專利名稱：：接合構(gòu)造及半導(dǎo)體制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及接合構(gòu)造及半導(dǎo)體制造裝置。具體地，本發(fā)明涉及向埋設(shè)在陶瓷構(gòu)件中的金屬端子上接合連接構(gòu)件的構(gòu)造，具有向埋設(shè)的電極提供電力的連接構(gòu)件的接合構(gòu)造以及具有該接合構(gòu)造的半導(dǎo)體制造裝置。
背景技術(shù)：
：在蝕刻裝置或CVD裝置等的半導(dǎo)體制造裝置領(lǐng)域中，使用陶資構(gòu)件中埋設(shè)電極的靜電夾頭等半導(dǎo)體用基座。例如在氮化鋁或細(xì)密質(zhì)鋁基材中埋設(shè)電極作為用于發(fā)生等離子的放電電極的半導(dǎo)體用基座，在氮化鋁、或鋁基材中埋設(shè)金屬電阻體(加熱器)的CVD等熱處理工序中作為用于控制晶片溫度的陶瓷加熱器的半導(dǎo)體用基座。另外，在半導(dǎo)體晶片的運(yùn)送、曝光、CVD、濺射等的成模工序和細(xì)微加工、清洗、蝕刻、切割等工序中，用于吸附及保持半導(dǎo)體晶片的作為靜電夾頭的半導(dǎo)體用基座中也埋設(shè)電極。這些裝置中，氮化鋁等的陶瓷基材中埋設(shè)的電極和連接構(gòu)件需要電連接。連接部分暴露于高溫和低溫的熱循環(huán)中。需要在這樣的條件下，也要能保持長(zhǎng)時(shí)間的高接合強(qiáng)度和良好的電連接。作為解決該課題的方法，雖然已經(jīng)提出了幾種技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)1),但在某些用途中還殘留需要解決的問(wèn)題。例如作為半導(dǎo)體制造裝置的半導(dǎo)體用基座的電極連接部的制造中，連接構(gòu)件和陶瓷構(gòu)件中埋設(shè)的端子，通過(guò)焊料接合層相互連接。陶瓷構(gòu)件中埋設(shè)的端子由鉬(Mo)構(gòu)成時(shí)，需要的焊料接合層主要使用Au(金)-Ni(鈮)合金料，但具有接合后變脆弱、容易破斷的問(wèn)題。作為解決該問(wèn)題的方法，加厚焊料接合層(200jam以上較穩(wěn)妥)，用Cr(鉻)層防止Ni擴(kuò)散卻不十分理想。連接構(gòu)件上設(shè)螺釘孔，螺釘孔中擰入給連接構(gòu)件供電的供電構(gòu)件。這樣連接構(gòu)件和供電構(gòu)件可以連接。所以，向連接構(gòu)件中獰入的供電構(gòu)件施加過(guò)剩的扭矩時(shí)，連接構(gòu)件和陶乾構(gòu)件中埋設(shè)的端子之間的連接部分受到負(fù)荷，發(fā)生連接部分破損的問(wèn)題。再有，固定陶瓷構(gòu)件和與陶瓷構(gòu)件接觸的其他部件時(shí)，在陶瓷構(gòu)件中設(shè)沉孔，并且在設(shè)有陰螺紋的金屬部件上釬焊鋁(Al)焊料。Al焊料的熔點(diǎn)低，所以在400。C以上的溫度下接合強(qiáng)度下降，所以不可用。綜上所述，需要一種接合連接構(gòu)件和陶瓷構(gòu)件中埋設(shè)的端子的高可靠性的接合構(gòu)造、具有該接合構(gòu)造的半導(dǎo)體制造裝置及半導(dǎo)體用基座。專利文獻(xiàn)1專利第379000號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種高可靠性的接合構(gòu)造及具有該接合構(gòu)造的半導(dǎo)體制造裝置，該接合構(gòu)造具有埋設(shè)在陶瓷構(gòu)件中的金屬端子和與外部連接、或從外部供給電力的金屬連接構(gòu)件。本發(fā)明的目的是提供在400。C以上的高溫下也能維持接合強(qiáng)度的高可靠性的具有螺釘孔的接合構(gòu)造。本發(fā)明的第1特征是一種接合構(gòu)造，具有由氮化鋁構(gòu)成的設(shè)有孔的陶瓷構(gòu)件；埋設(shè)在所述陶資構(gòu)件中且露在孔底面的由鉬構(gòu)成的端子；與所述端子露出面接觸的只由金(Au)構(gòu)成的焊料接合層；插入到所述孔中且通過(guò)所述焊料接合層與所述端子連接的由鉬構(gòu)成的連接構(gòu)件。本發(fā)明的第2特征是，具有第1特征中接合構(gòu)造的半導(dǎo)體制造裝置。通過(guò)本發(fā)明，提供一種高可靠性的接合構(gòu)造及具有該接合構(gòu)造的半導(dǎo)體制造裝置，該接合構(gòu)造具有埋設(shè)在陶瓷構(gòu)件中的金屬端子和與外部連接、或從外部供給電力的金屬連接構(gòu)件。