发明名称 金刚石复合基板及其制造方法
摘要 本发明之目的在于提供一种用于半导体材料、电子零件、光学零件等之高韧性且大面积高品质的金刚石基板及其制造方法。本发明系于金刚石单结晶基板之表面将金刚石多结晶膜叠层作为金刚石复合基板。该复合基板较好的是将金刚石单结晶基板之面积最大的主要面作为{100}面,将上述金刚石多结晶膜叠层于与此面平行之对面。亦可使该金刚石单结晶基板3之构成包含主要面之面方位一致的复数个金刚石单结晶体,将该等复数个金刚石单结晶体藉由该金刚石多结晶层4进行接合而作为金刚石复合基板2。又,亦可将该金刚石单结晶作为种结晶,于其表面设置气相合成金刚石单结晶。
申请公布号 TWI246173 申请公布日期 2005.12.21
申请号 TW093101858 申请日期 2004.01.28
申请人 住友电气工业股份有限公司 发明人 目黑贵一;山本喜之;今井贵浩
分类号 H01L23/36;C30B29/04 主分类号 H01L23/36
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种金刚石复合基板,其包含金刚石单结晶基板 与以气相合成法叠层于其上之金刚石多结晶膜。 2.如申请专利范围第1项之金刚石复合基板,其中上 述金刚石单结晶基板之面积最大的主要面之面方 位与{100}面之面方位的差为5度之内,上述金刚石多 结晶膜叠层于与该主要面相平行之对面。 3.如申请专利范围第2项之金刚石复合基板,其中上 述主要面为{100}面。 4.如申请专利范围第1至3项中任一项之金刚石复合 基板,其中上述金刚石单结晶基板板厚的主要面间 之距离为0.1mm以上1mm以下。 5.如申请专利范围第1至3项中任一项之金刚石复合 基板,其中叠层于上述金刚石单结晶基板上之金刚 石多结晶膜的厚度为0.1mm以上1mm以下。 6.如申请专利范围第1至3项中任一项之金刚石复合 基板,其中上述金刚石单结晶基板之板厚与金刚石 多结晶膜之厚度的比率为1:1~1:4之范围。 7.如申请专利范围第1至3项中任一项之金刚石复合 基板,其中上述金刚石单结晶基板包含面积最大之 主要面的面方位一致之复数个金刚石单结晶体,由 藉由气相合成法于该金刚石单结晶体上形成之金 刚石多结晶膜将此等复数个金刚石单结晶体接合 。 8.如申请专利范围第7项之金刚石复合基板,其中相 对于与上述复数个金刚石单结晶体之各个主要面 相垂直的轴之旋转方向的方位差为2度以内,并且 各个主要面之面方位与{100}面之面方位的差为5度 以内。 9.如申请专利范围第8项之金刚石复合基板,其中上 述复数个金刚石单结晶体之主要面的面方位为{100 }。 10.如申请专利范围第7项之金刚石复合基板,其中 上述复数个金刚石单结晶体之各个板厚的差为10 m以内。 11.如申请专利范围第8项之金刚石复合基板,其中 上述复数个金刚石单结晶体之各个板厚的差为10 m以内。 12.如申请专利范围第9项之金刚石复合基板,其中 上述复数个金刚石单结晶体之各个板厚的差为10 m以内。 13.如申请专利范围第7项之金刚石复合基板,其中 上述复数个金刚石单结晶体之间产生的缝隙为500 m以下。 14.如申请专利范围第8项之金刚石复合基板,其中 上述复数个金刚石单结晶体之间产生的缝隙为500 m以下。 15.如申请专利范围第9项之金刚石复合基板,其中 上述复数个金刚石单结晶体之间产生的缝隙为500 m以下。 16.如申请专利范围第10项之金刚石复合基板,其中 上述复数个金刚石单结晶体之间产生的缝隙为500 m以下。 17.如申请专利范围第11项之金刚石复合基板,其中 上述复数个金刚石单结晶体之间产生的缝隙为500 m以下。 