DE112019006574T5 - Strukturkörper, strukturkörperherstellungsverfahren und elektronisches gerät - Google Patents

Strukturkörper, strukturkörperherstellungsverfahren und elektronisches gerät Download PDF

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Yuichi Takahashi
Shohei Abe
Gen Yonezawa
Takehito Shimatsu
Miyuki UOMOTO
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Tohoku University NUC
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Abstract

Ein Strukturkörper gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst: eine erste Basis mit einer Oberfläche und mit einer Dichte, die geringer als eine Dichte ist, welche durch eine Kristallstruktur und eine Zusammensetzung eines Grundmaterials bestimmt wäre; eine zweite Basis, die so angeordnet ist, dass sie zu der einen Oberfläche der ersten Basis weist; und eine Pufferschicht, die zwischen der ersten Basis und der zweiten Basis bereitgestellt ist und zumindest ein Elementmetall enthält.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft beispielsweise einen Strukturkörper, der unter Verwendung eines atomaren Diffusionsverbindens verbunden ist, sowie ein Herstellungsverfahren desselben und ein elektronisches Gerät mit diesem.
  • Stand der Technik
  • Anders als bei einer Klebetechnik, die in der Lage ist, Raum wie beispielsweise mit einem Kleber einzunehmen, ist bei einem anorganischen Verbinden mit einer atomaren Diffusionsverbindung, wie es in Patentliteratur 1 beschrieben ist, eine Verbindungsoberfläche mit einer geringen Oberflächenrauigkeit, d.h. eine Verbindungsoberfläche mit einem kleinen arithmetischen Mittenrauwert (Ra), erwünscht, um einen Kontaktbereich an einer Verbindungszwischenfläche zu erhöhen und eine Haftkraft zu gewährleisten. Beispielsweise ist es mit einem Glas und mit einem Kristallkörper leicht, eine Verbindungsoberfläche mit dem geringen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) durch ein Polierverfahren zu erlangen, und daher gibt es viele praktische Beispiele im Hinblick auf das atomare Diffusionsverbinden, optischen Kontakt und dergleichen.
  • Liste der Anführungen
  • Patentliteratur
  • Patentliteratur 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2010-46696 (ungeprüft)
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Jedoch ist es bei einem porösen Grundmaterial wie Keramik oder einem Grundmaterial, bei dem Verarbeitung und Handhabung schwierig sind, oder bei einem sogenannten schwer zu verarbeitenden Glasmaterial schwierig, eine Verbindungsoberfläche zu gewährleisten, die durch ein Polierverfahren einen kleinen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) aufweist, und es ist schwierig, eine ausreichende Haftkraft zu erzielen.
  • Es ist wünschenswert, einen Strukturkörper und ein Strukturkörperherstellungsverfahren bereitzustellen, die es ermöglichen, eine Haftkraft zu verbessern, und ein elektronisches Gerät mit demselben.
  • Ein Strukturkörper gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst: eine erste Basis mit einer Oberfläche und mit einer Dichte, die geringer als eine Dichte ist, welche durch eine Kristallstruktur und eine Zusammensetzung eines Grundmaterials bestimmt wäre; eine zweite Basis, die so angeordnet ist, dass sie zu der einen Oberfläche der ersten Basis weist; und eine Pufferschicht, die zwischen der ersten Basis und der zweiten Basis bereitgestellt ist und zumindest ein Elementmetall enthält.
  • Ein Strukturkörperherstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst: Verbinden einer ersten Basis und einer zweiten Basis, wobei die erste Basis eine Oberfläche aufweist und eine Dichte aufweist, die geringer als eine Dichte ist, welche durch eine Kristallstruktur und eine Zusammensetzung eines Grundmaterials bestimmt wäre; und Ausbilden einer Pufferschicht mit zumindest einem Elementmetall zwischen der ersten Basis und der zweiten Basis.
  • Ein elektronisches Gerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst den Strukturkörper gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wie oben beschrieben.
  • Bei dem Strukturkörper gemäß einer Ausführungsform, dem Strukturkörperherstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform und dem elektronischen Gerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wird eine Pufferschicht die zumindest das Elementmetall aufweist, das in der Verarbeitbarkeit höherrangig ist, zwischen der ersten Basis und der zweiten Basis bereitgestellt. Die erste Basis hat die eine Oberfläche und hat die Dichte, die geringer ist als die Dichte, die durch die Kristallstruktur und die Zusammensetzung des Grundmaterials bereitgestellt wäre. Die zweite Basis wird so angeordnet, dass sie zu der einen Oberfläche der ersten Basis weist. Somit wird eine Verbindungsoberfläche mit einem kleinen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) auf der einen Oberfläche der ersten Basis ausgebildet.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches eine Anordnung eines Strukturkörpers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 2Aist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen des in 1 dargestellten Strukturkörpers darstellt.
    • 2Bist ein schematisches Querschnittsschaubild, das einen Verfahrensschritt nach 2A darstellt.
    • 2Cist ein schematisches Querschnittsschaubild, das einen Verfahrensschritt nach 2B darstellt.
    • 2Dist ein schematisches Querschnittsschaubild, das einen Verfahrensschritt nach 2C darstellt.
    • 2Eist ein schematisches Querschnittsschaubild, das einen Verfahrensschritt nach 2D darstellt.
    • 3 ist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches eine poröse Basis darstellt, deren Oberfläche poliert ist.
    • 4 ist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches den Strukturkörper darstellt, der die in 3 dargestellte poröse Basis verwendet.
    • 5 ist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches ein Beispiel einer Anordnung eines Strukturkörpers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 6 ist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches ein weiteres Beispiel der Anordnung des Strukturkörpers gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 7Aist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen des in 6 dargestellten Strukturkörpers darstellt.
    • 7Bist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches einen Verfahrensschritt nach 7A darstellt.
    • 8 ist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches eine Anordnung eines Strukturkörpers gemäß einem Abwandlungsbeispiel 1 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 9Aist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen des in 8 dargestellten Strukturkörpers darstellt.
    • 9Bist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches einen Verfahrensschritt nach 9A darstellt.
    • 9Cist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches einen Verfahrensschritt nach 9B darstellt.
    • 9Dist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches einen Verfahrensschritt nach 9C darstellt.
    • 9Eist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches einen Verfahrensschritt nach 9D darstellt.
    • 10 ist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches eine Anordnung eines Strukturkörpers gemäß einem Abwandlungsbeispiel 2 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 11A ist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches ein Beispiel eines Phosphorrads gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 11B ist ein schematisches Ebenen-Schaubild, das das in 11A dargestellte Phosphorrad darstellt.
    • 12A ist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen des in 11A dargestellten Phosphorrads darstellt.
    • 12B ist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches einen Verfahrensschritt nach 12A darstellt.
    • 12C ist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches einen Verfahrensschritt nach 12B darstellt.
    • 12D ist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches einen Verfahrensschritt nach 12C darstellt.
    • 12E ist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches einen Verfahrensschritt nach 12D darstellt.
    • 12F ist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches einen Verfahrensschritt nach 12E darstellt.
    • 13 ist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches ein weiteres Beispiel des Phosphorrads gemäß dem Beispiel 1 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 14 ist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches ein Beispiel einer Anordnung des in 13 dargestellten Phosphorrads darstellt.
    • 15A ist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches ein Beispiel einer Anordnung einer Licht abstrahlenden Vorrichtung gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 15B ist ein schematisches Ebenen-Schaubild, welches die in 15A dargestellte Licht abstrahlende Vorrichtung darstellt.
    • 16A ist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches ein weiteres Beispiel der Licht abstrahlenden Vorrichtung gemäß dem Beispiel 2 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 16B ist ein schematisches Ebenen-Schaubild, welches die in 16A dargestellte Licht abstrahlende Vorrichtung darstellt.
    • 17 ist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches ein Beispiel einer Anordnung eines Laserverstärkers gemäß Beispiel 3 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 18 ist ein schematisches Querschnittsschaubild, welches ein Beispiel einer Anordnung einer Pulslaservorrichtung gemäß Beispiel 4 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • Arten des Ausführens der Erfindung
  • Der nachfolgende Text beschreibt Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung im Detail und in Bezug auf die Zeichnung. Die nachfolgende Beschreibung ist ein konkretes Beispiel der vorliegenden Offenbarung, und die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die nachfolgenden Ausführungsformen beschränkt. Ferner ist die vorliegende Offenbarung nicht auf Anordnung, Abmessungen, Abmessungsverhältnisse und dergleichen der entsprechenden Grundelemente beschränkt, die in den entsprechenden Zeichnungen dargestellt sind. Es sei angemerkt, dass die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge erfolgt.
    1. 1. Erste Ausführungsform (ein Beispiel eines Strukturkörpers unter Verwendung einer porösen Basis für eine Seite)
      1. 1-1. Anordnung des Strukturkörpers
      2. 1-2. Strukturkörperherstellungsverfahren
      3. 1-3. Wirkungen und Auswirkungen
    2. 2. Zweite Ausführungsform (ein Beispiel eines Strukturkörpers unter Verwendung einer porösen Basis oder einer Metallbasis für die andere Seite)
    3. 3. Abwandlungsbeispiele
      1. 3-1. Abwandlungsbeispiel 1 (ein Beispiel, bei dem eine Pufferschicht eine Lichtdurchlässigkeit aufweist)
      2. 3-2. Abwandlungsbeispiel 2 (ein Beispiel eines Strukturkörpers, der ein schwer zu verarbeitendes Glasmaterial für eine Seite verwendet)
    4. 4. Beispiele
  • <1. Erste Ausführungsform>
  • 1 stellt schematisch eine Querschnittsanordnung eines Strukturkörpers (eines Strukturkörpers 1) gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar. Der Strukturkörper 1 weist eine Laminat-Struktur auf, bei der zwei oder mehr miteinander zu verbindende Teile miteinander beispielsweise durch atomares Diffusionsverbinden verbunden sind und stellt beispielsweise eine Wellenlängenwandlungsvorrichtung, wie sie für einen Projektor oder dergleichen verwendet wird (siehe beispielsweise 11A) dar. In dem Strukturkörper 1 der vorliegenden Ausführungsform sind eine poröse Basis 11 (eine erste Basis) mit einer Dichte, die geringer als eine Dichte ist, die durch eine Kristallstruktur und eine Zusammensetzung eines Grundmaterials bestimmt wäre, und eine Basis 21 (eine zweite Basis), die so angeordnet ist, dass sie zu der einen Oberfläche der porösen Basis 11 weist, miteinander beispielsweise durch atomares Diffusionsverbinden in einer Pufferschicht 31, die zumindest ein Elementmetall enthält, verbunden.
  • (1-1. Anordnung des Strukturkörpers)
  • Die poröse Basis 11 weist, wie oben beschrieben, die Dichte auf, die geringer als die Dichte ist, die durch die Kristallstruktur und die Zusammensetzung eines Materials bestimmt wäre, welches die poröse Basis 11 strukturiert, und sie weist beispielsweise eine Mehrzahl von Leerstellen G in einer Schicht auf, so dass die Dichte geringer ist, als die eines durchgängigen Kristallkörpers. Die poröse Basis 11 ist ein Basismaterial, welches in zumindest einem Teil desselben einen Bereich mit einem großen arithmetischen Mittenrauwert (Ra), der eine Oberflächenrauigkeit repräsentiert, aufweist und zieht Schwierigkeiten beim Verringern des arithmetischen Mittenrauwerts (Ra) durch ein Polierverfahren nach sich. Die poröse Basis 11 der vorliegenden Ausführungsform weist beispielsweise den arithmetischen Mittenrauwert (Ra) von 2 nm oder mehr und die Mehrzahl von Leerstellen G von beispielsweise 0,5 µm oder mehr und 3 µm oder weniger auf. Beispiele der porösen Basis 11 umfassen einen gesinterten Körper wie Keramik und dergleichen.
  • Die Basis 21 weist beispielsweise eine ebene Oberfläche als Verbindungsoberfläche auf und umfasst beispielsweise ein anorganisches Material oder ein Kunststoffmaterial. Beispiele des anorganischen Materials umfassen kristalline Festkörper von anorganischen Oxiden, wie Siliciumoxid (SiOx), Aluminiumoxid (AlOx) und YAGs (Yttrium-Aluminium-Granat), und glasartiger Festkörper (amorphe Festkörper). Man beachte, dass ein glasartiger Festkörper, der durch das obige Material ausgebildet ist, ein Spin-on-Glas (SOG) oder dergleichen umfasst. Ferner umfassen Beispiele Halbleiter wie etwa Silicium (Si) oder Germanium (Ge), Siliciumnitrid (SiNx), Siliciumcarbid (SiC), und Diamant. Beispiele des Kunststoffmaterials umfassen Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyimid (PI), Polyethylennaphthalat (PEN) und Polyetheretherketon (PEEK).
  • Die poröse Basis 11 und die Basis 21 können eine Lichtdurchlässigkeit aufweisen oder können nicht die Lichtdurchlässigkeit aufweisen. Beispiele der Basis 21 mit der Lichtdurchlässigkeit umfassen Gläser und Quarzsubstrate.
