(57)【要約】      （修正有）【課題】パワー半導体基板を作製するための方法を提供する。【解決手段】焼結金属層１８および導電層２０で構成された層シーケンスを少なくとも１つの主面１６に有する絶縁平坦ベース本体１４を含むパワー半導体基板１２を、圧力および温度をかけることで作製するための方法であって、少なくとも１つのパワー半導体基板１２が、ポッティング材２８で囲まれ、ポッティング材２８で囲まれた少なくとも１つのパワー半導体基板１２が、続いて、液体３０で満たされた圧力チャンバ１０に導入されて圧力および温度にさらされ、圧力が、少なくとも１つのパワー半導体基板１２に直ちに等方的に効果があり、温度が、画定された壁厚を有するポッティング材２８によって時間的に遅延されたやり方で、焼結金属層１８によってベース本体１４を関連する導電層２０に密着接続するために少なくとも１つのパワー半導体基板１２に効果がある方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結金属層（１８）と導電層（２０）で構成された層シーケンスを少なくとも１つの主面（１６）に有する絶縁平坦ベース本体（１４）を備えて構成されるパワー半導体基板（１２）を、圧力と温度をかけて作製するための方法であって、
少なくとも１つのパワー半導体基板（１２）が、ポッティング材（２８）で囲まれることと、前記ポッティング材（２８）で囲まれた前記少なくとも１つのパワー半導体基板（１２）が、続いて、液体（３０）で満たされた圧力チャンバ（１０）に導入されて圧力および温度にさらされ、前記圧力が、前記少なくとも１つのパワー半導体基板（１２）に直ちに等方的に効果があるもので、前記温度が、前記ポッティング材（２８）によって時間的に遅延されたやり方で、前記焼結金属層（１８）を用いて、前記ベース本体（１４）を関連の前記導電層（２０）に密着接続するために前記少なくとも１つのパワー半導体基板（１２）に効果があることと、を特徴とする方法。
【請求項２】
シリコーンポッティング材が、前記ポッティング材（２８）として用いられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
焼結ペーストが、前記焼結金属層（１８）用に用いられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記圧力チャンバ（１０）における前記液体（３０）が、２２０℃〜２８０℃、好ましくは２５０℃の温度に加熱され、３５ＭＰａ〜４５ＭＰａ、好ましくは３８ＭＰａ〜４０ＭＰａの圧力にさらされることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
多数のパワー半導体基板（１２）が、互いに重ねて配置されてスタック（２２）を形成し、このスタック（１２）が、前記ポッティング材（２８）で囲まれることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記スタック（２２）が、シリコーン膜（２４）と、導電層（２０）を形成する金属膜と、焼結金属層（１８）を形成する焼結ペーストと、絶縁平坦ベース本体（１４）と、焼結金属層（１８）を形成する焼結ペーストと、導電層（２０）を形成する金属膜と、シリコーン膜（２４）と、からなる繰り返し重層化された膜から形成されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記スタック（２２）が、熱的に安定した膜（２６）で囲まれ、その後、前記ポッティング材（２８）を用いたカプセル化が実施されることを特徴とする、請求項５または６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結金属層および導電層で構成された層シーケンスを少なくとも１つの主面に有する絶縁平坦ベース本体を含むパワー半導体基板を、圧力と温度をかけることによって作製するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の方法は、本出願人名義の特許文献１から周知である。この周知の方法の場合には、圧力が、２つのプレスラムを有するプレスによって加えられるが、少なくとも１つのプレスラムは、擬似等方圧を生成するためにシリコーンクッションで形成される。圧力を加える間に、パワー半導体基板は、３５０Ｋ〜６００Ｋの温度に加熱される。
【０００３】
擬似等方圧だけは、少なくとも１つの導電層を絶縁平坦ベース本体に密着接続することに効果があるこの周知の方法で生成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＤＥ１０２００７０２２３３７Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、擬似等方圧だけでなく、等方圧およびしたがって少なくとも１つの導電層への絶縁平坦ベース本体の信頼できる密着接続を実現するようなやり方で、導入部で言及したタイプの方法を発展させる目的に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、本発明に従い、請求項１の特徴によって達成される。すなわち、少なくとも１つのパワー半導体基板が、ポッティング材で囲まれる点と、ポッティング材で囲まれた少なくとも１つのパワー半導体基板が、続いて、液体で満たされた圧力チャンバに導入され、圧力が、少なくとも１つのパワー半導体基板に直ちに等方的に効果があり、温度が、ポッティング材によって時間的に遅延されたやり方で、絶縁平坦ベース本体を、関連する導電層に密着接続するために、少なくとも１つのパワー半導体基板に効果がある点と、において達成される。
【０００７】
