118a、S相118b 及丫2相118c中的至少1個相（參考圖7的狀態(tài)圖）。
[0079] 并且，本實施方式中，沿銅層112B與擴散層115之間的界面，氧化物119在由 相118a、S相118b或丫2相118c中的至少1個相構成的層的內部以層狀分散。另外，該 氧化物119設為氧化鋁（A1203)等鋁氧化物。
[0080] 并且，在本實施方式的功率模塊101中，電路層112 (銅層112B)與半導體元件3 焊錫接合，在電路層112 (銅層112B)與半導體元件3之間形成有焊錫層20。與第1實施方 式相同，該焊錫層20通過Sn-Cu-Ni系的焊錫材料形成，本實施方式中使用Sn-0. 1~4質 量％Cu-0. 01~1質量％Ni的焊錫材料。
[0081] 在此，如圖8所示，在電路層112(銅層112B)的表面形成有金屬間化合物層26,在 該金屬間化合物層26上層壓配置有焊錫層20。該金屬間化合物層26被設為Cu和Sn的金 屬間化合物（Cu3Sn)。另外，金屬間化合物層26的厚度t2設定為0. 8ym以下。
[0082] 并且，焊錫層20中的與電路層112(銅層112B)之間的界面形成有合金層21，該合 金層21由作為主成分含有Sn，并且含有0.5質量％以上10質量％以下的Ni和30質量％ 以上40質量％以下的Cu的組成構成，該合金層21的厚度t3設定在2ym以上20ym以下 的范圍內。
[0083] 在此，本實施方式中，合金層21具有由（&1，附)6511 5構成的金屬間化合物。
[0084] 并且，本實施方式的功率模塊101構成為，在功率循環(huán)試驗中在通電時間5秒、溫 度差80°C的條件下負載10萬次功率循環(huán)時的熱阻上升率低于10%。
[0085]詳細而言，將作為半導體元件3的IGBT元件焊接于電路層112(銅層112B)，并且 接合由鋁合金構成的連接配線。并且，將對IGBT元件的通電調整為，每10秒鐘重復進行一 次通電（0N)時元件表面溫度為140°C、非通電（OFF)時元件表面溫度為60°C的循環(huán)，并反 復進行10萬次該功率循環(huán)之后，熱阻上升率低于10%。
[0086] 以下，使用圖9的流程圖對本實施方式的功率模塊101的制造方法進行說明。 [0087]首先，在絕緣基板11的第一面及第二面接合鋁板，并形成鋁層112A及金屬層 13 (鋁層及金屬層形成工序S101)。
[0088] 將絕緣基板11和鋁板經(jīng)由釬料進行層壓，并通過釬焊接合絕緣基板11和鋁板。此 時，作為釬料，例如可使用厚度20~110ym的Al-Si系釬料箔，釬焊溫度優(yōu)選設為600~ 620。。。
[0089] 接著，在鋁層112A的一個面接合銅板而形成銅層112B(銅層形成工序S102)。另 外，鋁層112A的另一面為通過鋁層及金屬層形成工序S101與絕緣基板11的第一面接合的 面。
[0090] 在鋁層112A上層壓銅板，并將它們向層壓方向進行加壓（壓力3~35kgf/cm2)的 狀態(tài)下裝入真空加熱爐內而進行加熱，由此進行鋁層112A和銅板固相擴散接合。在此，在 銅層形成工序S102中，加熱溫度設為400°C以上548°C以下，加熱時間設為15分鐘以上270 分鐘以下。另外，在進行鋁層112A與銅板的固相擴散接合時，加熱溫度優(yōu)選設為從比A1和 Cu的共晶溫度（548. 8°C)低5°C的溫度至低于共晶溫度的溫度范圍。
[0091] 通過該銅層形成工序S102,在絕緣基板11的第一面形成由鋁層112A和銅層112B 構成的電路層112。
[0092] 并且，在電路層112(銅層112B)上接合半導體元件3(半導體元件接合工序 S103)。本實施方式中，在電路層112(銅層112B)的表面形成厚度0. 2ym以下的較薄的Ni 鍍膜。
[0093] 接著，在該Ni鍍膜上經(jīng)Sn-0. 1~4質量％Cu-0. 01~1質量％Ni的焊錫材料層 壓半導體元件3。
[0094] 在層壓半導體元件3的狀態(tài)下，裝入還原爐內，并焊錫接合電路層112 (銅層112B) 與半導體元件3。此時，還原爐內設為氫氣1~lOvol%的還原氣氛，加熱溫度設為280~ 330°C，保持時間設為0. 5~2分鐘。并且，將冷卻至室溫的冷卻速度設定在平均2~3°C/ s的范圍內。
[0095] 由此，在電路層112 (銅層112B)與半導體元件3之間形成焊錫層20,制造出本實 施方式的功率模塊101。
