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公開番号
2025101661
公報種別
公開特許公報(A)
公開日
2025-07-07
出願番号
2023218666
出願日
2023-12-25
発明の名称
積層体及び積層体の製造方法
出願人
三井化学株式会社
代理人
弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類
H01L
21/52 20060101AFI20250630BHJP(基本的電気素子)
要約
【課題】厚みが小さくても半導体部材と金属部材の双方に対して優れた接合強度を発現する接着剤層を備える積層体、及びこの積層体の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体部材と、金属部材と、前記半導体部材と前記金属部材との間に配置されて前記半導体部材と前記金属部材とを接合する接着剤層と、を含み、前記半導体部材と前記金属部材とのダイシェア強度X(MPa)と、前記接着剤層の厚みY(μm)との比(X/Y)が1以上である、積層体。
【選択図】なし
特許請求の範囲
【請求項1】
半導体部材と、金属部材と、前記半導体部材と前記金属部材との間に配置されて前記半導体部材と前記金属部材とを接合する接着剤層と、を含み、
前記半導体部材と前記金属部材とのダイシェア強度X(MPa)と、前記接着剤層の厚みY(μm)との比(X/Y)が1以上である、積層体。
続きを表示(約 710 文字)
【請求項2】
前記接着剤層の厚みYが10μm以下である、請求項1に記載の積層体。
【請求項3】
前記ダイシェア強度Xが3MPa以上である、請求項1に記載の積層体。
【請求項4】
前記接着剤層の弾性率が5GPa以上である、請求項1に記載の積層体。
【請求項5】
前記金属部材が、遷移金属、Mg、Ca、Al、Sn及びPbからなる群より選択される少なくとも1種の金属材料を含む、請求項1に記載の積層体。
【請求項6】
前記半導体部材が、Si、InP、GaN、GaAs、InGaAs、InGaAlAs、SiGe、SiC及びSiCNからなる群より選択される少なくとも1種の半導体材料を含む、請求項1に記載の積層体。
【請求項7】
請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の積層体の製造方法であって、
前記半導体部材及び前記金属部材の少なくとも一方の表面に接着剤を塗布して接着剤層を形成する工程と、
前記接着剤層を介して前記半導体部材と前記金属部材とを接合する工程と、を含む、積層体の製造方法。
【請求項8】
前記接着剤層を形成する工程において前記金属部材の表面に接着剤を塗布する、請求項7に記載の積層体の製造方法。
【請求項9】
前記接着剤層を形成する工程の前に、前記金属部材の表面に対してプラズマ処理を施す工程を更に含む、請求項7に記載の積層体の製造方法。
【請求項10】
前記接着剤層を形成する工程は、前記接着剤を硬化させる工程を含む、請求項7に記載の積層体の製造方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本開示は、積層体及び積層体の製造方法に関する。
続きを表示(約 2,700 文字)
【背景技術】
【0002】
電子機器の小型軽量化、高性能化が進行するに伴い、半導体チップ等の電子部品の高集積化が求められている。そこで、近年、複数の電子部品を積層して多層の三次元構造とすることにより高集積化する方法が提案されている。
たとえば、特許文献1には電子部品の積層作業時には接着性を示さず、加熱により軟化して接着性を発現し、その後速やかに硬化する接着剤が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2016-47895号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1の実施例では、接着剤を用いてガラス板とシリコン板とを接合してなる積層体が作製されているが、半導体部材と金属部材との接合に接着剤を用いた事例は記載されていない。
さらに、近年は電子部品の高集積化がいっそう進行し、電子部品の発熱への対策が重要性を増している。そこで、接着剤層の厚みを減らすことで電子部品の放熱性を改善することが検討されている。一方で、接着剤層の厚みを減らすと接合強度が低下するおそれがある。