  • Die Pufferschicht 31 ist eine Verbindung, die die poröse Basis 11 und die Basis 21 miteinander verbindet. Die Pufferschicht 31 umfasst eine Grundschicht 31A und Metallfilme 32 und 33, die in später zu beschreibenden Herstellungsverfahrensschritten des Strukturkörpers 1 gebildet sind. Der Metallfilm 32 wird auf der porösen Basis 11 mittels der Grundschicht 31A bereitgestellt. Der Metallfilm 33 wird beispielsweise direkt auf der Basis 21 bereitgestellt. In der Pufferschicht 31 ist ein aus den Metallfilmen 32 und 33 abgeleitetes Elementmetall lokal in einer Richtung der Filmdicke verteilt.
  • Die Pufferschicht 31 umfasst beispielsweise ein anorganisches Material (ein anorganisches Oxid), das beispielsweise mit Sauerstoff, der aus der Grundschicht 31A abgeleitet ist, gebunden ist. Bestimmte Beispiele umfassen Siliciumoxid (Si-Ox), Aluminiumoxid (AlOx), Nioboxid (NbOx), Titanoxid (TiOx), Tantaloxid (Ta2O5), Aluminiumlanthanoxid (AlLaOx), Titanlanthanoxid (TiLaOx) und Hafniumoxid (HfOx). Die Pufferschicht 31 umfasst ferner Aluminium (AI), Titan (Ti), Vanadium (V), Chrom (Cr), Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Gallium (Ga), Germanium (Ge), Zirkonium (Zr), Niob (Nb), Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Rhodium (Rh), Palladium (Pd), Silber (Ag), Platin (Pt), Gold (Au), Indium (In), Zinn (Sn), Hafnium (Hf), Wolfram (W), Tantal (Ta) und dergleichen, abgeleitet aus den Metallfilmen 32 und 33. Ferner kann die Pufferschicht 31 ein anorganisches Nitrid, wie Siliciumnitrid (SiN), ein anorganisches Oxynitrid, wie Siliciumoxynitrid (SiON), ein anorganisches Fluorid, wie Siliciumfluorid (SiFx) oder dergleichen aufweisen. Eine Filmdicke (hier nachfolgend einfach als „Dicke“ bezeichnet) der Pufferschicht 31 beträgt beispielsweise in einer Y-Achsen-Richtung beispielsweise vorzugsweise 10 nm oder mehr und 10 µm oder weniger.
  • Man beachte, dass das anorganische Oxid, das die Pufferschicht 31 strukturiert, ein glasartiger Festkörper (amorpher Festkörper) oder ein kristalliner Festkörper sein kann.
  • In der Pufferschicht 31 ist das von den Metallfilmen 32 und 33 abgeleitete Elementmetall lokal in der Richtung der Filmdicke verteilt, aber das Elementmetall diffundiert an einer Zwischenfläche mit der Grundschicht 31A und der Basis 21 durch kinetische Energie und eine thermische Energie zum Zeitpunkt der Ausbildung der Pufferschicht 31, eine Wärmebehandlung nach dem Verbinden und dergleichen hinein. Im Falle, dass eine Verteilung des Elementmetalls der Pufferschicht 31 beispielsweise durch energiedispersive Röntgenspektroskopie (Englisch: Energy Dispersive X-ray analysis, EDX), Elektronenenergieverlustspektroskopie (Englisch: Electron Energy Loss Spectroscopy: EELS), Sekundärionenmassenspektroskopie (Englisch: Secondary Ion Mass Spectrometry: SIMS), TOF-SIMS-Spektroskopie oder dergleichen gemessen wird, ist es möglich, die Dichteverteilung des Elementmetalls festzulegen, welche sich in einem vorbestimmten Bereich ausgehend von der Zwischenfläche mit der Basis 21 zu einer Zwischenfläche der porösen Basis 11 durch das Hineindiffundieren des Elementmetalls und die Störung der Verbindungszwischenfläche kontinuierlich verringert. Ferner ist es beispielsweise in einem Fall, in dem sowohl die poröse Basis 11 als auch eine poröse Basis 41 mit Grundschichten wie in einem Strukturkörper 2 einer nachfolgend zu beschreibenden zweiten Ausführungsform bereitgestellt sind, möglich, die Dichteverteilung des Elementmetalls festzulegen, welches sich kontinuierlich in einem vorbestimmten Bereich von dem Inneren einer Schicht der Pufferschicht 31 zu den Zwischenflächen der porösen Basis 11 und der Basis 21 hin verringert. Übrigens wird in einem Fall, in dem das Hineindiffundieren des Elementmetalls an einer Zwischenfläche des Metallfilms 32 und der Grundschicht 31A und einer Zwischenfläche des Metallfilms 33 und der Basis 21 klein ist, in einem Fall, in dem die Oberflächenrauigkeit Ra der Grundschicht 31A und der Basis 21 klein ist oder dergleichen, die kontinuierliche Abnahme in dem Elementmetall zu einer steilen Abnahme und kann manchmal als eine Konzentrationsverteilung beobachtet werden, die in einem vorbestimmten Bereich als Rechteck vorhanden ist.
  • (1-2. Strukturkörperherstellungsverfahren)
  • Es ist möglich, den Strukturkörper 1 beispielsweise wie folgt herzustellen.
  • Zunächst wird, wie in 2A dargestellt, die poröse Basis 11 mit einem großen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) vorbereitet. Als nächstes wird, wie in beispielsweise 2B dargestellt, die Grundschicht 31A auf einer Verbindungsoberfläche der porösen Basis 11 ausgebildet, beispielsweise durch lonengestütztes Abscheiden (Englisch: Ion Assisted Deposition: IAD), zu einer Dicke von beispielsweise 10 nm oder mehr und 10 µm oder weniger, unter Berücksichtigung eines Umfangs des Polierens und einer Rauigkeit einer Oberfläche der porösen Basis 11. Man beachte, dass die Grundschicht 31A ausgebildet werden kann, indem ein Vakuumabscheideverfahren, ein Kathodenzerstäubungsverfahren (Sputtern), ein lonenplattierungsverfahren, ein Verfahren der chemischen Dampfabscheidung (Englisch: Chemical Vapor Deposition: CVD) und dergleichen, neben dem IAD verwendet wird.
  • Die Grundschicht 31A umfasst ein anorganisches Oxid, welches die oben beschriebene Pufferschicht 31 strukturiert. Es ist vorzuziehen, für die Grundschicht 31A ein Material mit einer guten Polierverarbeitbarkeit zu verwenden. Insbesondere umfasst die Grundschicht 31A eins oder zwei oder mehr aus beispielsweise Siliciumoxid (SiOx), Aluminiumoxid (AlOx), Nioboxid (NbOx), Titanoxid (TiOx), Tantaloxid (Ta2O5),Aluminiumlanthanoxid (AlLaOx), Titanlanthanoxid (TiLaOx) und Hafniumoxid (HfOx). Eine Dicke der Grundschicht 31A ist beispielsweise vorzugsweise ausgebildet als eine Dicke von 10 nm oder mehr und 10 µm oder weniger, wie oben beschrieben, ist aber nicht darauf beschränkt.
  • Nachfolgend wird, wie in 2C dargestellt, beispielsweise ein Polieren durch physische oder chemische Einwirkung durchgeführt, um den arithmetischen Mittenrauwert (Ra) der Grundschicht 31A zu verringern. Insbesondere weist eine Oberfläche der Grundschicht 31A vorzugsweise eine Glattheit auf und hat vorzugsweise den arithmetischen Mittenrauwert (Ra) von beispielsweise 0,5 nm oder weniger. Daher wird eine Verbindungsoberfläche erzielt, die für ein atomares Diffusionsverbindungsverfahren vorzuziehen ist.
  • Man beachte, dass der arithmetische Mittenrauwert (Ra) der Verbindungsoberfläche, die zu erzielen ist, beispielsweise in Abhängigkeit von den Dicken der Metallfilme 32 und 33, die für das Verbinden verwendet werden, variiert.
  • Beispielsweise ist in einem Fall, in dem zwei Basen, welche ein glasartiges Material umfassen, zu verbinden sind, indem Titan (Ti) verwendet wird, welches ein Metall ist, das eine Verbindungsmetallschicht (die Metallfilme 32 und 33) strukturiert, der arithmetische Mittenrauwert (Ra) der Verbindungsoberfläche, der zu erzielen ist, wie folgt. Beispielsweise ist es in einem Fall, in dem die Dicke der Verbindungsmetallschicht (eines Ti-Films), die auf einer der Basen bereitgestellt ist, 50 nm oder weniger beträgt, möglich, das Verbinden ohne Druck auszuführen, wenn der arithmetische Mittenrauwert (Ra) der Verbindungsoberfläche 1 nm oder weniger beträgt, und 0,3 nm oder weniger ist weiter zu bevorzugen. Ferner ist es in einem Falle, in dem die Dicke der Verbindungsmetallschicht (des Ti-Films), die auf einer der Basen bereitgestellt ist, dicker als 20 nm ist, möglich, das Verbinden durch Unterdrucksetzen bei 10 MPa oder höher durchzuführen, wenn der arithmetische Mittenrauwert (Ra) der Verbindungsoberfläche 1,0 nm oder weniger beträgt.
  • Eine Beziehung zwischen der Dicke der Verbindungsmetallschicht, die für das Verbinden erwünscht ist, und des arithmetischen Mittenrauwerts (Ra) der Verbindungsoberfläche (in dieser Ausführungsform der Grundschicht 31A und der Basis 21) hängt von einer Kristallstruktur und dem Eigendiffusionskoeffizienten der Verbindungsmetallschicht ab. Beispielsweise ist es in einem Fall, in dem Aluminium (AI), Gold (Au) oder dergleichen mit einem flächenzentrierten kubischen Gitter und mit einem hohen Eigendiffusionskoeffizienten für die Verbindungsmetallschicht verwendet wird, möglich, das Verbinden umzusetzen, selbst wenn der arithmetische Mittenrauwert (Ra) hoch ist, weil in der Verbindungszwischenfläche leicht ein atomares Neuanordnungsphänomen auftritt. Ferner ist es in einem Fall, in dem beispielsweise, ein Aluminium (AI)-Film als die Verbindungsmetallschicht verwendet wird und eine oder beide der Basen die Metallbasis wie in einem Strukturkörper 3 der später zu beschreibenden zweiten Ausführungsform sind, möglich, eine elastische Verformung und eine plastische Verformung in die Metallbasis und die Verbindungsmetallschicht einzutragen, indem man zum Zeitpunkt des Verbindens ein Unterdrucksetzen mit 30 MPa oder höher vorsieht. In diesen Fällen ist es möglich, das Verbinden selbst dann durchzuführen, wenn die Oberflächenrauigkeit (Ra) bei 3 nm liegt.
  • Man beachte, dass die Grundschicht 31A ausgebildet werden kann, indem ein Filmausbildungsverfahren mit einer selbstglättenden Wirkung verwendet wird. In diesem Falle ist das oben beschriebene Polierverfahren überflüssig. Ferner ist für die Grundschicht 31A, außer dem Material mit einer guten Polierverarbeitbarkeit, wie oben beschrieben, ein Verfahren zum Gewährleisten eines Verbindungsbereichs mittels eines Umfangs unter Ausbilden auf einer Basis, eines Films aus einem Harz, welches leicht verformbar ist, gleichermaßen wirksam. Es ist ferner wirksam, ein hochbenetzbares Harz zu verwenden, bei dem eine Oberflächenrauigkeit einer Harzoberfläche durch Oberflächenspannung verringert ist.
  • Als nächstes wird, wie in 2D dargestellt, der Metallfilm 32 mit beispielsweise einer Mikrokristallstruktur auf der Grundschicht 31A ausgebildet, und die Basis 21 wird vorbereitet, in der der Metallfilm 33 auf einer Oberfläche unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens ausgebildet wird. Man beachte, dass der arithmetische Mittenrauwert (Ra), der für die Basis 21 erwünscht wäre, und die Dicke des Metallfilms 33 dieselben sind wie der arithmetische Mittenrauwert (Ra) für die Grundschicht 31A und wie die Dicke des Metallfilms 32 erwünscht sind. Nachfolgend werden die poröse Basis 11 und die Basis 21 zueinander weisend angeordnet, so dass der Metallfilm 32 auf der porösen Basis 11 und der Metallfilm 33 auf der Basis 21 einander zugewandt sind.
  • Die Metallfilme 32 und 33 weisen eine Mikrokristallstruktur auf und umfassen beispielsweise Aluminium (AI), Titan (Ti), Vanadium (V), Chrom (Cr), Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), Gold (Au), Platin (Pt), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Gallium (Ga), Germanium (Ge), Zirkonium (Zr), Niob (Nb), Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Rhodium (Rh), Palladium (Pd), Silber (Ag), Indium (In), Zinn (Sn), Hafnium (Hf) und Tantal (Ta), Wolfram (W) und rostfreien Stahl. In der vorliegenden Ausführungsform, wie nachfolgend beschrieben wird, werden der Metallfilm 32 und der Metallfilm 33 übereinandergelegt, um die poröse Basis 11 und die Basis 21 unter Verwendung des atomaren Diffusionsverbindungsverfahrens zu verbinden. Zu diesem Zeitpunkt ist es, wenn die Oberflächen der Grundschicht 31A und der Basis 21 glatt sind, möglich, das Verbinden selbst dann durchzuführen, wenn die Metallfilme 32 und 33 äußerst dünne Filme mit einer Dicke von beispielsweise 0,2 nm sind.
