(57)【要約】  本発明の実施形態に係る基体は、基板と、第１膜と、第１層と、第２膜とを備えている。基板は、第１弾性率を有している。第１膜は、基板の上面に位置している。第１層は、基板の下面に位置しており、第１弾性率よりも低い第２弾性率を有するとともに、第１熱膨張係数を有している。第２膜は、第１層の下面に位置し、第１膜と同じ材料を含み、第１熱膨張係数よりも小さい第２熱膨張係数を有している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１弾性率を有する基板と、
前記基板の上面に位置した第１膜と、
前記基板の下面に位置した、前記第１弾性率よりも低い第２弾性率を有するとともに、第１熱膨張係数を有する第１層と、
前記第１層の下面に位置し、前記第１膜と同じ材料を含み、前記第１熱膨張係数よりも小さい第２熱膨張係数を有する第２膜と、を備えたことを特徴とする基体。
【請求項２】
前記基板は、鉄−ニッケル合金を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の基体。
【請求項３】
前記第１層は、銅を含んでいることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基体。
【請求項４】
前記第１膜および前記第２膜には、ニッケルが含まれていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の基体。
【請求項５】
前記第１層および前記第２膜には、金属材料が含まれており、
前記第１層と前記第２膜とに、前記第１層が含む金属材料と前記第２膜が含む金属材料との合金を含む第１合金層が位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の基体。
【請求項６】
前記第２膜の下面に位置した接合材をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の基体。
【請求項７】
前記接合材は、銀および銅を含んでいることを特徴とする請求項６に記載の基体。
【請求項８】
前記第２膜および前記接合材は、それぞれ金属材料を含んでおり、
前記第２膜と前記接合材とに、前記第２膜が含む金属材料と前記接合材が含む金属材料との合金を含む第２合金層が位置することを特徴とする請求項６または７に記載の基体。
【請求項９】
前記接合材は、銀および銅を含んでいることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１つに記載の基体。
【請求項１０】
内部に半導体素子が実装されるパッケージと、
前記パッケージの上面に位置した請求項１〜５のいずれか１つに記載の基体と、
前記パッケージと前記基体の間に位置するとともに、前記パッケージと前記基体を接合する接着剤を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
内部に半導体素子が実装されるパッケージと、
前記パッケージの上面に位置した請求項６〜９のいずれか１つに記載の基体と、を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
前記接着剤は、銀および銅を含んでいることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記パッケージと前記基体との間において、
前記第２膜および前記接着剤は、それぞれ金属材料を含んでおり、
前記第２膜と前記接着剤とに、前記第２膜が含む金属材料と前記接着剤が含む金属材料との合金を含む第３合金層が位置することを特徴とする請求項１１または１２に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を収容したパッケージを封止する基体およびそれを用いた半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large-Scale Integration）、パワーデバイス等の半導体素子を収納する半導体パッケージおよび半導体装置は、封止の際の気密性が要求されている（特開２００５−１８３８３０号公報を参照）。【０００３】
