[发明专利]陶瓷基板及其制造方法

说明书

本发明着眼于机械强度、热传导性等高的氮化硅基板，提供一种发挥其特性、并且能够提高陶瓷层与氮化硅基板的接合性的陶瓷基板以及其制造方法，前述陶瓷层使用能同时与低熔点金属Ag、Cu等低电阻的导体材料烧结的电介质陶瓷。本发明的陶瓷基板是由氮化硅基板和陶瓷层层叠并接合而成的陶瓷基板，并且所述陶瓷层是由电介质陶瓷形成的，前述电介质陶瓷作为主成分含有Mg、Al以及Si，作为副成分含有Bi或B，前述陶瓷层在与前述氮化硅基板的接合界面处具有Si元素浓度高的区域。

技术领域

本发明涉及用于搭载半导体元件等的陶瓷基板及其制造方法。

背景技术

在电机等各种工业设备、引擎控制单元等车载设备、或冰箱、空调、电视等家电设备、便携式电话、智能手机等移动通信设备等、各种电子设备中使用的电源电路、放大电路中，使用了在陶瓷基板上安装半导体元件而成的半导体集成电路装置(以下，称为模块)。

伴随近来的电子设备的小型/薄型化、高功能化，模块也同样追求小型/薄型化、高功能化。而且，随着内部布线的微细布线化带来的晶体管的高集成化，半导体元件存在晶体管的耐压下降、同时电流消耗增加、半导体元件放热增加的趋势。因此，为了使模块稳定地动作，期待使半导体元件的放热高效散失。

至此，已经提出了各种结构的用于使半导体元件的放热高效散失的模块。其中一个示例是专利文献1中公开的模块。模块的基本构成是板状的陶瓷基板和通过金属化法等在其上表面侧形成有金属层。陶瓷基板是热传导性优异的氮化硅基板，在其下表面侧连接有散热器。半导体元件被焊接安装于金属层。

另一方面，在专利文献2中揭示了，为了使模块高功能化，在烧结的陶瓷基板上层叠低温烧成陶瓷(LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics))的未烧结的坯料片，对其进行烧成而作为复合陶瓷基板，在复合陶瓷基板上安装电容器、IC芯片等电子部件，构成模块。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-97865号公报。

专利文献2：日本特开2012-33664号公报。

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献2中示出了作为陶瓷基板使用氧化铝基板，以及为了起到使坯料片粘附在氧化铝基板上的化学键合功能的作用而预先在坯料片中掺和氧化铜、氧化亚铜、氧化锌、氧化镍、氧化铋、氧化银、氧化硼等金属氧化物。

然而，在作为陶瓷基板使用比氧化铝基板具有更优异的热传导性、机械强度、耐热冲击性等的氮化硅基板再层叠低温烧成陶瓷的未烧结的坯料片的情况下，已清楚地知道即使用于坯料片的低温烧成陶瓷材料(LTCC材料)中包含前述金属氧化物也无法获得与氮化硅基板的接合性。

因此，本发明的目的在于，着眼于机械强度、热传导性等高的氮化硅基板，提供一种能够发挥其特性并且提高陶瓷层与氮化硅基板的接合性的陶瓷基板以及其制造方法，前述陶瓷层使用能同时与低熔点金属Ag、Cu等低电阻的导体材料烧结的电介质陶瓷。

用于解决课题的手段

本发明人等为了解决前述课题进行了潜心研究，结果发现通过采用下述构成能达到上述目的，至此完成了本发明。需要说明的是，本发明中的各种物性值是通过实施例等中采用的方法测定而来的值。

也就是说，本发明的陶瓷基板是氮化硅基板和陶瓷层层叠并接合而成的陶瓷基板，并且所述陶瓷层是由电介质陶瓷形成的，其特征在于，前述电介质陶瓷作为主成分含有Mg、Al以及Si，并作为副成分含有Bi或B，前述陶瓷层在与前述氮化硅基板的接合界面处具有Si元素浓度高的区域。