  • Beispielsweise werden die Metallfilme 32 und 33 unter Verwendung der nachfolgenden Verfahren ausgebildet. Zuerst wird beispielsweise in einem Vakuumbehälter, bei dem das extreme Vakuum einen hohen Grad von Vakuum von 1×10-4 bis 1× 10-8 Pa aufweist, beispielsweise ein physikalisches Dampfabscheiden (Englisch: Physical Vapor Deposition: PVD) wie etwa ein Kathodenzerstäubungsverfahren (Sputtern) oder ein Ionenplattieren, ein CVD-Verfahren oder werden unterschiedliche Ablagerungsverfahren verwendet, um einen Film von beispielsweise einem Ti-Film mit einer Dicke von 0,2 nm oder höher und 200 nm oder weniger auszubilden. Man beachte, dass es im Fall, dass ein Metallmaterial mit einer relativ niedrigen Diffusionsgeschwindigkeit zu verwenden ist, vorzuziehen ist, den Film durch ein Vakuumabscheideverfahren oder ein Kathodenzerstäubungsverfahren (Sputtern) auszubilden, bei dem die Filmausbildung unter dem Plasma erfolgt, das in der Lage ist, die erzeugten inneren Spannungen der ausgebildeten Metallfilme 32 und 33 zu erhöhen.
  • Ein Druck in der Vakuumkammer zum Zeitpunkt der Filmausbildung der Metallfilme 32 und 33 kann eine Vakuumatmosphäre mit dem extremen Vakuum von 1×10-4 bis 1×10-8 Pa sein, aber es ist ein niedrigerer Druck (ein höherer Vakuumgrad) vorzuziehen. So wird es beispielsweise möglich, ein Material zu verwenden, welches leicht oxidiert, wie etwa AI.
  • In einem Fall, in dem der Metallfilm 32 unter Verwendung des Kathodenzerstäubungsverfahrens (Sputtern) auszubilden ist, ist es vorzuziehen, dass ein Druck eines inerten Gases (im Allgemeinen eines Argon (Ar)-Gases) zum Zeitpunkt der Filmausbildung in einem Entladebereich vorhanden ist (beispielsweise 0,01 Pa oder höher). Jedoch ist, weil eine Möglichkeit besteht, dass das Verbinden bei über 30 Pa (300 µbar) nicht ausführbar ist, eine obere Grenze vorzugsweise auf 30 Pa (300 µbar) oder weniger gesetzt. Dies macht man, weil der arithmetische Mittenrauwert Ra des zu bildenden Metallfilms 32 steigt, wenn der Ar-Gasdruck ansteigt. Man beachte, dass die Metallfilme 32 und 33 unter Verwendung eines Filmausbildungsverfahrens mit einer selbstglättenden Wirkung ausgebildet werden können. In solch einem Fall können die Oberflächen der Metallfilme 32 und 33 glatt werden, was ein Verbinden auch dann ermöglicht, wenn der arithmetische Mittenrauwert (Ra) der Verbindungsoberfläche hoch ist.
  • Man beachte, dass die Filmausbildung der Metallfilme 32 und 33 und das nachfolgend zu beschreibende Verbinden des Metallfilms 32 und des Metallfilms 33 vorzugsweise in derselben Vorrichtung unter einer Vakuumbedingung erfolgen. So wird eine Oxidation der Oberflächen der Metallfilme 32 und 33 verringert, was es ermöglicht, das gute Verbinden vorzunehmen.
  • Nachfolgend werden, wie in 2E gezeigt, die poröse Basis 11 und die Basis 21 miteinander verbunden, beispielsweise unter Verwendung des atomares Diffusionsverbindungsverfahrens, indem der Metallfilm 32 und der Metallfilm 33 übereinandergelegt werden und ein Druck (P) von beispielsweise der Seite der Basis 21 ausgeübt wird. Dies ermöglicht es, eine atomare Diffusion an der Verbindungszwischenfläche und Körnergrenzen zwischen dem Metallfilm 32 und dem Metallfilm 33 zu bewirken, und das Verbinden stattfinden zu lassen, bei dem die Verbindungsspannung verringert ist. So wird der in 1 dargestellte Strukturkörper 1 fertiggestellt.
  • Man beachte, dass das Verbinden der Metallfilme 32 und 33 unter Verwendung eines Verfahrens erfolgen kann, das sich von dem oben beschriebenen atomaren Diffusionsverbindungsverfahren unterscheidet. Beispielsweise wird in einem Fall, dass ein Metallfilm vorab auf einer oder beiden der Oberflächen der beiden Basen ausgebildet wird, die so angeordnet werden, dass sie zueinander weisen, in dem Vakuumbehälter ein Oxid oder eine organische Substanz auf einer Oberfläche des Metallfilms, wie vorab ausgebildet, beispielsweise durch Plasmaätzen oder dergleichen entfernt, um die Oberfläche zu aktivieren und so das Verbinden mit dem anderen Metallfilm zu ermöglichen.
  • (1-3. Wirkungen und Auswirkungen)
  • Als Verbindungstechnik, die zwei oder mehr miteinander zu verbindende Teile verbindet, gibt es eine anorganische Verbindung wie das atomare Diffusionsverbinden. Beim anorganischen Verbinden ist eine Verbindungsoberfläche mit einem kleinen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) erwünscht, um einen Kontaktbereich in einer Verbindungszwischenfläche zu erhöhen und eine Haftkraft zu gewährleisten. Beispielsweise erreicht man mit einem glasartigen homogenen Material die Verbindungsoberfläche mit dem kleinen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) leicht durch ein Polierverfahren, und so gibt es viele praktische Beispiele, was atomares Diffusionsverbinden, optischen Kontakt und dergleichen betrifft.
  • Jedoch ist es bei einem porösen Basismaterial, wie etwa Keramik, welches eine Dichte aufweist, die geringer als eine Dichte ist, die durch eine Kristallstruktur und eine Zusammensetzung eines Grundmaterials bestimmt wäre, schwierig, die Verbindungsoberfläche, welche den geringen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) aufweist, durch das Polierverfahren zu gewährleisten, und es ist schwierig, eine ausreichende Haftkraft zu erzielen. Beispielsweise wird in einem Fall, dass die Oberfläche des porösen Basismaterials (eine poröse Basis 1011) unmittelbar poliert wird, eine Flachheit der Oberfläche verbessert, aber der arithmetische Mittenrauwert (Ra) wird kaum geändert, wie beispielsweise in 3 gezeigt. Beispielsweise wird in einem Fall, dass eine YAG-Keramik durch optisches Polieren poliert wird, der arithmetische Mittenrauwert (Ra) auf ungefähr 2,0 nm begrenzt, und es werden keine weiteren Verbesserungen beobachtet. Der Grund hierfür ist, dass die YAG-Keramik ein gesinterter Körper mit einer großen Anzahl an Partikeln ist, und in der Struktur vorhandene Leerräume werden durch das Polieren der Partikeln auf der Oberfläche freigesetzt, selbst wenn das optische Polieren erfolgt.
  • Im Falle, dass das atomare Diffusionsverbinden mit der Basis (einer Basis 1021) an einer solchen Ebene S1011, die als Verbindungsoberfläche dient, erfolgt, wird die Verbindungsoberfläche in der porösen Basis 1011 und einer zwischen der porösen Basis 1011 und der Basis 1021 ausgebildeten Metallschicht 1030 beispielsweise zum Punktkontakt, wie in 4 dargestellt. Daher ist es schwierig, eine ausreichende Haftkraft für einen Verbindungskörper zu erzielen, bei dem das poröse Basismaterial verwendet wird, verglichen mit einem Verbindungskörper, bei dem ein glasartiges homogenes Material wie etwa Quarz verwendet wird. Der Verbindungskörper, in dem das glasartige homogene Material wie etwa Quarz verwendet wird, ermöglicht es, eine Oberflächenrauigkeit bis hin zu dem arithmetischen Mittenrauwert (Ra) von 0,5 nm oder weniger zu verbessern, wodurch eine ausreichende Haftkraft erzielt wird.
  • Hingegen wird bei dem Strukturkörper 1 der vorliegenden Ausführungsform die Pufferschicht 31, die zumindest ein Elementmetall enthält, zwischen der porösen Basis 11 mit dem großen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) und der Basis 21 bereitgestellt. Die Pufferschicht 31 ist von der Grundschicht 31A, die auf der porösen Basis 11 bereitgestellt ist, abgeleitet, im Verbindungsverfahrensschritt mit der Basis 21. Die Grundschicht 31A ist beispielsweise glasartig und ermöglicht die Ausbildung der glatten Oberfläche mit dem geringen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) durch das Polierverfahren. Mit anderen Worten ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Grundschicht 31A, die das anorganische Oxid umfasst, welches hochwertiger bezüglich Polierverarbeitbarkeit ist, auf der porösen Basis 11 mit dem hohen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) bereitgestellt. Es ist somit möglich, eine Glattheit auf der porösen Basis 11 zu gewährleisten und ein Verbinden zu ermöglichen, das beispielsweise das atomare Diffusionsverbinden verwendet.
  • Wie oben beschrieben, wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Grundschicht 31A, die das anorganische Material umfasst, welches höherwertig in Bezug auf Polierverarbeitbarkeit ist, auf der porösen Basis 11 mit dem hohen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) bereitgestellt, und das Polieren derselben erfolgt, um die Verbindungsoberfläche mit dem geringen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) auszubilden. So ist es beispielsweise beim Verbinden, das das atomare Diffusionsverbinden verwendet, möglich, die Haftkraft des Strukturkörpers 1 zu verbessern, der die poröse Basis 11 mit dem hohen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) als zu verbindendes Element verwendet.
  • Nachfolgend werden die zweite Ausführungsform und Abwandlungsbeispiele beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung werden die gleichen Komponenten, wie diejenigen der ersten Ausführungsform durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine Beschreibung derselben entfällt, wo passend.
  • <2. Zweite Ausführungsform>
  • 5 zeigt schematisch ein Beispiel einer Querschnittsanordnung eines Strukturkörpers (des Strukturkörpers 2) gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 6 zeigt schematisch ein weiteres Beispiel der Querschnittsanordnung des Strukturkörpers (des Strukturkörpers 3) gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform weisen die Strukturkörper 2 und 3 jeweils eine Laminat-Struktur auf, bei der zwei oder mehr zu verbindende Teile durch beispielsweise atomares Diffusionsverbinden verbunden sind, beispielsweise, um einen Laserverstärker zu strukturieren (siehe zum Beispiel 16).
  • Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem die Basis 21 mit einer flachen Verbindungsoberfläche, die ein anorganisches Material, ein Kunststoffmaterial oder dergleichen umfasst, als mit der porösen Basis 11 zu verbindendes Teil verwendet wird, aber das zu verbindende Teil zu der porösen Basis 11 ist nicht hierauf beschränkt.
  • Beispielsweise ist es, wie bei dem in 5 dargestellten Strukturkörper 2, möglich, eine Basis (eine poröse Basis 41) mit einem hohen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) als mit der porösen Basis 11 zu verbindendes Teil zu verwenden. Wie bei dem Strukturkörper 1 der ersten Ausführungsform ist der Strukturkörper 2 ausgebildet, indem die poröse Basis 11 mit dem hohen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) und die poröse Basis 41 mit der Pufferschicht 31 dazwischen verbunden werden. Wie bei der porösen Basis 11 weist die poröse Basis 41 eine Dichte auf, die geringer als eine Dichte ist, die durch eine Kristallstruktur und eine Zusammensetzung eines Grundmaterials bestimmt wäre, und beinhaltet beispielsweise die Mehrzahl von Leerstellen G in einer Schicht, so dass die Dichte geringer als die eines Kristallkörpers ist. Die poröse Basis 41 hat beispielsweise den arithmetischen Mittenrauwert (Ra) von 2 nm oder mehr und die Mehrzahl von Leerstellen G von beispielsweise 0,5 µm oder mehr und 50 µm oder weniger. Beispiele der porösen Basis 41 umfassen einen gesinterten Körper wie Keramik und dergleichen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es bevorzugt, dass die Pufferschicht 31 eine Dicke von beispielsweise 10 nm oder mehr und 10 µm oder weniger aufweist.
  • Wie in 5 dargestellt wird in einem Fall, dass die porösen Basen miteinander zu verbinden sind, zunächst auf der porösen Basis 41 eine Grundschicht ausgebildet und eine Oberfläche derselben poliert, um eine Oberfläche mit dem geringen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) von beispielsweise 0,5 nm oder weniger auszubilden, wie bei der porösen Basis 11. Nachfolgend wird ein Metallfilm mit einer Mikrokristallstruktur auf der Grundschicht ausgebildet, wie bei dem Metallfilm 32, der bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform auf der Grundschicht 31A ausgebildet wird. Die poröse Basis 11 und die poröse Basis 41 werden zueinander weisend angeordnet, so dass der Metallfilm und der Metallfilm 32, der auf der porösen Basis 11 angeordnet ist, zueinander weisen, und sie werden miteinander verbunden, indem ein Druck (P) von beispielsweise der Seite der porösen Basis 41 her ausgebildet wird. So wird der in 5 dargestellte Strukturkörper 2 fertiggestellt.