特開２００５−１８３８３０号公報に開示された技術は、半導体パッケージの封止をするための蓋体に関するものである。蓋体は、鉄−ニッケル合金から成る基板と、基板の上面にニッケルの層膜、基板の下面に銅−ニッケル合金から成る層と、その下面に銀−銅ろう材とを有している。しかしながら、この構成では、蓋体に熱が加わった場合に−ニッケル合金から成る層とろう材とが合金を形成し、ろう材の融点が変化するおそれがあった。このため、気密に封止することが困難な場合が懸念されていた。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の一実施形態に係る基体は、基板と、第１膜と、第１層と、第２膜とを備えている。基板は、第１弾性率を有している。第１膜は、基板の上面に位置している。第１層は、基板の下面に位置しており、第１弾性率よりも低い第２弾性率を有するとともに、第１熱膨張係数を有している。第２膜は、第１層の下面に位置し、第１膜と同じ材料を含み、第１熱膨張係数よりも小さい第２熱膨張係数を有している。
【０００５】
本発明の一実施形態に係る半導体装置は、内部に半導体素子が実装されるパッケージと、パッケージの上面に位置した上記記載の基体とを備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体装置を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る半導体装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る半導体装置を示す側面図である
【図４】本発明の一実施形態に係る基体を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る基体を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る基体の実験結果を示す断面写真である。
【図７】本発明の一実施形態に係る基体および接着剤を示す断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る基体および接着剤を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態に係る基体および半導体装置について、図面を参照しながら説明する。
【０００８】
＜基体の構成＞
図１は、本発明の一実施形態導体に係る半導体装置を示す分解斜視図である。図２は、本発明の一実施形態導体に係る半導体装置を示す斜視図である。図３は、本発明の一実施形態導体に係る半導体装置を示す側面図である。図４は、本発明の一実施形態導体に係る基体を示す断面図である。図５は、本発明の他の実施形態に係る基体を示す断面図である。図６は、本発明の一実施形態に係る基体の実験結果を示す断面写真である。図７は、本発明の一実施形態に係る基体および接着剤を示す断面図である。図８は、本発明の他の実施形態に係る基体および接着剤を示す断面図である。
図に示すように、本発明の実施形態に係る基体１は、基板１３と、第１膜１１と、第１層１４と、第２膜１２とを備えている。なお、基体１は、後述する半導体装置１０において、内部に収容される半導体素子を封止する蓋体として使用することができる。
【０００９】
基体１は、平面視において、たとえば５ｍｍ×５ｍｍ〜５０ｍｍ×５０ｍｍであって、後述する枠体５の外縁と同じ大きさであってもよい。また、厚みはたとえば０．０５ｍｍ〜５ｍｍである。
【００１０】
図４に示すように、基体１は、基板１３と、第１膜１１と、第１層１４と、第２膜１２とを備えている。基板１３は、たとえば鉄−ニッケル合金を含んでいる。他にも、鉄-ニッケル-コバルト合金等であってもよい。また、基板１３の厚みは、たとえば、０．０３ｍｍ〜４ｍｍである。基板１３の第１弾性率（ヤング率）は、例えば１２０〜１４０ＧＰａである。
【００１１】
基板１３の上面１３ａには、第１膜１１が位置している。第１膜１１は、基板１３の表面が酸化して錆びないように保護する効果を有している。なお、基板１３と、第１膜１１との間には他の層および／または他の膜等が位置していてもよい。第１膜１１は、たとえば、ニッケルを含んでいる。他にも、酸化防止の効果がある金等を含んでいてもよい。また、第１膜１１の厚みは、たとえば、０．００２ｍｍ〜０．０２ｍｍである。
【００１２】
