JPS5814541A - 半導体素子用基板 - Google Patents
半導体素子用基板Info
- Publication number
- JPS5814541A JPS5814541A JP56110659A JP11065981A JPS5814541A JP S5814541 A JPS5814541 A JP S5814541A JP 56110659 A JP56110659 A JP 56110659A JP 11065981 A JP11065981 A JP 11065981A JP S5814541 A JPS5814541 A JP S5814541A
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- JP
- Japan
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- thin
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- tungsten
- molybdenum
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- Granted
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W70/00—Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
- H10W70/20—Conductive package substrates serving as an interconnection, e.g. metal plates
- H10W70/24—Conductive package substrates serving as an interconnection, e.g. metal plates characterised by materials
Landscapes
- Die Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体素子用基板に係や、更に詳しくは素子と
の接合面が平面度及び寸法精度の高い平滑な面となって
いる半導体素子用基板に関する。
の接合面が平面度及び寸法精度の高い平滑な面となって
いる半導体素子用基板に関する。
半導体整流素子として例えばシリコン整流ダイオードが
汎用されている。又近年、電解、めっき等隻手工業用電
源設備、鉄道車輛等の駆動装置などの電源整流回路或は
制御回路などに用いられる高耐圧、大電流容置の電力用
半導体素子として、例えば径１００■、厚さ１０ＩＰの
円盤形状の素子（平形ダイオード）など大形のシリコン
半導体ウェハも汎用され始めている。
汎用されている。又近年、電解、めっき等隻手工業用電
源設備、鉄道車輛等の駆動装置などの電源整流回路或は
制御回路などに用いられる高耐圧、大電流容置の電力用
半導体素子として、例えば径１００■、厚さ１０ＩＰの
円盤形状の素子（平形ダイオード）など大形のシリコン
半導体ウェハも汎用され始めている。
この大容量の素子では、通常ウェハの上面及び下面の各
々に例えば銅などから成る板状の金属電極を直接加圧接
触させ或いはろう付けするなどして用−られると、シリ
コンウニ八と金属電極との熱膨張係数の差（８１７，６
Ｘ１０ Ｋ″″（４０Ｇ）に対して例え１ｊｃｕ １
．６２ＸＩＯＷ−（Ｏ〜１００ｒ）の線膨張係数を有す
る〕に基づく内部応力によって該シリコンウニ八がＭｌ
ｌ張破壊を起こすなどの不都合が生じる。
々に例えば銅などから成る板状の金属電極を直接加圧接
触させ或いはろう付けするなどして用−られると、シリ
コンウニ八と金属電極との熱膨張係数の差（８１７，６
Ｘ１０ Ｋ″″（４０Ｇ）に対して例え１ｊｃｕ １
．６２ＸＩＯＷ−（Ｏ〜１００ｒ）の線膨張係数を有す
る〕に基づく内部応力によって該シリコンウニ八がＭｌ
ｌ張破壊を起こすなどの不都合が生じる。
そこでこの熱膨張差に起因する内部応力を緩和し、併せ
てシリコンウニへの機械的強度を補うｉｌ的で、シリコ
ンウニ＾の少なくとも１方の金属電、極（通常はウェハ
下面に接合された陽極）との接合面に、シリコンと熱膨
張係数の近−金属、通電粉末冶金法によって得られるモ
リブデンやタングステン材料〔線膨張係数＝ Ｍｏ ５
．２Ｘ１０ Ｋ−、Ｗ４．５Ｘ１０−６に″１ （何
れも０〜１００Ｃにおいて）〕から成る基板〔通常ヒー
トシンク（ｂｅａｔ ５ｉｎｋ ）と呼ばれている〕を
アルミニウムろうなどでろう付けして接合したものが用
