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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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