基板１３の下面１３ｂには、第１層１４が位置している。第１層１４は、たとえば、銅を含んでいる。他にも、銀などの比較的弾性率の低い金属等を含んでいてもよい。また、第１層１４は、銅からなるベース層と該ベース層上に成膜されたＮｉ層とからなる層であってもよい。つまり、基板１３の下面１３ｂにＮｉ層が位置していてもよい。さらに、基板１３と、第１層１４との間には他の層および／または他の膜等が位置していてもよい。また、第１層１４の厚みは、たとえば、０．０１ｍｍ〜１ｍｍである。第１層１４の弾性率である第２弾性率は、基板１３の弾性率である第１弾性率よりも弾性率が低くなるような金属材料を含んでいるのがよい。第２弾性率は、例えば、１０５〜１１５ＧＰａである。第１層１４が、基板１３よりも弾性率が低い、つまり第２弾性率が第１弾性率よりも低いことによって、後述するパッケージ３との接合時に熱を加える場合において、熱応力による基体１の変形量を小さくできる。そのため、溶接などを行なう場合、より小さな圧力で基体１をパッケージ３に接合することができ、パッケージ３に加わる負荷を低減させることができる。これにより基体１およびパッケージ３にクラック等の機械的損失が発生する可能性を低減できる。また、第１層１４の熱膨張係数である第１熱膨張係数は、例えば１６〜１７×１０-6／Ｋ（ｍ）である。
【００１３】
第１層１４の下面１４ａには、第２膜１２が位置している。第２膜１２は、たとえば、ニッケルを含んでいる。他にも、金等であってもよい。さらに、第１層１４と、第２膜１２との間には他の層および／または他の膜等が位置していてもよい。また、第２膜１２の厚みは、たとえば、０．００２ｍｍ〜０．０２ｍｍである。第２膜１２は、第１膜１１と同じ材料を含んでいるのがよい。第２膜１２が、第１膜１１と同じ材料を含んでいることによって、基体１に熱が加わったとしても、基板１３と第１層１４の上下に熱膨張係数の近いもの、または同じものを配置することができるため、基板１３と第１層１４の熱膨張差による引張り応力が低減され、基体１の熱による変形を低減させることができる。また、第２膜１２は、第１層１４よりも熱膨張係数が小さい。つまり、第２膜１２の熱膨張係数である第２熱膨張係数は、第１熱膨張係数よりも小さい。第２熱膨張係数が、例えば、１１〜１２×１０-6／Ｋ（ｍ）である。このため、基体１に熱が加わった場合において、第１層１４の熱膨張に起因する基体１の変形を低減できる。
【００１４】
本発明の実施形態に係る基体１は、以上のような構成であることによって、熱による変形を低減させ、半導体装置の蓋体として半導体装置を封止する場合等において良好な封止状態を維持することができる。
【００１５】
本発明の実施形態に係る基体１が上述したような構成であることによる優位性を、一例として基体１をベイキングする時など熱を加えたときについて説明する。基体１は長辺：短辺が３：２である矩形状とし、ベイキング時間は３０分、温度は４００℃とした。比較例として、第２膜１２を有していないこと以外は上記各条件と同じ条件に設定された基体を用いる。基体１は第２膜１２が無い場合と比較して、基体１の反り（変形量）は短辺方向に１／６〜１／１０程度、長辺方向に１／２〜１／３程度、斜め方向に１／３〜１／５程度であった。
【００１６】
また、基体１の中心的な部材である基板１３に鉄-ニッケル合金が含まれている場合、基体１の弾性率を比較的高いものにすることができると同時に、熱膨張率を比較的低いものにすることができる。これにより、基体１の熱による変形を効果的に低減させることができる。
【００１７】
第１層１４に比較的弾性率の低い銅が含まれている場合、例えば基体１をセラミック等で構成された半導体パッケージ等に、ろう材等を使用して熱を加えて接合する際に、比較的弾性率が高い基板１３と半導体パッケージの間で緩衝材としての役割を果たす。このため、基板１３および半導体パッケージにクラックが発生するおそれを低減することができる。
【００１８】
第１膜１１および第２膜１２にニッケルが含まれている場合、基体１の上面を酸化等の腐食を効果的に防止できると同時に、基板１３と第１層１４の上下に熱膨張係数の近いもの、または、同じものを配置することができる。このため、基体１に熱が加わった場合に基板１３と第１層１４の熱膨張差による基体１の反り等の変形を効果的に低減させることができる。
【００１９】
また、第１層１４に銅が含まれている場合、基体１をパッケージに銀ろう材等で接合材接合する際に、第２膜１２のニッケルが配置されていることにより、第１層１４に含まれる銅と接合材２に含まれる銅が熱により結合するおそれを低減できる。これにより、第２膜１２が無い場合と比較して、熱が加わったとしても銅の合金が形成されることによる接合材２の融点が変化するおそれを低減させることができる。
【００２０】
