TW201111164A - Metallic laminated structure and manufacturing method for metallic laminated structure - Google Patents

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201111164 六、發明說明· 【發明所屬之技術領域】 本發明關於金屬積層構造體及金屬積層構造體之製造 方法。 【先前技術】 在例如LED(Light Emitting Diode)元件等半導體裝置之 中，一般而言，設置用於將半導體元件之驅動時所產生的 熱排放至外部的放熱基板（熱槽）。 例如在專利文獻1(日本特開平6-268115號公報）中， 記載了將使用壓延法所製作的直徑200mm且厚度0.465 mm 之Cu板、與Cu板相同直徑而厚度爲0.090mm之Mo板， 在以Cu板/Mo板/Cu板的順序重疊的狀態下進行熱壓延，. 藉此製作厚度1.02mm之Cu/Mo/Cu包覆材’並將其作爲半 導體裝置之放熱基板使用（專利文獻1的段落[0034]〜[0049] 等）。 另外，在專利文獻1中，亦記載了在使用W代替Mo 的情況，藉由相同的製造方法，可得到信賴性高的包覆材 (專利文獻1的段落[0033])。 先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1 :日本特開平6-268 1 1 5號公報 【發明內容】 [發明所欲解決之課題]

然而’上述專利文獻丨之放熱基板厚度非常厚，而爲S 201111164 1.02mm，因此會有無法應付於要求放熱基板薄度的情況的 問題。 另外，對於Mo板或W板而言，在可壓延的厚度方面 有限制’因此亦有難以使放熱基板全體厚度變薄的問題。 再者，如上述熱壓延般，在每次製作包覆材的時候， 分別將Cu板及Mo板設置於熱壓延裝置內，在熱壓延之 後，再由熱壓延裝置內將包覆材取出，在這樣的製造方法 中，也會有無法有效率地製作出放熱基板的問題。 鑑於上述事由，本發明之目的在於提供一種金屬積層 構造體及金屬積層構造體之製造方法，可使厚度變薄，同 時可有效率地製造。 [用於解決課題之方法] 本發明爲一種金屬積層構造體，係具備：第1金屬層、 第2金屬層、第3金屬層，第1金屬層係設置於第2金屬 層的其中一個表面上，第3金屬層係設置於第2金屬層的 另外一個表面上，第1金屬層係含鎢及鉬之至少一者，第 2金屬層係含銅，第3金屬層係含鎢及鉬之至少一者。 此處，在本發明之金屬積層構造體之中，係以第1金 •屬層爲藉由鍍敷而形成於第2金屬層的其中一個表面上， 第3金屬層爲藉由鍍敷而形成於第2金屬層的另外一個表 面上爲佳。

另外，在本發明之金屬積層構造體之中，係以第1金 屬層厚度與第3金屬層厚度總和對第1金屬層厚度與第2 金屬層厚度與第3金屬層厚度總和之比爲0.2以上、0.8以 S 201111164 下爲佳。 另外，本發明之金屬積層構造體，係以具備：設置於 第1金屬層而與第2金屬層之設置側相反側的第4金屬層、 設置於第3金屬層而與第2金屬層之設置側相反側的第5 金屬層，第4金屬層及第5金屬層分別含銅爲佳。 另外，在本發明之金屬積層構造體之中，係以第1金 屬層厚度與第3金屬.層厚度總和對第1金屬層厚度與第2 金屬層厚度與第3金屬層厚度與第4金屬層厚度與第5金 屬層厚度總和之比爲0.2以上、0.8以下爲佳。 另外，在本發明之金屬積層構造體之中，係以在第1 金屬層與第4金屬層之間、及第3金屬層與第5金屬層之 間之至少一者之間包含鈷含有層爲佳。 另外，在本發明之金屬積層構造體之中，鈷含有層厚 度係以0.05/zm以上、以下爲佳。 另外，在本發明之金屬積層構造體之中，金屬積層構 造體之全體厚度係以20# m以上、400// ηι以下爲佳。 另外，本發明之金屬積層構造體係以使用於熱槽爲佳。 進一步而言，本發明爲一種金屬積層構造體之製造方 法，係製造上述任一者金屬積層構造體之方法，包含：藉 由在第2金屬層的其中一個表面上鍍敷第1金屬層而形成 之步驟、藉由在第2金屬層的另外一個表面上鍍敷第3金 屬層而形成之步驟。 此處，在本發明之金屬積層構造體之製造方法中，鑛