根據(jù)本發(fā)明提供在400。C以上高溫下也能維持接合強(qiáng)度的高可靠性的具有螺釘孔的接合構(gòu)造。圖1(a)表示第1實(shí)施方式中半導(dǎo)體用基座縱向切斷而得的截面大致圖，圖1(b)表示平行于第1實(shí)施方式中的半導(dǎo)體用基座陶瓷構(gòu)件的主面的方向切斷而得的截面大致圖。圖2表示第1實(shí)施方式中半導(dǎo)體用基座的制造工程圖。圖3(a)(b)表示，第1實(shí)施方式中半導(dǎo)體用基座的制造工程圖。圖4表示第1實(shí)施方式中半導(dǎo)體用基座的制造工程圖。圖5(a)表示第2實(shí)施方式中半導(dǎo)體用基座縱向切斷而得的截面大致圖，5圖5(b)表示平行于第2實(shí)施方式中半導(dǎo)體用基座陶乾構(gòu)件的主面的方向切斷而得的截面大致圖。圖6表示第2實(shí)施方式中半導(dǎo)體用基座的制造工程圖。圖7(a)(b)表示第2實(shí)施方式中半導(dǎo)體用基座的制造工程圖。圖8(a)(b)表示第2實(shí)施方式中半導(dǎo)體用基座的制造工程圖。圖9(a)(b)表示第2實(shí)施方式中半導(dǎo)體用基座的制造工程圖。圖IO表示半導(dǎo)體用基座的制造工程圖。圖11(a)表示變形例1的半導(dǎo)體用基座縱向切斷而得的截面大致圖，圖11(b)表示平行于變形例1的半導(dǎo)體用基座陶瓷構(gòu)件的主面的方向切斷而得的截面大致圖。圖12(a)表示變形例2的半導(dǎo)體用基座縱向切斷而得的截面大致圖，圖12(b)表示平行于變形例2的半導(dǎo)體用基座陶覺構(gòu)件的主面的方向切斷而得的截面大致圖。圖13(a)表示變形例3的半導(dǎo)體用基座縱向切斷而得的截面大致圖，圖13(b)表示平行于變形例3的半導(dǎo)體用基座陶瓷構(gòu)件的主面的方向切斷而得的A1A2截面大致圖，圖13(c)表示平行于變形例3的半導(dǎo)體用基座陶瓷構(gòu)件的主面的方向切斷而得的B1B2截面大致圖。圖14表示半導(dǎo)體用基座連接構(gòu)件的接合強(qiáng)度測(cè)定的概念圖。圖15(a)表示沒有間隙的半導(dǎo)體用基座縱向切斷而得的截面大致圖，圖的截面大致圖。圖16(a)(b)表示連接構(gòu)件5和焊料接合層6的接合界限附近的截面照片。圖17(a)表示圖16的領(lǐng)域SI中連接構(gòu)件5和焊料接合層6的接合界限附近的連接構(gòu)件5的元素分析結(jié)果，圖17(b)表示圖16的領(lǐng)域S2中焊料接合層6的元素分析結(jié)果，圖17(c)表示圖16的領(lǐng)域S3中焊料接合層6和端子3的接合界限附近的端子3的元素分析結(jié)果。(符號(hào)說(shuō)明)1:...半導(dǎo)體用基座2:...力口熱電阻體3:…端子3a:…第1主面3b:…第2主面4:…陶乾構(gòu)件4a:".孔4b:…底面4c:…第1空間4d:…內(nèi)側(cè)面5:...連接構(gòu)件5ei'…溝槽5b…鍵部5c…缺ct部6:…焊料接合層8:…夾具9:...拉鉤件10…封條11…半導(dǎo)體用基座20…焊料箔51…本體部51a:…外側(cè)面52:…端部52a:…外側(cè)面52b:…接合面71、72:…間隙Sl:...領(lǐng)域S2:...領(lǐng)域S3:…領(lǐng)域具體實(shí)施例方式下面以實(shí)施方式為例說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于以下實(shí)施方式。對(duì)圖中具有相同功能或類似功能的，用相同或類似的符號(hào)，而省大致說(shuō)明?！吹?實(shí)施方式〉(半導(dǎo)體用基座(接合構(gòu)造))圖1(a)表示第1實(shí)施方式中縱向切斷半導(dǎo)體用基座而得到的斷面大致到的斷面大致圖。通過(guò)對(duì)第1實(shí)施方式中半導(dǎo)體用基座的說(shuō)明，也可以對(duì)接合構(gòu)造、具有接合構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施方式中的半導(dǎo)體用基座1,由氮化鋁組成，具有陶瓷構(gòu)件4，端子3，連接于端子3的連接構(gòu)件5，以及連接端子3和連接構(gòu)件5的焊料接合層6。陶瓷構(gòu)件4的表面形成孔4a。陶瓷構(gòu)件4的內(nèi)部埋設(shè)加熱電阻體2。加熱電阻體2構(gòu)成導(dǎo)電體層。加熱電阻體2平行埋設(shè)于陶資構(gòu)件4的表面。