本発明による方法には、次の利点がある。すなわち、温度効果の時間的な遅延は、圧力チャンバを直ちに閉じる必要がなく、より正確にはまた望み通りに後の時点でのみ閉じることができるように、ポッティング材の厚さに依存して望み通りに調整できるという利点がある。なぜなら、圧力チャンバにある液体の温度が、ただ、ポッティング材によって時間的に遅延されて、少なくとも１つのパワー半導体基板に到達するからである。
【０００８】
本発明による方法において、シリコーンポッティング材がポッティング材として用いられるのが好ましい。焼結ペーストが、焼結金属層用に用いられるのが好ましい。焼結ペーストは、周知の方法では、溶剤と組み合わせた適切な焼結金属である。焼結金属には、例えば、数μｍ程度の範囲の大きさを有する金属フレークを含むことができる。
【０００９】
圧力チャンバにおける液体は、適切なオイルであるのが好都合である。圧力チャンバにおける液体は、２２０℃〜２８０℃、好ましくは２５０℃の温度に加熱され、３５ＭＰａ〜４５ＭＰａ、好ましくは３８ＭＰａ〜４０ＭＰａの圧力にさらされるのが好ましい。
【００１０】
本発明による方法を用いて優れた生産性を得るために、すなわち、単位時間当たり比較的多数のパワー半導体基板を実現するために、本発明は、多数のパワー半導体基板が折り重なるように配置されてスタックを形成し、このスタックが、好ましくは、ポッティング材で囲まれ、次に、液体で満たされた圧力チャンバに導入されることを提案する。このために、独立した特許保護が求められている。本発明によるこの方法において、スタックは、シリコーン膜と、導電層を形成する金属膜と、焼結ペーストと、絶縁平坦ベース本体と、焼結ペーストと、導電層を形成する金属膜と、シリコーン膜と、からなる繰り返し重層化された膜から形成される。
【００１１】
本発明による方法は、例えば、５インチ×７インチの寸法を有するパワー半導体基板を作製するのに適しているが、この場合にはもちろん、他の寸法を有するパワー半導体基板もまた実現することができる。
【００１２】
前記スタックが、熱的に安定した膜で囲まれ、その後、ポッティング材を用いたカプセル化が実施される場合には、有利なことが分かった。
【００１３】
本発明による方法には、次の利点がある。すなわち、圧力が、等方的にスタックに導入され、かつ等方的にパワー半導体基板に効果があることと、ポッティング材が、圧力チャンバにおいて液体に対して不浸透性を保証することと、ポッティング化合物が、焼結中に方法シーケンス用の断熱を構成することと、の利点がある。ポッティング材は、例えば、０．３Ｗ／ｍ．Ｋの熱伝導率を有する。スタックがポッティング材でカプセル化される前にスタックを囲む熱的に安定した膜は、例えば、アルミニウム膜によって形成することができる。
【００１４】
さらなる詳細、特徴および利点は、添付の図面に関連した以下の説明から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】圧力チャンバ１０を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
圧力チャンバ１０では、多数のパワー半導体基板１２が、互いに積み重ねられてスタックを形成するが、図面の図では１つのパワー半導体基板１２のみが示されている。それぞれのパワー半導体基板１２は、絶縁平坦ベース本体１４を有するが、絶縁平坦ベース本体１４は、互いに外側を向いた自身の２つの主面１６に、各場合に焼結金属層１８および導電層２０で構成された層シーケンスを有する。導電層２０は、大きな面積に、かつ／または回路を構造化する方式で具体化することができる。
【００１７】
かかる多数のパワー半導体基板１２を含むスタック２２（単に概略的に示されている）は、シリコーン膜２４と、導電層２０を形成する金属膜と、焼結金属層１８を形成する焼結ペーストと、絶縁平坦ベース本体１４と、焼結金属層１８を形成する焼結ペーストと、導電層２０を形成する金属膜と、シリコーン膜２４と、からなる繰り返し重層化されたシーケンスから形成される。このように形成されたスタック２２は、熱的に安定した膜２６で囲まれるが、この膜２６は、例えばアルミニウム膜によって形成される。熱的により安定した膜２６で囲まれたスタック２２は、ポッティング材２８で囲まれるが、ポッティング材２８は、好ましくはシリコーンポッティング材である。
【００１８】
ポッティング材２８によって囲まれたスタック構造は、液体３０で満たされた圧力チャンバ１０に配置され、等方的に圧力および温度にさらされるが、圧力は、互いに積み重ねられたパワー半導体基板１２を含むスタック２２に直ちに等方的に効果があり、温度は、焼結金属層１８によってそれぞれのベース本体１４を、関連する導電層２０に密着接続するために、ポッティング材２８によって時間的に遅延されたやり方でパワー半導体基板１２に効果がある。密着接続後に、圧力チャンバ１０は開かれ、ポッティング材２８および熱的に安定した膜２６は、スタック２２から除去され、その後、導電層２０が自身の上に密着して設けられた個々のパワー半導体基板１２は、個々に利用可能になる。なぜなら、シリコーン膜２４が、個々のパワー半導体基板１２を、問題なしに互いに分離できるようにするからである。
【符号の説明】
【００１９】
１０  （１２用の）圧力チャンバ
１２  パワー半導体基板
１４  （１２の）ベース本体
１６  （１４の）主面
１８  （１６における）焼結金属層
２０  （１８における）導電層
２２  （１２の）スタック
２４  （１２と１２との間の）シリコーン膜
２６  （２２における）熱的に安定した膜
２８  （２２用の）ポッティング材
３０  （１０における）液体
【図１】
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【外国語明細書】
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2011243961000002.pdf
2011243961000003.pdf
2011243961000004.pdf