S 敷係以熔融鹽浴鑛敷爲佳。 201111164 [發明之效果] 依據本發明，可提供一種金屬積層構造體及金屬積層 構造體之製造方法，可使厚度變薄，同時可有效率地製造。 【實施方式】 以下，針對本發明之實施之形態作說明。另外，在本 發明的圖式中，相同的參照符號係表示相同部分或相當部 分。 [金屬積層構造體] 在第1圖表示本發明之金屬積層構造體其中一例的模 式剖面圖。此處，金屬積層構造體100,係由第1金屬層1、 設置於第1金屬層1上的第2金屬層2、設置於第2金屬層 2上的第3金屬層3之積層構造體所構成。亦即，在金屬積 層構造體100之中，第1金屬層1係設置於第2金屬層2 其中一個表面上，第3金屬層3係設置於第2金屬層2另 外一個表面上。 此處，第1金屬層1係含鎢及鉬之至少一種金屬所構 成的金屬層，其中，由使金屬積層構造體1〇〇厚度變薄’ 有效率地製造金屬積層構造體100的觀點看來，係以第1 金屬層1爲藉由鍍敷所形成的鎢層或鉬層爲佳。 另外，第2金屬層2係由含銅的金屬所構成的金屬層， 其中由使金屬積層構造體100厚度變薄’有效率地製造金 屬積層構造體1〇〇的觀點看來，係以第2金屬層2爲例如 銅箔等銅之薄板爲佳。 另外，第3金屬層3係由含鎢及鉬之至少一者之金屬s 201111164 所構成的金屬層，其中由使金屬積層構造體100厚度變薄， 有效率地製造金屬積層構造體100的觀點看來，係以第3 金屬層3爲藉由鍍敷所形成的鎢層或鉬層爲佳。 另外，金屬積層構造體1〇〇之全體厚度h，係以20//m 以上、40 0 以下爲佳。在金屬積層構造體100厚度h爲 20 /z m以上、400 # m以下的情況，會傾向於能夠使金屬積 層構造體100厚度變薄而有效率地製造金屬積層構造體 100 ° 另外，在金屬積層構造體.100之中，第1金屬層1厚 度hi與第3金屬層3厚度h3之總和（hi+hj對第1金屬層1 厚度h!與第2金屬層2厚度h2與第3金屬層3厚度h3之總 和（hi + h2 + h3)之比[(hi + h3)/(hi + h2 + h3)]，係以 0.2 以上、 〇. 8以下爲佳。在上述比爲〇 . 2以上、0.8以下的情況下， 金屬積層構造體100之線膨脹不會變得過大，且熱傳導率 也不會變得過小，因此在例如將金屬積層構造體100貼附 於半導體裝置之半導體基板作爲熱槽的情況下，金屬積層 構造體100與該半導體基板熱膨脹的差異不會變得太大， 會傾向於能夠充分發揮金屬積層構造體100之放熱機能。 另外，爲了抑制金屬積層構造體100之彎曲，係以金 屬積層構造體100從厚度方向之中央部（在此例中，金屬積 層構造體100之全體厚度h的1/2部分）至上方部分與積層 構造體從厚度方向的中央部至下方部分相對於積層構造體 厚度方向之中央部呈對稱爲佳。另外，在本發明中，「對稱」 不僅是金屬積層構造體100從厚度方向的中央部至上端面 往給直方向的上方發展時所出現的層之材質與厚度與金屬 201111164 積層構造體100從厚度方向之中央部至下端面往鉛直方向 的下方發展時完全相同的情況，其槪念亦包含同等程度的 情況。 [金屬積層構造體之製造方法] 以下，針對第1圖所揭示的金屬積層構造體100之製 造方法其中一例作說明，而本發明之金屬積層構造體之製 造方法’理所當然地並不受此限定。 首先，如第2圖的模式構成圖所示，將含鎢及鉬之至 少一者之熔融鹽浴8收容於容器7»熔融鹽浴8,只要是可 藉由熔融鹽浴8之電解而使鎢及鉬之至少一者析出，則並 無特別限定。另外，關於熔融鹽浴8的合適構成係如後述。 接下來，分別將例如第2金屬層2之銅箔及對向電極 6浸漬於收容於容器7的熔融鹽浴8中。此處，就對向電極 6而言，只要是導電性的電極，則可無特別限定地使用， 可使用例如由金屬所構成的電極等。 接下來，以第2金屬層2之銅范作爲陰極並且以對向 電極6作爲陽極，在第2金屬層2之銅箔與對向電極6之 間施加電Μ，藉由使熔融鹽浴8電解，而使熔融鹽浴8中 之鎢及/或鉬分別析出至第2金屬層2之銅箔的兩面，藉由 熔融鹽浴鍍敷形成第1金屬層1及第3金屬層3。 其後，將形成了第1金屬層1及第3金屬層3的第2 金屬層2之銅箔由熔融鹽浴8取出’以例如離子交換水等 分別洗去附著於第1金屬層1及第3金屬層3的熔融鹽浴 8。