端子3由與陶瓷構(gòu)件4熱膨脹系數(shù)大致相同的高熔點(diǎn)金屬組成。端子3由鉬構(gòu)成。端子3埋設(shè)在孔4a的底部。端子3具有第1主面3a和第2主面3b。端子3的第1主面3a露在孔4a的底面，第2主面3b與加熱電阻體2電連接。焊料接合層6只由金(Au)構(gòu)成。焊料接合層6與作為端子3露出面的第1主面3a連接。連接構(gòu)件5插入到孔4a，通過(guò)焊料接合層6與端子3連接。連接構(gòu)件5由和陶瓷構(gòu)件4熱膨脹系數(shù)大致相同的高熔點(diǎn)金屬構(gòu)成。連接構(gòu)件5由鉬組成。連接構(gòu)件5具有本體部51和與本體部51連接的端部52。端部52具有通過(guò)焊料接合層6孔4a的底面4b連接的接合面52b。連接構(gòu)件5的接合面52b和孔4a的底面4b相互大致平4亍。端部52的外側(cè)面52a和孔4a的內(nèi)側(cè)面4b之間的間隔(稱為間隙)72，大于本體部51的外側(cè)面51a和孔4a的內(nèi)側(cè)面4b之間的間隙。通過(guò)本體部51的外側(cè)面51a和孔4a的內(nèi)側(cè)面4d之間形成的間隙71，可以把連接構(gòu)件51插入到孔4a中。而且通過(guò)形成間隙71，插入到孔4a中的連接構(gòu)件5可以熱膨脹。間隙71可以遍及連接構(gòu)件5的全周，也可以與孔4a的內(nèi)側(cè)面4d的一部分接觸。實(shí)際上不可能發(fā)生在全周范圍內(nèi)完全不存在間隙71的情況。間隙71最好為超過(guò)0mm、且大體0.5mm以下。若小于下限值，則連接構(gòu)件5很難插入到孔4a中。若孔直徑大，則容易進(jìn)雜質(zhì)，有可能成為污染源、或電極的腐蝕原因。陶資構(gòu)件4上的孔4a越大，陶資構(gòu)件4的強(qiáng)度越低。而且由于連接構(gòu)件5插入到孔4a中時(shí)，有引導(dǎo)連接構(gòu)件5的作用，所以無(wú)需形成大于必要以上的孔。通過(guò)減小間隙71,提高連接構(gòu)件5外周的一部分與陶f(shuō):構(gòu)件4的孔4a的內(nèi)壁面4d接觸的可能性。所以，即使在與連接構(gòu)件5長(zhǎng)邊方向垂直的方向上施加了負(fù)荷，陶瓷構(gòu)件4的孔4a也能支持連接構(gòu)件5。因此，可以防止連接構(gòu)件5和端子3之間的連接部分的破損。間隙72,大于間隙71。具體地，接合面52b的直徑在4mm以上、6mm以下時(shí)，孑L4a的底面4b的直徑比接合面52b的直徑大1~1.5mm。另外，作為金(Au)層的焊料接合層6的厚度為3ym以上10jum以下。通過(guò)在端部52的外側(cè)面52a和孔4a的內(nèi)側(cè)面4d之間形成間隙72，使孔4a底面4b和連接構(gòu)件5的接合面52b之間配設(shè)的焊料接合層6變薄。焊料接合層6，由下述的焊料箔20熔化形成。具體地，用于形成焊料接合層6的焊料箔20的量多時(shí)，剩余的焊材可以流入間隙72。即，可以使接合接合面52和底面4b的接合層6變薄。而且，通過(guò)流入間隙72的剩余焊材可以控制焊料箔的厚度(即，焊料材的量)。具體地，接合面52b存在沒有被焊材覆蓋部分，則會(huì)引起接合不良的情況。本實(shí)施方式中，可以注入剩余的焊材而不會(huì)發(fā)生接合不良的情況。即使注入剩余的焊材，也可以使焊料接合層6的厚度在3jum以上10jum以下。如圖3(a)、圖4中所示，焊料箔20，配設(shè)在連接構(gòu)件5端部52的接合面52b和端子3第1主面3a中露出的孔4a的底面4b之間。焊料箔20配設(shè)在圖4中用虛線表示的第1空間4c中。本體部51的內(nèi)部形成螺旋狀的溝槽5a。溝槽5a中檸入了具有螺旋狀溝槽的電極端(無(wú)圖示)。這電極給半導(dǎo)體用基座提供電力。陶瓷構(gòu)件4沒有特別的限制，可以是氧化鋁、氮化鋁(AIN)、Si3N4、氮化硼(BN)。這些是可以通過(guò)燒結(jié)法形成所希望的形狀。制造陶乾構(gòu)件4時(shí)，由于端子3與氧化鋁粉末、氮化鋁粉末等的陶瓷粉末同時(shí)燒成，所以端子3最好是由和陶瓷構(gòu)件4熱膨脹系數(shù)接近的金屬形成。氧化鋁和鈮或鈦，氮化鋁和鉬或鉑、Si3N4，氮化硼(BN)和鴒的組合為好。這些組合雖然不是限定的，但是對(duì)于端子3的材質(zhì)，其中最理想的是氮化鋁和鉬的組合。陶乾構(gòu)件4使用氮化鋁陶資時(shí)，端子3的材質(zhì)最好使用鉬。