[0096]此時，形成于電路層112(銅層112B)的表面的Ni鍍膜中的Ni向焊錫材料側擴散， Ni鍍膜消失。
[0097] 并且，通過銅層112B的Cu向焊錫材料側擴散，由包含Cu、Ni、Sn的金屬間化合物 (本實施方式中為（Cu，Ni)6Sn5)構成的析出物顆粒分散在焊錫層20的內部。并且，焊錫層 20成為作為主成分含有Sn，并且含有0. 01質量％以上1. 0質量％以下的Ni、0. 1質量％以 上5. 0質量％以下的Cu的組成。
[0098] 在設為如上結構的本實施方式的功率模塊101中，能夠發(fā)揮與第1實施方式同樣 的作用效果。
[0099] 并且，本實施方式中，電路層112具有銅層112B，因此能夠將從半導體元件3產(chǎn)生 的熱量在銅層112B向面方向擴散，能夠有效地向功率模塊用基板110側傳遞熱量。
[0100] 另外，在絕緣基板11的第一面形成有變形阻力相對較小的鋁層112A，因此能夠將 負載熱循環(huán)時產(chǎn)生的熱應力通過該鋁層112A吸收，并能夠抑制絕緣基板11的裂縫。
[0101] 并且，在電路層112的一個面?zhèn)刃纬捎杏勺冃巫枇ο鄬^大的銅或銅合金構成的 銅層112B，因此在負載功率循環(huán)時，能夠抑制電路層112的變形，并能夠獲得對功率循環(huán)的 較高的可靠性。另外，電路層112的另一面為與絕緣基板11的第一面接合的面。
[0102] 并且，本實施方式中，鋁層112A與銅層112B被固相擴散接合，且該固相擴散接合 時的溫度設為400°C以上，因此促進A1原子與Cu原子的擴散，能夠在短時間內充分進行固 相擴散。并且，進行固相擴散接合時的溫度設為548°C以下，因此不會產(chǎn)生A1和Cu的液相， 能夠抑制在鋁層112A與銅層112B之間的接合界面產(chǎn)生凸起或厚度發(fā)生變動。
[0103] 另外，將上述固相擴散接合的加熱溫度設為從比A1和Cu的共晶溫度（548. 8°C) 低5°C的溫度至低于共晶溫度的范圍時，能夠抑制A1和Cu的化合物過度形成，并且能夠確 保固相擴散接合時的擴散速度，以比較短的時間進行固相擴散接合。
[0104] 以上，對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但本發(fā)明并不限定于此，在不脫離本發(fā)明 的技術思想的范圍內可適當變更。
[0105] 例如，本實施方式中，將金屬層設為由純度為99. 99質量％以上的4N鋁構成的情 況進行了說明，但并不限定于此，也可以由其他鋁或鋁合金構成，也可由銅或銅合金構成。
[0106] 并且，本實施方式中，作為成為電路層的金屬板以無氧銅的軋制板為例進行了說 明，但并不限定于此，也可以由其他銅或銅合金構成。
[0107] 另外，作為絕緣層使用由A1N構成的絕緣基板的情況進行了說明，但并不限定于 此，也可使用由A1203、Si3N4等構成的絕緣基板。
[0108] 并且，將絕緣基板和成為電路層的銅板通過活性金屬釬料法進行接合的情況進行 了說明，但并不限定于此，也可通過DBC法、鑄造法等進行接合。
[0109] 另外，將絕緣基板和成為金屬層的鋁板通過釬焊進行接合的情況進行了說明，但 并不限定于此，也可適用瞬間液相連接法（TransientLiquidPhaseBonding)、金屬膏法、 鑄造法等。
[0110] 并且，焊錫材料的組成并不限定于本實施方式，只要是焊錫接合后形成的合金層 的組成，作為主成分含有Sn，并且含有0. 5質量％以上10質量％以下的Ni、30質量％以上 40質量％以下的Cu即可。
[0111] 并且，在第2實施方式中，通過在鋁層的一個面固相擴散接合銅板，在電路層的接 合面形成銅層的情況進行了說明，但并不限定于此，銅層形成方法并無限制。
[0112] 例如，也可在錯層的一個面通過電鍍法形成銅層。另外，形成厚度5ym至50ym 左右的銅層時，優(yōu)選適用電鍍法。形成厚度50ym至3mm左右的銅層時，優(yōu)選適用固相擴散 接合。
[0113] 實施例1
[0114] 以下，對為確認本發(fā)明的效果而進行的確認實驗的結果進行說明。
[0115] 準備所述第1實施方式中記載的功率模塊。絕緣基板由A1N構成，使用 27mmX17mm、厚度0? 6mm的基板。并且，電路層由無氧銅構成，使用25mmX15mm、厚度0? 3mm 的層。金屬層由4N錯構成，使用25mmX15mm、厚度0.6mm的層。半導體元件設為IGBT元 件，并使用13