然後，藉由以例如指定的酸作清洗’分別除去於第1金 201111164 屬層1及第3金屬層3的表面所形成的氧化膜。藉由以上 方式，可製造第1圖所揭示的金屬積層構造體1〇〇。 另外，第1圖所示的金屬積層構造體100 ’亦可藉著例 如以下的方式製造。 首先，如第3圖的模式構成圖所7^ ’以使第2金屬層 2之銅箔通過收容於容器7的熔融鹽浴8中的方式’在第1 輥子31a與第2輥子31b之間架設第2金屬層2之銅箔。 接下來，將第2金屬層2之銅箔由第1輥子31a拉出， 使銅箔連續地浸漬於收容於容器7的熔融鹽浴8中’同時 藉由將熔融鹽浴8電解，使鎢及/或鉬分別析出至銅箔兩 面，藉由熔融鹽浴鍍敷，形成金屬積層構造體100» 其後，鎢及/或鉬分別析出至銅箔的兩面所形成的金屬 積層構造體100，係藉由纏繞於第2輥子31b而回收。 如上述般’在使鎢及/或鉬連續地析出至第2金屬層2 之表面上’而連續地形成金屬積層構造體1〇〇的情況下， 可更有效率地製造金屬積層構造體1〇〇0 [半導體裝置] 於第4圖表示使用本發明之金屬積層構造體的半導體 裝置其中一例之LED元件其中一例的模式剖面圖。此處第 4圖所示的LED元件’係具備：第1圖所揭示的金屬積層 構造體100'設置於金屬積層構造體10〇上的LED構造體 10’金屬積層構造體100與LED構造體1〇係藉由接合層 21而接合。 此處，LED構造體1〇，係具備：半導體基板14與設置 .201111164 於半導體基板14上的η型半導體層13、設置於η型半導體 層13上的活性層12、設置於活性層12上的ρ型半導體層 11、設置於Ρ型半導體層Π上的半透明電極17、設置於半 透明電極17上的ρ電極15、設置於η型半導體層13上的 η電極1 6。 另外，就LED構造體1〇而言’只要是含ρ型半導體層 11、η型半導體層13與活性層12,在ρ型半導體層11與n 型半導體層13之間設置有活性層12,藉由電流的注入，從 活性層12發光的構造，則可無特別限定地使用，可使用例 如以往所周知的LED構造體。 就LED構造體10而言，其中係以分別在ρ型半導體層 11、活性層12及η型半導體層13使用第III族元素（選自 Al、In及Ga所構成之群中至少一種）與第V族元素（氮）之 化合物的第III〜V族氮化物半導體爲佳。在此情況下，可 使活性層1 2發出藍色光線。 就可使活性層12發出藍色光線的LED構造體1〇其中 一例而言，可列舉例如第4圖所示的，使用GaN基板或藍 寶石基板作爲半導體基板14,使用ρ型GaN層作爲ρ型半 導體層11、使用無摻雜InGaN層作爲活性層12、使用n型 GaN層作爲η型半導體層13的LED構造體等。 另外，本發明之金屬積層構造體不限於LED元件，亦 可適用於例如半導體雷射元件或場效電晶體等LED元件以 外之半導體裝置。此處，可使活性層12發出藍色光線的 LED構造體10以外之半導體裝置所使用的半導體基板14 -10- 201111164 而言，可使用例如矽基板、碳化矽基板或鎵砷基板等。 另外理所當然地，p型半導體層11係具有摻雜p型雜 質的P型導電型之半導體層，η型半導體層13係具有摻雜 η型雜質的η型導電型之半導體層。另外，活性層12亦可 具有Ρ型或η型任一種導電型，亦可爲並未摻雜ρ型雜質 及η型雜質之任一種雜質的無摻雜半導體層。 再者，亦可在半導體基板14與η型半導體層13之間、 η型半導體層1 3與活性層1 2之間、活性層1 2與ρ型半導 體層11之間、Ρ型半導體層11與半透明電極17之間、半 透明電極17與ρ電極15之間、及η型半導體層13與η電 極1 6之間的至少一組之間含有其他層。 另外，就接合層21而言，可使用例如由熱傳導率高於 共晶焊接的導電性物質所構成的層。就接合層21而言，特 別是以使用電阻低、熱傳導率高，且難以氧化的金屬爲佳， 其中，係以使用選自含金、銀、銅及鎳所構成之群中至少 〜種之層爲較佳。 以具有以上所述般構成的LED元件之η電極16作爲陰 極，以Ρ電極15作爲陽極，藉由在該等電極間施加電壓， 便電流在LED構造體10之內部由ρ電極15向η電極16通 過。藉此，可使LED構造體10之ρ型半導體層11與η型 半導體層13間之活性層12發出光線。 另外，第4圖所示構成之LED元件，能夠以例如以下 的方式製造。