いられる。
てシリコンウニへの機械的強度を補うｉｌ的で、シリコ
ンウニ＾の少なくとも１方の金属電、極（通常はウェハ
下面に接合された陽極）との接合面に、シリコンと熱膨
張係数の近−金属、通電粉末冶金法によって得られるモ
リブデンやタングステン材料〔線膨張係数＝ Ｍｏ ５
．２Ｘ１０ Ｋ−、Ｗ４．５Ｘ１０−６に″１ （何
れも０〜１００Ｃにおいて）〕から成る基板〔通常ヒー
トシンク（ｂｅａｔ ５ｉｎｋ ）と呼ばれている〕を
アルミニウムろうなどでろう付けして接合したものが用
いられる。
ところで、これら基板を配置した整流素子においては、
素子の特性安定化のために、該素子の動作時に素子の基
板との接合面の全域に亘って均一な電位及び電流密度が
得られることが必要とされる。従って素子側の接合面は
言うに及ばず、基板側の接合面、も平面度及び寸法端′
度の高い平滑な面となっていることが要求されている。
素子の特性安定化のために、該素子の動作時に素子の基
板との接合面の全域に亘って均一な電位及び電流密度が
得られることが必要とされる。従って素子側の接合面は
言うに及ばず、基板側の接合面、も平面度及び寸法端′
度の高い平滑な面となっていることが要求されている。
ところが、前記のモリブデン材料の場合、タングステン
材料に比較すると軟質でありじん性に富むなど、加工性
に優れており、従って成形時の表面加工処理が比較的容
易に行ない得るのであるが、表面加工後の基板の素子と
の接合面に生成した醸化物層或は付着汚染物などを除去
するために行なわれる表面酸処理（エラチング）によっ
て腐食され易く、従って素子との接合時に良好な表面形
状が保持されにくいという一点があった。
材料に比較すると軟質でありじん性に富むなど、加工性
に優れており、従って成形時の表面加工処理が比較的容
易に行ない得るのであるが、表面加工後の基板の素子と
の接合面に生成した醸化物層或は付着汚染物などを除去
するために行なわれる表面酸処理（エラチング）によっ
て腐食され易く、従って素子との接合時に良好な表面形
状が保持されにくいという一点があった。
一方、タングステン材料の場合、かかる表面酸処理によ
っては腐食されにくいのであるが、モリブデン材と比べ
て硬質であるなど加工性に劣る為良好な表面形状を有す
るものが得ｌｌ−のであった。且つ比重が高−為に重量
となる。
っては腐食されにくいのであるが、モリブデン材と比べ
て硬質であるなど加工性に劣る為良好な表面形状を有す
るものが得ｌｌ−のであった。且つ比重が高−為に重量
となる。
本発明者らは、従来の半導体素子用基板が有していた上
述の欠点を解消すぺ〈鋭意研究した結果、表面加工処理
が比較的容易に行い得るモリブデン材料から成る基体と
半導体素子との接合面上にタングステン薄層を被覆形成
すると、該接合面が前記の表面酸処理などによって１腐
食されにくく、従って平面度及び寸法精度の高−平滑な
面となることを見出し、本発明を完成するに至った。
述の欠点を解消すぺ〈鋭意研究した結果、表面加工処理
が比較的容易に行い得るモリブデン材料から成る基体と
半導体素子との接合面上にタングステン薄層を被覆形成
すると、該接合面が前記の表面酸処理などによって１腐
食されにくく、従って平面度及び寸法精度の高−平滑な
面となることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の目的は、素子との接合面が平面度及び寸法精度
の高い平滑な面となっている半導体素子用基板を提供す
る仁とにある。
の高い平滑な面となっている半導体素子用基板を提供す
る仁とにある。
即ち本発明の半導体素子用基板は、モリブデン基体と、
該基体の素子との接合面上に形成されたタングステン薄
層から成ることを特徴とするものである。
該基体の素子との接合面上に形成されたタングステン薄
層から成ることを特徴とするものである。
次に添付した図面に即して、本発明の半導体素子用基板
の一実施態様を詳細に説明する。図面は本発明の半導体
素子用基板が、円板状ウェハから成る平形のシリコン整
流素子の下面側に接合されている場合の構成の一例を示
した模式図である。この例では円板状のシリコン半導体
ウェハ１の下面２に同径の円板状の基板３が、例えばア
ルミニウムろうなどのろう材４を用いてろう付けされて
−る。この基板３は円゛板状のモリブデン基体５と、該
基体５のウェハ１との接合−１即ち上面６上の全域に形
成されたタングステン薄層７２Ｓ＆ら構成されている・
前記のモリブデン基体５としては、従来公知の方法、例
えば通常の粉末冶金法に基づいて、モリブデン粉末を成
