[发明专利]AlN基板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及AlN基板及其制造方法。

背景技术

为了除去来自例如半导体发光元件等的、工作时伴随着放热的半导体元件的热，使用由具有高导热性的材料形成的散热器。

作为上述散热器，可列举出例如与半导体基板贴合而构成贴合基板的基底基板等(参照专利文献1等)。

在上述贴合基板中，通过在半导体基板侧露出的表面，使单层或多层的半导体层外延生长，形成有上述半导体发光元件等的半导体元件。

对于上述基底基板，除了具有上述高导热性，为了防止贴合基板的翘曲、剥离等，还要求与半导体基板的热膨胀系数之差小。

例如在作为半导体基板使用由GaN等形成的基板的情况下，作为上述基底基板，优选使用满足这些要求的AlN基板。

然而，如专利文献2中的记载，烧结AlN(氮化铝)而制造的现有的AlN基板内部存在多个缺陷(气孔)，若为了提高热传递效率而对与半导体基板的接合面进行镜面研磨等，则上述气孔被开口，在上述接合面出现妨碍与半导体基板之间的热传递的空隙，因而存在无法获得期望的热传递效果的情况。

因此，在含有现有的AlN基板作为基底基板的贴合基板中，存在无法将来自形成在半导体基板上的半导体元件的热，从上述半导体基板有效传递到AlN基板而除去，且由于上述热而半导体元件容易错误工作或破损这样的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许公开2008-300562号公报

专利文献2：日本特许公开2002-293637号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的目的在于，提供与以往相比，与被接合到接合面的半导体基板等其他构件之间的热传递效率优异的AlN基板、以及用于制造上述AlN基板的制造方法。

用于解决问题的方法

本发明是具有与其他构件的接合面的AlN基板，其特征在于，其由包含2A族元素及3A族元素的AlN的烧结体形成，上述接合面的表面粗糙度Ra为15nm以下，在上述接合面上露出的长径0.25μm以上的空隙的、上述长径的平均值为1.5μm以下且最大值为1.8μm以下。

本发明的AlN基板如上所述由包含2A族元素及3A族元素的AlN的烧结体形成，接合面是表面粗糙度Ra为15nm以下的、空隙少的平滑面，而且在上述接合面上存在的长径0.25μm以上的空隙的、上述长径的平均值为1.5μm以下且最大值为1.8μm以下，由于进行了上述限定，因而能够比以往更进一步提高与被接合到上述接合面的半导体基板等其他构件之间的热传递效率。

因此，在将本发明的AlN基板例如作为基底基板而与半导体基板贴合来构成贴合基板的情况下，能够将来自形成在上述半导体基板上的半导体发光元件等半导体元件的热，比以往更加有效地从上述半导体基板传递到AlN基板，并进一步尽可能地借助与上述AlN基板连接的放热构件等将其迅速除去，能够确实地防止由上述热引起的半导体元件的错误工作、破损等。

作为上述2A族元素，优选选自Ca、及Mg中的至少1种。本发明的AlN基板优选以氧化物换算计为0.009质量％以上且0.28质量％以下的比例包含上述2A族元素。

另外，作为3A族元素，优选选自Y及镧系元素中的至少1种。本发明的AlN基板优选以氧化物换算计为0.02质量％以上且4.5质量％以下的比例包含上述3A族元素。

本发明是用于制造上述本发明的AlN基板的制造方法，其特征在于，包括以下工序：通过包含88.7质量％以上且98.5质量％以下的AlN、以氧化物换算计为0.01质量％以上且0.3质量％以下的2A族元素、以氧化物换算计为0.05质量％以上且5质量％以下的范围的3A族元素的烧结材料，形成上述AlN基板的前体的工序；使上述前体在1500℃以上且1900℃以下的温度下烧结，形成烧结体的工序；以及在1450℃以上且2000℃以下的温度及9.8MPa以上的压力下对上述烧结体进行热等静压处理(HIP(Hot Isostatic Pressing)处理〕的工序。

根据本发明，通过在上述条件下对AlN的烧结体(临时烧结体)进行HIP处理，能够填埋在上述烧结体内部存在的气孔，而使各个气孔的尺寸小径化，同时减少气孔的数量，其中，所述AlN的烧结体由通过包含上述各成分的烧结材料形成的前体，在上述温度范围内的比较低的温度下烧结而形成，且具有一定范围的理论密度。