首先，將半導體基板14設置於例如 MOCVD(Metal S -11 - .201111164

Organic Chemical Vapor Deposition)裝置內之後，例如第 4 圖的模式剖面圖所示，在半導體基板14的表面上，依照n 型半導體層13、活性層12及ρ型半導體層11的順序，藉 由例如M0CVD法等使其磊晶成長而形成。 接下來，藉由例如光蝕刻等除去η型半導體層13、活 性層12及ρ型半導體層1 1的一部分之後，利用例如剝離 (lift off)法等，在ρ型半導體層11上形成半透明電極17 及P電極15，同時在η型半導體層13上形成η電極16» 接下來，藉由接合層21而使金屬積層構造體100接合 於形成了上述ρ電極15及η電極16之半導體基板14的內 面。 然後，藉由例如圓形旋轉刃刃等，將形成了上述接合 層21的半導體基板14切斷，分割成具有第4圖所示模式 剖面的各個LED元件。藉由以上方式，可得到第4圖所示 構成之LED元件。 另外，在本發明中，可使用厚度比以往大幅薄化的金 屬積層構造體100作爲半導體裝置之熱槽，因此可減低金 屬積層構造體100之材料成本，同時分割成元件時，金屬 積層構造體100變得容易切斷，因此加工性提升。進一步 而言，可使金屬積層構造體100厚度變薄，因此亦可減低 半導體裝置本身厚度。 [其他形態] 於第5圖所示本發明之金屬積層構造體其他例子的模 式剖面圖。此處’金屬積層構造體200,特徵爲具備：設置 12- 201111164 於第1金屬層1而與第2金屬層2設置側的相反 金屬層4、設置於與第3金屬層3而與第2金屬層 相反側的第5金屬層5。 此處，就第4金屬層4及第5金屬層5而言 使用例如由含銅之金屬所構成的金屬層。 此處金屬積層構造體200之全體厚度h，亦 以上、400 // m以下爲佳。在金屬積層構造體200 2〇em以上、400;/m以下的情況，金屬積層構造 度變薄而使可有效率地製造金屬積層構造體200 大。 另外，在金屬積層構造體200之中，第1金 度hi與第3金屬層3厚度h3之總和（hKin)對第1 厚度h與第2金屬層2厚度h2與第3金屬層3厚. 4金屬層4厚度與第5金屬層5厚度h5之總和 h3 + 1ΐ4 + 1ΐ5)之比[(hi + h3)/(hi + h2 + h3 + h*i + hs)] ’ 以上、0.8以下爲佳。在上述比爲0.2以上、0.8 況，金屬積層構造體200之線膨脹不會變得過大 導率也不會變得過小，因此在例如將金屬積層構 貼附於半導體裝置之半導體基板作爲熱槽的情況 積層構造體200與該半導體基板熱膨賬的差異不 大，會傾向於能夠充分發揮金屬積層構造體200 另外，爲了抑制金屬積層構造體200之彎曲 屬積層構造體200從厚度方向之中央部（在此例中 層構造體200之全體厚度h的1/2部分）至上方部 側的第4 2設置側 ，分別可 以 20〆m 厚度h爲 體200厚 的傾向變 屬層1厚 金屬層1 度h3與第 (hI+ h2 + 係以0.2 以下的情 ，且熱傳 造體 200 下，金屬 會變得太 之放熱機 ，係以金 ，金屬積 分與從積 -13- 201111164 瘦 SMn 造 構 層 積 於 對 相 分 RH 立口 方 下。 至佳 部爲 央稱 中對 之呈 向部 方央 度中 厚的 體向 造方 構度 層 厚 於第5圖所示的金屬積層構造體2 00,能夠以例如以下 的方式製造。 首先，藉由上述第2圖所示的方法，使熔融鹽浴8中 之鎢及/或鉬分別析出至例如銅箔等第2金屬層2之兩面’ 藉由熔融鹽浴鍍敷，形成第1金屬層1及第3金屬層3。 接下來，將形成了第1金屬層1及第3金屬層3的第2 金屬層2由熔融鹽浴8取出，以例如離子交換水等清洗’ 分別除去附著於第1金屬層1及第3金屬層3的熔融鹽浴 8。然後，藉由以例如指定的酸作清洗，分別除去於第1金 屬層1及第3金屬層3的表面所形成的氧化膜。 其後，如第6圖的模式構成圖所示，分別使形成了第 1金屬層1及第3金屬層3的第2金屬層2以及對向電極6 浸漬於收容於容器7的電鍍液9中。 此處，就電鍍液9而言，只要是含構成第4金屬層4 及第5金屬層5的金屬原子，並可藉由電鍍液9之電解而 使構成第4金屬層4及第5金屬層5的金屬析出，則並無 特別限定，而在例如第4金屬層4及第5金屬層5分別由 銅所構成的情況下，可使用例如市售之硫酸銅鍍液等作爲 電鍍液9。 接下來，以第2金屬層2作爲陰極，同時以對向電極 6作爲陽極，在第2金屬層2與對向電極6之間施加電壓， 而使電鍍液9電解。藉此，使電鍍液9中之銅分別析出至 -14- 201111164 第1金屬層1表面及第3金屬層3表面，形成第4金屬層4 及第5金屬層5，製作出金屬積層構造體200。 然後，將形成了第4金屬層4及第5金屬層5的金屬 積層構造體2 00由電鍍液9取出，並以例如離子交換水等 清洗，除去附著於第4金屬層4及第5金屬層5的電鍍液9， 其後，藉由例如以指定的酸作清洗，可分別除去形成於第 4金屬層4及第5金屬層5表面的氧化膜。藉由以上方式， 可製造出第5圖所示的金屬積層構造體200。 另外，第5圖所示的金屬積層構造體200，亦可例如以 下的方式製造。 首先，如第7圖之模式構成圖所示，以使第2金屬層 2之銅箔分別通過收容於容器7的熔融鹽浴8及收容於容器 7的電鍍液9中的方式，將銅箔架設於第1輥子31a與第2 輥子3 1 b之間。 接下來，將銅箔由第1輥子31a拉出，使銅箔連續地 浸漬於收容於容器7的熔融鹽浴8中，同時藉由使熔融鹽 浴8電解，使鎢及/或鉬分別析出至銅箔之兩面，藉由熔融 鹽浴鍍敷，在銅箔之兩面分別形成第1金屬層1及第3金 屬層3。

接下來，使形成了第1金屬層1及第3金屬層3之銅 箔連續地浸漬於收容於容器7的電鍍液9中，使銅箔連續 地浸漬於收容於容器7的電鍍液9中’同時使電鍍液9電 解。藉此，分別使銅析出至第1金屬層1及第3金屬層3 表面，藉由電鍍分別使第4金屬層4及第5金屬層5形成 S •15· 201111164 於第1金屬層1及第3金屬層3各表面’製成金屬積層構 造體200 。 其後，金屬積層構造體200係藉由纏繞於第2輥子31b 而回收。 另外，在上述中，使用電鍍液9分別形成第4金屬層. 4及第5金屬層5,而第4金屬層4及第5金屬層5之形成 方法，理所當然地並不受該等所限定。 亦可藉由例如濺鍍法等以往所周知的氣相法分別形成 第4金屬層4及第5金屬層5,而形成金屬積層構造體20 0。 另外，第4金屬層4及第5金屬層5的形成，亦可組 合例如藉由上述電鍍液之電解的形成與藉由濺鍍法等氣相 法的形成。 另外，金屬積層構造體並不受上述3層或5層的構造 所限定，只要依照順序包含第1金屬層1、第2金屬層2、 第3金屬層3即可。 另外，例如第8圖的模式剖面圖所示’還可在金屬積 層構造體200的第4金屬層4而與第1金屬層1的設置側 相反側之表面，設置例如鎳等所構成的金屬層4 1。 另外還可在金屬積層構造體200之第1金屬層1與第4 金屬層4之間及/或第3金屬層3與第5金屬層5之間’設 置含有鈷之鈷含有層。 含有上述鈷含有層之金屬積層構造體200,能夠以例如 以下的方式製造。

