特許7695531IP Force 特許公報全文掲載

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技術分野

ダイヤモンドおよび金属を含む複合基板およびその製造方法、ならびに当該複合基板を備える半導体装置

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

新しい複合基板およびその製造方法、ならびに当該複合基板を備える半導体装置を提供する。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本開示の複合基板は、例示的な実施形態において、ダイヤモンドと金属を含む複合材料から形成され、第１表面、および前記第１表面の反対側に第２表面を有する基層と、前記基層の前記第１表面に結合される下面と、表面粗さＲａが１０ｎｍ以下である上面を有する平坦層と、前記平坦層の前記上面に直接接合された絶縁層とを備える。

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

新しい複合基板およびその製造方法、ならびに当該複合基板を備える半導体装置を提供することができる。

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】 図１は、ダイヤモンドおよびＣｕなどの材料について、熱膨張係数および熱伝導率をプロットしたグラフである。
【図2】 図２は、ダイヤモンド粒子の一例を模式的に示す斜視図である。
【図3】 図３は、本開示の実施形態における複合基板の斜視図である。
【図4A】 図４Ａは、本開示の実施形態における基板の構成例を模式的に示す断面図である。
【図4B】 図４Ｂは、本開示の実施形態における基板の直接接合前における状態を模式的に示す断面図である。
【図5】 図５は、本開示の実施形態における複合基板の直接接合前における他の状態を模式的に示す断面図である。
【図6】 図６は、本開示の実施形態における複合基板の直接接合前における他の状態を模式的に示す断面図である。
【図7A】 図７Ａは、本開示の実施形態による複合基板の製造方法における主な工程を示すフローチャートである。
【図7B】 図７Ｂは、本開示の実施形態による積層体を準備する工程の例を示すフローチャートである。
【図7C】 図７Ｃは、本開示の実施形態による積層体を準備する工程の他の例を示すフローチャートである。
【図7D】 図７Ｄは、本開示の実施形態におけるＣｕ-ダイヤモンド複合材料の基層を形成する工程を示すフローチャートである。
【図8】 図８は、本開示の実施形態における混合粉末に含まれるダイヤモンド粒子の例を示す写真である。
【図9】 図９は、本開示の実施形態におけるパルス通電焼結法に用いられる焼結装置の構成例を示す模式図である。
【図10】 図１０は、パルス通電焼結工程の開始から終了までの間の時間の経過と、混合粉末の温度および圧力の関係の例を模式的に示す図である。
【図11A】 図１１Ａは、パルス通電焼結工程の開始から終了までの間の時間の経過と、混合粉末の温度および圧力の関係の他の例を模式的に示す図である。
【図11B】 図１１Ｂは、パルス通電焼結工程の開始から終了までの間の時間の経過と、混合粉末の温度および圧力の関係の他の例を模式的に示す図である。
【図12】 図１２は、本開示の実施形態により製造された複合材料の外形を模式的に示す斜視図である。
【図13】 図１３は、本開示の実施形態により製造された複合材料の一部を拡大して模式的に示す断面図である。
【図14】 図１４は、本開示の実施形態において薄肉化処理が施された複合材料の一部を拡大して模式的に示す断面図である。
【図15】 図１５は、本開示の実施形態において薄肉化処理およびパルス通電焼結が順次施された複合材料の一部を拡大して模式的に示す断面図である。
【図16】 図１６は、本開示の実施形態において金属層が形成された複合材料の一部を拡大して模式的に示す断面図である。
【図17】 図１７は、本開示の実施形態において金属層上に絶縁層が形成された複合材料の一部を拡大して模式的に示す断面図である。
【図18】 図１８は、本開示の実施形態において金属層上に絶縁層が形成された複合材料の一部を拡大して模式的に示す断面図である。
【図19】 図１９は、実験例における複合材料の一部について、その断面の顕微鏡写真を示す図である。
【図20】 図２０は、他の実験例における複合材料の一部について、その断面の顕微鏡写真を示す図である。
【図21A】 図２１Ａは、明度測定に使用される治具の一例を示す斜視図である。
【図21B】 図２１Ｂは、明度測定の仕方を示す側面図である。
【図21C】 図２１Ｃは、実験例１３－１８で得られたＬ*と熱伝導率の測定結果を示すグラフである。
【図22】 図２２は、本開示の半導体装置の一例を示す斜視図である。
【図23】 図２３は、本開示の半導体装置の他の例を示す断面図である。
【図24】 図２４は、本開示の半導体装置の更に他の例を示す断面図である。
【図25】 図２５は、本開示の半導体装置の他の実施形態である発光装置の構成例を示す断面図である。

代表図 図1本件の代表的な図

１０・・・ダイヤモンド粒子、２０・・・キャビティ、３０・・・ダイ、４０・・・上パンチ、５０・・・下パンチ、６０・・・電源ユニット、１００・・・焼結装置

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