また、基体１は、予め第２膜１２の下面１２ａに接着剤２０として接合材２が位置していてもよい。接合材２は、後述する半導体装置１０において、パッケージ３と基体１を接合することができる。接着剤２０は、基体１の一部である接合材２として位置していてもよいし、パッケージ３の上面に位置していてもよい。また、パッケージ３と基体１との間に、別に位置していてもよい。基体１に接合材２をあらかじめ配置させることにより、基体１を半導体装置のパッケージなどの蓋体として接合する場合に、接合材を別途準備する労力を低減できるため、生産性を向上させることができる。接合材２は、たとえば、銀−銅ろう材を含んでいる。他にも、Ａｕ−Ｓｎからなる低融点ろう材や、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕからなる鉛フリーはんだ等であってもよい。また、接合材２の厚みは、たとえば、０．０５〜０．５ｍｍである。接合材２は、金属材料同士を接合することができるものであればよい。なお、接着剤２０は、接合材２の他にも基体１と別体で存在する場合および接合材２が存在しない場合には、接合材２と同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
【００２１】
このとき、第２膜１２にニッケルが含まれており、接合材２に銀−銅が含まれている場合には、第２膜１２が無い場合と比較して、熱が加わったとしても銅の合金が形成されることによる接合材２の融点が変化するおそれを低減させることができる。
【００２２】
なお、図６（ａ）は図４に示す実施形態を焼成炉にて８５０℃、およそ２分間焼成した基体の断面写真を示す。なお、基板１３の材料はＫｏｖ、第１層１４の材料はＣｕ、第２膜１２の材料はＮｉ、接合材２の材料はＡｇＣｕである。また、比較対象として図６（ｂ）は従来の実施形態であり、第２膜１２がないものである。この結果より、第２膜１２としてＮｉ層がある図６（ａ）においては、ＡｇＣｕとＣｕが完全に分離された状態であることがわかる。これは第２膜１２の材料であるＮｉが接合材２の材料であるＡｇＣｕと第１層１４の材料であるＣｕとの間に存在することにより、ＡｇＣｕがＣｕに侵食することを防いでいるからである。これに対して、図６（ｂ）においては、ＡｇＣｕがＣｕに侵食し、ＡｇＣｕとＣｕが混じりあってしまっている。この状態になると、ＡｇＣｕの融点が変動してしまい、パッケージとの接合時に接合ムラができ、接合状態が良好に保たれない等の問題が生じるおそれがある。この結果から、Ｎｉ等の第２膜１２がある基体１が、第２膜１２がないものと比較して、接合状態を良好にできることは明らかである。
【００２３】
＜パッケージの構成＞
図１〜図３に半導体装置１０を示している。また、図７および図８に、基体１と接着剤２０が別体の場合の基体１の断面図を示している。これらの図において、パッケージ３は、実装基板４、枠体５および基体（蓋体）１を備えている。
【００２４】
実装基板４は、平面視したときの形状が矩形形の板状の部材であり、上面中央部に半導体素子６を実装するための実装領域を有する。また、図１に示すように、実装基板４は、上面の実装領域に近接した位置に半導体素子６と電気的に接続される。実装領域とは、実装基板４を平面視した場合に矩形形状の枠体５で取り囲まれる領域であって、半導体素子６が実装される領域を意味している。
【００２５】
実装基板４は、絶縁材料であってもよく、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体またはガラスセラミックス等のセラミック材料から成る。実装基板４は、これらのセラミック材料からなるものには限定されない。例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂およびポリアミド樹脂等の樹脂材料を含むものでもよく、これらの樹脂材料にガラスクロスまたは無機物フィラー等が加えられた複合材料を含むものでもよい。実装基板４の大きさは、平面視において、たとえば５ｍｍ×５ｍｍ〜５０ｍｍ×５０ｍｍであって、厚みは０．３ｍｍ〜３ｍｍである。また、実装基板４が金属材料を含むことによって、半導体素子６から生じる熱をパッケージ３の外部に効率よく放熱する構造とすることができる。
【００２６】
