率密度＝V_M×I_M×n/M_v而求出。其中，V_M為額定耐電壓(V)。I_M為額定電流@△T_j-c＝125℃(A)。n為模塊內(nèi)的功率半導(dǎo)體的數(shù)目。另外，M_v為模塊的體積(cm³)。

為了提高功率模塊的功率密度，需要增加模塊內(nèi)的功率半導(dǎo)體的數(shù)目或減小模塊的體積。如上所述，半導(dǎo)體器件正在高輸出化。因此，散熱量也在變大。伴隨于此，對于搭載半導(dǎo)體器件的絕緣電路基板，變得要求散熱性、耐熱性及絕緣性的提高。

在國際公開第2015/060274號公報(專利文獻(xiàn)1)中，公開了一種氮化硅基板。在專利文獻(xiàn)1中，通過控制厚度方向的晶界相的分布量來改善絕緣性的不均。

在專利文獻(xiàn)1中，示出了常溫(25℃)和250℃下的施加1000V時的體積固有電阻值之比。在將常溫下的體積固有電阻值設(shè)為ρ_v1、將250℃下的體積固有電阻值設(shè)為ρ_v2時，ρ_v2/ρ_v1成為0.20以上。因此，專利文獻(xiàn)1的氮化硅基板在高溫環(huán)境下的絕緣性也優(yōu)異。

另一方面，關(guān)于半導(dǎo)體器件，進(jìn)一步的大電流化正在進(jìn)展。搭載半導(dǎo)體器件的電路基板被要求高溫環(huán)境下的耐熱循環(huán)特性(TCT)特性。在國際公開第2017/056360號公報(專利文獻(xiàn)2)中，公開了一種控制了銅板側(cè)面的形狀、釬料突出部的尺寸及硬度等的氮化硅電路基板。在專利文獻(xiàn)2中，在-40℃～250℃的TCT試驗(yàn)中顯示出優(yōu)異的耐久性。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國際公開第2015/060274號公報

專利文獻(xiàn)2：國際公開第2017/056360號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題

在專利文獻(xiàn)2中，對于銅板側(cè)面形狀或釬料突出部尺寸的控制使用了蝕刻加工。在蝕刻加工中，使用蝕刻液將金屬板、釬料層除去。通常，金屬板的蝕刻液與釬料層的蝕刻液不同。分別使用適于蝕刻加工的蝕刻液。因此，氮化硅基板變得被暴露于各種蝕刻液中。

實(shí)施了蝕刻加工的氮化硅電路基板雖然TCT特性優(yōu)異，但絕緣性產(chǎn)生了降低。追究其原因，結(jié)果判明：存在氮化硅基板因蝕刻液而受到損傷的現(xiàn)象。本發(fā)明是用于應(yīng)對這樣的課題的發(fā)明。

用于解決課題的手段

實(shí)施方式的氮化硅基板的特征在于，其具備具有氮化硅晶粒及晶界相的氮化硅燒結(jié)體，氮化硅基板的板厚為0.4mm以下，在氮化硅燒結(jié)體的任意的截面或表面的觀察區(qū)域50μm×50μm中，可見到全部輪廓的任意的50個氮化硅晶粒中的在內(nèi)部具有位錯缺陷部的氮化硅晶粒的數(shù)目的比例為0％～20％。

發(fā)明效果

在實(shí)施方式的氮化硅基板中，具有位錯缺陷部的氮化硅晶粒的比例低。由此，能夠提高氮化硅基板對蝕刻液的耐久性。因此，即使將氮化硅基板薄型化，也能夠維持絕緣性。另外，實(shí)施方式的氮化硅電路基板即使在蝕刻加工后絕緣性也優(yōu)異。