形、焼結及び圧延して得られるものなどであれ社良い。
の一実施態様を詳細に説明する。図面は本発明の半導体
素子用基板が、円板状ウェハから成る平形のシリコン整
流素子の下面側に接合されている場合の構成の一例を示
した模式図である。この例では円板状のシリコン半導体
ウェハ１の下面２に同径の円板状の基板３が、例えばア
ルミニウムろうなどのろう材４を用いてろう付けされて
−る。この基板３は円゛板状のモリブデン基体５と、該
基体５のウェハ１との接合−１即ち上面６上の全域に形
成されたタングステン薄層７２Ｓ＆ら構成されている・
前記のモリブデン基体５としては、従来公知の方法、例
えば通常の粉末冶金法に基づいて、モリブデン粉末を成
形、焼結及び圧延して得られるものなどであれ社良い。
前記のタングステン薄層７としては、例えば化学蒸着法
、スパッタリン。ダ法、又は溶射法など何れの方法を用
いて得られたものであっても良いが、これらのうち化学
蒸着法により形成された薄層であることが、モリブデン
基体との密着性に優れた所望の層厚の薄層が精度良く形
成される為に好ましい。タングステン薄層の層厚は、Ｓ
〜１１００ｕ、更には１０〜３９４ｍであることが好ま
しい。というのは、層厚が５μｍ以下であると、タング
ステンによる被覆効果が十分に得られず、１００μｍ
を超えると、タングステンとモリブデンとの一廖張係数
の差に起因して薄層が剥離し易くなるなどの為である。
、スパッタリン。ダ法、又は溶射法など何れの方法を用
いて得られたものであっても良いが、これらのうち化学
蒸着法により形成された薄層であることが、モリブデン
基体との密着性に優れた所望の層厚の薄層が精度良く形
成される為に好ましい。タングステン薄層の層厚は、Ｓ
〜１１００ｕ、更には１０〜３９４ｍであることが好ま
しい。というのは、層厚が５μｍ以下であると、タング
ステンによる被覆効果が十分に得られず、１００μｍ
を超えると、タングステンとモリブデンとの一廖張係数
の差に起因して薄層が剥離し易くなるなどの為である。
図面に戻るとＪ基板３の下面８及びウェハ１の上面９η
は夫々゛板状の銅電極１０．１１が例えば加圧接触され
るなどして接合されている。
は夫々゛板状の銅電極１０．１１が例えば加圧接触され
るなどして接合されている。
図面の例では、モリブデン一体のウェハとの接合面、即
ち上面上のみにタングステン薄層が形成さ゛にでいるの
である゛が、例えば基体の銅電極との接合面、即ち下面
上の全域にもタングステン薄層が形成されていても良く
、或は基体の外面上の全域に亘ってタングステン薄層が
形成されているなどであっても良い。通じて、モリブデ
ン基体の少なくとも素子との接合面上にタンススチン薄
層が形成されていれば良い。
ち上面上のみにタングステン薄層が形成さ゛にでいるの
である゛が、例えば基体の銅電極との接合面、即ち下面
上の全域にもタングステン薄層が形成されていても良く
、或は基体の外面上の全域に亘ってタングステン薄層が
形成されているなどであっても良い。通じて、モリブデ
ン基体の少なくとも素子との接合面上にタンススチン薄
層が形成されていれば良い。
かかる本発明の半導体素子用基板の製造法としては、粉
末冶金法によって得られたモリブデン基体の素子との接
合面上に、例えば化学蒸着法を用いてタングステン薄層
を形成する。
末冶金法によって得られたモリブデン基体の素子との接
合面上に、例えば化学蒸着法を用いてタングステン薄層
を形成する。
この化学蒸着法としては従来公知の方法を用いてもよい
が、例えば反応ガスの気化室、キャリヤーガス精製装置
、及び反応済ガスの回収装置などと配管している反応炉
内にモリブデン基体を固定配置し、５００〜８００Ｃの
一定温度に保持し友反応炉内に、前記の気化室で気化さ
れた例えば六７ツ化タングステン、大塩化タングステン
又はヘキサカルボニルタングステンなどのタングステン
化合物と、例えば水素、窒素アルゴンなどのキャリヤー
ガスとの混合ガスを導入する。かくしてモリブデン基体
上にタングステン薄層を形成する。形成されるタングス
テン薄層の層厚は、導入する気化タングステン化合物の
濃度、反応炉の温度、混合ガス圧力及び反応時間などに
よって制御される。
が、例えば反応ガスの気化室、キャリヤーガス精製装置
、及び反応済ガスの回収装置などと配管している反応炉
内にモリブデン基体を固定配置し、５００〜８００Ｃの
一定温度に保持し友反応炉内に、前記の気化室で気化さ
れた例えば六７ツ化タングステン、大塩化タングステン
又はヘキサカルボニルタングステンなどのタングステン
化合物と、例えば水素、窒素アルゴンなどのキャリヤー