枠体５は、実装基板４の上面に位置している。枠体５は、半導体素子６を収容する空間を確保するための部材である。枠体５は、実装領域を取り囲むように設けられる。枠体５は、平面視したときの内縁および外縁の形状がそれぞれ矩形の枠状である。この矩形枠状の枠体５の各辺が、実装基板４の各辺と平行になるように設けられる。なお、枠体５は、蓋体１に対向する面となる上面に金属層が設けられてもよい。また、枠体５は、実装基板４の上面に一体的に設けられる場合には、セラミック材料からなる枠体５が実装基板４と同時に焼成されて設けられてもよい。また、枠体５は、実装基板４の上面に別の部材として設けられてもよい。この場合には、実装基板４は、セラミック材料からなり、実装基板４の上面には、金属層が位置する。また、枠体５は、セラミック材料からなり、枠体５の下面には金属層が位置する。なお、枠体５と実装基板４とは、金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）からなる低融点ろう材等の接合材を介して、実装基板４の上面に位置した金属層および枠体５の下面に位置した金属層が接合されてもよい。
【００２７】
また、枠体５として、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルトまたはタングステンのような金属材料を用いることができる。あるいは、これらの金属からなる合金を用いることができる。枠体５の大きさは、平面視において、たとえば５ｍｍ×５ｍｍ〜５０ｍｍ×５０ｍｍであって、厚みは０．５ｍｍ〜２ｍｍである。また、枠体５の高さは、たとえば１ｍｍ〜１０ｍｍである。
【００２８】
基体（蓋体）１は、枠体５の上面に枠体５の内側を塞ぐようにろう材やはんだ等の接合材２により接合される。基体１は、平面視において矩形状であり、枠体５に対向する面となる下面に、基体１に対向する面となる枠体５の上面と接合される接合領域を有している。
【００２９】
以上に示した本発明の一実施形態に係るパッケージ３は、上記のような構成であることによって、パッケージ３の封止状態を良好に維持することができる。
【００３０】
＜パッケージおよび基体の製造方法＞
以下に、本発明の一実施形態に係るパッケージ３の製造方法について説明する。
【００３１】
実装基板４は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、次のようにして作製される。まず、セラミックグリーンシートは、酸化アルミニウムおよび酸化ケイ素等の原料粉末と適当な有機バインダおよび有機溶剤とともにシート状に成形され、矩形シート状に作製される。次に、セラミックグリーンシートからなる積層体は、複数のセラミックグリーンシートが積層されて作製される。なお、積層体は、必ずしも複数のセラミックグリーンシートが積層される必要はなく、実装基板４としての機械的な強度等の点で支障がなければ、１層のみでも構わない。その後、これらのセラミックグリーンシートが１３００〜１６００℃の温度で焼成されることによって実装基板４が作製される。
【００３２】
枠体５は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、上記の実装基板４と同様にして作製される。まず、セラミックグリーンシートは、酸化アルミニウムおよび酸化ケイ素等の原料粉末を適当な有機バインダおよび有機溶剤とともにシート状に成形され、矩形シート状に作製される。次に、セラミックグリーンシートからなる積層体は、複数のセラミックグリーンシートが積層されて作製される。そして、積層体は、打ち抜き加工法によって貫通孔が中央部に設けられることによって枠状に成形される。さらに、積層体は、上面にタングステンの粉末と有機溶剤および有機バインダとを混合して作製した、金属層となる金属ペーストがスクリーン印刷法等の方法で印刷されて設けられる。その後、積層体は、１３００〜１６００℃の温度で焼成されることによって枠体５となる。なお、枠体５は、必ずしも複数のセラミックグリーンシートが積層されて形成される必要はなく、枠体５としての機械的な強度等の点で支障がなければ、１層のみでも構わない。そして、枠体５は、ガラス接合材や樹脂接合材等の接合材によって実装基板４の上面に接合される。また、枠体５は、実装基板４と同様の酸化アルミニウム質焼結体からなる場合には、枠状のセラミックグリーンシートが実装基板４となるセラミックグリーンシートの上面に積層され、これらのセラミックグリーンシートが同時焼成される方法で、実装基板４と一体的に形成されてもよい。
【００３３】
基体１は、例えば基板１３が鉄−ニッケル−コバルト合金、第１膜１１および第２膜１２がニッケル、第１層１４が銅、接合材２が銀−銅ろう材からなっている場合、第１膜１１、基板１３、第１層１４、第２膜１２、接合材２の順で重ね合わせ、圧接機で圧接してクラッド材とし、所定の大きさに加工する。この場合は、基体１が所定の厚みとなるよう、あらかじめ各材料の圧縮率を考慮し、準備する各構成の厚みを決定する。または、鉄−ニッケル−コバルト合金と銅を圧接してクラッド材とし、所定の大きさに加工し、その後、このクラッド材の上面および下面にニッケルめっきを施す。さらに、第２膜１２であるニッケルに銀−銅ろう材などの接合材２を配置する場合は、接合材２をニッケルの下方に配置した後、焼成炉等で接合材を溶融させてニッケルに接合してもよい。