這是因?yàn)椋f的熱膨脹系數(shù)接近于氮化鋁陶瓷，而且可作為具有在以高熔點(diǎn)燒成氮化鋁陶瓷時(shí)能埋設(shè)于內(nèi)部的一定程度大小的塊體來(lái)使用。連接構(gòu)件5的材質(zhì)，最好是和端子3熱膨脹系數(shù)相同的金屬。這是由于連接構(gòu)件5和陶瓷構(gòu)件4直接釬焊時(shí)，由兩者的熱膨脹差會(huì)引起降低接合強(qiáng)度的傾向。連接構(gòu)件5和端子3使用相同材質(zhì)，可以消除連接構(gòu)件5和端子3之間的應(yīng)力差，可以緩和沖向陶瓷構(gòu)件4的應(yīng)力。從以上觀點(diǎn)，陶瓷構(gòu)件4的材質(zhì)使用氮化鋁時(shí)，連接構(gòu)件5和端子3的材質(zhì)使用鉬是最理想的。氮化鋁是高熱傳導(dǎo)性、高強(qiáng)度的絕緣材料，是用于半導(dǎo)體基座的最合適的材料。焊料接合層6的直徑，最好是和連接構(gòu)件5的直徑相同。焊料接合層6(即，金(Au)層)的厚度最好是3pm以上、10)im以下。焊料接合層6的直徑最好是4mm以上、6mm以下。超過(guò)所述范圍，則會(huì)降低接合強(qiáng)度。雖然焊料接合層6無(wú)間隙的填充在端子3和連接構(gòu)件5之間，但不會(huì)和端子3、以及連接構(gòu)件5發(fā)生反應(yīng)，緊貼在端子3和連接構(gòu)件5上。由于焊料接合層6非常薄，連接構(gòu)件5和端子3的接合強(qiáng)度有顯著提高。形成焊料接合層6時(shí)炫化的焊料箔20流入連接構(gòu)件5端部52的外側(cè)面52a和孔4a的內(nèi)側(cè)面4d之間形成的間隙72中。所以可以使焊料接合層6變薄。連接構(gòu)件5的本體部51的外側(cè)面51a和陶瓷構(gòu)件4的孔4a的內(nèi)側(cè)面4d間的間隙71超過(guò)0mm，大致0.5mm以下。而且連接構(gòu)件5的接合面52b在浸入到陶資構(gòu)件4的孔4a的內(nèi)部并通過(guò)焊料接合層6固定。連接構(gòu)件5即使受到扭矩、或彎曲力，連接構(gòu)件5和陶瓷構(gòu)件4的接合也不會(huì)被破壞。對(duì)于加熱電阻體2，沒有特別的限制，但最好使用面狀的大塊金屬材料。面狀的大塊金屬材料，例如將金屬作為一體的面狀而形成的材料，除此之外也包括具有多個(gè)小孔板狀體組成的大塊材料(沖壓金屬)、網(wǎng)狀的大塊材料。通過(guò)第1實(shí)施方式中半導(dǎo)體用基座1,由于焊料接合層6不包含鈮(Ni)，連接構(gòu)件5和端子3之間不會(huì)生成金屬間化合物。而且焊料接合層6只由金(Au)構(gòu)成，所以不會(huì)形成脆弱的金屬間化合物，而形成固溶體層，所以受到外力時(shí)可以起到緩沖層的作用。圖15(a)(b)中所示，陶資構(gòu)件4的孔4a中除連接構(gòu)件5所占的空間之外的部分被焊接接合層106填充了的半導(dǎo)體用基座101，因?yàn)楸粺o(wú)間隙的固定，所以制造中或在使用時(shí)的溫度循環(huán)中存在連接構(gòu)件5和陶瓷的熱膨脹差引起的應(yīng)力，連接構(gòu)件5周圍的陶瓷構(gòu)件4有破損的傾向。第1實(shí)施方式的半導(dǎo)體用基座l,由于應(yīng)力^J'司隙71、72緩和，所以陶瓷構(gòu)件4不會(huì)^皮石皮損。另外，相對(duì)于第1實(shí)施方式的半導(dǎo)體用基座1，為了進(jìn)一步提高扭曲破斷強(qiáng)度，最好使用下述的第2實(shí)施方式的構(gòu)造。(半導(dǎo)體用基座(接合構(gòu)造)的制造方法)圖2所示的陶瓷構(gòu)件4，與陶乾構(gòu)件4的主面平行地埋設(shè)加熱電阻體2，埋設(shè)端子3使得其與加熱電阻體2電接合。圖3(a)、(b)所示，增設(shè)內(nèi)徑大于連接構(gòu)件5外徑的孔4a，使得其與連接構(gòu)件5的外徑之間形成間隙71，從而使插入連接構(gòu)件5時(shí)連接構(gòu)件5能夠熱膨脹。圖3(a)中用虛線表示的第1空間4c,裝入為形成焊料接合層6的包含焊料材的焊料箔20。在本實(shí)施方式中，焊料箔20的厚度為0.2mm。圖4所示，在露出端子3第l主面(露出面)3a的底面4b中配置焊料箔20。焊料箔20被配置在第1空間4c中。并且通過(guò)焊料箔20把連接構(gòu)件5配置在陶瓷構(gòu)件4的孔4a內(nèi)。連接構(gòu)件5上放置500g以下的重物。然后，加熱焊料箔20使其熔化。加熱溫度建議達(dá)到比金的熔點(diǎn)高20。C左右為止。確認(rèn)焊料箔20熔化后放置5分鐘左右，停止加熱進(jìn)行自然冷卻。