  • Es ist ferner auch möglich, die Metallbasis (eine Metallbasis 51) mit dem hohen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) als mit der porösen Basis 11 zu verbindendes Teil zu verwenden, wie bei dem in 6 dargestellten Strukturkörper 3. Der Strukturkörper 3 wird ausgebildet, indem die poröse Basis 11 mit dem hohen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) und die Metallbasis 51 miteinander verbunden werden, mit einer Pufferschicht 61 dazwischen. Im Falle, dass die Metallbasis 51, wie oben beschrieben, als zu verbindendes Teil verwendet wird, ist es möglich, eine elastische Verformung und eine plastische Verformung in die Verbindungsbasis einzutragen, indem mit einem vorbestimmtern Druck zum Zeitpunkt des Verbindens beaufschlagt wird. In einer derartigen Metallbasis 51 kann der arithmetische Mittenrauwert (Ra) beispielsweise 3 nm oder weniger betragen. Beispiele eines Metallmaterials, welches die Metallbasis 51 strukturiert, umfassen rostfreien Stahl, Aluminium (AI), Eisen (Fe), Kupfer (Cu), Magnesium (Mg) und Zink (Zn). Im Falle, dass das zu verbindende Teil, das durch das Beaufschlagen mit Druck elastisch verformt oder plastisch verformt werden kann, als Strukturkörper 3 verwendet wird, ist eine Dicke des Metallfilms 32 beispielsweise vorzugsweise 10 nm oder mehr und 200 nm oder weniger.
  • Nachfolgend wird ein Verfahren zum Herstellen des Strukturkörpers 3 beschrieben.
  • Unter Verwendung von Verfahren, die vergleichbar denen bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform sind, wird die poröse Basis 11, in der die Grundschicht 31A und der Metallfilm 32 ausgebildet sind, vorbereitet. Nachfolgend wird ein Metallfilm 63 auf einer Oberfläche der Metallbasis 51 mit dem hohen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) ausgebildet und die poröse Basis 11 und die Metallbasis 51 werden zueinander weisend angeordnet, so dass der Metallfilm 32 und der Metallfilm 63 zueinander weisen.
  • Der Metallfilm 63 hat die Mikrokristallstruktur wie beim Metallfilm 32 und umfasst das oben beschriebene Metallmaterial oder ein Halbmetall. Vorzugsweise ist eine Dicke des Metallfilms 63 dergestalt, dass der zu verbindende Bereich eine ausreichende Dicke im Hinblick auf die Verformung des Metallfilms 32, des Metallfilms 63 und der Metallbasis 51 aufweist, welche von der Beaufschlagung mit Druck herrührt, und beträgt beispielsweise vorzugsweise 10 nm oder mehr und 200 nm oder weniger.
  • Es ist möglich, den Metallfilm 63 unter Verwendung eines Verfahrens ähnlich dem oben beschriebenen wie bei dem Metallfilm 32 auszubilden. Zunächst wird beispielsweise in einem Vakuumbehälter, in dem das extreme Vakuum einen hohen Grad von Vakuum von beispielsweise 1×10-4 bis 1×10-8 Pa aufweist, die PVD wie etwa ein Kathodenzerstäubungsverfahren (Sputtern) oder lonenplattieren, das CVD-Verfahren oder werden verschiedene Abscheideverfahren verwendet, um einen Film, beispielsweise, einen Ti-Film mit einer Dicke von 0,2 nm oder höher und 200 nm oder weniger auszubilden. Man beachte, dass im Fall, dass ein Metallmaterial mit einer relativ niedrigen Diffusionsgeschwindigkeit verwendet wird, es vorzuziehen ist, den Film mittels eines Vakuumabscheideverfahrens oder eines Kathodenzerstäubungsverfahren (Sputtern) auszubilden, bei dem die Filmausbildung unter einem Plasma erfolgt, das in der Lage ist, die erzeugten inneren Spannungen des ausgebildeten Metallfilms 53 zu erhöhen.
  • Ein Druck in der Vakuumkammer zum Zeitpunkt der Filmausbildung des Metallfilms 63 kann eine Vakuumatmosphäre mit dem extremen Vakuum von 1×10-4 bis 1×10-8 Pa sein, aber vorzuziehen ist ein niedrigerer Druck (ein höherer Vakuumgrad). So kann es beispielsweise möglich werden, ein Material zu verwenden, das leicht oxidierbar ist, wie etwa AI.
  • Im Falle, dass ein Metallfilm 63 unter Verwendung des Kathodenzerstäubungsverfahrens (Sputtern) auszubilden ist, ist vorzuziehen, dass ein Druck eines inerten Gases (allgemein eines Argon (Ar)-Gases) zum Zeitpunkt der Filmausbildung in einem Entladebereich ausgebildet ist (zum Beispiel 0,1 Pa oder höher). Jedoch wird eine obere Grenze, weil eine Möglichkeit besteht, dass ein Verbinden oberhalb von 30 Pa (300 µbar) nicht ausführbar ist, vorzugsweise auf 30 Pa (300 µbar) oder weniger gesetzt. Dies gilt deswegen, weil der arithmetische Mittenrauwert Ra des auszubildenden Metallfilms 63 steigt, wenn der Druck des Ar-Gases ansteigt. Man beachte, dass der Metallfilm 63 ausgebildet werden kann unter Verwendung eines Filmausbildungsverfahrens, welches eine selbstglättende Wirkung hat. In solch einem Fall kann die Oberfläche des Metallfilms 63 glatt werden und das Verbinden ermöglichen, auch wenn der arithmetische Mittenrauwert (Ra) der Verbindungsoberfläche hoch ist.
  • Man beachte, dass die Filmausbildung der Metallfilme 32 und 63 und das Verbinden des Metallfilms 32 und des Metallfilms 63, das nachfolgend zu beschreiben ist, vorzugsweise in derselben Vorrichtung unter einer Vakuumbedingung erfolgen. Daher wird eine Oxidation der Oberflächen der Metallfilme 32 und 63 verringert, was es ermöglicht, das gute Verbinden vorzunehmen.
  • Nachfolgend werden, wie in 7B dargestellt, der Metallfilm 32 und der Metallfilm 63 übereinandergelegt, beispielsweise bei Verwendung des atomaren Diffusionsverbindungsverfahrens und es wird ein Druck (P) beispielsweise von der Seite der Basis 51 her aufgebracht. Zu diesem Zeitpunkt werden die Metallbasis 51 und der Metallfilm 63 verformt, und der Kontaktbereich mit dem gegenüberliegenden Metallfilm 32 wird erhöht. Dies ermöglicht es, atomare Diffusion in der Verbindungszwischenfläche und Korngrenzen zwischen dem Metallfilm 63 und dem Metallfilm 63 hervorzurufen und das Verbinden vorzunehmen, bei dem die Verbindungsspannung verringert ist. So wird der in 6 dargestellte Strukturkörper 3 fertiggestellt.
  • Wie oben beschrieben, wird in dem Strukturkörper 2 der vorliegenden Ausführungsform die Grundschicht (zum Beispiel Grundschicht 31A) jeweils auf den porösen Basen 11 und 41 mit dem hohen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) bereitgestellt und die Oberflächen derselben werden poliert, um die Oberflächen mit dem geringen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) von z.B. 0,5 nm oder weniger auszubilden, woraufhin der Metallfilm (zum Beispiel der Metallfilm 32) auf der jeweiligen Grundschicht ausgebildet wird, um das Verbinden vorzunehmen. In dem Strukturkörper 3 der vorliegenden Ausführungsform wird die Metallbasis (die Metallbasis 51) mit dem hohen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) als zu verbindendes Teil der porösen Basis 11 verwendet, und der Metallfilm 63 wird ähnlich wie der Metallfilm 32, der bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform auf der Grundschicht 31A bereitgestellt wurde, auf der Verbindungsoberflächenseite der porösen Basis 11 bereitgestellt, um das Verbinden mit dem Metallfilm 32 vorzunehmen, welcher auf der Seite der porösen Basis 11 bereitgestellt ist. Es wird so möglich, den Strukturkörper auszubilden, der höherwertig bezüglich Haftkraft ist, ohne das zu verbindende Teil mit der porösen Basis 11 beschränken.
  • <3. Abwandlungsbeispiele>
  • (3-1. Abwandlungsbeispiel 1)
  • 8 zeigt schematisch ein Beispiel einer Querschnittsanordnung eines Strukturkörpers (eines Strukturkörpers 4) gemäß einem Abwandlungsbeispiel 1 der vorliegenden Offenbarung. Wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform weist der Strukturkörper 4 eine Laminat-Struktur auf, bei der zwei oder mehr miteinander zu verbindende Teile durch beispielsweise das atomare Diffusionsverbinden verbunden sind, und der beispielsweise ein optisches Element mit einer Lichtdurchlässigkeit wie beispielsweise ein Laserverstärker, ein Prisma oder dergleichen darstellt, neben einer Wellenlängenwandlungsvorrichtung, die für einen Projektor oder dergleichen verwendet wird (siehe beispielsweise 9A). Bei dem vorliegenden Abwandlungsbeispiel wird, wie bei dem oben beschriebenen ersten Ausführungsform ein Fall als Beispiel beschrieben, bei der die poröse Basis 11 mit dem hohen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) und die Basis 21 mit einer flachen Oberfläche als Verbindungsoberfläche verwendet werden.
  • Eine Pufferschicht 71 ist eine Verbindung, die die poröse Basis 11 und die Basis 21 verbindet. Wie bei der ersten Ausführungsform, usw., wie oben beschrieben, umfasst die Pufferschicht 71 eine Grundschicht 71A und Metallfilme 72 und 73, die in Herstellungsverfahrensschritten ausgebildet wurden, und weist ferner bei dem vorliegenden Abwandlungsbeispiel Lichtdurchlässigkeit auf.
  • Die Pufferschicht 71 umfasst beispielsweise ein anorganisches Material (ein anorganisches Oxid), das beispielsweise mit aus der Grundschicht 71A abgeleitetem Sauerstoff gebunden ist. Bestimmte Beispiele umfassen Siliciumoxid (SiOx), Aluminiumoxid (AlOx), Nioboxid (NbOx), Titanoxid (TiOx), Tantaloxid (Ta2O5),Aluminiumlanthanoxid (AlLaOx), Titanlanthanoxid (TiLaOx), und Hafniumoxid (HfOx). Die Pufferschicht 71 umfasst weiterhin Aluminium (AI), Titan (Ti), Vanadium (V), Chrom (Cr), Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Gallium (Ga), Germanium (Ge), Zirkonium (Zr), Niob (Nb), Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Rhodium (Rh), Palladium (Pd), Silber (Ag), Indium (In), Zinn (Sn), Hafnium (Hf), Tantal (Ta) und dergleichen, die aus den Metallfilmen 72 und 73 abgeleitet sind. Ferner kann die Pufferschicht 71 ein anorganisches Nitrid wie Siliciumnitrid (SiN), ein anorganisches Oxynitrid wie Siliciumoxynitrid (SiON), ein anorganisches Fluorid wie Siliciumfluorid (SiFx) oder dergleichen umfassen. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die Pufferschicht 71 beispielsweise vorzugsweise eine Dicke von 10 nm oder mehr und 10 µm oder weniger auf.
  • Man beachte, dass das anorganische Oxid, das die Pufferschicht 71 strukturiert, ein kristalliner Festkörper oder ein glasartiger Festkörper (amorpher Festkörper) sein kann.
  • In der Pufferschicht 71 ist, wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform das Elementmetall in Richtung der Filmdicke lokal verteilt. Das Elementmetall ist aus den Metallfilmen 72 und 73 abgeleitet. Wie später ausführlicher beschrieben wird, für das Elementmetall, das die Metallfilme 72 und 73 strukturiert, diffundieren Sauerstoffatome, die die Grundschicht darstellen (in dem vorliegenden Abwandlungsbeispiel die Grundschicht 71A) bei einer Temperbehandlung nach dem Verbinden des Metallfilms 72 und des Metallfilms 73 zu dem Metallfilm 72 hin, der in Kontakt mit der Grundschicht 71A steht. Durch die Diffusion des Elementmetalls und die Störung der Verbindungszwischenfläche ist es möglich, die Dichteverteilung des Elementmetalls festzustellen, welche in einem vorbestimmten Bereich ausgehend von der Zwischenfläche der Basis 21 zu der Zwischenfläche der porösen Basis 11 durch die oben beschriebene Diffusion der Sauerstoffatome aus der Grundschicht 71A kontinuierlich abnimmt, in einem Fall, in dem die Verteilung des Elementmetalls in der Pufferschicht 71 durch beispielsweise das EDX, das EELS, das SIMS, TOF-SIMS-Spektroskopie oder dergleichen gemessen wird. Ferner ist es beispielsweise in einem Fall, in dem sowohl die poröse Basis 11 als auch die poröse Basis 41 mit den Grundschichten wie in dem Strukturkörper 2 der zweiten Ausführungsform versehen werden, die Dichteverteilung des Elementmetalls festzustellen, welche in einem vorbestimmten Bereich ausgehend von der Innenseite einer Schicht der Pufferschicht 71 zu den Zwischenflächen der porösen Basis 11 und der Basis 21 hin kontinuierlich abnimmt. Übrigens wird in einem Fall, dass eine Stabilität einer chemischen Bindung zwischen den Sauerstoffatomen, die die Grundschicht darstellen (in dem vorliegenden Abwandlungsbeispiel die Grundschicht 71A) und dem Elementmetall der Metallfilme 72 und 73 hoch ist, in einem Fall, in dem die Oberflächenrauigkeit Ra der Pufferschicht klein ist, oder dergleichen, die kontinuierliche Abnahme in dem Elementmetall zu einer steilen Abnahme und kann manchmal als eine Konzentrationsverteilung beobachtet werden, die in einem vorbestimmten Bereich als Rechteck vorhanden ist.