18.如申请专利范围第12项之金刚石复合基板,其中 上述复数个金刚石单结晶体之间产生的缝隙为500 m以下。 19.一种金刚石复合基板,其相对于与各金刚石单结 晶体之各个主要面相垂直的轴之旋转方向的方位 差为2度以内,并且金刚石单结晶基板包含各个主 要面之面方位与{100}面之面方位的差为5度以内之 复数个金刚石单结晶体,由藉由气相合成法形成于 与该复数个金刚石单结晶体之各个主要面相平行 的对面上之金刚石多结晶膜将各金刚石单结晶体 接合,进而,该主要面上以将金刚石单结晶基板作 为种结晶而成长之气相合成金刚石单结晶进行全 面一体化。 20.如申请专利范围第19项之金刚石复合基板,其中 上述复数个金刚石单结晶体之主要面的面方位为{ 100}。 21.如申请专利范围第19或20项之金刚石复合基板, 其中上述复数个金刚石单结晶基板板厚的主要面 间之距离为0.1mm以上1mm以下。 22.如申请专利范围第19或20项之金刚石复合基板, 其中上述金刚石单结晶体上气相合成之金刚石多 结晶膜的厚度为0.1mm以上1mm以下。 23.如申请专利范围第19或20项之金刚石复合基板, 其中上述金刚石单结晶体之板厚与金刚石多结晶 膜之厚度的比率为1:1~1:4之范围。 24.如申请专利范围第19或20项之金刚石复合基板, 其中上述复数个金刚石单结晶体间产生之缝隙为 500m以下。 25.如申请专利范围第19或20项之金刚石复合基板, 其中上述复数个金刚石单结晶体之各个板厚的差 为10m以内。 26.如申请专利范围第19或20项之金刚石复合基板, 其中上述金刚石多结晶膜之表面被研磨。 27.如申请专利范围第19或20项之金刚石复合基板, 其中上述金刚石多结晶膜之表面粗糙度为Rmax 0.1 m以下。 28.一种金刚石复合基板之制造方法,其特征为将面 方位一致之复数个金刚石单结晶体排列配置,藉由 气相合成法于该单结晶体上气相合成金刚石多结 晶膜,以金刚石多结晶膜将复数个金刚石单结晶体 接合。 29.如申请专利范围第28项之金刚石复合基板之制 造方法,其中相对于与上述复数个金刚石单结晶体 之各个面积最大的主要面相垂直之轴的旋转方向 之方位的偏差为2度以内,并且各个主要面之面方 位与{100}面之面方位的差为5度以内。 30.如申请专利范围第29项之金刚石复合基板之制 造方法,其中构成上述金刚石单结晶体之面中面积 最大的主要面为{100}面。 31.如申请专利范围第28至30项中任一项之金刚石复 合基板之制造方法,其中上述金刚石单结晶体之板 厚为0.1mm以上1mm以下。 32.如申请专利范围第28至30项中任一项之金刚石复 合基板之制造方法,其中气相合成于上述金刚石单 结晶体上之金刚石导结晶膜的厚度为0.1mm以上1mm 以下。 33.如申请专利范围第28至30项中任一项之金刚石复 合基板之制造方法,其中上述金刚石单结晶体之板 厚与金刚石多结晶膜之厚度的比率为1:1~1:4之范围 。 34.如申请专利范围第28至30项中任一项之金刚石复 合基板之制造方法,其中上述复数个金刚石单结晶 体之各个板厚的差为10m以内。 35.如申请专利范围第28至30项中任一项之金刚石复 合基板之制造方法,其中上述复数个金刚石单结晶 体间产生之缝隙为500m以下。 图式简单说明: 图1系本发明中使用之金刚石单结晶基板之概略图 。 图2系使用本发明之金刚石复合基板的热传导试验 之概略图。 图3系用以制造本发明之金刚石复合基板的金刚石 单结晶基板之配置图。 图4系以本发明制造之大型金刚石复合基板的概略 图。 图5系利用本发明之金刚石复合基板的大型金刚石 单结晶之制造例。
地址 日本