[发明专利]接合银浆的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年12月30日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2013-0167818号的优先权和权益，其全部内容并入本文以供参考。

技术领域

本发明涉及接合银浆的方法。更具体地，本发明提供用于接合半导体装置的银浆接合方法。

背景技术

根据应用设备的尺寸和容量近来变大的趋势，对具有高击穿电压、高电流和高速开关特性的电力用半导体装置的需求持续增加。在半导体装置当中，碳化硅(SiC)半导体装置可具有优点。例如，由于碳化硅半导体装置比常规的硅(Si)半导体装置具有更宽的带隙，因此可在高温更稳定地实施半导体特性。

然而，在升高的温度可能额外地需要稳定地应用包装材料，以获得相当高温的操作效果。特别地，由于用于接合半导体装置的常规焊料具有小于约230℃的熔融温度，所以焊料无法在可应用和操作碳化硅半导体装置的约250℃或更高的接合温度使用。

近来，已提出包括金(Au)等的高温焊料作为替代物以代替当前的焊料，但已经报道高温焊料可能更昂贵并可能具有降低的特性例如接合强度。

上述在该背景技术部分公开的信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此其可能含有不构成在该国本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供接合银浆而无需加热至银熔点的方法。

在本发明的示例性实施方式中，接合银浆的方法可包括：制备包括多个银粉末和能够环绕各个银粉末的固相烧结介质材料的银浆；在大于大气氧分压的氧分压下加热银浆；以及接合银粉末。

加热银浆的步骤可在约250℃至约900℃的温度执行。氧分压可大于0.21，且等于或小于约1。烧结介质材料可为但不限于玻璃粉(glass frit)。加热银浆的步骤可包括将固相烧结介质材料转化为液相烧结介质材料。

在示例性实施方式中，接合银粉末的步骤可包括：使环绕各个银粉末表面的液相烧结介质材料与邻近的液相烧结介质材料接触；以及使银粉末的银原子和银离子通过液相烧结介质材料扩散以形成将银粉末彼此接合的接合部。在接合银粉末的步骤中，可去除液相烧结介质材料。

如上所述，根据本发明的各个示例性实施方式，加热银浆的步骤可在大于大气氧分压的氧分压下执行以接合银浆。

附图说明

根据以下具体实施方式并结合附图，将更加清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和优点。图1至图4为依次示出根据本发明示例性实施方式的银浆接合方法的视图。

图1示出根据本发明示例性实施方式的包括银粉末100和环绕银粉末100的固相烧结介质材料200的银浆的示例性状态；

图2示出根据本发明示例性实施方式的银浆的示例性状态，其中银浆被加热并且环绕银粉末的液相烧结介质材料210与环绕其他银粉末的邻近液相烧结介质材料210接触；

图3示出根据本发明示例性实施方式的在由液相烧结介质材料210环绕的银粉末100之间形成接合部110的银浆的示例性状态；且

图4示出根据本发明示例性实施方式的银粉末100通过接合部接合而液相烧结介质材料被完全去除的银浆的示例性状态。

图1-4中示出的附图标记包括对下面进一步讨论的以下元件的参照：

100：银粉末

110：接合部

200：固相烧结介质材料

210：液相烧结介质材料

具体实施方式

本文使用的术语仅仅是为了说明具体实施方式的目的而不是意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个、一种”和“该”也意在包括复数形式，除非上下文中清楚指明。还可以理解的是，在说明书中使用的术语“包括”和/或“包含”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。

除非特别说明或从上下文明显得到，否则本文所用的术语“约”理解为在本领域的正常容许范围内，例如在均值的2个标准偏差内。“约”可以理解为在所述数值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非另外从上下文清楚得到，本文提供的所有数值都由术语“约”修饰。