焊料箔20被熔化后焊料箔20的大部分從接合面52b流出。殘留在接合面52b的焊料材的一部分形成焊料接合層6。通過(guò)焊料接合層6,連接構(gòu)件5與端子3連接。焊料箔20因?yàn)槿刍罅鞒?，所以熔化后形成的焊料接合?的厚度可以比焊料箔20的厚度0.2mm還要薄。通過(guò)以上方法，制造如圖1(a)(b)所示的半導(dǎo)體用基座1。〈第2實(shí)施方式〉(半導(dǎo)體用基座(接合構(gòu)造))主要說(shuō)明與第1實(shí)施方式中半導(dǎo)體用基座1的不同點(diǎn)。如圖5(a)所示的第2實(shí)施方式中的半導(dǎo)體用基座11，在形成于陶瓷構(gòu)件14主面的孔14a的內(nèi)側(cè)面一部分中，形成焊料堆積空間14d。焊料堆積空間14d在圖5(a)的B1B2截面中，具有大體半圓形狀。焊料接合層62填充焊料堆積空間14d的一部分。第2實(shí)施方式中的半導(dǎo)體用基座的間隙73的基礎(chǔ)上，在間隙73的一部分中具有焊料堆積空間14d,由于這些空間里填充的焊料接合層62起到鍵的作用(以下成為"鍵效果")，所以比沒有焊料堆積空間14d的相比大大提高扭曲破斷強(qiáng)度。第2實(shí)施方式中，由于只有間隙73的一部分被焊料接合層62灌滿，所以連接構(gòu)件5和陶瓷構(gòu)件14只強(qiáng)固約束在孔14a的側(cè)面的一部分，連接構(gòu)件5和陶瓷構(gòu)件14之間大部分形成間隙73。所以如圖15所示，在第2實(shí)施方式中不會(huì)發(fā)生在連接構(gòu)件5和陶瓷構(gòu)件14的孔14a之間裝滿焊料接合層106時(shí)引起的陶資構(gòu)件104的破壞，。即，第2實(shí)施方式，相比如圖1所示插入和孔4a相同形狀的連接構(gòu)件5的第1實(shí)施方式，具有遠(yuǎn)高的扭曲破斷強(qiáng)度。如第1實(shí)施方式，插入和孔4a相同形狀的連接構(gòu)件5時(shí)，孔4a和連接構(gòu)件5之間形成間隙71、72。也存在連接構(gòu)件5與孔4a的一部分接觸的情況，在連接構(gòu)件5擰入方向上，一定存在間隙71、72,與檸入方向相反就會(huì)有被破斷的傾向。但第2實(shí)施方式中擰緊或擰+>檸入連接構(gòu)件5的溝槽5a的螺釘時(shí)，由于擰入擰出雙向的大致半圓形狀的焊料堆積空間14d中裝滿了焊料接合層62使得間隙73不存在，所以發(fā)揮比鍵效果更高的扭曲破斷強(qiáng)度。焊料堆積空間14d可以是一處，也可以設(shè)置多處的焊料堆積空間14d。例如2處或4處相互對(duì)稱的配置焊料堆積空間14d,可以進(jìn)一步提高扭曲破斷強(qiáng)度。但是例如5處以上或更多時(shí)，所需的焊料材更多，而且發(fā)生陶瓷破斷的可能性更高，所以不建議。其中，建議在孔14a的側(cè)壁的互相相對(duì)處設(shè)置1組或2組焊料堆積空間14d，最好在孔14a的側(cè)壁的互相相對(duì)處設(shè)置1組。(半導(dǎo)體用基座的制造方法)主要說(shuō)明與第1實(shí)施方式中的半導(dǎo)體用基座1的制造方法的不同點(diǎn)。如圖6、圖7(a)(b)所示，同第1實(shí)施方式中的圖2、圖3(a)(b)，加工陶乾構(gòu)件14。如圖8(a)(b)所示，使用鉆孔機(jī)等在陶資構(gòu)件14的孔14a的側(cè)面的一部分中形成焊料堆積空間14d。這時(shí)，也可以與孔14a同時(shí)形成焊料堆積空間14d。然后，如圖9(a)(b)所示，除焊料堆積空間14d夕卜，配置封條構(gòu)件10在陶瓷構(gòu)件14上，進(jìn)行包鍍處理。連接構(gòu)件5的希望涂上焊料材的部分也建議進(jìn)行包鍍處理。通過(guò)進(jìn)行包鍍處理，焊料箔61熔化時(shí)容易涂到焊料堆積空間14d,但不是必須要進(jìn)行的。對(duì)于連接構(gòu)件5最好除希望涂上焊料材的部分外，進(jìn)行表面氧化處理。通過(guò)表面氧化處理，焊料材不會(huì)被涂上，所以可以防止所有的間隙(焊料堆積空間14d)里灌滿焊料材。不限于表面氧化處理，可以涂上潤(rùn)濕性差的物質(zhì)?；蛘邔?duì)陶瓷進(jìn)行包鍍處理，或者對(duì)連接構(gòu)件5進(jìn)行表面氧化處理，或者兩者都進(jìn)行，則可以把焊料材僅僅涂到焊料堆積空間14d中。如圖10所示，在露在端子3第1主面(露出面)3a的底面14b配置焊料箔61。焊料箔61配置在第1空間4c。