【００３４】
＜半導体装置の構成＞
図１〜図３は本発明の一実施形態に係る半導体装置１０を示している。これらの図において、半導体装置１０は、本発明の一実施形態に係るパッケージ３に加えて、基体（蓋体）１および半導体素子６を備えている。
【００３５】
本発明の一実施形態に係る半導体装置１０は、上述のパッケージ３の実装領域に半導体素子６が実装され、パッケージ３の第１電極部と電気的に接続されることによって完成する。半導体素子６は、Ａｕ−Ｓｎからなる低融点ろう材や、Ｓｎ−銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）からなる鉛フリーはんだ等の接合材を介して実装領域に設けられた金属部に実装される。半導体素子６の例としては、ＩＣやＬＳＩの他、パワーデバイス用の半導体素子等が挙げられる。
【００３６】
また、半導体装置１０は、半導体素子６を実装領域に実装した状態で、枠体５の上面に蓋体として基体１が接合固定されて半導体素子６が封止される。このとき、枠体５の上面と、蓋体１の接合領域は接着剤２０または接合材２を含む接着剤２０によって接合される。この接着剤２０は、たとえば、上述した銀−銅以外にもＡｕ−Ｓｎからなる低融点ろう材や、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕからなる鉛フリーはんだ等である。
【００３７】
接着剤２０が銀および銅を含んでいる場合、第２膜１２がニッケル等の金属である際に第２合金層２２の生成が容易となる。このため、前述したように第１層１４の材料と接着剤２０の材料が接合時の熱により結合するおそれを低減できる。
【００３８】
接着剤２０がパッケージ３の枠体５と、基体１とを接合する場合には、シーム溶接法等で接合される。この場合には、基体１に局所的に熱が加わり、熱膨張および熱収縮が起こりやすくなる。このとき、第１層１４および第２膜１２が金属材料を含んでいる場合には、基体１において、第１層１４の下方に第２膜１２が配置されているとき、溶接時等の熱により第１層１４と第２膜１２とに第１合金層２１が位置する。図５および図８に示すように第１合金層２１が第１層１４と接合材２接着剤２０）の間に設けられことで、第１層１４の材料と接合材２（接着剤２０）の材料が接合時の熱により結合するおそれを低減できる。これにより、接合材２の融点が変動するおそれを低減できとともに、接合材の融点変動による溶接時の接合ばらつき等を低減させることができる。
【００３９】
また、第２膜１２および接合材２が金属材料を含んでいる場合には、基体１において、第２膜１２の下方に接合材２が配置されているとき、溶接時等の熱により、第２膜１２と接合材２との間に第２合金層２２が形成される。図５に示すように第２合金層２２が第１層１４と接合材２との間に位置することで、第１層１４の材料と接合材２の材料が接合時の熱により結合するおそれを低減できる。これにより、接合材２の融点が変動するおそれを低減できるとともに、接合材の融点変動による溶接時の接合ばらつき等を抑制することができる。
【００４０】
接合材２が銀および銅を含んでいる場合、第２膜１２がニッケル等の金属である際に第２合金層２２の生成が容易となるため、前述したように第１層１４の材料と接合材２の材料が接合時の熱により結合するおそれを低減できる。
【００４１】
また、第２膜１２および接着剤２０が金属材料を含んでいる場合には、半導体装置１０において、第２膜１２の下方に接着剤２０が配置されているとき、溶接時等の熱により、第２膜１２と接着剤２０との間に第３合金層２３が形成される。図８に示すように第３合金層２３が第１層１４と接着剤２０との間に位置することで、第１層１４の材料と接着剤２０の材料が接合時の熱により結合するおそれを低減できる。これにより、接着剤２０の融点が変動するおそれを低減できるとともに、接合材の融点変動による溶接時の接合ばらつき等を抑制することができる。
【００４２】
接着剤２０が銀および銅を含んでいる場合、第２膜１２がニッケル等の金属である際に第３合金層２３の生成が容易となるため、前述したように第１層１４の材料と接着剤２０の材料が接合時の熱により結合するおそれを低減できる。