首先，藉由使分別形成於第2金屬層2表面之兩面的 S -16· •201111164 第1金屬層1及第3金屬層3浸漬於鹼溶液，進行 屬層1表面及第3金屬層3表面之脫脂步驟。 接下來，以使第1金屬層1及第3金屬層3作爲 浸漬於鹼水溶液中，藉由進行電解，分別除去第1 1表面及第3金屬層3表面.的氧化膜。 接下來，以除去上述氧化膜後之第1金屬層1 金屬層3作爲陰極，使其浸漬於由硫酸鈷水溶液等 的鈷鏟液中，藉由進行電解分別使鈷析出至第1金 表面及第3金屬層3表面，形成鈷含有層。 其後，以上述所形成的鈷層作爲陰極而浸漬於 鏟液中，進行電解，藉此使銅析出至鈷層表面上， 成由銅所構成的第4金屬層4及第5金屬層5。 藉由以上方式，可分別在金屬積層構造體200 金屬層1與第4金屬層4之間及第3金屬層3與第 層5之間形成鈷含有層。 [熔融鹽浴之合適構成] 就本發明所使用的熔融鹽浴8而言，可使用例 化鉀（KF)與氧化硼（Bach)與氧化鎢（WCh)以例如 67 : 之莫耳比混合，使混合物熔融所製作出的熔融鹽浴〗 另外，在第1金屬層1及第3金屬層3分別由 成的情況，就熔融鹽浴8而言亦可使用例如將KF、K B2〇3以例如81 : 9 : 10之莫耳比混合，以例如850°C 溫度使混合物熔融所製作出的熔融鹽浴等。 另外，在第1金屬層1及第3金屬層3分別由

第1金 丨陽極， 金屬層 及第3 所構成 屬層1 硫酸銅 分別形 之第1 5金屬 如將氟 26 ： 7 等。 鉬所構 2 Μ 0 〇 4、 左右的 鶴及銷 S -17- .201111164 所構成的情況，就熔融鹽浴8而言，亦可使用例如將KF、 W〇3、Κ2Μο〇4、β2〇3以例如80 : 4 : 5 : 10之莫耳比混合， 以例如85 0 °C左右之溫度使混合物熔融所製作出的熔融鹽 浴等。 [實施例] [實施例1之熱槽之製作] 分別將KF粉末319g及WCh粉末133g封入耐壓容器之 後，將耐壓容器保持在500°C，並將耐壓容器之內部抽真空 2天以上，藉此分別使KF粉末及WCh粉末乾燥。 另外，將B2Ch粉末148g封入與上述不同的耐壓容器之 後，將耐壓容器保持於3 80 °C，並將耐壓容器之內部抽真空 2天以上，藉此使B2〇3粉末乾燥。 然後，使用第9圖之模式構成圖所示的裝置，由上述 乾燥後之KF粉末、B2〇3粉末及WCh粉末製作出熔融鹽浴。 具體而言，首先分別將上述乾燥後的KF粉末、B2〇3 粉末及WCh粉末投入在500°C乾燥了 2天以上的SiC製之 坩堝111，並將投入了該等粉末的坩堝111封入石英製之耐 真空容器1 10。 接下來，在耐真空容器110上部的開口部蓋上SUS316L 製之蓋子118的狀態’將坩堝111保持於5001：，並將耐真 空容器110之內部抽真空1天以上》 然後’由氣體導入口 117將高純度氬氣導入耐真空容 器110之內部’對耐真空容器110的內部充塡高純度氬氣，