通過(guò)焊料箔61把連接構(gòu)件5配置在陶瓷構(gòu)件4的孔14a內(nèi)。然后，加熱并熔化焊料箔61。加熱溫度建議達(dá)到比金的熔點(diǎn)高2(TC左右為止。確認(rèn)焊料箔61熔化后放置5分鐘左右保持在其溫度。焊料材涂到連接構(gòu)件5的側(cè)面或焊料堆積空間14d的側(cè)面，焊料材的界面上升并填充焊料堆積空間14d。然后，停止加熱并進(jìn)行自然冷卻。連接構(gòu)件5通過(guò)焊料接合層6與端子3連接。通過(guò)以上方法，如圖5(a)(b)所示制造半導(dǎo)體用基座11。通過(guò)第2實(shí)施方式，可以提供陶瓷構(gòu)件4中埋設(shè)的端子3和連接構(gòu)件5之間不會(huì)生成金屬間化合物的，在擰緊和取出外部螺旋時(shí)也能保持較高可靠性的，高溫下也能使用的高可靠性連接構(gòu)件，以及具有這種連接構(gòu)件的半導(dǎo)體制造裝置。〈變形例〉13(半導(dǎo)體用基座(連接構(gòu)件))為增加扭曲破斷強(qiáng)度，也可以是以下結(jié)構(gòu)。變形例1:圖11(a)是變形例1中的半導(dǎo)體用基座21的陶瓷構(gòu)件14的主面相垂直的方向切斷的截面大致圖。連接構(gòu)件5，連接構(gòu)件5的外表面的一部分可以具有鍵部5b。鍵部5b，連接構(gòu)件5的寬度方向的截面是半圓形。圖11(b)是，如圖11(a)所示的B1B2截面從開口部側(cè)方向看到的截面圖。鍵部5b,如圖11(b)所示，填補(bǔ)焊料堆積空間14d的一部分。焊料接合層62，可以填充到焊料堆積空間14d的一部分中。鍵部5b是連接構(gòu)件5的寬度方向截面為半圓形狀的凸起部分。通過(guò)這些鍵部5b和焊料堆積空間14d鑲嵌，增加扭曲破斷強(qiáng)度。變形例1中的半導(dǎo)體用基座，由于鍵部5b和焊料堆積空間14d之間的間隙74的一部分中填充的焊料接合層62起到鍵的作用，所以扭曲破斷強(qiáng)度高。變形例2:圖12(a)是變形例2中的半導(dǎo)體用基座31的陶瓷構(gòu)件34的主面相垂直的方向切斷的截面大致圖。連接構(gòu)件5，連接構(gòu)件5的外側(cè)面的一部分中具有，向相連接構(gòu)件5的內(nèi)部切入的缺口部5c。而且，在陶瓷構(gòu)件14主面的孔34a的內(nèi)側(cè)面的一部分中，形成焊料堆積空間34d。焊料堆積空間34d，在圖12(a)的A1A2截面中，具有大致半圓形狀。焊料接合層62,填充在缺口部5c的一部分以及焊料堆積空間34d的一部分中。變形例3:圖13(a)是變形例3中的半導(dǎo)體用基座41的陶瓷構(gòu)件4的主面垂直的方向切斷的截面大致圖。連接構(gòu)件5的直徑是一定的，但是也可以如圖13(c)所示，在端子43的第1主面43a的表面上形成十字(十字架)形狀的溝槽44。熔化的焊料材流入溝槽44的狀態(tài)下，形成焊料接合層6。這樣，可以得到固定體的效果，提高扭曲破斷強(qiáng)度。實(shí)施例(接合強(qiáng)度測(cè)定)(實(shí)^侈寸1~實(shí)施<列9)(t匕專交仿l1~t匕4交侈寸21)準(zhǔn)備幾塊如圖14所示的孔4a直徑A為4.1mm、5.1mm、6.1mm中的任意一個(gè)，試驗(yàn)片的厚度D為5mm，孑L4a的深度E為4mm，端子3的直徑C為3mm，端子3的厚度D為0.5mm的氮化鋁成分的試驗(yàn)用陶瓷構(gòu)件4準(zhǔn)備幾塊如圖14所示的外徑B為4mm、5mm、6mm中的任意一個(gè)，有溝槽5a的圓柱形的鉬成分的試驗(yàn)用連接構(gòu)件5。陶瓷構(gòu)件4的孔4a中配置厚度為0.2mm的焊料箔20。焊料箔20上方配置連接構(gòu)件5。連接構(gòu)件5的外徑B和焊料箔20的直徑相同。連接構(gòu)件5的上方裝載表l中所示重量的鉬制重物(無(wú)圖示)，通過(guò)焊料箔20，連接構(gòu)件5的底面壓住孔4a的底面。通過(guò)改變重物的重量，控制焊料箔20熔化后形成的焊料接合層6的厚度。然后，加熱到比焊料箔20(金)的熔點(diǎn)高2(TC左右的溫度，確認(rèn)焊料箔20熔化后開始放置5分鐘使其自然冷卻。按照以上方法，通過(guò)焊料接合層6接合連接構(gòu)件5和陶瓷構(gòu)件4。得到如圖1(a)(b)所示的，端子3的表面具有焊料接合層6的連接構(gòu)件。然后，用圖14的夾具8夾住陶瓷構(gòu)件4后，使用連接構(gòu)件5的溝槽5a中檸入的拉伸部件9，按照標(biāo)記的垂直方向加重，連接構(gòu)件5從陶乾構(gòu)件4中脫離為止的耐加重做為接合強(qiáng)度(kgf)來(lái)測(cè)定。