  • Nachfolgend wird ein Verfahren zum Herstellen des Strukturkörpers 4 beschrieben.
  • Zunächst wird, wie in 9A dargestellt, die poröse Basis 11 vorbereitet. Danach wird, wie beispielsweise in 9B dargestellt, die Grundschicht 71A auf einer Verbindungsoberfläche der porösen Basis 11 ausgebildet, beispielsweise durch ein Vakuumabscheideverfahren unter Verwendung eines Elektronenstrahls, bis zu einer Dicke von beispielsweise 10 nm oder mehr und 10 µm oder weniger, unter Berücksichtigung eines Polierabtrags und einer Rauigkeit einer Oberfläche der porösen Basis 11. Man beachte, dass die Grundschicht 71A ausgebildet werden kann, indem das IAD-Verfahren, das Kathodenzerstäubungsverfahren (Sputtern), das lonenplattierungsverfahren, das CVD-Verfahren und dergleichen, neben dem Vakuumabscheideverfahren verwendet werden.
  • Die Grundschicht 31A ist ein anorganisches Material (ein anorganisches Oxid), welches mit Sauerstoff chemisch gebunden ist, und es ist vorzuziehen, ein Material mit einer guten Polierverarbeitbarkeit zu verwenden. Außerdem kann ein Material, das in der Lage ist, Sauerstoff in den Leerstellen durch physikalische Adsorption aufzunehmen, die in einer Schicht durch Korngrenzen oder dergleichen ausgebildet sind, verwendet werden. Bei jedem der Materialien ist es vorzuziehen, dass das Material ein Material ist, das eine niedrigere Sauerstoff-Affinität hat, als das Metallmaterial, das für die Metallfilme 72 und 73 verwendet wird. Beispiele umfassen anorganische Oxide wie etwa Siliciumoxid (SiOx), Metalloxide wie Aluminium (AI), Titan (Ti), Vanadium (V), Chrom (Cr), Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Gallium (Ga), Germanium (Ge), Zirkonium (Zr), Niob (Nb), Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Rhodium (Rh), Palladium (Pd), Silber (Ag), Indium (In), Zinn (Sn), Hafnium (Hf) und Tantal (Ta). Eine Dicke der Grundschicht 71A ist vorzugsweise ausgebildet als eine Dicke von beispielsweise 10 nm oder mehr und 10 µm oder weniger, wie oben beschrieben, ist aber nicht darauf beschränkt.
  • Hier ist die Sauerstoff-Affinität wie folgt definiert: Beispielsweise ist die Sauerstoff-Affinität des Metallmaterials, das die Metallfilme 72 und 73 ausbildet, in einem Fall, dass Titan (Ti) als das Metallmaterial, das die Metallfilme 72 und 73 ausbildet, verwendet ist, eine chemische Bindekraft zwischen einem Titanatom und einem Sauerstoffatom. Ferner ist die Sauerstoff-Affinität eines sauerstoffbereitstellenden Materials in einem Fall, dass Siliciumoxid (SiO2) als das Sauerstoff bereitstellende Material verwendet wird, eine chemische Bindungskraft zwischen einem Siliciumatom und dem Sauerstoffatom und eine Bindungskraft zwischen Siliciumoxid (SiO2) und Sauerstoff, das nicht-kovalent eingefangen ist. Es sei angemerkt, dass die nicht kovalente Eigenschaft umfasst, dass Sauerstoff mittels Wasser eingefangen ist und Sauerstoff in einem Film eingefangen ist.
  • Nachfolgend erfolgt, wie in 9C dargestellt ist, beispielsweise ein Polieren durch physikalische oder chemische Behandlung, um den arithmetischen Mittenrauwert (Ra) der Grundschicht 71A zu verringern. Insbesondere weist eine Oberfläche der Grundschicht 71A vorzugsweise Glattheit auf und hat vorzugsweise den arithmetischen Mittenrauwert (Ra) von beispielsweise 0,5 nm oder weniger.
  • Man beachte, dass die Grundschicht 71A ausgebildet sein kann unter Verwendung eines Filmausbildungsverfahrens mit einer selbstglättenden Wirkung. In diesem Fall ist das oben beschriebene Polierverfahren überflüssig. Ferner ist, was die Grundschicht 71A betrifft, außer dem Material mit einer guten Polierverarbeitbarkeit, wie oben beschrieben, ein Verfahren zum Gewährleisten eines Verbindungsbereichs unter Einsatz eines Umfangs durch Ausbilden einer Harzschicht auf einer Basis, die leicht verformbar ist, ebenfalls wirksam. Es ist ferner wirksam, ein hoch benetzbares Harz zu verwenden, bei dem eine Oberflächenrauigkeit einer Harzoberfläche durch Oberflächenspannung verringert wird.
  • Als nächstes wird, wie in 9D dargestellt, der Metallfilm 72, der beispielsweise eine Mikrokristallstruktur aufweist, auf der Grundschicht 71A ausgebildet, und die Basis 21, bei der der Metallfilm 73 auf einer Oberfläche unter Verwendung eines vergleichbaren Verfahrens ausgebildet wird, wird vorbereitet. Nachfolgend werden die poröse Basis 11 und die Basis 21 so angeordnet, dass sie zueinander weisen, so dass der Metallfilm 72 auf der porösen Basis 11 und der Metallfilm 73 auf der Basis 21 zueinander weisen.
  • Die Metallfilme 72 und 73 weisen eine Mikrokristallstruktur auf und umfassen beispielsweise ein Metall wie Aluminium (AI), Titan (Ti), Zirkonium (Zr), Niob (Nb), Hafnium (Hf) und Tantal (Ta), welche durch Oxidierung lichtdurchlässig werden. Bei dem vorliegenden Abwandlungsbeispiel, werden, wie später beschrieben, der Metallfilm 32 und der Metallfilm 33 übereinandergelegt, um die poröse Basis 11 und die Basis 21 unter Verwendung des atomaren Diffusionsverbindungsverfahrens zu verbinden. Zu diesem Zeitpunkt ist es möglich, wenn die Oberflächen der Grundschicht 31A und der Basis 21 glatt sind, das Verbinden vorzunehmen, auch wenn die Metallfilme 72 und 73 äußerst dünne Filme sind und beispielsweise eine Dicke von 0,2 nm aufweisen.
  • Man beachte, dass die Filmausbildung der Metallfilme 72 und 73 und das Verbinden des Metallfilms 72 und des Metallfilms 73, welches später zu beschreiben ist, vorzugsweise in derselben Vorrichtung unter einer Vakuumbedingung erfolgen. So wird eine Oxidation der Oberflächen der Metallfilme 72 und 73 verringert, was ermöglicht, das gute Verbinden vorzunehmen.
  • Nachfolgend werden, wie in 9E dargestellt, die poröse Basis 11 und die Basis 21 miteinander verbunden, beispielsweise unter Verwendung des atomaren Diffusionsverbindungsverfahrens, indem der Metallfilm 72 und der Metallfilm 73 übereinandergelegt werden und mit einem Druck (P) beispielsweise von der Seite der Basis 21 her beaufschlagt wird. Dies ermöglicht es, eine atomare Diffusion an den Verbindungszwischenflächen und Korngrenzen zwischen dem Metallfilm 72 und dem Metallfilm 73 hervorzurufen und das Verbinden vorzunehmen, bei dem die Verbindungsspannung verringert ist. Schließlich werden die miteinander verbundenen poröse Basis 11 und Basis 21 unter einer Umgebung von beispielsweise 100°C oder mehr und 800°C oder weniger belassen, als Temperbehandlung. Im Ergebnis wird die Pufferschicht 71, in der das Elementmetall in der Richtung der Filmdicke lokal verteilt ist, zwischen der porösen Basis 11 und der Basis 21 ausgebildet. So wird der in 8 dargestellte Strukturkörper 4 fertiggestellt.
  • Man beachte, dass das Verbinden der Metallfilme 72 und 73 unter Verwendung eines Verfahrens außer dem oben beschriebenen atomaren Diffusionsverbindungsverfahren erfolgen kann. Beispielsweise kann in einem Fall, dass ein Metallfilm vorab auf einer oder beiden Oberflächen der beiden Basen, die zueinander weisend angeordnet sind, ausgebildet wurde, in dem Vakuumbehälter ein Oxid oder eine organische Substanz auf eine Oberfläche des Metallfilms, wie vorab ausgebildet, durch beispielsweise Plasmaätzen oder dergleichen entfernt werden, um die Oberfläche zu aktivieren, so dass es möglich wird, das Verbinden mit dem anderen Metallfilm vorzunehmen.
  • Außerdem ist es vorzuziehen, dass der Metallfilm 72 die Dicke aufweist, die es dem Metallmaterial, das den Metallfilm 72 strukturiert, ermöglicht, durch aus der Grundschicht 71A erzeugten Sauerstoff ausreichend zu oxidieren und es ist wünschenswert, dass die Dicke des Metallfilms 72 im Vergleich zur Grundschicht 71A hinreichend dünn ist. Die Haftkraft steigt in ihrer Stärke an, wenn die Oxidation der Metallfilme 72 und 73 voranschreitet. Die Dicke der Metallfilme 72 und 73 variiert in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein der Lichtdurchlässigkeit der Pufferschicht 71. Beispielsweise kann bei dem vorliegenden Abwandlungsbeispiel, bei dem die Pufferschicht 71 die Lichtdurchlässigkeit aufweist, es vorzuziehen sein, dass die Dicke der Metallfilme 72 und 73 beispielsweise 0,2 nm oder höher und 10 nm oder weniger beträgt.
  • Die Temperbehandlung kann unter denselben Bedingungen durchgeführt werden wie die Filmausbildung der Metallfilme 72 und 73 und das Verbinden des Metallfilms 72 und des Metallfilms 73, oder sie kann außerhalb eines Geräts, beispielsweise in der Atmosphäre, durchgeführt werden. Ferner sind 100°C als untere Grenztemperatur für die Temperbehandlung beispielhaft angegeben als Temperatur, die gleich ist oder höher als eine Umgebungstemperatur, bei der der Strukturkörper 1 zu verwenden ist. Eine obere Grenztemperatur von 800°C basiert auf einem Punkt, bei dem optische Gläser, die für die poröse Basis 11, die Basis 21 und die Grundschicht 71A in einem Fall, dass der Strukturkörper 1 als optische Vorrichtung verwendet wird, weich werden, auf einem Schmelzpunkt eines Metalls und einer Bruchtemperatur aufgrund einer thermischen Spannung eines dünnen Filmes. Daher ist eine Temperatur der Temperbehandlung nicht auf den oben beschriebenen Bereich beschränkt und es kann beispielsweise in einem Fall, dass ein stabiler Metalloxidfilm ausgebildet ist, selbst innerhalb eines Bereiches der Umgebungstemperatur, bei der der Strukturkörper 1 zu verwenden ist, vorzuziehen sein, die Behandlung bei 100°C oder weniger auszuführen. Beispielsweise kann in einem Fall, dass das Verbinden zwischen einem Glas, das bei einem niedrigen Schmelzpunkt schmilzt, oder der porösen Basis 11, die einen anderen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, und der Basis 21 vorzunehmen ist, die Temperbehandlung vorzugsweise in einer Umgebung von beispielsweise 300°C oder weniger erfolgen, und weiter vorzugsweise beispielsweise 100°C oder weniger. Beispielsweise kann es in Abhängigkeit von einem Film-Bildungsverfahren und einem Film ausbildenden Material möglich sein, die Metallfilme 72 und 73 zu oxidieren, indem man sie bei normaler Temperatur belässt. Ferner bewirkt ein Erhöhen der Leerstellen in einer Schicht durch Verringern einer Dichte der Grundschicht 71A, dass mehr Wasser physikalisch zu absorbieren ist. So wird der von einer Sauerstoff bereitstellenden Schicht bereitzustellende Sauerstoff vermehrt, und die Oxidation der Metallfilme 72 und 73 wird bei normaler Temperatur gefördert.
  • Man beachte, dass zum Fördern der Oxidation der Metallfilme 72 und 73 ein Heizen mit Laser oder mit elektromagnetischen Wellen als Verfahren verwendet werden kann, und das Erwärmen derselben kann lokal erfolgen.
  • Wie oben beschrieben, wird bei dem vorliegenden Abwandlungsbeispiel ein Material verwendet, das eine niedrigere Sauerstoff-Affinität aufweist als das Material der Grundschicht 71A, und die Temperbehandlung wird zudem nach dem Verbinden des Metallfilms 72 und des Metallfilms 73 durchgeführt. So wird das Elementmetall, das den Metallfilm 72 und den Metallfilm 73 ausbildet, oxidiert, was es ermöglicht, dass die Pufferschicht 71 die Lichtdurchlässigkeit aufweist.
  • (3-2. Abwandlungsbeispiel 2)
  • 10 stellt schematisch eine Querschnittsanordnung eines Strukturkörpers (eines Strukturkörpers 5) gemäß einem Abwandlungsbeispiel 2 der vorliegenden Offenbarung dar. Der Strukturkörper 5 weist eine Laminat-Struktur auf, bei der zwei oder mehr miteinander zu verbindende Teile durch beispielsweise das atomare Diffusionsverbinden verbunden sind und stellt beispielsweise eine zusätzlich verkittete Linse dar, die eine chromatische Aberration korrigiert, oder ein Polarisations-Trennprisma, welches für einen Projektor verwendet wird. Bei dem Strukturkörper 5 des vorliegenden Abwandlungsbeispiels werden eine schwer zu verarbeitende Basis 81 und die Basis 21 miteinander beispielsweise durch atomares Diffusionsverbinden verbunden, wobei die Pufferschicht 31 zumindest ein Elementmetall dazwischen enthält.
  • Die schwer zu verarbeitende Basis 81 weist eine Dichte auf, die geringer als eine Dichte ist, welche durch eine Kristallstruktur und eine Zusammensetzung eines Grundmaterials bestimmt wäre, und ist beispielsweise ein schwer zu verarbeitendes Glasmaterial mit einem Abtragungsgrad von 300 oder mehr. Beispiele der schwer zu verarbeitenden Basis 81 umfassen ein Phosphorsäuren-basiertes Glasmaterial, ein Fluorophosphat-basiertes Glasmaterial (zum Beispiel ein Fluorophosphatglas, das aus einer Phosphorsäure (P2O5) und Fluorid (zum Beispiel AlF3 oder CaF2, usw.) gebildet ist), oder ein Glasmaterial, welches Bleioxid als Hauptkomponente enthält.
  • Es ist möglich, die schwer zu verarbeitende Basis 81 und die Basis 21 für die Herstellung zu verbinden, indem beispielsweise ein Verfahren ähnlich zu dem bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform verwendet wird.
  • Auch wenn es das schwer zu verarbeitende Glasmaterial ermöglicht, dass der arithmetische Mittenrauwert (Ra), welcher die Rauigkeit der Oberfläche repräsentiert, durch das Polierverfahren klein sein kann, neigt es dazu, einer chemischen Reaktion mit einer Feuchtigkeit in der Atmosphäre zu unterliegen, mit einer Reinigungsflüssigkeit und einem abtragenden Mittel, und die Rauigkeit der Oberfläche wird erhöht, wenn dies belassen wird, oder eine Oberfläche wird durch Reinigen aufgeraut. Entsprechend ist es schwierig, die Oberflächenrauigkeit niedrig zu halten, und die Oberfläche neigt dazu, zum Zeitpunkt der Verbindung, wie beispielsweise in 10 gezeigt, rau zu sein.
  • Hingegen werden bei dem vorliegenden Abwandlungsbeispiel die schwer zu verarbeitende Basis 81 und die Basis 21 miteinander über die Pufferschicht 31 verbunden, die zumindest ein Elementmetall enthält, wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. So ist es möglich, das Verbinden vorzunehmen, welches beispielsweise das atomare Diffusionsverbinden verwendet, selbst bei einem Basismaterial, bei dem es schwierig ist, die Oberflächenrauigkeit niedrig zu belassen, wie bei der schwer zu verarbeitenden Basis 81.
  • <4. Beispiele>
  • Als nächstes werden beschrieben: Beispiele einer funktionalen Vorrichtung (die Strukturkörper 1 bis 5), die bezüglich den obigen Ausführungsformen und Abwandlungsbeispielen beschrieben werden. Jedoch ist eine nachfolgend beschriebene Anordnung lediglich ein Beispiel, und es ist möglich, die Anordnung, wo passend, abzuwandeln.
  • (Beispiel 1)
  • 11A stellt schematisch ein Beispiel einer Querschnittsanordnung eines Phosphorrads (eines Phosphorrads 100A) dar. 11B stellt schematisch ein Beispiel einer Ebenen-Anordnung des in 11A dargestellten Phosphorrads 100A dar. Man beachte, dass 11A einen Querschnitt darstellt, der längs der in 11B dargestellten Linie I-I verläuft. Das Phosphorrad 100A wird beispielsweise als Wellenlängenwandlungsvorrichtung von lichtdurchlässiger Art in einem Lichtquellenabschnitt eines Projektors verwendet.
  • Das Phosphorrad 100A weist beispielsweise eine Anordnung auf, bei der ein dichroitischer Film 112, eine Pufferschicht 131, ein Film 122 zur Verhinderung von Reflexionen an Zwischenflächen und eine Phosphorschicht 121 in dieser Reihenfolge auf einem drehbaren Radsubstrat 111 aufgeschichtet sind. Ferner sind reflexionsverhindernde Filme 113 und 123 jeweils auf einer Rückseite des Radsubstrats 111 und auf der Phosphorschicht 121 bereitgestellt. Das Radsubstrat 111 ist beispielsweise ein Saphirsubstrat und entspricht der Basis 21 der oben beschriebenen Ausführungsformen. Die Phosphorschicht 121 weist beispielsweise eine Ringform auf und ist beispielsweise ein plattenartiger keramischer Phosphor. Die Phosphorschicht 121 entspricht der porösen Basis 11 bei den oben beschriebenen Ausführungsformen. Beispielsweise lässt der dichroitische Film wahlweise Licht in einem blauen Wellenlängenband durch und wahlweise lässt er Licht in grünen und roten Wellenlängenbändern durch. Der Film 122 zum Verhindern von Reflexionen an Zwischenflächen dient zum Verringern einer Zwischenflächenreflexion aufgrund eines Unterschieds im Brechungsindex zwischen der Pufferschicht 131 und der Phosphorschicht 121. Der dichroitische Film 112 und der Film 122 zum Verhindern einer Reflexion an einer Zwischenfläche entsprechen einem konkreten Beispiel einer funktionalen Schicht.
  • Nachfolgend wird ein Verfahren zum Herstellen des Phosphorrads 100A beschrieben.
  • Zunächst wird, wie in 12A dargestellt, die Phosphorschicht 121 mittels einer Kleberschicht 141 auf einem Trägersubstrat 140, welches Glas oder dergleichen umfasst, befestigt. Das Trägersubstrat 140 umfasst beispielsweise Glas oder dergleichen. Beispielsweise ist es möglich, als Kleberschicht 141 einen Acrylkleber zu verwenden, welcher mit Ultraviolettstrahlung härtbar ist. Nachfolgend wird, wie in der 12B dargestellt, der Film 122 zum Verhindern einer Reflexion an einer Zwischenfläche, der beispielsweise durch einen dielektrischen Mehrschichtfilm dargestellt ist, auf dem Trägersubstrat 140 und der Phosphorschicht 121 durch beispielsweise IAD ausgebildet, wonach eine Grundschicht 131A, welche beispielsweise Siliciumoxid (SiOx) umfasst, des Weiteren ausgebildet wird. Als nächstes wird eine Oberfläche der Grundschicht 131A bezüglich ihrer Oberflächenrauigkeit verringert, zum Beispiel auf weniger als Ra=0,3 nm, zum Beispiel durch optisches Polieren.
  • Nachfolgend wird, wie in 12C dargestellt, der dichroitische Film 112 auf dem Radsubstrat 111 ausgebildet, beispielsweise unter Verwendung der IAD, wonach eine Grundschicht 131B, welche beispielsweise Siliciumoxid (SiOx) umfasst, des Weiteren ausgebildet wird. Wie bei der Grundschicht 131A, wird eine Oberflächenrauigkeit der Grundschicht 131B verringert auf beispielsweise weniger als Ra=0,3 nm, beispielsweise durch optisches Polieren. Als Nächstes, wie in 12D dargestellt, werden jeweils durch einen Ti-Film dargestellte Metallfilme 132 und 133 auf den Grundschichten 131A und 131B ausgebildet, wonach, wie in 12E dargestellt, der Metallfilm 132 und der Metallfilm 133 so angeordnet werden, dass sie zueinander weisen, und sie werden unter Beaufschlagung mit Druck (P) miteinander verbunden. Nach dem Verbinden wird die Temper-behandlung durchgeführt, um die Metallfilme 132 und 133 mittels aus den Grundschichten 131A und 131B zugeführten Sauerstoffs zu oxidieren, wodurch die Verbindungsoberflächen lichtdurchlässig werden und die Haftkraft stärken. So wird die Pufferschicht 131 zwischen dem dichroitischen Film 112 und dem Film 122 zum Verhindern der Reflexion an einer Zwischenfläche ausgebildet. Ferner wird ein die Kleberschicht 141 strukturierendes Harz durch die Temperbehandlung thermisch zersetzt, und es wird das Trägersubstrat 140 entfernt, wie in 12F dargestellt. Danach wird der reflexionsverhindernde Film 123 auf der Phosphorschicht 121 ausgebildet. So wird das Phosphorrad 100A fertiggestellt.
  • Bei dem Phosphorrad 100A des vorliegenden Beispiels umfassen alle Teile ein anorganisches Material, und die Wärmebeständigkeit und Lichtbeständigkeit werden verbessert, verglichen mit einem Fall, in dem das Anhaften unter Verwendung eines organischen Klebers erfolgt. Ferner tritt, selbst wenn eine Temperatur eines Phosphors durch Bestrahlung mit anregendem Licht erhöht wird, bei dem Radsubstrat 111, welches durch ein Saphirsubstrat dargestellt wird, welches nahe einem linearen Ausdehnungskoeffizienten steht, ganzheitlich ausgedehnt, wodurch es im Hinblick auf ein Zerbrechen beständiger ist.
  • Man beachte, dass ein Beispiel des Phosphorrads 100A beschrieben wurde, bei dem das Saphirsubstrat mit der hohen Lichtdurchlässigkeit als Radsubstrat 111 verwendet wird. Jedoch kann beispielsweise ein Metallsubstrat mit Licht reflektierenden Eigenschaften verwendet werden.
  • 13 stellt schematisch ein weiteres Beispiel der Querschnittsanordnung des Phosphorrads (eines Phosphorrads 100B) dar. 14 stellt schematisch ein Beispiel einer Querschnittsanordnung des Phosphorrads 100B mit einer Laminat-Struktur einer in 13 dargestellten Licht abstrahlenden Schicht 120 dar. Das Phosphorrad 100B wird beispielsweise als Wellenlängenwandlungsvorrichtung von der Art mit Reflexion in einem Lichtquellenabschnitt eines Projektors verwendet.
  • Das Phosphorrad 100B wird ausgebildet, indem die Licht abstrahlende Schicht 120 und das Deckglas 152 in dieser Reihenfolge auf einem drehbaren Radsubstrat 151 aufgeschichtet werden. Das Deckglas 152 wird an dem Radsubstrat 151 beispielsweise mittels einer Glashalter-Wärmesenke 153 und einer inneren Platte befestigt. Mit dem Mittelpunkt des Phosphorrads 100B sind eine Welle 155 und ein Motor 156 verbunden. Die Welle 155 dient als Drehwelle (z.B. Achse J155).
  • In der Licht abstrahlenden Schicht 120 sind eine Kleberschicht 157, ein dielektrischer Mehrschichtfilm 158, die Phosphorschicht 121, der reflexionsverhindernde Film 123, und eine anorganische Verbindungsschicht 124 in dieser Reihenfolge ausgehend von der Seite des Radsubstrats 151 aufgeschichtet. Beispielsweise sind die Phosphorschicht 121 und das Deckglas 152 miteinander unter Verwendung der vorliegenden Technologie verbunden. Beispielsweise wird der reflexionsverhindernde Film 159 auf dem Deckglas 152 bereitgestellt.
  • In dem reflektierenden Phosphorrad 100B ist das Deckglas 152, welches Saphirglas umfasst, mit einer Licht aufnehmenden Oberfläche auf der Phosphorschicht 121 verbunden, die einen keramischen Phosphor umfasst, wodurch in der Phosphorschicht 121 durch Bestrahlung mit dem anregenden Licht erzeugte Wärme durch das Deckglas 152 abgeleitet werden kann, neben der Ableitung über das Radsubstrat 151. Das heißt, dass es bei dem Phosphorrad 100B zusätzlich zu der rückwärtigen Oberfläche auf der Seite des Radsubstrats 151 möglich ist, einen Pfad für überschüssige Wärme auch auf der Seite auszubilden, auf der das anregende Licht einfällt, so dass es ermöglicht wird, den Temperaturanstieg der Phosphorschicht 121 zu verringern. So ist es möglich, die Effizienz in der Fluoreszenz-Wandlung zu verbessern. Ferner ist es bei dem Phosphorrad 100B gemäß dem vorliegenden Beispiel möglich, die Fläche der Phosphorschicht 121, auf der das anregende Licht einfällt, als gesamte Oberfläche durch das Deckglas 152 unter Druck zu setzen, so dass es ermöglicht wird, ein Brechen aufgrund von partiellen thermischen Verformungen zu verhindern, die durch den Temperaturanstieg der Phosphorschicht 121 erzeugt sind.
  • Auch wenn das vorliegende Beispiel eine Wellenlängenwandlungsvorrichtung von sich drehender Art beispielhaft betrifft, ist die vorliegende Technologie auf eine Wellenlängenwandlungsvorrichtung von sich nicht drehender Art anwendbar.
  • (Beispiel 2)
  • 15A stellt ein Beispiel einer Querschnittsanordnung einer Licht abstrahlenden Vorrichtung 200 (einer Licht abstrahlenden Vorrichtung 200A) dar. 15B stellt schematisch eine Ebenen-Anordnung der in 15A dargestellten Licht abstrahlenden Vorrichtung 200A dar. Man beachte, dass 15A einen Querschnitt darstellt, der längs der in 15B dargestellten Linie II-II verläuft. Die Licht abstrahlende Vorrichtung 200A wird beispielsweise als Lichtquelle eines Projektors oder als Beleuchtungsvorrichtung wie etwa eine Scheinwerferquelle eines Fahrzeugs verwendet.
  • Die Licht abstrahlende Vorrichtung 200A ist beispielsweise eine Wellenlängenwandlungsvorrichtung von nicht-drehender lichtdurchlässiger Art. Beispielsweise ist eine Linse 230 auf einer Vorderseite der Phosphorschicht 211 angeordnet und eine LED 221 ist auf einer Rückseite der Phosphorschicht 211 angeordnet. Bei der Licht abstrahlenden Vorrichtung 200A wird von der Rückseite der Phosphorschicht 211 her zugeführtes anregendes Licht in der Phosphorschicht 211 in Fluoreszenzlicht gewandelt und tritt über die Linse 230 aus. Insbesondere umfasst die Licht abstrahlende Vorrichtung 200A beispielsweise die LED 221, eine hinführende Linse 220, die eine hohle Struktur 220X um die LED 221 bildet, eine Pufferschicht 213C, einen dielektrischen Film 213B, einen reflexionsverhindernden Film 213A, die Phosphorschicht 211, einen dielektrischen Film 212A, eine Pufferschicht 212B, einen dielektrischen Film 212C und eine Linse 230, die in einem Gehäuse 240 der Vorrichtung in dieser Reihenfolge aufgeschichtet sind. Das Gehäuse 240 der Vorrichtung ist beispielsweise auf einem Substrat 250 angeordnet. Bei der Licht abstrahlenden Vorrichtung 200A sind beispielsweise die Phosphorschicht 211 und die hinführende Linse 220, sowie die Phosphorschicht 211 und die Linse 230, unter Verwendung der vorliegenden Technologie miteinander verbunden.
  • Man beachte, dass, in 15A ein Beispiel dargestellt ist, bei dem die hinführende Linse 220, die die hohle Struktur 220X um die LED 221 ausbildet, auf der LED 221 ausgebildet ist, auch wenn es nicht hierauf beschränkt ist. Beispielsweise kann die hinführende Linse 220 weggelassen werden, und auf der LED 221 kann eine Lücke ausgebildet sein.
  • 16A stellt ein Beispiel einer Querschnittsanordnung der Licht abstrahlenden Vorrichtung 200 (einer Licht abstrahlenden Vorrichtung 200B) dar. 16B stellt schematisch eine Ebenen-Anordnung der in 16A dargestellten Licht abstrahlenden Vorrichtung 200B dar. Man beachte, dass 16A einen Querschnitt darstellt, der längs der in 16B dargestellten Linie III-III verläuft. Die Licht abstrahlende Vorrichtung 200B wird beispielsweise als Lichtquelle eines Projektors oder als Bestrahlungsvorrichtung wie etwa eine Scheinwerferquelle eines Fahrzeugs verwendet.
  • Die Licht abstrahlende Vorrichtung 200B ist beispielsweise eine Wellenlängenwandlungsvorrichtung von nicht-drehender Art mit Reflexion. Beispielsweise ist die Linse 230 auf der Vorderseite der Phosphorschicht 211 angeordnet, und eine Licht abstrahlende Vorrichtung wie als LED ist außerhalb der Licht abstrahlenden Vorrichtung 200B angeordnet. Bei der Licht abstrahlenden Vorrichtung 200B tritt das anregende Licht von der Seite der Linse 230 ein, und das in der Phosphorschicht 211 durch Wandlung hervorgerufene Fluoreszenzlicht und nichtgewandeltes anregendes Licht treten durch die Linse 230 aus. Insbesondere sind in der Licht abstrahlenden Vorrichtung 200B beispielsweise ein Reflexionsspiegel 214, der beispielsweise durch einen Metallfilm, die Phosphorschicht 211, den dielektrischen Film 212A, die Pufferschicht 212B, den dielektrischen Film 212C ausgebildet ist, sowie die Linse 230 in dieser Reihenfolge in dem Gehäuse 240 aufgeschochtet. Bei der Licht abstrahlenden Vorrichtung 200B sind beispielsweise die Phosphorschicht 211 und die Linse 230 unter Verwendung der vorliegenden Technologie miteinander verbunden.
  • Im Allgemeinen weist ein YAG-keramischer Phosphor einen höheren Brechungsindex auf. Entsprechend wird ein in dem keramischen Phosphor erzeugtes Fluoreszenzlicht durch innere Reflexionen in dem Phosphor gefangen. Es gibt daher Licht, das nicht nach außen führbar ist.
  • Mikrometergroße Phosphorpartikeln, die nahezu kugelförmig sind, verringern einen Einfluss einer Oberflächenreflexion, um wirksam Licht in das Innere hineinzuführen und auch ein Licht-Herausführen zu erleichtern. Es ist ferner möglich, dass man das reflektierte Licht von anderen Phosphorpartikeln verwenden lassen kann. Aus diesem Grund haben in typischen Weißlicht-LEDs Phosphorpartikel eine Form, die nahezu kugelförmig ist, und die Phosphorschicht 211, welche beispielsweise durch Mischen eines abdichtenden Harzes ausgebildet wird, das Silicium- und Phosphorpartikel umfasst, ist als gefülltes Paket ausbildet. Die paketförmige Phosphorschicht 211 weist eine glatte Oberfläche auf, so dass ein Einfluss von Reflexion groß ist, dass Einfangen von Fluoreszenzlicht in starkem Maße erfolgt, und dass die Lichtaustrittswirksamkeit niedrig ist, wie bei dem oben beschriebenen YAG-keramischen Phosphor.
  • Hingegen ist bei der Licht abstrahlenden Vorrichtung 200A und der Licht abstrahlenden Vorrichtung 200B die Linse 230 über den dielektrischen Film 212A, die Pufferschicht 212B und den dielektrischen Film 212C mit der Phosphorschicht 211 verbunden. Es ist so möglich, die Licht abstrahlende Vorrichtung 200A und die Licht abstrahlende Vorrichtung 200B so bereitzustellen, dass sie keine vollständigen Reflexionen beinhalten und eine verbesserte Lichtaustrittswirksamkeit aufweisen.
  • (Beispiel 3)
  • Es ist bekannt, dass ein Laserverstärker (kontinuierliche Welle: CW) allgemein für einen Anstieg in einer Temperatur einer Wellenlängenwandlungsvorrichtung (eines Lasermediums) sorgt, aufgrund einer Erhöhung des Pumplichts, und dass er so mit einer Verringerung der Wandlungswirksamkeit einhergeht. Als Lösung hierzu wird ein Material mit guter thermischer Leitfähigkeit verbunden, zum Zwecke des Kühlens bei überschüssiger Wärme, um für eine Verbesserung der Wärmeableitungseigenschaften zu sorgen und dafür zu sorgen, dass durch die Verringerung der Temperatur des Lasermediums die Wandlungswirksamkeit aufrechterhalten bleibt. Beispielsweise kann das Verbinden von Kombinationen eines Lasermediums YAG (nd: 1,81) und eines CVD-Diamanten (nd: 2,39), YAG (nd: 1,81) und 6H-SiC (nd: 2,6), YAG (nd: 1,81) und Saphir (nd: 1,74), YAG (nd: 1,81) und YAG (nd: 1,81) und dergleichen als das Bereitstellen eines Materials mit guter thermischer Leitfähigkeit angesehen werden. Dann entsteht hier im Falle des Verbindens mit unterschiedlichen Materialien an einer lichtstrahldurchlässigen Oberfläche ein Verlust bezüglich der Fresnel-Reflexion an einer Verbindungszwischenfläche. Um den Verlust an Fresnel-Reflexion an der Verbindungszwischenfläche zu verringern, ist das Verbinden, welches einen dielektrischen Mehrschichtfilm und passende Brechungsindizes umfasst, hinsichtlich eines niedrigen Verlusts wirksam.
  • 17 stellt ein Beispiel einer Querschnittsanordnung eines Laserverstärkers (eines Laserverstärkers 300) mit einer Überschusswärme-Struktur dar, bei der beispielsweise eine YAG-Schicht 311 mit einem Brechungsindex von 1,81 und eine YAG-Schicht 321 miteinander verbunden sind. Ihre Verbindungsoberflächen sind jeweils mit Filmen 312 und 322 zum Verhindern von Reflexionen an der Zwischenfläche versehen, welche Reflexionen an Zwischenflächen zwischen SiO2-Schichten 332 und 333, einer SiO2-Schicht 331 und der YAG-Schicht 311 sowie der SiO2-Schicht 331 und der YAG-Schicht 321 verhindern. Die YAG-Schicht 311 und die YAG-Schicht 321 entsprechen einem konkreten Beispiel der porösen Basen 11 und 41 bei den oben beschriebenen Abwandlungsbeispielen und die SiO2-Schichten 332 und 333 entsprechen den Grundschichten und dienen als Pufferschicht 331. Ferner entsprechen die Filme 312 und 322 zum Verhindern einer Reflexion an einer Zwischenfläche einem konkreten Beispiel einer funktionalen Schicht. Man beachte, dass beispielsweise Titan (Ti) als Verbindungsmetall verwendet wird, welches beispielsweise in der Nachbarschaft einer Zwischenfläche zwischen der SiO2-Schicht 332 und der SiO2-Schicht 333 der SiO2-Schicht 331, die die Pufferschicht strukturiert, verteilt ist.
  • (Beispiel 4)
  • In einem Pulslasermodul sind beispielsweise ein Nd-dotiertes YAG mit der Funktion eines Verstärkers und ein Cr-dotiertes YAG mit der Funktion eines passiven Q-Schalters verbunden. In diesem Falle ist es möglich, eine einfache Pulslaservorrichtungsstruktur zu erlangen, bei der eine Wellenlängenwandlerschicht (ein Verstärker) und ein passiver Q-Schalter, der gepulstes Licht erzeugt, integriert sind, indem man einen dielektrischen Mehrschichtfilm darin vorsieht und verbindet, der eine Pumplichtwellenlänge reflektiert und nur induziertes Emissionslicht durchlässt.
  • 18 stellt ein Beispiel einer Querschnittsanordnung einer Pulslaservorrichtung (einer Pulslaservorrichtung 400) dar, bei der ein Laserverstärker 411 und ein Q-Schalter 421 miteinander verbunden sind. Verbindungsoberflächen des Laserverstärkers 411 und des Q-Schalters 421 sind jeweils mit SiO2-Schichten 432 und 433 versehen. Ein Edge-Filter 412 („Kantenfilter“), der das Pumplicht reflektiert und das induzierte Emissionslicht durchlässt, ist zwischen der SiO2-Schicht 431 und dem Laserverstärker 411 bereitgestellt. Ein Film 422 zum Verhindern von Reflexion an einer Zwischenfläche ist zwischen der SiO2-Schicht 431 und dem Q-Schalter 421 bereitgestellt. In der Pulslaservorrichtung 400 entsprechen der Laserverstärker 411 und der Q-Schalter 421 einem konkreten Beispiel der porösen Basen 11 und 41 bei den oben beschriebenen Abwandlungsbeispielen, und die SiO2-Schichten 432 und 433 entsprechen den Grundschichten und dienen als eine Pufferschicht 431. Ferner entsprechen der Edge-Filter 412 und der Film 422 zum Verhindern von Reflexion an einer Zwischenfläche einem konkreten Beispiel einer funktionalen Schicht. Man beachte, dass beispielsweise Titan (Ti) als Verbindungsmetall verwendet wird, welches in der Nachbarschaft einer Zwischenfläche zwischen der SiO2-Schicht 432 und der SiO2-Schicht 433 der SiO2-Schicht 431 verteilt ist, die die Pufferschicht beispielsweise strukturiert.
  • Während die vorliegende Offenbarung oben unter Bezug auf die ersten und zweiten Ausführungsformen, die Abwandlungsbeispiele 1 und 2, und die Beispiele beschrieben wurde, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die zu den obigen Ausführungsformen, usw. beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und es können unterschiedliche Abwandlungen vorgenommen werden. Beispielsweise ist es nicht nötig, alle der zu den Ausführungsformen, usw. beschriebenen Komponenten vorzusehen, und man kann ferner andere Komponenten vorsehen. Des Weiteren stellen die Materialien und Dicken der oben beschriebenen Komponenten lediglich Beispiele dar, und die Materialien und Dicken sind nicht auf die beschriebenen beschränkt.
  • Außerdem ist die vorliegende Technologie beispielsweise bei der ersten Ausführungsform, usw., auch wenn das poröse Basismaterial als die poröse Basis 11 beschrieben wurde, nicht auf das poröse Basismaterial beschränkt. Es ist möglich, die vorliegende Technologie auf das Verbinden eines Metalls mit niedriger Arbeitswirksamkeit, ein schwer zu verarbeitendes Glasmaterial und dergleichen anzuwenden.
  • Es sei angemerkt, dass die in der vorliegenden Textdarstellung beschriebenen Effekte lediglich Beispiele darstellen, aber nicht beschränkend. Ferner können weitere Effekte vorgesehen sein.
  • Es ist auch möglich, die vorliegende Offenbarung wie folgt zu gestalten. Gemäß den nachfolgend beschriebenen Anordnungen wird die Pufferschicht, welche zumindest ein Elementmetall aufweist, welches in seiner Verarbeitbarkeit höherwertig ist, zwischen einer ersten Basis und einer zweiten Basis bereitgestellt. Die erste Basis weist eine Oberfläche auf und eine Dichte, die geringer als eine Dichte ist, die durch eine Kristallstruktur und eine Zusammensetzung eines Grundmaterials bestimmt wäre. Die zweite Basis ist so angeordnet, dass sie zu der einen Oberfläche der ersten Basis weist. Somit ist es als Verbindungsoberfläche, mit der zweiten Basis, möglich, eine Verbindungsoberfläche auszubilden, welche einen kleinen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) auf der einen Oberfläche der ersten Basis aufweist. Daher ist es möglich, einen Strukturkörper mit verbesserter Haftkraft und ein elektronisches Gerät mit demselben bereitzustellen.
    1. (1) Strukturkörper mit:
      • einer ersten Basis mit einer Oberfläche und mit einer Dichte, die geringer als eine Dichte ist, welche durch eine Kristallstruktur und eine Zusammensetzung eines Grundmaterials bestimmt wäre;
      • eine zweite Basis, die so angeordnet ist, dass sie zu der einen Oberfläche der ersten Basis weist; und
      • eine Pufferschicht, die zwischen der ersten Basis und der zweiten Basis bereitgestellt ist und zumindest ein Elementmetall enthält.
    2. (2) Strukturkörper gemäß (1), bei dem die erste Basis einen Bereich aufweist, der eine hohe Oberflächenrauigkeit in zumindest einem Teil der einen Oberfläche aufweist.
    3. (3) Strukturkörper gemäß (1) oder (2), bei dem die erste Basis einen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) von 2 nm oder höher aufweist.
    4. (4) Strukturkörper gemäß einem von (1) bis (3), bei dem die erste Basis ein poröses Basismaterial umfasst.
    5. (5) Strukturkörper gemäß einem von (1) bis (4), bei dem die erste Basis Keramik umfasst.
    6. (6) Strukturkörper gemäß einem von (1) bis (3), bei dem die zweite Basis ein Metallbasismaterial umfasst.
    7. (7) Strukturkörper gemäß einem von (1) bis (3), bei dem die erste Basis ein schwer zu verarbeitendes Glasmaterial umfasst.
    8. (8) Strukturkörper gemäß einem von (1) bis (7), bei dem das Elementmetall in der Pufferschicht in einer Richtung der Filmdicke lokal verteilt ist.
    9. (9) Strukturkörper gemäß einem von (1) bis (8), bei dem die Pufferschicht eine Lichtdurchlässigkeit aufweist.
    10. (10) Strukturkörper gemäß einem von (1) bis (9), ferner umfassend eine funktionale Schicht, die zumindest eines aus zwischen der ersten Basis und der Pufferschicht oder zwischen der zweiten Basis und der Pufferschicht bereitgestellt ist.
    11. (11) Strukturkörper gemäß einem von (1) bis (10), bei dem die erste Basis und die zweite Basis miteinander durch atomares Diffusionsverbinden verbunden sind.
    12. (12) Strukturkörperherstellungsverfahren mit:
      • Verbinden einer ersten Basis und einer zweiten Basis, wobei die erste Basis eine Ober-fläche aufweist und eine Dichte aufweist, die geringer als eine Dichte ist, welche durch eine Kristallstruktur und eine Zusammensetzung eines Grundmaterials bestimmt wäre; und
      • Ausbilden einer Pufferschicht zwischen der ersten Basis und der zweiten Basis, die zumindest ein Elementmetall aufweist.
    13. (13) Strukturkörperherstellungsverfahren gemäß (12), ferner umfassend:
      • Ausbilden einer ersten Pufferschicht mit zumindest dem Elementmetall auf der ersten Basis;
      • Polieren einer Oberfläche der ersten Pufferschicht; und
      • Ausbilden eines ersten Metallfilms mit einer Mikrokristallstruktur nach dem Polieren auf der ersten Pufferschicht, wobei
      • das Verbinden umfasst, dass der erste Metallfilm und die zweite Basis miteinander verbunden werden.
    14. (14) Strukturkörperherstellungsverfahren gemäß (13), ferner umfassend das Durchführen einer Wärmebehandlung zur Ausführung der Pufferschicht nach dem Verbinden des ersten Metallfilms mit der zweiten Basis.
    15. (15) Strukturkörperherstellungsverfahren gemäß einem von (12) bis (14), ferner umfassend:
      • Ausbilden einer ersten Pufferschicht mit zumindest dem Elementmetall auf der ersten Basis;
      • Polieren einer Oberfläche der ersten Pufferschicht;
      • Ausbilden eines ersten Metallfilms mit einer Mikrokristallstruktur nach dem Polieren auf der ersten Pufferschicht; und
      • Ausbilden einer zweiten Pufferschicht mit zumindest dem Elementmetall und einem zweiten Metallfilm mit einer Mikrokristallstruktur auf der zweiten Basis, wobei
      • das Verbinden umfasst, dass der erste Metallfilm und der zweite Metallfilm miteinander verbunden werden.
    16. (16) Strukturkörperherstellungsverfahren gemäß (15), ferner umfassend das Durchführen einer Wärmebehandlung zur Ausbildung der Pufferschicht nach dem Verbinden des ersten Metallfilms und des zweiten Metallfilms.
    17. (17) Strukturkörperherstellungsverfahren gemäß einem von (13) bis (16), bei dem die erste Pufferschicht ausgebildet wird, indem ein Vakuumabscheideverfahren oder ein Kathodenzerstäubungsverfahren verwendet wird.
    18. (18) Strukturkörperherstellungsverfahren gemäß einem von (13) bis (17), bei dem die Oberfläche der ersten Pufferschicht durch ein optisches Polieren oder ein chemisch-mechanisches Polieren bearbeitet wird.
    19. (19) Elektronisches Gerät mit einem Strukturkörper, bei dem der Strukturkörper umfasst:
      • eine erste Basis mit einer Oberfläche und mit einer Dichte, die geringer ist als eine Dichte, welche durch eine Kristallstruktur und eine Zusammensetzung eines Grundmaterials bestimmt wäre;
      • eine zweite Basis, die so angeordnet ist, dass sie zu der einen Oberfläche der ersten Basis weist; und
      • eine Pufferschicht, die zwischen der ersten Basis und der zweiten Basis bereitgestellt ist und zumindest ein Elementmetall enthält.
  • Die vorliegende Anmeldung nimmt den Vorrang der japanischen Prioritätspatentanmeldung JP2019-000662 in Anspruch, welche beim Japanischen Patentamt am 7. Januar 2019 eingereicht wurde und deren gesamte Inhalte hier durch Bezugnahme einbezogen werden.
  • Es sollte den Fachleuten ersichtlich sein, dass verschiedene Abwandlungen, Kombinationen, Unterkombinationen und Änderungen in Abhängigkeit von Designanforderungen und weiteren Faktoren auftreten können, insoweit sie sich im Schutzbereich der beigefügten Ansprüche oder von Äquivalenten derselben bewegen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2019000662 [0109]

Claims (19)

  1. Strukturkörper mit: einer ersten Basis mit einer Oberfläche und mit einer Dichte, die geringer als eine Dichte ist, welche durch eine Kristallstruktur und eine Zusammensetzung eines Grundmaterials bestimmt wäre; eine zweite Basis, die so angeordnet ist, dass sie zu der einen Oberfläche der ersten Basis weist; und eine Pufferschicht, die zwischen der ersten Basis und der zweiten Basis bereitgestellt ist und zumindest ein Elementmetall enthält.
  2. Strukturkörper gemäß Anspruch 1, bei dem die erste Basis einen Bereich aufweist, der eine hohe Oberflächenrauigkeit in zumindest einem Teil der einen Oberfläche aufweist.
  3. Strukturkörper gemäß Anspruch 1, bei dem die erste Basis einen arithmetischen Mittenrauwert (Ra) von 2 nm oder höher aufweist.
  4. Strukturkörper gemäß Anspruch 1, bei dem die erste Basis ein poröses Basismaterial umfasst.
  5. Strukturkörper gemäß Anspruch 1, bei dem die erste Basis Keramik umfasst.
  6. Strukturkörper gemäß Anspruch 1, bei dem die zweite Basis ein Metallbasismaterial umfasst.
  7. Strukturkörper gemäß Anspruch 1, bei dem die erste Basis ein schwer zu verarbeitendes Glasmaterial umfasst.
  8. Strukturkörper gemäß Anspruch 1, bei dem das Elementmetall in der Pufferschicht in einer Richtung der Filmdicke lokal verteilt ist.
  9. Strukturkörper gemäß Anspruch 1, bei dem die Pufferschicht eine Lichtdurchlässigkeit aufweist.
  10. Strukturkörper gemäß Anspruch 1, ferner umfassend eine funktionale Schicht, die zwischen zumindest einem der ersten Basis und der Pufferschicht oder zwischen der zweiten Basis und der Pufferschicht bereitgestellt ist.
  11. Strukturkörper gemäß Anspruch 1, bei dem die erste Basis und die zweite Basis miteinander durch atomares Diffusionsverbinden verbunden sind.
  12. Strukturkörperherstellungsverfahren mit: Verbinden einer ersten Basis und einer zweiten Basis, wobei die erste Basis eine Oberfläche aufweist und eine Dichte aufweist, die geringer als eine Dichte ist, welche durch eine Kristallstruktur und eine Zusammensetzung eines Grundmaterials bestimmt wäre; und Ausbilden einer Pufferschicht zwischen der ersten Basis und der zweiten Basis, die zumindest ein Elementmetall aufweist.
  13. Strukturkörperherstellungsverfahren gemäß Anspruch 12, ferner umfassend: Ausbilden einer ersten Pufferschicht mit zumindest dem Elementmetall auf der ersten Basis; Polieren einer Oberfläche der ersten Pufferschicht; und Ausbilden eines ersten Metallfilms mit einer Mikrokristallstruktur nach dem Polieren auf der ersten Pufferschicht, wobei das Verbinden umfasst, dass der erste Metallfilm und die zweite Basis miteinander verbunden werden.
  14. Strukturkörperherstellungsverfahren gemäß Anspruch 13, ferner umfassend das Durchführen einer Wärmebehandlung zur Ausführung der Pufferschicht nach dem Verbinden des ersten Metallfilms mit der zweiten Basis.
  15. Strukturkörperherstellungsverfahren gemäß Anspruch 12, ferner umfassend: Ausbilden einer ersten Pufferschicht mit zumindest dem Elementmetall auf der ersten Basis; Polieren einer Oberfläche der ersten Pufferschicht; Ausbilden eines ersten Metallfilms mit einer Mikrokristallstruktur nach dem Polieren auf der ersten Pufferschicht; und Ausbilden einer zweiten Pufferschicht mit zumindest dem Elementmetall und einem zweiten Metallfilm mit einer Mikrokristallstruktur auf der zweiten Basis, wobei das Verbinden umfasst, dass der erste Metallfilm und der zweite Metallfilm miteinander verbunden werden.
  16. Strukturkörperherstellungsverfahren gemäß Anspruch 15, ferner umfassend das Durchführen einer Wärmebehandlung zur Ausbildung der Pufferschicht nach dem Verbinden des ersten Metallfilms und des zweiten Metallfilms.
  17. Strukturkörperherstellungsverfahren gemäß Anspruch 13, bei dem die erste Pufferschicht ausgebildet wird, indem ein Vakuumabscheideverfahren oder ein Kathodenzerstäubungsverfahren verwendet wird.
  18. Strukturkörperherstellungsverfahren gemäß Anspruch 13, bei dem die Oberfläche der ersten Pufferschicht durch ein optisches Polieren oder ein chemisch-mechanisches Polieren bearbeitet wird.
  19. Elektronisches Gerät mit einem Strukturkörper, bei dem der Strukturkörper umfasst: eine erste Basis mit einer Oberfläche und mit einer Dichte, die geringer ist als eine Dichte, welche durch eine Kristallstruktur und eine Zusammensetzung eines Grundmaterials bestimmt wäre; eine zweite Basis, die so angeordnet ist, dass sie zu der einen Oberfläche der ersten Basis weist; und eine Pufferschicht, die zwischen der ersten Basis und der zweiten Basis bereitgestellt ist und zumindest ein Elementmetall enthält.
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