ガスとの混合ガスを導入する。かくしてモリブデン基体
上にタングステン薄層を形成する。形成されるタングス
テン薄層の層厚は、導入する気化タングステン化合物の
濃度、反応炉の温度、混合ガス圧力及び反応時間などに
よって制御される。
本発明の半導体素子用基板によれば、モリブデン基体と
素子との接合面上にタングステン薄層が形成されておゆ
、このタングステン薄層が外部雰囲気による酸化作用、
表面酸処理（エツチング）による腐食作用を受け■いも
のである為に、素子との接合面が平面度及び寸法精度の
高−平滑な面となる。且つ構成材の大部分がモリブデン
である為に軽量である。
素子との接合面上にタングステン薄層が形成されておゆ
、このタングステン薄層が外部雰囲気による酸化作用、
表面酸処理（エツチング）による腐食作用を受け■いも
のである為に、素子との接合面が平面度及び寸法精度の
高−平滑な面となる。且つ構成材の大部分がモリブデン
である為に軽量である。
本発明の半導体素子用基板は、前記のシリコン整流ダイ
オード用基板としてばかりでなく、例えばシリコン制御
整流素子（ｔイリスタ）などの電力用半導体素子用基板
としても有用である。
オード用基板としてばかりでなく、例えばシリコン制御
整流素子（ｔイリスタ）などの電力用半導体素子用基板
としても有用である。
実施例
大略図面で示した構成を有する円板状の半導体素子用基
板を作製した。図面と同一要素を同一符号で表わすと、
通常の粉末冶金法に基づいてモリブデン粉末を成形、焼
結及び圧延して得られた円板状のモリブデン板（比重、
１０．２）の上面及び下面に鏡面仕上を施して、モリブ
デン基体（径３０襲、厚さ１ｍ）５を得た。かくして得
られたモリブデン基体５の上面６上に化学蒸着法により
タングステン薄層７を被覆形成した。蒸着は、反応ガス
の気化室、キャリヤガスの精製装置及び反応済ガスの回
収装置と配管した反応炉内に前記のモリブデン基体５を
固定配置し、反応炉内を８０Ｏｒの定温に保持した状態
で、該反応炉内に前記気化室で気化された大塩化タング
ステン及び前記精製装置からの水素ガス務ら成る混合ガ
スを導入して、６０分間行われた。かくしてモリブデン
基体の上面上に層厚１０μｍ、平面度２μｍ以下の均一
な厚さのタングステン薄層を形成した。
板を作製した。図面と同一要素を同一符号で表わすと、
通常の粉末冶金法に基づいてモリブデン粉末を成形、焼
結及び圧延して得られた円板状のモリブデン板（比重、
１０．２）の上面及び下面に鏡面仕上を施して、モリブ
デン基体（径３０襲、厚さ１ｍ）５を得た。かくして得
られたモリブデン基体５の上面６上に化学蒸着法により
タングステン薄層７を被覆形成した。蒸着は、反応ガス
の気化室、キャリヤガスの精製装置及び反応済ガスの回
収装置と配管した反応炉内に前記のモリブデン基体５を
固定配置し、反応炉内を８０Ｏｒの定温に保持した状態
で、該反応炉内に前記気化室で気化された大塩化タング
ステン及び前記精製装置からの水素ガス務ら成る混合ガ
スを導入して、６０分間行われた。かくしてモリブデン
基体の上面上に層厚１０μｍ、平面度２μｍ以下の均一
な厚さのタングステン薄層を形成した。
かくして得られた本発明の半導体素子用基板、及び比較
例として、タングステン薄層を形成していない、前記の
モリブデン基体と同一材料から成る、同一形状のモリブ
デン基板の各上面に表面酸処理を施した。使用した酸は
７ツ化水素酸、硝酸、氷酢酸及びリン酸から成る混酸で
あ抄、処理時間は３分であった。処理後の本発明の半導
体素子用基板及び比較例の表面の腐食量は夫々、１０ダ
／３” ％ ５ Ｇｍ＋９１５１” （腐食の深さは
夫々、５μｍ、５０μｍ）であ抄、平面度は夫々７μｍ
１７９μｍであった。また、本発明の基板が腐食後も均
一な表面形状を呈して−たにもかかわらず、タングステ
ン薄層を形成していないモリブデン基板の方は部分的に
孔食（ピンホール）状の外観を呈するものがあった。
例として、タングステン薄層を形成していない、前記の
モリブデン基体と同一材料から成る、同一形状のモリブ
デン基板の各上面に表面酸処理を施した。使用した酸は
７ツ化水素酸、硝酸、氷酢酸及びリン酸から成る混酸で
あ抄、処理時間は３分であった。処理後の本発明の半導
体素子用基板及び比較例の表面の腐食量は夫々、１０ダ
／３” ％ ５ Ｇｍ＋９１５１” （腐食の深さは
夫々、５μｍ、５０μｍ）であ抄、平面度は夫々７μｍ
１７９μｍであった。また、本発明の基板が腐食後も均
一な表面形状を呈して−たにもかかわらず、タングステ
ン薄層を形成していないモリブデン基板の方は部分的に