實(shí)驗(yàn)條件以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理為表1。實(shí)施例1~實(shí)施例3，比較例1、2:端子3的直徑為4mm，對(duì)照端子3直徑焊料接合層6的直徑也設(shè)置為4mm時(shí)，測(cè)定焊料接合層6的厚度對(duì)接合強(qiáng)度的影響。其結(jié)果，焊料接合層6的厚度超過(guò)3nm,lOiam以下時(shí)能得到良好的接合強(qiáng)度。比較例3~比較例7:除準(zhǔn)備含有17%Ni，Au-Ni17%的厚度0.2mm的焊料箔外，與實(shí)施例1實(shí)施例3，比較例l、2進(jìn)行同樣實(shí)驗(yàn)。其結(jié)果，焊料接合層6與鉬反應(yīng)厚度變厚，接合強(qiáng)度下降。實(shí)施例4~實(shí)施例6，比較例8、9:端子3的直徑為5mm,對(duì)照端子3直徑，焊料接合層6的直徑設(shè)置為5mm時(shí)，測(cè)定焊料接合層6的厚度對(duì)接合強(qiáng)度的影響。其結(jié)果，焊料接合層6的厚度超過(guò)3jam,10jum以下時(shí)能得到良好的接合強(qiáng)度。比較例10比較例14:除準(zhǔn)備含有17。/。Ni，Au-Ni17。/。的厚度0.2mm的焊料箔外，與實(shí)施例4實(shí)施例6，比較例8、9進(jìn)行同樣實(shí)驗(yàn)。其結(jié)果，接合強(qiáng)度下降。實(shí)施例7~實(shí)施例9，比較例15、16:端子3的直徑為6mm，對(duì)照端子3直徑，焊料接合層6的直徑設(shè)置為6mm時(shí)，測(cè)定焊料接合層6的厚度對(duì)接合強(qiáng)度的影響。其結(jié)果，焊料接合層6的厚度超過(guò)3pm,10Mm以下時(shí)能得到良好的接合強(qiáng)度。比較例17~比較例21:除準(zhǔn)備含有17%Ni，Au-Ni17%的厚度0.2mm的焊料箔外，與實(shí)施例7-實(shí)施例9，比較例15、16進(jìn)行同樣實(shí)驗(yàn)。其結(jié)果，接合強(qiáng)度下降。(扭曲破斷實(shí)驗(yàn))(實(shí)施例10~實(shí)施例14)(比較例22)根據(jù)實(shí)施方式的記載，如表2所示的條件下，制造圖1、圖5、圖ll-圖15所示的半導(dǎo)體用基座。利用扭矩扳手檸入連接構(gòu)件5，每次提高O.lN.m的扭矩，測(cè)定扭曲破斷扭矩。然后，進(jìn)行了100回對(duì)各半導(dǎo)體用基座200。C加熱和700。C加熱。之后相同于所述的方法測(cè)定扭曲破斷扭矩。得到的結(jié)果整理為表2。通過(guò)比較例22、實(shí)施例10，可知設(shè)計(jì)間隙，可以提高扭曲破斷扭矩。通過(guò)實(shí)施例11~實(shí)施例14,可知間隙基礎(chǔ)上增設(shè)焊料堆積空間或固定體，得到鍵效果和固定體效果，可以提高扭曲破斷扭矩。通過(guò)實(shí)施例12、13,可知在焊料堆積空間的基礎(chǔ)上增設(shè)鍵部、或缺口部，可以提高扭曲破斷扭矩。(測(cè)定反應(yīng)層的形成)實(shí)施例1中使用的鉬制連接構(gòu)件5通過(guò)焊料接合層6,和底部4b中配設(shè)鉬制端子3的陶瓷構(gòu)件4接合。圖16(a)(b)，連接構(gòu)件5和焊料接合層6的接合界限附近的截面照片。這時(shí)，對(duì)連接構(gòu)件5(圖16(b)中的領(lǐng)域Sl)，焊料接合層6(圖16(b)中的領(lǐng)域S2),端子3(圖16(c)中的領(lǐng)域3)的組成，用能量分散型電子束探針元素分析裝置(EDS-EPMA)觀測(cè)。圖16(b)中，包括領(lǐng)域S2的焊料接合層6的厚度為5nm。圖17(a)表示，連接構(gòu)件5和焊料接合層6的接合界限附近的連接構(gòu)件5的元素分析結(jié)果。圖17(b)表示，焊料接合層6的元素分析結(jié)果。圖17(c)表示，焊料接合層6和端子3的接合界限附近的端子3的元素分析結(jié)果。如圖17(a)所示，連接構(gòu)件5和焊料接合層6的接合界限附件的連接構(gòu)件5，可以判斷由鉬構(gòu)成，焊料材的金沒有擴(kuò)散。如圖n(b)所示，可以判斷焊料接合層6由金構(gòu)成，鉬沒有擴(kuò)散。如圖17(c)所示，可以判斷端子3由鉬構(gòu)成，焊料材的金沒有擴(kuò)散。