[发明专利]氮化硅基板及氮化硅电路基板

说明书

本发明提供一种氮化硅基板，其特征在于，其是由具有氮化硅晶粒和晶界相的氮化硅烧结体制成的氮化硅基板，其中，氮化硅基板的板厚为0.4mm以下，在氮化硅烧结体的任意的截面或表面中，在单位面积10μm×10μm中存在的氮化硅晶粒中在晶粒内具有位错缺陷部的粒子的比例以个数比例计为0％～20％。在制成电路基板时能够提高耐蚀刻性。

技术领域

实施方式涉及氮化硅基板及氮化硅电路基板。

背景技术

近年来，功率半导体的高输出化正在进展。另外，搭载有功率半导体的功率模块的功率密度逐年升高。模块的功率密度通过功率密度＝V_M×I_M×n/M_v而求出。其中，V_M为额定耐电压(V)。I_M为额定电流@△T_j-c＝125℃(A)。n为模块内的功率半导体的数目。另外，M_v为模块的体积(cm³)。

为了提高功率模块的功率密度，需要增加模块内的功率半导体的数目或减小模块的体积。如上所述，半导体器件正在高输出化。因此，散热量也在变大。伴随于此，对于搭载半导体器件的绝缘电路基板，变得要求散热性、耐热性及绝缘性的提高。

在国际公开第2015/060274号公报(专利文献1)中，公开了一种氮化硅基板。在专利文献1中，通过控制厚度方向的晶界相的分布量来改善绝缘性的不均。

在专利文献1中，示出了常温(25℃)和250℃下的施加1000V时的体积固有电阻值之比。在将常温下的体积固有电阻值设为ρ_v1、将250℃下的体积固有电阻值设为ρ_v2时，ρ_v2/ρ_v1成为0.20以上。因此，专利文献1的氮化硅基板在高温环境下的绝缘性也优异。

另一方面，关于半导体器件，进一步的大电流化正在进展。搭载半导体器件的电路基板被要求高温环境下的耐热循环特性(TCT)特性。在国际公开第2017/056360号公报(专利文献2)中，公开了一种控制了铜板侧面的形状、钎料突出部的尺寸及硬度等的氮化硅电路基板。在专利文献2中，在-40℃～250℃的TCT试验中显示出优异的耐久性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/060274号公报

专利文献2：国际公开第2017/056360号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献2中，对于铜板侧面形状或钎料突出部尺寸的控制使用了蚀刻加工。在蚀刻加工中，使用蚀刻液将金属板、钎料层除去。通常，金属板的蚀刻液与钎料层的蚀刻液不同。分别使用适于蚀刻加工的蚀刻液。因此，氮化硅基板变得被暴露于各种蚀刻液中。

实施了蚀刻加工的氮化硅电路基板虽然TCT特性优异，但绝缘性产生了降低。追究其原因，结果判明：存在氮化硅基板因蚀刻液而受到损伤的现象。本发明是用于应对这样的课题的发明。

用于解决课题的手段

实施方式的氮化硅基板的特征在于，其具备具有氮化硅晶粒及晶界相的氮化硅烧结体，氮化硅基板的板厚为0.4mm以下，在氮化硅烧结体的任意的截面或表面的观察区域50μm×50μm中，可见到全部轮廓的任意的50个氮化硅晶粒中的在内部具有位错缺陷部的氮化硅晶粒的数目的比例为0％～20％。

发明效果

在实施方式的氮化硅基板中，具有位错缺陷部的氮化硅晶粒的比例低。由此，能够提高氮化硅基板对蚀刻液的耐久性。因此，即使将氮化硅基板薄型化，也能够维持绝缘性。另外，实施方式的氮化硅电路基板即使在蚀刻加工后绝缘性也优异。