並將坩堝111保持於85 (TC，使上述粉末熔融，製作出熔融 S •18· 201111164 鹽浴前驅物11 2。 接下來，由設置於蓋子118的開口部，分別插入含作 爲陽極的鎢板113(表面：20cm2)之棒狀電極與含作爲陰極 的鎳板114(表面：20cm2)之棒狀電極’分別使鎢板113及 鎳板114浸漬於坩堝111中之熔融鹽浴前驅物112中。 此處，在上述棒狀電極之中，導線115分別連接至鎢 板113及鎳板114,耐真空容器110內部之導線115係使用 鎢線，耐真空容器1 1 〇外部之導線1 1 5係使用銅線。另外， 以氧化鋁製之被覆材116被覆了導線115之至少一部分。 另外，在插入上述棒狀電極時，設定爲由氣體導入口 117將高純度氬氣導入耐真空容器110之內部，大氣不會混 入耐真空容器110之內部。 另外，爲了防止鎢板1 1 3及鎳板1 1 4發生氧化而造成 雜質混入熔融鹽浴前驅物1 1 2中，如第9圖所示，使鎢板 113及鎳板114各表面的全部區域浸漬於熔融鹽浴前驅物 1 1 2 中。 然後，藉由將熔融鹽浴前驅物112電解，使雜質析出 至鎳板114,藉此將雜質由熔融鹽浴前驅物112除去，而製 作出熔融鹽浴。 接下來，以厚度40/zm之銅箔代替上述雜質析出的鎳 板114後’使電流密度3A/dm2之電流通過上述鎢板113與 銅箔之間1 7分鐘，進行熔融鹽浴之定電流電解，分別使鎢 析出至銅箔兩面，藉此形成厚度之鎢層。然後，將形 成了上述鎢層的銅箔從第9圖所示的裝置取出，以離子交 s -19- 201111164 換水清洗鎢層表面，除去附著於鎢層的镕融鹽浴之後，藉 由酸洗除去形成於鎢層表面的氧化膜，製作出實施例1之 熱槽。 然後，對實施例1之熱槽測定水平方向的線膨脹係數 (ppm/°C )。將其結果表示於表1。另外，線膨脹係數（ppm/ °C )之測定，係以熱機械分析裝置（TMA)進行，在室溫至150 °C進行測定，並算出其平均値。 [實施例2之熱槽之製作] 除了使用厚度20/zm之銅箔，使電流密度3A/dm2之電 流通過該銅箔與第9圖所示裝置之鎢板113之間136分鐘， 藉由進行熔融鹽浴之定電流電解，分別使鎢析出至銅箔之 兩面，形成厚度40 # m之鎢層以外，係以與實施例1相同 的方式，製作出實施例2之熱槽。 然後，亦以與實施例1相同的方式，對實施例2之熱 槽測定水平方向的線膨脹係數（ppm/°C )。將其結果表示於 表1。 [實施例3之熱槽之製作] 除了使用厚度1 〇 " m之銅箔以外，係以與實施例1相 同的方法，製作出實施例3的熱槽。然後亦以與實施例1 相同方式，對實施例3的熱槽，測定水平方向的線膨脹係 數（PPm/°C )。將其結果表示於表1。 [實施例4之熱槽之製作] 首先，除了使電流密度3A/dm2之電流通過厚度i〇〇；zm 之銅箔與第9圖所示裝置之鎢板113之間340分鐘，進行 3 -20- 201111164 熔融鹽浴之定電流電解以外，係以與實施例1相同的方 式，分別使鎢析出至銅箔兩面，形成厚度100//Π1之鎢層。 接下來，將形成了上述鎢層的銅箔從第9圖所揭示的 裝置取出，以離子交換水清洗鎢層表面，除去附著於鎢層 的熔融鹽浴之後，藉由酸洗除去鎢層表面所形成的氧化膜。 接下來，藉由將上述除去氧化膜後之鎢層表面浸漬於 5 0°C之鹼脫脂液（奧野製藥工業股份有限公司製之Aceclean A220)中20分鐘而洗淨。 接下來，以上述洗淨後之鎢層作爲陽極，使其浸漬於 鹼水溶液中，藉由進行電解（鹼陽極電解），分別除去鎢層 表面的氧化膜。 接下來，使1片鈷板所構成的陽極以及對向於該陽極 的上述鹼陽極電解後之銅箔作爲陰極浸漬於由硫酸鈷水溶 液所構成的鈷鍍液中。此處，鈷鍍液係使用每1公升鈷鍍 液有200g之硫酸鈷與10 0g硫酸溶於水的硫酸鈷水溶液》 然後，在將鈷鍍液之溫度保持於80°C的狀態，使電流 密度15A/dm2的電流通過上述陽極與陰極之間3分鐘。 藉由以如此的條件進行鈷鍍液之電解，使鈷析出至形 成了鎢層的銅箔之陰極的該鎢層之各個表面上，分別在該 銅箔兩面的鎢層表面上形成厚度0.5// m之鈷層。 其後，.在形成鈷層後的銅箔由鈷鍍液取出，以離子交 換水洗去附著於鎢層的鈷鍍液，並且在其後藉由酸洗除去 鎢層表面所形成的氧化膜。

接下來，使1片含磷銅所構成的對向電極以及與對向 S -21 - 201111164 電極呈對向的上述形成了鈷層的銅箔浸漬於收容在 PYREX(註冊商標）燒杯的硫酸銅鍍液（上村工業股份有限公 司製之LEVCO EX)中。 然後，在將硫酸銅鍍液之溫度保持於30°C的狀態，以 使每lcm2之作爲陽極的對向電極及作爲陰極的形成了鈷層 的銅箔的表面，通過 20m A(毫安培）的電流（電流密度 20mA/cm2)的方式，使電流通過上述陽極與陰極之間1470 分鐘。 藉由以如此的條件進行硫酸銅鍍液之電解，使銅析出 至陰極的形成了鈷層之銅箔兩面的該鈷層之各個表面上， 形成厚度49/zm之銅層。 接下來，以離子交換水清洗上述的形成了銅層的銅箔 之銅層表面，除去附著於銅層的硫酸銅鍍液之後，藉由酸 洗除去銅層表面所形成的氧化膜，製作出實施例4之熱槽。 然後，亦以與實施例1相同的方式，對實施例4之熱 槽測定水平方向的線膨脹係數（ppm/°C )。將其結果表示於 表1。

