[发明专利]金属接合体和金属接合体的制造方法以及半导体装置和波导路

说明书

金属接合体，是在Ag‑Cu‑Zn层(7)的两面接合有Cu‑Zn层(6)的金属接合体(5)，Ag‑Cu‑Zn层(7)在将整体设为100原子％时，使Cu成分为1原子％以上且10原子％以下，使Zn成分为1原子％以上且40原子％以下，使余量为Ag成分，Cu‑Zn层(6)在使整体设为100原子％时，使Zn成分为10原子％以上且40原子％以下，使余量为Cu成分。因此，并不限于铝系，能够将金属基材彼此接合，同时能够得到机械强度高的金属接合体(5)。

技术领域

本发明涉及半导体装置、波导路等中使用的金属接合体和金属接合 体的制造方法等。

背景技术

在半导体装置中，作为将金属配线构件等的金属彼此接合的方法， 一般使用焊料接合(焊接)。近年来从节能化的观点出发，积极地进行 了将电力损失小的碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等用于半导体元件的 半导体装置的开发。这些半导体元件在200℃以上的高温下也工作，因 此半导体装置的工作温度也逐年地上升。在这样的形势下，以往的焊料 接合难以确保耐热性和寿命可靠性。作为替代焊料接合的接合方法，提 出了使用烧结性金属或金属糊剂的接合方法。但是，烧结性金属和金属 糊剂具有如下特征：强度比被接合构件低，或者形成多孔质的接合层， 因此更容易破坏(破坏容易发展)，在寿命可靠性的提高上留有课题。

另一方面，在30～300GHz带的毫米波通信用等的天线用波导路中， 作为将金属构件彼此紧固的方法，使用有螺丝紧固、焊料接合或钎焊。 但是，在螺丝紧固的情况下，需要用于螺丝紧固的凸出部，导致尺寸扩 大、重量增加。另外，在焊料接合的情况下，存在焊料自身的强度不足、 焊料向接合部以外的部分渗出等问题。进而，在钎焊的情况下，存在钎焊时的加热引起的波导路构件的热变形等问题。

作为替代以往的金属彼此的接合方法的方法，提出了利用金属的固 相扩散的接合方法。例如，公开有在铝系基材的表面形成Ag层和Sn层， 使Sn层彼此接触并加压·加热，从而在接合部形成Al-Ag-Sn相以使铝 系基材彼此接合的金属接合体(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-155108号公报(第4-6页、图1)

发明内容

发明要解决的课题

但是，在以往的金属彼此的接合方法中，基材限于铝系，不能用于 铜和铁等其他金属基材。另外，在基材的表面形成的Ag层和Sn层由于 氧化还原电位之差，容易发生异种金属间的接触腐蚀，因此在湿度高的 环境和包含盐分的环境中使用时存在问题。进而，包含Sn的接合部分与 由Al单独或由Ag单独构成的接合部相比，机械强度降低。

本发明为了解决上述的课题而完成，目的在于得到能够不限于铝系 地、将金属基材彼此接合，且异种金属间的接触腐蚀的影响小，机械强 度高的金属接合体。

用于解决课题的手段

本发明涉及的金属接合体是在Ag-Cu-Zn层的两面接合有Cu-Zn层的 金属接合体，其特征在于，Ag-Cu-Zn层在将整体设为100原子％时，Cu 成分为1原子％以上且10原子％以下，Zn成分为1原子％以上且40原子％ 以下，余量为Ag成分，Cu-Zn层在将整体设为100原子％时，Zn成分为 10原子％以上且40原子％以下，余量为Cu成分。

另外，本发明涉及的金属接合体的制造方法是将依次形成有Cu-Zn 层、Cu层和Ag层的层叠体接合以形成金属接合体的金属接合体的制造 方法，其具备：使层叠体的Ag层相互面对地接触的工序；和一边对Ag 层彼此接触的层叠体加压一边在300℃以上且400℃以下的温度下进行 加热处理的工序。

发明效果

本发明涉及的金属接合体由于在Ag-Cu-Zn层的两面接合有Cu-Zn层， 因此能够不限于铝系地、将金属基材彼此接合，并且能够得到机械强度 高的金属接合体。