確認(rèn)焊料接合層6，無(wú)間隙的填充在端子3和連接構(gòu)件5兩者間，但和端子3、以及連4妄構(gòu)件5不起反應(yīng)，緊貼于端子3、以及連接構(gòu)件5。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>表1<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>權(quán)利要求1.一種接合構(gòu)造，其特征在于，具有由氮化鋁構(gòu)成的設(shè)有孔的陶瓷構(gòu)件；埋設(shè)在所述陶瓷構(gòu)件中且具有露在所述孔底面的露出面，并由鉬構(gòu)成的端子；與所述端子露出面連接的、只由金(Au)構(gòu)成的焊料接合層；插入到所述孔中，且通過(guò)所述焊料接合層與所述端子連接的、由鉬構(gòu)成的連接構(gòu)件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接合構(gòu)造，其特征在于，具有所述連接部件具有本體部；與所述本體部連接的端部；所述端部具有通過(guò)所述焊料接合層與所述孔底面連接的接合面；所述連接構(gòu)件的所述接合面和所述孔的底面相互大致平行；所述端部的外側(cè)面和所述孔的內(nèi)側(cè)面之間的間隔，比所述本體部的外側(cè)面和所述孔的內(nèi)側(cè)面之間的間隔大；在所述接合面的直徑為4mm以上、6mm以下時(shí)，所述孔底面的直徑比所述接合面的直徑大1~1.5mm;所述金(Au)層的厚度為3lum以上10jam以下。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的接合構(gòu)造，其特征在于在所述孔的側(cè)壁上形成有焊料堆積空間，所述焊料堆積空間在平行于所述陶瓷構(gòu)件主面的斷面上具有大致半圓形狀，在所述焊料堆積空間的至少一部分中填充焊料。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接合構(gòu)造，其特征在于所述連接構(gòu)件具有向所述焊料堆積空間內(nèi)突出的凸部，所述凸部在平行于所述陶瓷構(gòu)件主面的斷面上具有大致半圓形狀，所述焊料堆積空間及所述凸部通過(guò)鑲嵌而形成鍵部。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接合構(gòu)造，其特征在于，具有在所述連接構(gòu)件的外周表面的一部分形成有向所述連接構(gòu)件內(nèi)側(cè)凹陷的缺口部，在所述缺口部的至少一部分中填充所述焊料。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的接合構(gòu)造，其特征在于在所述端子的所述露出面上形成有填充焊料的溝槽，在所述溝槽中填充的焊料構(gòu)成固定體。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接合構(gòu)造，其特征在于所述孔的側(cè)壁設(shè)有2個(gè)~4個(gè)所述焊料堆積空間。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的接合構(gòu)造，其特征在于在所述孔的側(cè)壁上，在所述孔的側(cè)壁的互相相對(duì)位置設(shè)有l(wèi)組、或2組所述焊料堆積空間。9.一種半導(dǎo)體制造裝置，其特征在于具有所述權(quán)利要求1或2所述的接合構(gòu)造。全文摘要提供一種高可靠性的接合構(gòu)造及具有該接合構(gòu)造的半導(dǎo)體制造裝置，該接合構(gòu)造具有埋設(shè)在陶瓷構(gòu)件中的金屬端子和與外部連接、或從外部供給電力的金屬連接構(gòu)件。實(shí)施方式中的半導(dǎo)體用基座1，由氮化鋁構(gòu)成，具有帶孔的陶瓷構(gòu)件4、由鉬構(gòu)成的埋設(shè)在陶瓷構(gòu)件4中的端子3、插入到孔中的與端子3連接的由鉬構(gòu)成的連接構(gòu)件5、連接端子3和連接構(gòu)件5的焊料接合層6，焊料接合層6只由金(Au)構(gòu)成。文檔編號(hào)H01L21/683GK101483146SQ20091000221公開日2009年7月15日申請(qǐng)日期2009年1月8日優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日發(fā)明者中村太一,竹林央史,藤井知之申請(qǐng)人:日本礙子株式會(huì)社