孔食（ピンホール）状の外観を呈するものがあった。
以上の結果からも明らかな様に、本発明の半導体素子用
基板は、半導体素子との接合面が、表面ｌ！娘理によっ
ても腐食され難く、平面度の高い平滑な面となっている
。従って素子と接合して用いられる場合に、該素子の特
性の安定化に寄与しうるものである。
基板は、半導体素子との接合面が、表面ｌ！娘理によっ
ても腐食され難く、平面度の高い平滑な面となっている
。従って素子と接合して用いられる場合に、該素子の特
性の安定化に寄与しうるものである。
図面は、本発明の半導体素子用基板が、円板状ウニ八か
ら成る手彫のシリコン整流ダイオ−ドの下面側に接合さ
れている場合の、構成の一例を示した模式図である。
ら成る手彫のシリコン整流ダイオ−ドの下面側に接合さ
れている場合の、構成の一例を示した模式図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｔ モリブデン基体と、該基体の素子との接合面上に形
成されたタングステン薄層から成ることを特徴とする半
導体素子用基板。 ２、 タングステン薄層が化学蒸着法によ抄影成された
薄層である特許請求の範囲第１項記載の基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56110659A JPS5814541A (ja) | 1981-07-17 | 1981-07-17 | 半導体素子用基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56110659A JPS5814541A (ja) | 1981-07-17 | 1981-07-17 | 半導体素子用基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5814541A true JPS5814541A (ja) | 1983-01-27 |
| JPS6354217B2 JPS6354217B2 (ja) | 1988-10-27 |
Family
ID=14541229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56110659A Granted JPS5814541A (ja) | 1981-07-17 | 1981-07-17 | 半導体素子用基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5814541A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6061945A (ja) * | 1983-09-14 | 1985-04-09 | Victor Co Of Japan Ltd | 磁気記録再生装置 |
| JPS61136269A (ja) * | 1984-12-07 | 1986-06-24 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0224431U (ja) * | 1988-08-04 | 1990-02-19 | ||
| US6321793B1 (en) | 2000-06-12 | 2001-11-27 | L&L Products | Bladder system for reinforcing a portion of a longitudinal structure |
| US7169344B2 (en) | 2002-04-26 | 2007-01-30 | L&L Products, Inc. | Method of reinforcing at least a portion of a structure |
-
1981
- 1981-07-17 JP JP56110659A patent/JPS5814541A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6061945A (ja) * | 1983-09-14 | 1985-04-09 | Victor Co Of Japan Ltd | 磁気記録再生装置 |
| JPS61136269A (ja) * | 1984-12-07 | 1986-06-24 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6354217B2 (ja) | 1988-10-27 |
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