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公開番号2025011977
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023114469
出願日2023-07-12
発明の名称セラミックシート及び半導体装置
出願人日東シンコー株式会社
代理人弁理士法人藤本パートナーズ
主分類H01L 23/15 20060101AFI20250117BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】良好な電気絶縁性及び良好な接着性の両方を兼ね備えることができるセラミックシートを提供することを課題としている。
【解決手段】 50体積%以上の粒子状のセラミック材料と、半硬化状態の硬化性樹脂とを含むセラミック層を備えるセラミックシートであって、未硬化状態の前記硬化性樹脂の軟化点は、示差走査熱量(DSC)の測定チャートにおける硬化前の前記セラミック層の硬化反応開始温度よりも20℃以上低い、セラミックシートなどを提供する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
５０体積％以上の粒子状のセラミック材料と、半硬化状態の硬化性樹脂とを含むセラミック層を備えるセラミックシートであって、
未硬化状態の前記硬化性樹脂の軟化点は、示差走査熱量（ＤＳＣ）の測定チャートにおける硬化前の前記セラミック層の硬化反応開始温度よりも２０℃以上低い、セラミックシート。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
前記硬化性樹脂は、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂、及び、ノボラック構造を有するフェノール樹脂を含む、請求項１に記載のセラミックシート。
【請求項３】
請求項１に記載のセラミックシートの少なくとも前記セラミック層と、半導体素子と、該半導体素子で生じた熱を外部へ放熱する放熱部材とを備え、
前記半導体素子及び前記放熱部材の間に配置された前記セラミック層がＣステージ状態である、半導体装置。
【請求項４】
５０体積％以上の粒子状のセラミック材料と、半硬化状態の硬化性樹脂とを含むセラミック層を備える、セラミックシートの製造方法であって、
前記セラミック材料と未硬化状態の前記硬化性樹脂と有機溶媒とを含有するコーティング液から前記有機溶媒を揮発させて硬化前セラミック層を形成する工程と、
前記硬化前セラミック層に加熱加圧処理を施すことによってＢステージ状態のセラミック層を作製する工程と、を備え、
未硬化状態の前記硬化性樹脂の軟化点が、示差走査熱量（ＤＳＣ）の測定チャートにおける前記硬化前セラミック層の硬化反応開始温度よりも２０℃以上低く、
前記Ｂステージ状態のセラミック層を作製する工程では、前記硬化前セラミック層に、前記硬化性樹脂の前記軟化点以上であり且つ前記硬化前セラミック層の硬化反応開始温度以下で前記加熱加圧処理を施す、セラミックシートの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体装置における部材として使用されるセラミックシート、及び、該セラミックシートを備えた半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、半導体素子を有する半導体装置を構成する部材であって、半導体素子で生じた熱を装置外へ伝えるための部材であるセラミックシートが知られている。この種のセラミックシートは電気絶縁性を有しつつ熱伝導性も有することから、装置内においてセラミックシートと隣接する部材との間で電気絶縁を保ちつつ、半導体素子で生じた熱を装置外へ伝えて、半導体素子の過剰な温度上昇を抑制できる。
【０００３】
この種のセラミックシートとしては、例えば、セラミック材料として窒化ケイ素を採用したセラミックシートが知られている。具体的には、斯かるセラミックシートとしては、β－窒化ケイ素結晶で形成された窒化ケイ素基板と、該基板の両面にそれぞれ重ねられた２つの表面層とを備えるセラミックシートが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
特許文献１に記載のセラミックシートは、基板が上記のごとき材質で形成されていることから、電気絶縁性及び放熱性（熱伝導性）を有する。また、表面層が被着体（他部材）と密着できるため、所定の位置でセラミックシートをある程度固定できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０１１／０１０５９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１などに記載された従来のセラミックシートは、表面層の接着性があまり良好でないことから、被着体の表面に必ずしも十分に固定できない。即ち、特許文献１などに記載された従来のセラミックシートは、必ずしも良好な接着性を有しないという問題を有する。
一方、粒子状のセラミック材料と硬化性樹脂とを含むセラミックシートによって、電気絶縁性及び接着性を両立させることが考えられる。しかしながら、粒子状のセラミック材料及び硬化性樹脂で単にセラミックシートが構成されただけでは、良好な電気絶縁性及び良好な接着性の両方を兼ね備えることが困難である。
【０００７】
上記の問題点等に鑑み、本発明は、良好な電気絶縁性及び良好な接着性の両方を兼ね備えたセラミックシートを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決すべく、本発明に係るセラミックシートは、
５０体積％以上の粒子状のセラミック材料と、半硬化状態の硬化性樹脂とを含むセラミック層を備える、セラミックシートであって、
未硬化状態の前記硬化性樹脂の軟化点は、示差走査熱量（ＤＳＣ）の測定チャートにおける硬化前の前記セラミック層の硬化反応開始温度よりも２０℃以上低い、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る半導体装置は、上記のセラミックシートの少なくとも前記セラミック層と、半導体素子と、該半導体素子で生じた熱を外部へ放熱する放熱部材とを備え、
前記半導体素子及び前記放熱部材の間に配置された前記セラミック層がＣステージ状態であることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るセラミックシートの製造方法は、
５０体積％以上の粒子状のセラミック材料と、半硬化状態の硬化性樹脂とを含むセラミック層を備える、セラミックシートの製造方法であって、
前記セラミック材料と未硬化状態の前記硬化性樹脂と有機溶媒とを含有するコーティング液から前記有機溶媒を揮発させて硬化前セラミック層を形成する工程と、
前記硬化前セラミック層に加熱加圧処理を施すことによってＢステージ状態のセラミック層を作製する工程と、を備え、
未硬化状態の前記硬化性樹脂の軟化点が、示差走査熱量（ＤＳＣ）の測定チャートにおける前記硬化前セラミック層の硬化反応開始温度よりも２０℃以上低く、
前記Ｂステージ状態のセラミック層を作製する工程では、前記硬化前セラミック層に、前記硬化性樹脂の前記軟化点以上であり且つ前記硬化前セラミック層の硬化反応開始温度以下で前記加熱加圧処理を施す、ことを特徴とする。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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