本開示の一実施形態は、厚みが小さくても半導体部材と金属部材の双方に対して優れた接合強度を発現する接着剤層を備える積層体、及びこの積層体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記課題を解決するための具体的手段は以下の態様を含む。
<1>半導体部材と、金属部材と、前記半導体部材と前記金属部材との間に配置されて前記半導体部材と前記金属部材とを接合する接着剤層と、を含み、
前記半導体部材と前記金属部材とのダイシェア強度X(MPa)と、前記接着剤層の厚みY(μm)との比(X/Y)が1以上である、積層体。
<2>前記接着剤層の厚みYが10μm以下である、<1>に記載の積層体。
<3>前記ダイシェア強度Xが3MPa以上である、<1>又は<2>に記載の積層体。
<4>前記接着剤層の弾性率が5GPa以上である、<1>~<3>のいずれか1項に記載の積層体。
<5>前記金属部材が、遷移金属、Mg、Ca、Al、Sn及びPbからなる群より選択される少なくとも1種の金属材料を含む、<1>~<4>のいずれか1項に記載の積層体。
<6>前記半導体部材が、Si、InP、GaN、GaAs、InGaAs、InGaAlAs、SiGe、SiC及びSiCNからなる群より選択される少なくとも1種の半導体材料を含む、<1>~<5>のいずれか1項に記載の積層体。
<7><1>~<6>のいずれか1項に記載の積層体の製造方法であって、
前記半導体部材及び前記金属部材の少なくとも一方の表面に接着剤を塗布して接着剤層を形成する工程と、
前記接着剤層を介して前記半導体部材と前記金属部材とを接合する工程と、を含む、積層体の製造方法。
<8>前記接着剤層を形成する工程において前記金属部材の表面に接着剤を塗布する、<7>に記載の積層体の製造方法。
<9>前記接着剤層を形成する工程の前に、前記金属部材の表面に対してプラズマ処理を施す工程を更に含む、<7>又は<8>に記載の積層体の製造方法。
<10>前記接着剤層を形成する工程は、前記接着剤を硬化させる工程を含む、<7>~<9>のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
【発明の効果】
【0006】
本開示の一実施形態によれば、厚みが小さくても半導体部材と金属部材の双方に対して優れた接合強度を発現する接着剤層を備える積層体、及びこの積層体の製造方法が提供される。
【発明を実施するための形態】
【0007】
本開示において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において「積層体」とは、半導体部材、接着剤層及び金属部材がこの順に配置され、半導体部材と金属部材とが接着剤層を介して接合した状態の構造体を意味する。
本開示において「半導体部材」とは、少なくとも接着剤層と接する部分が半導体材料を含む部材を意味する。
本開示において「金属部材」とは、少なくとも接着剤層と接する部分が金属材料を含む部材を意味する。
【0008】
<積層体>
本開示の第1実施形態は、
半導体部材と、金属部材と、前記半導体部材と前記金属部材との間に配置されて前記半導体部材と前記金属部材とを接合する接着剤層と、を有し、
前記半導体部材と前記金属部材とのダイシェア強度X(MPa)と、前記接着剤層の厚みY(μm)との比(X/Y)が1以上である、積層体である。
【0009】
本開示の積層体は、半導体部材と金属部材とが接着剤層を介して接合された状態である。すなわち、本開示の積層体に含まれる接着剤層は、半導体部材と金属部材の双方に対して優れた接着性を発現する。
さらに、本開示の積層体は、半導体部材と金属部材とのダイシェア強度X(MPa)と、接着剤層の厚みY(μm)との比(X/Y)が1以上である。すなわち、本開示の積層体に含まれる接着剤層は、厚みYが小さくても半導体部材と金属部材とに対して優れた接合強度を発現する。
【0010】
半導体部材及び金属部材に対する充分な接合強度を確保する観点からは、半導体部材と金属部材とのダイシェア強度X(MPa)と接着剤層の厚みY(μm)との比(X/Y)は、1.2以上であることが好ましく、1.5以上であることがより好ましく、2.0以上であることがさらに好ましい。
半導体部材と金属部材とのダイシェア強度X(MPa)と接着剤層の厚みY(μm)との比(X/Y)の上限は特に制限されないが、例えば、10以下、8以下、又は6以下であってもよい。
(【0011】以降は省略されています)
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