放热基板及其制造方法技术

本发明专利技术涉及放热基板，其特征在于，是由2层组成的复合基板，表层(第一层)1由单晶硅构成，处理基板(第二层)2由热导率比第一层高的材料构成，本发明专利技术涉及的放热基板给予高的放热性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及放热基板，其特征在于，是由2层组成的复合基板，表层(第一层)1由单晶硅构成，处理基板(第二层)2由热导率比第一层高的材料构成，本专利技术涉及的放热基板给予高的放热性。【专利说明】
本专利技术涉及包含具有高放热性的硅复合基板的。
技术介绍
近年来，硅半导体器件伴随设计规则的微细化，其性能日益提高。但是，其相反面是，来自各个晶体管、连接晶体管间的金属配线的放热成为了问题。为了应对该问题，也出现了在器件的制作后将硅的里面变薄(百-几百μ m左右)，将巨大的风扇安装到芯片上，促进放热，或者缠绕水冷管。 但是，实际上，即使将硅变薄，制作器件的区域(器件活性层)从表面最多为几μ m，这以外的区域作为“热滞留区”发挥作用，因此从放热的观点出发，不能不说效率差。此夕卜，近年来，高性能处理器等中使用的SOI晶片等具有在器件活性层的正下方经由绝缘层的结构，该绝缘层(S12)也是热传导性极差的物质，因此从放热的观点出发，是难以处理的材料。 从放热的观点出发，可以说希望在器件活性层的正下方配置放热性优异的材料。
技术实现思路
专利技术要解决的课题 本专利技术鉴于上述实际情况而完成，目的在于提供给予高的放热性的。 用于解决课题的手段 本专利技术人为了实现上述目的进行了深入研究，结果发现，以下的2层或3层结构的基板具有高的放热性，完成了本专利技术。 S卩，本专利技术提供下述。 放热基板，其特征在于，是由2层组成的复合基板，表层(第一层)由单晶硅构成，处理(handle)基板(第二层)由热导率比第一层高的材料构成。 所述的放热基板，其特征在于，第二层的材料由氮化铝、碳化硅、金刚石的任一种构成。 放热基板，其特征在于，是由3层组成的复合基板，表层(第一层)由单晶硅构成，处理基板(第二层)由热导率比第一层高的材料构成，并且中间层(第三层)由与第二层的热导率同等的材料或热导率比其高的材料构成。 所述的放热基板，其特征在于，第二层、第三层的材料从氮化铝、碳化硅、金刚石中选择。 所述的放热基板,其特征在于,将第一层(娃层)和第二层贴合，将第一层(硅层)变薄而成。 所述的放热基板，其特征在于，将第一层(硅层)、中间层(第三层)和第二层贴合，将第一层(娃层)变薄而成。 放热基板的制造方法，其中，将由单晶硅构成的硅层和由热导率比硅层高的材料构成的处理基板贴合后，将娃层变薄，制成由成为表层的第一层(娃层)和第二层(处理基板)的2层的复合材料构成的放热基板。 放热基板的制造方法，其中，将由单晶硅构成的硅层、由热导率比硅层高的材料构成的处理基板和由与处理基板的热导率同等的材料或热导率比其高的材料构成的中间层贴合以成为硅层、中间层、处理基板的层叠结构后，将硅层变薄，制成由成为表层的第一层(硅层)、第三层(中间层)和第二层(处理基板)的3层的复合材料构成的放热基板。 或所述的放热基板的制造方法，其特征在于，通过研削、研磨将硅层变薄。 或所述的放热基板的制造方法，其特征在于，采用离子注入剥离法将硅层变薄。 ?的任一项所述的放热基板的制造方法，其特征在于，作为上述贴合前处理，实施等离子体活性化、离子束处理或臭氧处理。专利技术的效果 本专利技术涉及的放热基板给予高的放热性。 【专利附图】【附图说明】 图1是表示本专利技术的复合基板的一实施例的断面图。 图2是表示本专利技术的复合基板的另一实施例的断面图。 图3表示2层结构的复合基板的制作方法的一例，(a)是准备各层的状态、(b)是贴合的状态、(C)是将第一层变薄的状态的断面图。 图4表示2层结构的复合基板的另一制作方法，(a)是准备各层的状态、(b)是贴合的状态、(C)是将第一层变薄的状态的断面图。 