S -22- 201111164 [表1] 實施例 1 實施例 2 實施例 3 實施例 4 製 造 條 件 銅范厚度（# m) 40 20 10 100 鎢層 厚度 (// m) 5 40 5 100 電解時間 (分鐘） 17 136 17 340 鈷層 厚度 (V m) 0 0 0 0.5 電解時間 (分鐘） 0 0 0 3 銅層 厚度 (β m) 0 0 0 49 電解時間 (分鐘） 0 0 0 1470 製 品 全體厚度（V m) 50 100 20 399 W/(Cu + W) 0.2 0.8 0.5 0.501 物 性 水平方向之線膨脹係數 (ppm/°C ) 13 5.4 7.7 7.8 確認了經如以上方式所製作出的實施例1〜4之熱 槽，能夠製作成全體厚度薄至l〇〇#m以下，而且進一步可 藉由使用鍍液的電鍍有效率地製作。 -23 - 201111164 另外，如表1所示，還確認了在實施例1〜4之熱槽之 中，鎢層厚度之總和對銅層厚度（包含銅箔厚度）之總和與 鎢層厚度之總和之比爲0.2以上、〇.8以下，因此爲線膨脹 不會變得過大，且熱傳導率也不會變得過小的優異熱槽。 [實施例5之熱槽之製作] 首先，將氟化鉀（KF)粉末、氧化硼（B2〇3)粉末與氧化鎢 (W〇3)粉末，以67 : 26 : 7之莫耳比混合，製作出混合物， 將該混合物投入SiC製之坩堝（AS ONE股份有限公司製）。 此處，在Ar (氬）氣體環境的手套箱內分別秤量氟化鉀 (KF)粉末' 氧化硼（B2〇3)粉末及氧化鶴（w〇3)粉末，將其投 入在相同手套箱內的SiC製之坩堝。 接下來，藉由使用加熱包，將投入了上述混合物的SiC 製之坩堝加熱至850 °C，使上述混合物熔融，而製作出熔融 鹽浴。 接下來，在上述手套箱內，使由鎢板所構成的對向電 極（陽極）’同時使厚度40/zm之銅箔（陰極）以與對向電極呈 對向的方式浸漬於上述熔融鹽浴。 此處，在上述陽極及陰極分別熔接有鎳線，並成爲可 由鎳線對陽極與陰極之間供給電流的構造。 然後，在將熔融鹽浴之溫度保持於850 °C的狀態下，搖 動陽極及陰極，同時以使陽極表面每lcm2通過30mA(毫安 培）之電流（電流密度30m A/cm2)的方式，在上述陽極與陰極 之間通過電流150分鐘。

藉由以如此的條件進行熔融鹽浴之電解，使鎢析出至 S -24- 201111164 陰極的銅箔表面上，形成30ym厚度之由鎢析出物所構成 的鎢層。 接下來，在上述手套箱外，將形成了上述鎢層的銅箔 由熔融鹽浴取出，以離子交換水洗去附著於鎢層的熔融鹽 浴之後，藉由酸洗除去鎢層表面所形成的氧化膜。藉由以 上的方式，製作出實施例5之熱槽。 確認了以上方式所製作出的實施例5之熱槽，能夠製 作成全體厚度薄至100//m，而且進一步可藉由熔融鹽浴鍍 敷有效率地製作。 另外還確認了，在實施例5之熱槽中，由於鎢層厚度 之總和對銅層厚度（包含銅箔厚度）總和與鎢層厚度總和之 比爲0.6，是在0.2以上、0.8以下範圍內者，因此爲線膨 脹不會變得過大，且熱傳導率也不會變得過小之優異的熱 槽。 [實施例1〜5之LED元件之製作] 接下來，製作出5片在藍寶石基板的其中一個表面上 形成有LED構造體的晶圓。 此處’ 5片晶圓分別如以下的方式製造。首先，在具 有直徑100mm的圓形表面’且厚度爲looym的藍寶石基 板的表面上，依照n型GaN層、無摻雜inGaN活性層及p 型GaN層的順序，藉由MOCVD法使其磊晶成長。 接下來，藉由光蝕刻除去η型GaN層、無摻雜InGaN 活性層及p型GaN層各自的一部分，直到η型GaN層表面 的一部分露出。 -25- .201111164 其後，藉由剝離形成η型GaN層上的η電極、p型GaN 層上的半透明電極及半透明電極上的P電極，藉此分別製 作出上述晶圓。 然後，藉由共晶熔接使上述製作出的實施例1〜5之熱 槽接合於與上述所製作的各個晶圓的LED構造體之形成側 相反側的內面，以圓形旋轉刃分割成具有lOmmxlOmm尺寸 之正方形表面的LED元件，藉此分別得到實施例1〜5的 LED元件。 [實施例1〜5之LED元件之評估] 除了將使銅板及鎢板藉由壓接而接合，由銅（2 0# m)/ 鎢（60 Am)/銅（20 ;zm)之積層構造體所構成的全體厚度爲 1mm之熱槽與LED構造體，藉由上述共晶焊接接合，形成 LED元件以外，係以與上述相同的方式，製作出比較例之 LED元件。 然後，將上述所製作的實施例1〜5之LED元件與上述 比較例之LED元件之發光特性加以比較的結果，發光特性 爲同等。 然而’實施例1〜5的LED元件之熱槽厚度爲1〇〇 以下，比較例之LED元件之熱槽厚度爲1 mm，因此確認了 實施例1〜5之LED元件與比較例之LED元件相比，可減 低熱槽之材料成本，進一步而言，容易藉由圓形旋轉刃進 行晶圓切斷’因此加工性亦提升。

本次所揭示的實施之形態及實施例應認爲其並不爲例 示了全部的特點而具限制性者。本發明之範圍並不限於上 S -26- .201111164 述說明，還意圖包含由申請專利範圍所揭示’以及與申請 專利範圍均等之意義及在範圍內的所有變更。 產業上之可利用性 本發明之金屬積層構造體及金屬積層構造體之製造方 法，有可能利用於例如半導體裝置之熱槽等° 【圖式簡單說明】 第1圖係本發明之金屬積層構造體其中一例的模式剖面 圖。 第2圖係圖解本發明之金屬積層構造體之製造方法其中一 例的模式構成圖。 第3圖係圖解本發明之金屬積層構造體之製造方法其中一 例的模式構成圖。 第4圖係使用本發明之金屬積層構造體的半導體裝置其中 一例的LED元件其中一例的模式剖面圖。 第5圖係本發明之金屬積層構造體另外的一個例子的模式 剖面圖。 第6圖係圖解本發明之金屬積層構造體之製造方法其中一 例的模式構成圖。 第7圖係圖解本發明之金屬積層構造體之製造方法其中一 例的模式構成圖。 第8圖係本發明之金屬積層構造體再另外一個例子的模式 剖面圖。 第9圖係實施例1〜4所使用裝置之模式構成圖。

S -27- 201111164 【主要元件符號說明】 1 第1金屬層 2 第2金屬層 3 第3金屬層 4 第4金屬層 5 第5金屬層 6 對向電極 7 容器 8 熔融鹽 9 電鍍液 10 LED構造體 11 P型半導體層 12 活性層 13 η型半導體層 14 半導體基板 15 ρ電極 16 η電極 17 半透明電極 21 接合層 3 1a 第1輥子 3 1b 第2輥子 4 1 接合層 100,200 金屬積層構造 -28· 201111164 111 坩堝 112 熔融鹽浴前驅物 113 鎢板 114 鎳板 115 導線 116 被覆材 117 氣體導入口 118 蓋子 -29-

Claims (1)

1. .201111164 七、申請專利範圍： 1. 一種金屬積層樽造體（1 00,200)，其特徵爲具備：第1金 屬層（1)、第2金屬層（2)、與第3金屬層（3); 該第1金屬層（1)係設置於該第2金屬層（2)的其中一個表 面上， .該第3金屬層（3)係設置於該第2金屬層（2)的另外一個表 面上； 該第1金屬層（1)係含鎢及鉬之至少一者， 該第2金屬層（2)係含銅， 該第3金屬層（3)係含鎢及鉬之至少一者。 2. 如申請專利範圍第1項之金屬積層構造體（1〇〇,200)，其 係由該第1金屬層（1)係藉由對該第2金屬層（2)的其中一 個表面上鍍敷而形成， 該第3金屬層（3)係藉由對該第2金屬層（2)的另外一個表 面上鍍敷而形成所構成。 3. 如申請專利範圍第1項之金屬積層構造體（1〇〇,200)，其 中該第1金屬層（1)厚度與該第3金屬層（3)厚度總和對於 該第1金屬層（1)厚度與該第2金屬層（2)厚度與該第3金 屬層（3 )厚度總和之比係〇 . 2以上、〇 · 8以下。 4. 如申請專利範圍第1項之金屬積層構造體（100,200)’其 中具備： 設置於與該第1金屬層（1)之該第2金屬層（2)之設置側相 反側之第4金屬層（4)、與 設置於與該第3金屬層（3)之該第2金屬層（2)之設置側相S -30· 201111164 反側之第5金屬層（5); 該第4金屬層（4)及該第5金屬層（5)係分別含銅。 5·如申請專利範圍第4項之金屬積層構造體（100,2〇〇)，其 中該第1金屬層（1)厚度與該第3金屬層（3)厚度總和對於 該第1金屬層（1)厚度、該第2金屬層（2)厚度、該第3金 屬層（3)厚度、該第4金屬層（4)厚度與該第5金屬靥（5) 厚度總和之比係〇 · 2以上' 〇. 8以下。 6.如申請專利範圍第4項之金屬積層構造體（100,200)，其 中該第1金屬層（1)與該第4金屬層（4)之間、及該第3金 屬層（3)與該第5金屬層（5)之間之至少一者之間係包含@ 含有層8 7_如申請專利範圍第6項之金屬積層構造體（100,200)，其 中該鈷含有層厚度係〇.〇5μιη以上、3μιη以下。 8. 如申請專利範圍第1項之金屬積層構造體（100,200)，其 中該金屬積層構造體（1〇〇,200)之全體厚度係20μιη以上 、4 0 0 μιη 以下。 9. 如申請專利範圍第1項之金屬積層構造體（1 00,200)，其 係使用於熱槽（heat sink)。 10. —種金屬積層構造體（1〇〇，2〇〇)之製造方法，其係製造如 申請專利範圍第1項之金屬積層構造體（1〇〇,200)之方法 ’其特徵爲包含· 藉由在該第2金屬層（2)的其中一個表面上鍍敷該第1金 屬層（1)而形成之步驟、與 藉由在該第2金屬層（2)的另外一個表面上鍍敷該第3金 S •31· .201111164 屬層（3)而形成之步驟。 11.如申請專利範圍第10項之金屬積層構造體（100,200)之 製造方法，其中該鑛敷係熔融鹽浴鍍敷。 S -32·