【００４３】
なお、本発明は上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１  基体（蓋体）
１１  第１膜
１２  第２膜
１３  基板
１４  第１層
２１  第１合金層
２２  第２合金層
２３  第３合金層
２０  接着剤
２  接合材
３  パッケージ
４  実装基板
５  枠体
６  半導体素子
１０  半導体装置
【図１】
2020004566.tif 000003
【図２】
2020004566.tif 000004
【図３】
2020004566.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020004566.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年12月24日(2020.12.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１弾性率を有する基板と、
前記基板の上面に位置した第１膜と、
前記基板の下面に位置した、前記第１弾性率よりも低い第２弾性率を有するとともに、第１熱膨張係数を有する第１層と、
前記第１層の下面に位置し、前記第１膜と同じ材料を含み、前記第１熱膨張係数よりも小さい第２熱膨張係数を有する第２膜と、を備えたことを特徴とする基体。
【請求項２】
前記基板は、鉄−ニッケル合金を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の基体。
【請求項３】
前記第１層は、銅を含んでいることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基体。
【請求項４】
前記第１膜および前記第２膜には、ニッケルが含まれていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の基体。
【請求項５】
前記第１層および前記第２膜には、金属材料が含まれており、
前記第１層と前記第２膜との間に、前記第１層が含む金属材料と前記第２膜が含む金属材料との合金を含む第１合金層が位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の基体。
【請求項６】
前記第２膜の下面に位置した接合材をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の基体。
【請求項７】
前記基板の厚みは、前記第１層の厚みよりも大きく、
前記第１膜および前記第２膜の厚みは、前記第１層の厚みよりも小さいことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の基体。
【請求項８】
前記第２膜および前記接合材は、それぞれ金属材料を含んでおり、
前記第２膜と前記接合材との間に、前記第２膜が含む金属材料と前記接合材が含む金属材料との合金を含む第２合金層が位置することを特徴とする請求項６または７に記載の基体。
【請求項９】
前記接合材は、銀および銅を含んでいることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１つに記載の基体。
【請求項１０】
内部に半導体素子が実装されるパッケージと、
前記パッケージの上面に位置した請求項１〜５のいずれか１つに記載の基体と、
前記パッケージと前記基体の間に位置するとともに、前記パッケージと前記基体を接合する接着剤を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
内部に半導体素子が実装されるパッケージと、
前記パッケージの上面に位置した請求項６〜９のいずれか１つに記載の基体と、を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
前記接着剤は、銀および銅を含んでいることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記パッケージと前記基体との間において、
前記第２膜および前記接着剤は、それぞれ金属材料を含んでおり、
前記第２膜と前記接着剤との間に、前記第２膜が含む金属材料と前記接着剤が含む金属材料との合金を含む第３合金層が位置することを特徴とする請求項１０または１２に記載の半導体装置。
【国際調査報告】
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