图5表示3层结构的复合基板的制作方法的一例，(a)是准备各层的状态、(b)是贴合的状态、(C)是将第一层变薄的状态的断面图。 图6表示3层结构的复合基板的另一制作方法，(a)是准备各层的状态、(b)是贴合的状态、(C)是将第一层变薄的状态的断面图。 图7是表示本专利技术的实施例的热导率的坐标图。 图8是表示本专利技术的比较例的热导率的坐标图。 【具体实施方式】 本专利技术的放热基板以单晶硅作为表层(第一层)，具有2层结构(图1)或3层结构(图2)。 其中，结构由2层构成的情况下，在硅(第一层)I的下层(第二层)2配置热导率比硅高的层。 结构由3层构成的情况下，硅(第一层)I之下的第三层3的热导率比第一层I高，而且该第三层3的热导率比第二层2高，或者具有大致相同的值。此外，第二层2的热传导度比第一层I高。第二层的热传导最高的理由在于，由于设想第一层中产生的热在晶体管附近产生，因此通过将该热均等地在芯片面内传导，模拟地促进放热作用。 两种情况下，有几个第二层、第三层的候补材料，但由于用于半导体用途，因此难以采用金属材料。作为适合半导体用途的材料，可列举金刚石、氮化铝、碳化硅。硅、金刚石、氮化铝、碳化硅、S12的热导率分别如下所述，是测定法采用后述的激光闪光法得到的值。 Si:1.5ff/cm.K 金刚石:10?20W/cm.K 氮化铝:1.5 ?2.0ff/cm.K 碳化娃:2.0 ?3.8ff/cm.K S12:0.015ff/cm.K 其中，S12的热导率极端地差，可知作为放热基板用途不适合。 有几种制作上述的层叠结构的方法。结构为2层结构的情况下，有通过将成为给体基板(硅晶片)的基板与处理基板贴合而制作的方法。结构为3层基板的情况下，是在给体或处理(基板)、或者两者上将成为第三层的材料成膜，将两基板贴合的方法等。 这种情况下，对于硅基板能够使用变薄直至所需的厚度的产物。作为将成为第一层的硅层变薄直至所需的厚度的方法，可列举将硅晶片采用研削-研磨而变薄的方法；在贴合前在硅晶片中实施离子注入，贴合后进行剥离的方法(离子注入剥离法，例如SiGen法等离子注入机械剥离法)。 其中，图3表示2层结构的制作方法的一例，(a)准备第一层(Si) I和第二层2，(b)将它们贴合，(C)接下来通过研削、研磨，将第一层I变薄直至所需的厚度。 图4表示2层结构的另一制作方法，首先，(a)从第一层(Si) I的一面形成离子注入区域(b)将该第一层I的离子注入区域Ijst侧与第二层2贴合，接下来，(c)在第一层I的离子注入区域I 剥离，得到变薄的第一层(硅层)Ia与第二层2层叠的复合基板。离子注入区域Ijst的形成方法并无特别限定，例如，用能够从第一层I的表面到所需的深度形成离子注入区域Ijst的注入能量，注入规定的线量的氢离子或稀有气体离子。从离子注入的第一层I表面到离子注入区域Ijst的深度(即，离子打入深度)对应于变薄的第一层的所需的厚度。此外，离子注入区域Ijst的厚度(即，离子分布厚度)，优选通过机械冲击等能够容易地剥离的厚度。 图5表示3层结构的制作方法的一例，首先，(a)准备第一层(Si) 1、第二层2、第三层3，(b)将它们贴合，接下来，(C)通过研削、研磨将第一层(Si)I变薄直至所需的厚度。 这种情况下，(i)可在第二层2上将第三层3成膜，将其与第一层I贴合，(ii)也可在第一层I将第三层3成膜的产物与第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
放热基板，其特征在于，是由2层组成的复合基板，表层(第一层)由单晶硅构成，处理基板(第二层)由热导率比第一层高的材料构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：秋山昌次，久保田芳宏，川合信，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP