JP2010074122A - Ｌｅｄ用ヒートシンク、ｌｅｄ用ヒートシンク前駆体、ｌｅｄ素子、ｌｅｄ用ヒートシンクの製造方法およびｌｅｄ素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】材料コストを低減することができるとともに、加工性も向上することができるＬＥＤ用ヒートシンク、そのＬＥＤ用ヒートシンクの前駆体となるＬＥＤ用ヒートシンク前駆体、およびそのＬＥＤ用ヒートシンクを用いたＬＥＤ素子、ＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法ならびにＬＥＤ素子の製造方法を提供する。
【解決手段】高熱伝導率層と低熱膨張率層とを含む積層構造体からなり、全体の厚さが０．１ｍｍ以下であるＬＥＤ用ヒートシンク、そのＬＥＤ用ヒートシンクの前駆体となるＬＥＤ用ヒートシンク前駆体、およびそのＬＥＤ用ヒートシンクを用いたＬＥＤ素子、ＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法ならびにＬＥＤ素子の製造方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ用ヒートシンク、ＬＥＤ用ヒートシンク前駆体、ＬＥＤ素子、ＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法およびＬＥＤ素子の製造方法に関する。

近年、たとえば、液晶テレビ、パーソナルコンピュータのディスプレイ、携帯電話機、カーナビゲーションおよびＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等において、画像を表示するための液晶ディスプレイが広く採用されている。

この液晶ディスプレイには、液晶表示パネルの裏面側から光を照射して表示画面の輝度を高めるためのバックライトが採用されている。

液晶ディスプレイのバックライトとしては、従来から、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）などの蛍光管を利用したバックライトが用いられてきたが、現在ではその代替品として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子を利用したバックライトが注目されている。

ＣＣＦＬなどの蛍光管を利用したバックライトにおいては、バックライトを点灯する際に高い電圧を必要とするとともに、蛍光管の点灯および消灯を頻繁に繰り返した場合にはその寿命が短くなるという問題があった。

一方、ＬＥＤ素子を利用したバックライトにおいては、ＣＣＦＬなどの蛍光管を利用したバックライトと比べて、低電圧で駆動させることができ、消費電力が少なく、寿命が長くなるなどの優れた特性が期待できる。

特に、光の３原色（赤色、緑色および青色）のＬＥＤ素子を利用したバックライトにおいては、光の３原色に近い波長から白色光を得るため、ＣＣＦＬなどの蛍光管を利用したバックライトと比べて色の自由度が高まるという特性を得ることができるとされている。

上記のＬＥＤ素子は発光する際に発熱するため、その熱を外部に放熱するための放熱基板（ヒートシンク）を設置することが一般的に行なわれている。このような放熱基板の特性としては、（ｉ）熱の放熱性に優れるとともに、（ｉｉ）熱による変形を抑制できるという双方の特性が要求されるため、放熱基板に用いられる材料および構成は、銅／モリブデン／銅などの所定のものに限られている（たとえば、特許文献１〜４参照）。
特許第３８６２７３７号公報 特開２００７−１１５７３１号公報 特開平６−２６８１１５号公報 特開平２−１０２５５１号公報

しかしながら、特許文献１〜４に記載された方法においては、銅板およびモリブデン板を圧接により接合して放熱基板を形成しているため、放熱基板の厚さが１ｍｍ以上となり、非常に厚くなるという問題があった。このように大きな厚さの放熱基板を用いた場合には、材料コストが高くなるとともに、切断しにくくなるなどの加工性が悪くなるという問題がある。

また、上記のように大きな厚さの放熱基板を機械的に除去することによって放熱基板の厚さを低減した場合でも、その厚さはせいぜい０．２ｍｍ程度であり、材料コストが高くなるという問題は解決できないだけでなく、さらに機械的な除去により形成された傷などに起因して放熱基板に反りが生じるためＬＥＤ素子に取り付けることができないなどの問題があった。

上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、材料コストを低減することができるとともに、加工性も向上することができるＬＥＤ用ヒートシンク、そのＬＥＤ用ヒートシンクの前駆体となるＬＥＤ用ヒートシンク前駆体、およびそのＬＥＤ用ヒートシンクを用いたＬＥＤ素子、ＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法ならびにＬＥＤ素子の製造方法を提供することにある。

本発明は、高熱伝導率層と低熱膨張率層とを含む積層構造体からなり、全体の厚さが０．１ｍｍ以下であるＬＥＤ用ヒートシンクである。

ここで、本発明のＬＥＤ用ヒートシンクは、高熱伝導率層と低熱膨張率層との間に相互拡散層を有することが好ましい。

また、本発明のＬＥＤ用ヒートシンクにおいては、低熱膨張率層がモリブデンおよびタングステンの少なくとも一方からなることが好ましい。

また、本発明のＬＥＤ用ヒートシンクにおいては、高熱伝導率層の厚さが低熱膨張率層の厚さよりも厚いことが好ましい。

また、本発明のＬＥＤ用ヒートシンクにおいては、高熱伝導率層が銅およびアルミニウムの少なくとも一方からなることが好ましい。

また、本発明のＬＥＤ用ヒートシンクにおいては、高熱伝導率層が銅からなるとともに、低熱膨張率層がタングステンからなり、高熱伝導率層、低熱膨張率層および高熱伝導率層の順序で積層された積層構造体、または低熱膨張率層、高熱伝導率層および低熱膨張率層の順序で積層された積層構造体からなることが好ましい。

また、本発明のＬＥＤ用ヒートシンクは、積層構造体の表面上に拡散バリア層を備えていてもよい。

また、本発明のＬＥＤ用ヒートシンクは、拡散バリア層の表面上に密着強化層を備えていてもよい。

また、本発明のＬＥＤ用ヒートシンクは、積層構造体の第１の表面上に第１の拡散バリア層を備えるとともに、積層構造体の第１の表面とは反対側の第２の表面上に第２の拡散バリア層を備えていてもよい。

また、本発明のＬＥＤ用ヒートシンクは、第１の拡散バリア層の表面上に第１の密着強化層を備えるとともに、第２の拡散バリア層の表面上に第２の密着強化層を備えていてもよい。

また、本発明は、上記のいずれかのＬＥＤ用ヒートシンクの表面に基板を備えた、ＬＥＤ用ヒートシンク前駆体である。

ここで、本発明のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体においては、基板が、鉄基板、シリコン基板またはステンレス基板であることが好ましい。

また、本発明は、上記のいずれかのＬＥＤ用ヒートシンクと、ＬＥＤ用ヒートシンク上に設置されたＬＥＤ構造体とを備えたＬＥＤ素子である。

また、本発明は、上記のいずれかのＬＥＤ用ヒートシンクを製造する方法であって、低熱膨張率層を気相法により形成する工程および溶融塩浴の電解により形成する工程の少なくとも一方を含むＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法である。

また、本発明は、上記のＬＥＤ用ヒートシンクを製造する方法であって、基板上に拡散バリア層を形成する工程と、拡散バリア層上に積層構造体を形成する工程と、基板を除去する工程とを含むＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法である。

また、本発明は、上記のＬＥＤ用ヒートシンクを製造する方法であって、基板上に第１の拡散バリア層を形成する工程と、第１の拡散バリア層上に積層構造体を形成する工程と、積層構造体上に第２の拡散バリア層を形成する工程と、基板を除去する工程とを含むＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法である。

また、本発明は、上記のＬＥＤ素子を製造する方法であって、基板上に上記のいずれかのＬＥＤ用ヒートシンクを形成する工程と、ＬＥＤ用ヒートシンクとＬＥＤ構造体とを接合する工程と、ＬＥＤ用ヒートシンクとＬＥＤ構造体との接合後に基板を除去する工程とを含むＬＥＤ素子の製造方法である。

ここで、本発明のＬＥＤ素子の製造方法においては、基板が、鉄基板、シリコン基板またはステンレス基板であることが好ましい。

また、本発明は、上記のＬＥＤ用ヒートシンクを備えたＬＥＤ素子を製造する方法であって、基板上に拡散バリア層を形成する工程と、拡散バリア層上に積層構造体を形成する工程と、積層構造体の形成後に基板を除去することによってＬＥＤ用ヒートシンクを形成する工程と、ＬＥＤ用ヒートシンクとＬＥＤ構造体とを接合する工程とを含むＬＥＤ素子の製造方法である。

また、本発明は、上記のＬＥＤ用ヒートシンクを備えたＬＥＤ素子を製造する方法であって、基板上に第１の拡散バリア層を形成する工程と、第１の拡散バリア層上に積層構造体を形成する工程と、積層構造体上に第２の拡散バリア層を形成する工程と、第２の拡散バリア層の形成後に基板を除去することによってＬＥＤ用ヒートシンクを形成する工程と、ＬＥＤ用ヒートシンクとＬＥＤ構造体とを接合する工程とを含むＬＥＤ素子の製造方法である。

本発明によれば、材料コストを低減することができるとともに、加工性も向上することができるＬＥＤ用ヒートシンク、そのＬＥＤ用ヒートシンクの前駆体となるＬＥＤ用ヒートシンク前駆体、およびそのＬＥＤ用ヒートシンクを用いたＬＥＤ素子、ＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法ならびにＬＥＤ素子の製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。

＜ＬＥＤ用ヒートシンク＞
図１に、本発明のＬＥＤ用ヒートシンクの一例の模式的な斜視図を示す。ここで、ＬＥＤ用ヒートシンク１は、低熱膨張率層３と、その低熱膨張率層３上に形成された高熱伝導率層２と、その高熱伝導率層２上に形成された低熱膨張率層３との積層構造体から構成されている。

ここで、高熱伝導率層２は、２５℃における熱伝導率が２３５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の金属からなる金属層であり、なかでも、本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１の放熱性を高くする観点からは、高熱伝導率層２としては、銅およびアルミニウムの少なくとも一方を含む金属からなる金属層を用いることが好ましい。

また、低熱膨張率層３は、線膨張率が７×１０^-6（１／Ｋ）以下の金属からなる金属層であり、なかでも、本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１の熱による変形を抑制する観点からは、低熱膨張率層３としては、モリブデンおよびタングステンの少なくとも一方を含む金属からなる金属層を用いることが好ましい。

ここで、本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１においては、高熱伝導率層２と低熱膨張率層３とを含む積層構造体からなるＬＥＤ用ヒートシンク１の全体の厚さｈが０．１ｍｍ以下であることを特徴としている。

本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１においては、たとえば後述する方法により、ＬＥＤ用ヒートシンク１の全体の厚さｈを０．１ｍｍ以下といったような従来と比べて非常に薄い厚さに形成することができる一方で、そのような薄い厚さの本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１は、機械的な除去により厚さが低減されているわけではないため、機械的な除去により形成された傷などに起因する反りがほとんど生じることがない。

さらに、本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１においては、従来のように機械的な除去により厚さを低減することなく全体の厚さｈを０．１ｍｍ以下としているために材料コストを低減することができるとともに、その薄さによりＬＥＤ用ヒートシンク１の切断などの加工性も向上するために非常に有用な効果が得られる。

図２に、図１に示すＬＥＤ用ヒートシンク１の模式的な断面図を示す。ここで、たとえば図２に示すように、本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１を構成する高熱伝導率層２の厚さｈ₁は、低熱膨張率層３の厚さｈ₂よりも厚くなっていることが好ましい。高熱伝導率層２の厚さｈ₁を低熱膨張率層３の厚さｈ₂よりも厚くすることによって、熱の放熱性に優れる特性と熱による変形を抑制できる特性とをともに高いレベルで兼ね備えたＬＥＤ用ヒートシンク１を得ることができる傾向が大きくなるためである。

図３に、本発明のＬＥＤ用ヒートシンクの他の一例の模式的な斜視図を示す。ここで、ＬＥＤ用ヒートシンク１は、高熱伝導率層２と、その高熱伝導率層２上に形成された低熱膨張率層３と、その低熱膨張率層３上に形成された高熱伝導率層２との積層構造体から構成されている。

図３に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１においても、ＬＥＤ用ヒートシンク１の全体の厚さｈは０．１ｍｍ以下とされるため、上記と同様の理由で、機械的除去による傷に起因する反りがほとんど生じない一方で、材料コストを低減することができるとともに、ＬＥＤ用ヒートシンク１の切断などの加工性も向上させることができる。

図４に、図３に示すＬＥＤ用ヒートシンク１の模式的な断面図を示す。ここでも、たとえば図４に示すように、本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１を構成する高熱伝導率層２の厚さｈ₁は、低熱膨張率層３の厚さｈ₂よりも厚くなっていることが好ましい。その理由は、上記と同様に、高熱伝導率層２の厚さｈ₁を低熱膨張率層３の厚さｈ₂よりも厚くすることによって、熱の放熱性に優れる特性と熱による変形を抑制できる特性とをともに高いレベルで兼ね備えたＬＥＤ用ヒートシンク１を得ることができる傾向が大きくなるためである。

図５に、本発明のＬＥＤ用ヒートシンクの他の一例の模式的な断面図を示す。ここで、本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１においては、高熱伝導率層２と、その高熱伝導率層２上に形成された低熱膨張率層３と、その低熱膨張率層３上に形成された高熱伝導率層２との積層構造体から構成されており、高熱伝導率層２と低熱膨張率層３との間にそれぞれ相互拡散層４が形成されている。

なお、相互拡散層４とは、高熱伝導率層２を構成する金属と低熱膨張率層３を構成する金属とが混ざり合った層のことであり、たとえば、高熱伝導率層２を構成する金属が低熱膨張率層３側に拡散するとともに、低熱膨張率層３を構成する金属が高熱伝導率層２側に拡散することによって形成することができる。

図５に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１においても、ＬＥＤ用ヒートシンク１の全体の厚さｈは０．１ｍｍ以下とされるため、上記と同様の理由で、機械的除去による傷に起因する反りがほとんど生じない一方で、材料コストを低減することができるとともに、ＬＥＤ用ヒートシンク１の切断などの加工性も向上させることができる。

さらに、図５に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１においては、高熱伝導率層２と低熱膨張率層３との間に相互拡散層４が形成されていることによって、高熱伝導率層２と低熱膨張率層３との間の接合強度が向上するため、高熱伝導率層２と低熱膨張率層３との間の層間剥離を有効に防止することができる傾向にある。

また、図５に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１においても、上記と同様の理由により、高熱伝導率層２の厚さｈ₁は、低熱膨張率層３の厚さｈ₂よりも厚いことが好ましい。

図６に、本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１の他の一例の模式的な断面図を示す。ここで、本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１においては、低熱膨張率層３と、その低熱膨張率層３上に形成された高熱伝導率層２と、その高熱伝導率層２上に形成された低熱膨張率層３との積層構造体から構成されており、高熱伝導率層２と低熱膨張率層３との間にそれぞれ相互拡散層４が形成されている。

図６に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１においても、ＬＥＤ用ヒートシンク１の全体の厚さｈは０．１ｍｍ以下とされるため、上記と同様の理由により、機械的除去による傷に起因する反りがほとんど生じない一方で、材料コストを低減することができるとともに、ＬＥＤ用ヒートシンク１の切断などの加工性も向上させることができる。

さらに、図６に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１においても、上記と同様の理由により、高熱伝導率層２と低熱膨張率層３との間の層間剥離を有効に防止することができる傾向にある。

また、図６に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１においても、上記と同様の理由により、高熱伝導率層２の厚さｈ₁は、低熱膨張率層３の厚さｈ₂よりも厚いことが好ましい。

なお、本発明のＬＥＤ用ヒートシンクは、上記の構成に限定されないことは言うまでもなく、高熱伝導率層と低熱膨張率層とを含む積層構造体であれば特に限定はされない。

ここで、本発明において、積層構造体とは、積層構造体に含まれる高熱伝導率層と低熱膨張率層とがそれぞれ層として存在している構造体のことを意味しており、高熱伝導率層および低熱膨張率層がそれぞれ少なくとも１層ずつ含まれていれば、高熱伝導率層および低熱膨張率層はそれぞれ積層構造体のどの位置に存在していても構わない。また、積層構造体において、高熱伝導率層と低熱膨張率層とは接していてもよく、高熱伝導率層と低熱膨張率層との間に他の層（たとえば相互拡散層４などの高熱伝導率層および低熱膨張率層以外の層）が存在していてもよい。なお、積層構造体の反りを抑制する観点からは、積層構造体の厚み方向の中央部から上方の部分と積層構造体の厚み方向の中央部から下方の部分とが積層構造体の厚み方向の中央部に関して対称となっていることが好ましい。

また、本発明のＬＥＤ用ヒートシンクは、高熱伝導率層と低熱膨張率層とを含む積層構造体であって全体の厚さが０．１ｍｍ以下であれば特に限定はされないが、なかでも好ましい構成としては、たとえば図１および図２に示すような低熱膨張率層３、高熱伝導率層２および低熱膨張率層３の順序で積層された積層構造体、またはたとえば図３および図４に示すような高熱伝導率層２、低熱膨張率層３および高熱伝導率層２の順序で積層された積層構造体であって、高熱伝導率層２が銅からなるとともに、低熱膨張率層３がタングステンからなる構成が挙げられる。これらの構成とすることによって、熱の放熱性に優れる特性と熱による変形を抑制できる特性とをともに高いレベルで兼ね備えたＬＥＤ用ヒートシンクとすることができる傾向がさらに大きくなる。

また、図２および図４〜図６にそれぞれ記載されている複数の高熱伝導率層２の厚さｈ₁はすべて同一であってもよく、その少なくとも１つが異なる厚さであってもよい。また、図２および図４〜図６にそれぞれ記載されている複数の低熱膨張率層３の厚さｈ₂はすべて同一であってもよく、その少なくとも１つが異なる厚さであってもよい。

なかでも、熱の放熱性に優れる特性と熱による変形を抑制できる特性とをともに高いレベルで兼ね備えたＬＥＤ用ヒートシンクとする観点からは、高熱伝導率層２の厚さｈ₁の合計は低熱膨張率層３の厚さｈ₂の合計の１．２倍以上２倍以下であることが好ましく、１．４倍以上１．６倍以下であることがより好ましい。

＜ＬＥＤ素子の製造方法＞
以下、本発明のＬＥＤ用ヒートシンクを備えた本発明のＬＥＤ素子の製造方法の一例を説明するが、本発明のＬＥＤ素子の製造方法はこれに限定されるものでないことは言うまでもない。

まず、たとえば図７の模式的斜視図に示すような形状を有する基板５を用意する。ここで、基板５の材質は特に限定されないが、基板５としては、鉄基板、シリコン基板またはステンレス基板を用いることが好ましい。基板５としてシリコン基板を用いた場合には、基板５の加工が容易となる傾向にある。また、基板５としてステンレス基板を用いた場合には、後述する溶融塩浴がより高温であってもよく、またステンレス基板の表面に酸化膜が形成されやすいためその酸化膜の除去により後工程におけるステンレス基板の分離が容易となる傾向にある。さらに、基板５として鉄基板を用いた場合には、後述する積層構造体を基板５上に形成した後にたとえばウエットエッチングなどにより基板５を容易に除去することができる傾向にある。

ここで、基板５としてシリコン基板などの絶縁性基板を用いた場合には、基板５の表面に導電層（図示せず）を形成する。なお、導電層としては、たとえば、ニッケル、銅およびチタンからなる群から選択された少なくとも１種の金属薄膜などを形成することができる。また、ニッケル、銅およびチタンからなる群から選択された少なくとも１種の金属薄膜は、たとえば、スパッタ法などにより５０ｎｍ程度の厚さに形成することができる。

次に、基板５の表面（基板５がシリコン基板などの絶縁性基板である場合には基板５の表面上に形成された導電層の表面）上に低熱膨張率層３を形成する。ここで、低熱膨張率層３は、たとえば以下のようにして形成することができる。

まず、図８の模式的構成図に示すように、低熱膨張率層３を構成する金属原子を含む溶融塩浴８を容器７に収容する。

なお、溶融塩浴８としては、低熱膨張率層３を構成する金属原子を含んでおり、低熱膨張率層３を構成する金属を溶融塩浴８の電解により析出することができるものであれば特に限定はされないが、低熱膨張率層３がタングステンから構成される場合の溶融塩浴８の好ましい構成については後述する。

次に、容器７に収容された溶融塩浴８中に、基板５および対向電極６をそれぞれ浸漬させる。ここで、対向電極６としては、導電性の電極であれば特に限定なく用いることができ、たとえば、金属からなる電極などを用いることができる。

次に、基板５を陰極にするとともに、対向電極６を陽極として、基板５と対向電極６との間に電圧を印加して溶融塩浴８を電解することによって、溶融塩浴８中の低熱膨張率層３を構成する金属が基板５（基板５がシリコン基板などの絶縁性基板である場合には基板５の表面上に形成された導電層の表面）の表面上に堆積して低熱膨張率層３を形成する。

次に、図９の模式的斜視図に示すように、低熱膨張率層３の形成後の基板５を溶融塩浴８から取り出し、たとえばイオン交換水などによって低熱膨張率層３に付着している溶融塩浴８を洗って除去するとともに、その後、たとえば所定の酸で洗うことによって、低熱膨張率層３の表面に形成された酸化膜を除去する。

次に、図１０の模式的な構成図に示すように、低熱膨張率層３の形成後の基板５および対向電極６をそれぞれ容器７に収容された電気めっき液９中に浸漬させ、基板５と対向電極６との間に電圧を印加して電気めっき液９を電解することによって、電気めっき液９中の高熱伝導率層２を構成する金属を低熱膨張率層３の表面上に堆積して高熱伝導率層２を形成する。

ここで、電気めっき液９としては、高熱伝導率層２を構成する金属原子を含んでおり、高熱伝導率層２を構成する金属を電気めっき液９の電解により析出することができるものであれば特に限定はされないが、たとえば高熱伝導率層２が銅から構成される場合には、電気めっき液９としてたとえば市販の硫酸銅めっき液などを用いることができる。

次に、図１１の模式的斜視図に示すように、高熱伝導率層２の形成後の基板５を電気めっき液９から取り出し、たとえばイオン交換水などによって高熱伝導率層２に付着している電気めっき液９を洗って除去するとともに、その後、たとえば所定の酸で洗うことによって、高熱伝導率層２の表面に形成された酸化膜を除去する。

次に、図１２の模式的構成図に示すように、高熱伝導率層２の形成後の基板５および対向電極６をそれぞれ容器７に収容された溶融塩浴８中に浸漬させ、基板５を陰極にするとともに、対向電極６を陽極として、基板５と対向電極６との間に電圧を印加して溶融塩浴８を電解することによって、溶融塩浴８中の低熱膨張率層３を構成する金属を高熱伝導率層２の表面上に堆積して高熱伝導率層２を形成する。なお、溶融塩浴８としては、上記で低熱膨張率層３の形成に用いた溶融塩浴８と同様のものを用いることができる。

その後、低熱膨張率層３の形成後の基板５を溶融塩浴８から取り出し、たとえばイオン交換水などによって低熱膨張率層３に付着している溶融塩浴８を洗って除去するとともに、その後、たとえば所定の酸で洗うことによって、低熱膨張率層３の表面に形成された酸化膜を除去する。

以上により、図１３の模式的斜視図に示すように、基板５の表面上にＬＥＤ用ヒートシンク１が形成された本発明のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体１０が得られる。

ここで、図１３に示すＬＥＤ用ヒートシンク前駆体１０の一部を構成するＬＥＤ用ヒートシンク１の全体の厚みｈは０．１ｍｍ以下とされる。

次に、図１４の模式的斜視図に示すように、上記のようにして得られたＬＥＤ用ヒートシンク前駆体１０の低熱膨張率層３の表面にＬＥＤ構造体１４を接合する。ここで、ＬＥＤ構造体１４の接合は、たとえば、ＬＥＤ用ヒートシンク前駆体１０の低熱膨張率層３の表面にたとえば無電解めっきなどによって金などの金属をめっきした後に、たとえばはんだを介してＬＥＤ用ヒートシンク前駆体１０とＬＥＤ構造体１４とを接合することができる。

なお、本発明において、ＬＥＤ構造体１４は、ｐ型半導体層１１とｎ型半導体層１３と活性層１２とを含み、ｐ型半導体層１１とｎ型半導体層１３との間に活性層１２が設置されており、電流の注入により活性層１２から発光する構造であれば特に限定なく用いることができ、たとえば、従来から公知のＬＥＤ構造体を用いることができる。

なかでも、ＬＥＤ構造体１４としては、ｐ型半導体層１１、活性層１２およびｎ型半導体層１３にそれぞれＩＩＩ族元素（Ａｌ、ＩｎおよびＧａからなる群から選択された少なくとも１種）とＶ族元素（窒素）との化合物であるＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体を用いることが好ましい。この場合には、活性層１２から青色の光を発光させることが可能となる。

なお、ｐ型半導体層１１はｐ型不純物がドープされているｐ型の導電型を有する半導体層のことであり、ｎ型半導体層１３はｎ型不純物がドープされているｎ型の導電型を有する半導体層のことであることは言うまでもない。また、活性層１２は、ｐ型またはｎ型のいずれか一方の導電型を有していてもよく、ｐ型不純物およびｎ型不純物のいずれの不純物もドープされていないアンドープの半導体層であってもよい。さらに、ＬＥＤ用ヒートシンク前駆体１０とｐ型半導体層１１との間、ｐ型半導体層１１と活性層１２との間、活性層１２とｎ型半導体層１３との間、およびｎ型半導体層１３の表面上にはそれぞれ他の層が含まれていてもよい。

次に、図１５の模式的斜視図に示すように、基板５を除去することによって、本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１を備えたＬＥＤウエハ１５が得られる。ここで、基板５の除去は、たとえばエッチングなどにより行なうことができる。

その後、ＬＥＤウエハ１５の表面を構成するｎ型半導体層１３の表面上にｎ側電極を形成した後に、たとえば円形回転刃などでＬＥＤウエハ１５を切断することによって、図１６に示す模式的な断面を有する個々のＬＥＤ素子１５ａに分割する。これにより、本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１を備えた本発明のＬＥＤ素子１５ａが得られる。

ここで、本発明のＬＥＤ素子１５ａは、本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１と、ＬＥＤ用ヒートシンク１上に接合されたＬＥＤ構造体１４とを備えており、ＬＥＤ構造体１４のｎ型半導体層１３の表面上にｎ側電極１６が形成された構成を有している。

そして、このような構成を有する本発明のＬＥＤ素子１５ａのｎ側電極１６を陰極とし、本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１を陽極として、これらの間に電圧を印加して、ＬＥＤ構造体１４の内部に本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１側からｎ側電極１６側に向かって電流を流す。すると、ＬＥＤ構造体１４のｐ型半導体層１１とｎ型半導体層１３との間の活性層１２で発光する。

ここで、本発明においては、従来よりも大幅に厚みが低減されたＬＥＤ用ヒートシンク１を用いていることから、ＬＥＤ用ヒートシンク１の材料コストを低減できるとともに、ＬＥＤウエハ１５からＬＥＤ素子１５ａへの分割の際におけるＬＥＤ用ヒートシンク１の切断が容易であるため、加工性が向上する。さらには、本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１はその厚みが非常に薄いために、本発明のＬＥＤ素子１５ａの厚みも低減することができる。

以上においては、溶融塩浴８を用いて低熱膨張率層３を形成することによってＬＥＤ用ヒートシンク１の厚みを低減することができるため、ＬＥＤ用ヒートシンク１の材料コストを低減することができる。また、ＬＥＤ用ヒートシンク１の切断などの加工が容易となるため、ＬＥＤ用ヒートシンク１の加工性も向上することができる。

なお、上記においては、電解めっき液９を用いて高熱伝導率層２を形成し、溶融塩浴８を用いて低熱膨張率層３を形成することによって本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１を形成したが、高熱伝導率層２および低熱膨張率層３の形成方法はそれぞれこれらに限定されないことは言うまでもない。たとえばスパッタ法などの従来から公知の気相法により高熱伝導率層２および低熱膨張率層３をそれぞれ形成することによって、全体の厚さが０．１ｍｍ以下である本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１を形成することもできる。また、高熱伝導率層２は、たとえば、上記の電気めっき液の電解による形成とスパッタ法などの気相法による形成とを組み合わせて形成されてもよく、低熱膨張率層３は、たとえば、上記の溶融塩浴の電解による形成とスパッタ法などの気相法による形成とを組み合わせて形成されてもよい。

また、上記においては、ＬＥＤウエハ１５のＬＥＤ用ヒートシンク１側とは反対側の表面にたとえばサファイア基板などの成長基板を備えていてもよい。ここで、成長基板は、たとえば従来から公知のＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法などにより、成長基板上に、ｐ型半導体層１１、活性層１２およびｎ型半導体層１３などを結晶成長させてＬＥＤ構造体１４を形成するために用いられる基板のことである。なお、成長基板は、本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１とＬＥＤ構造体１４との接合後に除去されることが、成長基板による光の吸収を防止して、発光効率を向上させる観点からは好ましい。ここで、成長基板の除去は、たとえば、成長基板側からレーザ光を照射してＬＥＤ構造体１４の一部の半導体層を加熱して溶融させることなどによって除去することができる。

また、上記においては、基板５を除去したが、基板５を残していてもよいことは言うまでもない。

＜その他の形態＞
図１７に、本発明のＬＥＤ用ヒートシンクの他の一例の模式的な斜視図を示す。ここで、図１７に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１は、高熱伝導率層２と、その高熱伝導率層２上に形成された低熱膨張率層３と、その低熱膨張率層３上に形成された高熱伝導率層２との積層構造体を有している。さらに、図１７に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１は、その積層構造体の一方の表面上に形成された拡散バリア層２１と、拡散バリア層２１上に形成された密着強化層２２とを有している。

ここで、拡散バリア層２１としては、たとえば、ロジウム、白金、パラジウム、ルテニウムおよびイリジウムからなる群から選択された少なくとも１種の白金族元素などを用いることができる。

また、密着強化層２２としては、たとえば、ニッケル、ニッケル合金、または金などを用いることができる。また、密着強化層２２に用いられるニッケル合金としては、たとえば、ニッケル−鉄、ニッケル−コバルト、ニッケル−リン、またはニッケル−マンガンなどを用いることができる。

図１７に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１においても、ＬＥＤ用ヒートシンク１の全体の厚さｈは０．１ｍｍ以下とされるため、上記と同様の理由で、機械的除去による傷に起因する反りがほとんど生じない一方で、材料コストを低減することができるとともに、ＬＥＤ用ヒートシンク１の切断などの加工性も向上させることができる。

図１８に、図１７に示すＬＥＤ用ヒートシンク１の模式的な断面図を示す。ここで、図１８に示すように、図１７に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１においては、高熱伝導率層２の厚さｈ₁は、低熱膨張率層３の厚さｈ₂よりも薄くなっている。

図１９に、本発明のＬＥＤ用ヒートシンクの他の一例の模式的な斜視図を示す。ここで、図１９に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１も、高熱伝導率層２と、その高熱伝導率層２上に形成された低熱膨張率層３と、その低熱膨張率層３上に形成された高熱伝導率層２との積層構造体を有している。

そして、図１９に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１は、上記の積層構造体の一方の表面上に拡散バリア層２１ａを備えているとともに、拡散バリア層２１ａの表面上に密着強化層２２ａを備えている。

さらに、図１９に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１は、上記の積層構造体の他方の表面上に拡散バリア層２１ｂを備えているとともに、拡散バリア層２１ｂの表面上に密着強化層２２ｂを備えている。

図１９に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１においても、ＬＥＤ用ヒートシンク１の全体の厚さｈは０．１ｍｍ以下とされるため、上記と同様の理由で、機械的除去による傷に起因する反りがほとんど生じない一方で、材料コストを低減することができるとともに、ＬＥＤ用ヒートシンク１の切断などの加工性も向上させることができる。

図２０に、図１９に示すＬＥＤ用ヒートシンク１の模式的な断面図を示す。ここで、図２０に示すように、図１９に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１においても、高熱伝導率層２の厚さｈ₁は、低熱膨張率層３の厚さｈ₂よりも薄くなっている。

なお、本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１の反りを抑制する観点からは、図１７に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１および図１９に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１のいずれにおいても、ＬＥＤ用ヒートシンク１の厚み方向の中央部から上方の部分とＬＥＤ用ヒートシンク１の厚み方向の中央部から下方の部分とがＬＥＤ用ヒートシンク１の厚み方向の中央部に関して対称となっていることが好ましい。

以下、図２１〜図２７の模式的断面図を参照して、図１７に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１の製造方法の一例について説明する。

まず、図２１に示すように鉄基板２５を用意し、図２２に示すように鉄基板２５の一方の表面上に密着強化層２２を形成する。ここで、密着強化層２２は、たとえば電気めっき法および／または気相法などにより形成することができる。

次に、図２３に示すように、密着強化層２２の表面上に拡散バリア層２１を形成する。ここで、拡散バリア層２１は、たとえば電気めっき法および／または気相法などにより形成することができる。

次に、図２４に示すように拡散バリア層２１の表面上に高熱伝導率層２を形成し、図２５に示すように高熱伝導率層２の表面上に低熱膨張率層３を形成し、さらには、図２６に示すように低熱膨張率層３の表面上に高熱伝導率層２を形成する。ここで、高熱伝導率層２および低熱膨張率層３はそれぞれ上記と同様に、電気めっき法および／または気相法で形成することができる。

その後、図２７に示すように、鉄基板２５を除去することによって、図１７に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１を得ることができる。ここで、鉄基板２５の除去は、たとえば硫酸を含むエッチング液によりウエットエッチングすることなどにより行なうことができる。

以下、図２８〜図３３の模式的断面図を参照して、図１９に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１の製造方法の一例について説明する。

まず、図２８に示すように、鉄基板２５の一方の表面上に密着強化層２２ｂを形成する。ここで、密着強化層２２ｂは、上記の密着強化層２２と同様に、たとえば電気めっき法および／または気相法などにより形成することができる。

次に、図２９に示すように、密着強化層２２ｂの表面上に拡散バリア層２１ｂを形成する。ここで、拡散バリア層２１ｂは、上記の拡散バリア層２１と同様に、たとえば電気めっき法および／または気相法などにより形成することができる。

次に、図３０に示すように、拡散バリア層２１ｂの表面上に、高熱伝導率層２、低熱膨張率層３および高熱伝導率層２をこの順に形成する。ここで、高熱伝導率層２および低熱膨張率層３はそれぞれ上記と同様にして形成することができる。

次に、図３１に示すように、高熱伝導率層２の表面上に拡散バリア層２１ａを形成する。ここで、拡散バリア層２１ａも、上記の拡散バリア層２１と同様に、たとえば電気めっき法および／または気相法などにより形成することができる。

次に、図３２に示すように、拡散バリア層２１ａの表面上に密着強化層２２ａを形成する。ここで、密着強化層２２ａも、上記の密着強化層２２と同様に、たとえば電気めっき法および／または気相法などにより形成することができる。

その後、図３３に示すように、鉄基板２５を除去することによって、図１９に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１を得ることができる。

ここで、図１７に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１の製造は鉄基板２５と高熱伝導率層２との間に拡散バリア層２１を設けて行なわれており、図１９に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１の製造は鉄基板２５と高熱伝導率層２との間に拡散バリア層２１ｂを設けて行なわれている。

そのため、図１７に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１および図１９に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１のそれぞれの製造においては、高熱伝導率層２を構成する銅などの金属の拡散が拡散バリア層２１または拡散バリア層２１ｂで防止されるため、高熱伝導率層２を構成する銅などの金属が鉄基板２５の表面まで拡散しにくくなり、鉄基板２５の表面に拡散した高熱伝導率層２を構成する金属の存在に起因する鉄基板２５の剥離を有効に抑止することができる。

また、図１７に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１の製造は鉄基板２５と拡散バリア層２１との間に密着強化層２２を設けて行なわれており、図１９に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１の製造は鉄基板２５と拡散バリア層２１ｂとの間に密着強化層２２ｂを設けて行なわれている。

そのため、図１７に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１および図１９に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１のそれぞれの製造においては、密着強化層２２または密着強化層２２ｂによって、鉄基板２５と拡散バリア層２１との間の密着力または鉄基板２５と拡散バリア層２１ｂとの間の密着力をより強固なものとすることができるため、鉄基板２５の剥離を有効に防止することができる。

なお、上記において、拡散バリア層（拡散バリア層２１、拡散バリア層２１ａまたは拡散バリア層２１ｂ）が気相法で形成される場合には、密着強化層（密着強化層２２、密着強化層２２ａまたは密着強化層２２ｂ）は形成しなくてもよい。

また、拡散バリア層の厚さは０．１μｍ以上であることが好ましい。拡散バリア層の厚さが０．１μｍ以上である場合には拡散バリア層における金属の拡散の防止効果を十分に発揮することができる傾向にある。また、拡散バリア層の厚さは３μｍ以下であることが好ましい。拡散バリア層の厚さが３μｍ以下である場合には本発明のＬＥＤ用ヒートシンクのヒートシンクとしての特性が向上する傾向にある。したがって、拡散バリア層の厚さは０．１μｍ以上３μｍ以下であることが好ましい。

また、密着強化層の厚さは０．２μｍ以上であることが好ましい。密着強化層の厚さが０．２μｍ以上である場合には鉄基板と拡散バリア層との間の密着力をさらに向上させることができる傾向にある。また、密着強化層の厚さは３μｍ以下であることが好ましい。密着強化層の厚さが３μｍ以下である場合には本発明のＬＥＤ用ヒートシンクのヒートシンクとしての特性が向上する傾向にある。したがって、密着強化層の厚さは０．２μｍ以上３μｍ以下であることが好ましい。

また、図１７に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１を用いたＬＥＤ素子および図１９に示す構成の本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１を用いたＬＥＤ素子は、たとえば、上記のようにして作製した本発明のＬＥＤ用ヒートシンク１と上記のＬＥＤ構造体とを接合してＬＥＤウエハを形成した後に、そのＬＥＤウエハを切断することなどによって作製することができる。

＜溶融塩浴の好ましい構成＞
本発明に用いられる溶融塩浴８の好ましい構成の一例について以下に述べるが、本発明に用いられる溶融塩浴８は、以下の構成に限定されるものではない。

たとえば、タングステンからなる低熱膨張率層３を溶融塩浴８を用いて形成する場合には、リチウム原子と、ナトリウム原子と、カリウム原子と、タングステン原子と、酸素原子と、塩素原子とを含む溶融塩浴８が好適に用いられる。

ここで、ナトリウム原子は、溶融塩浴８中に、リチウム原子１００原子に対して２５原子以上４００原子以下の割合で含まれている。また、カリウム原子は、溶融塩浴８中に、リチウム原子１００原子に対して２５原子以上１８５原子以下の割合で含まれている。また、タングステン原子は、溶融塩浴８中に、リチウム原子とナトリウム原子とカリウム原子との総原子数１００原子に対して１０原子以上４０原子以下の割合で含まれている。また、酸素原子は、溶融塩浴８中に、リチウム原子とナトリウム原子とカリウム原子との総原子数１００原子に対して４０原子以上１６０原子以下の割合で含まれている。さらに、塩素原子は、溶融塩浴８中に、リチウム原子とナトリウム原子とカリウム原子との総原子数１００原子に対して２０原子以上８０原子以下の割合で含まれている。

なお、上記の溶融塩浴８に、ナトリウム原子がリチウム原子１００原子に対して２５原子以上４００原子以下の割合で含まれておらず、かつカリウム原子がリチウム原子１００原子に対して２５原子以上１８５原子以下の割合で含まれていない場合には、溶融塩浴８の融点が上昇して、タングステンが析出する基材（たとえば高熱伝導率層２など）への熱による悪影響が大きくなるため、タングステン析出用の溶融塩浴に適さない傾向にある。

また、上記の溶融塩浴８中において、タングステン原子の含有量が、リチウム原子とナトリウム原子とカリウム原子との総原子数１００原子に対して４０原子を超える場合には、溶融塩浴８の融点が上昇して、溶融塩浴８の粘度が増大するため、タングステンが析出する基材（たとえば高熱伝導率層２など）へのタングステンイオンの供給が抑制されて、表面が平滑なタングステン析出物が得られない傾向にある。また、この場合には、未溶解塩が溶融塩浴８中を浮遊して、タングステン析出物に取り込まれるなどの不具合の原因となるため、タングステン析出用の溶融塩浴に適さなくなる傾向にある。

また、上記の溶融塩浴８中において、タングステン原子の含有量が、リチウム原子とナトリウム原子とカリウム原子との総原子数１００原子に対して１０原子未満である場合には、溶融塩浴８中におけるタングステンの濃度が少ないためにタングステンが析出する基材（たとえば高熱伝導率層２など）へのタングステンイオンの供給が十分に行なわれず、タングステン析出物がデンドライト状になりやすいため、タングステン析出用の溶融塩浴に適さなくなる傾向にある。

また、上記の溶融塩浴８中において、酸素原子の含有量がリチウム原子とナトリウム原子とカリウム原子との総原子数１００原子に対して１６０原子を超える場合には、溶融塩浴８の粘度が高くなりすぎるため、基材（たとえば高熱伝導率層２など）の表面へのタングステンイオンの供給が遅くなる。これにより、デンドライト状のタングステン析出物が得られやすくなり、タングステン析出物中に酸素原子が取り込まれやすくなって、タングステン析出物中における酸素の含有量が増大して不純物が増加するため、タングステン析出用の溶融塩浴に適さなくなる傾向にある。

また、上記の溶融塩浴８中において、酸素原子の含有量がリチウム原子とナトリウム原子とカリウム原子との総原子数１００原子に対して４０原子未満である場合には、タングステンの配位状態が変わり、タングステン析出物からなる低熱膨張率層３の表面の平滑性が悪化するため、タングステン析出用の溶融塩浴に適さなくなる傾向にある。

また、上記の溶融塩浴８中において、塩素原子の含有量がリチウム原子とナトリウム原子とカリウム原子との総原子数１００原子に対して８０原子を超える場合には、タングステンの配位状態が変わり、タングステン析出物からなる低熱膨張率層３の表面の平滑性が悪化するため、タングステン析出用の溶融塩浴に適さなくなる傾向にある。

また、上記の溶融塩浴８中において、塩素原子の含有量がリチウム原子とナトリウム原子とカリウム原子との総原子数１００原子に対して２０原子未満である場合には、溶融塩浴８の粘度が増大して、基材（たとえば高熱伝導率層２など）へのタングステンイオンの供給が抑制され、表面の平滑なタングステン析出物からなる低熱膨張率層３が得られなくなるため、タングステン析出用の溶融塩浴に適さなくなる傾向にある。

上記の溶融塩浴８中において、ナトリウム原子は、リチウム原子１００原子に対して７０原子以上８５原子以下の割合で含まれていることが好ましい。上記の溶融塩浴８中におけるナトリウム原子の含有量がリチウム原子１００原子に対して７０原子以上８５原子以下の範囲内にある場合には表面の平滑性の高いタングステン析出物からなる低熱膨張率層３が得られる傾向にある。

また、上記の溶融塩浴８中において、カリウム原子は、リチウム原子１００原子に対して４０原子以上５０原子以下の割合で含まれていることが好ましい。上記の溶融塩浴８中におけるカリウム原子の含有量がリチウム原子１００原子に対して４０原子以上５０原子以下の範囲内にある場合には溶融塩浴８の融点の上昇を抑えることができるため、表面の平滑性の高いタングステン析出物からなる低熱膨張率層３が得られる傾向にある。

また、上記の溶融塩浴８中において、タングステン原子は、リチウム原子とナトリウム原子とカリウム原子との総原子数１００原子に対して２０原子以上３０原子以下の割合で含まれていることが好ましい。上記の溶融塩浴８中におけるタングステン原子の含有量がリチウム原子とナトリウム原子とカリウム原子との総原子数１００原子に対して２０原子以上３０原子以下である場合に比較的低い温度域で電解することができる傾向にある。また、電解時の温度が同一である場合でも、他の溶融塩浴と比べて溶融塩浴８の粘度が低くなるため、基材（たとえば高熱伝導率層２など）へのタングステンイオンの供給が早くなり、タングステンを析出するための電流密度の範囲が広がる傾向にある。

また、上記の溶融塩浴８中において、酸素原子は、リチウム原子とナトリウム原子とカリウム原子との総原子数１００原子に対して８０原子以上１２０原子以下の割合で含まれていることが好ましい。上記の溶融塩浴８中における酸素原子の含有量がリチウム原子とナトリウム原子とカリウム原子との総原子数１００原子に対して８０原子以上１２０原子以下の範囲内にある場合には溶融塩浴８の粘度が低く、タングステンの配位状態が電解に好適であり、タングステンを析出するための電流密度の範囲が広がる傾向にある。

上記の溶融塩浴８中において、塩素原子は、リチウム原子とナトリウム原子とカリウム原子との総原子数１００原子に対して４０原子以上６０原子以下の割合で含まれていることが好ましい。上記の溶融塩浴８中における塩素原子の含有量がリチウム原子１００原子に対して４０原子以上６０原子以下の範囲内にある場合には溶融塩浴８の粘度が低く、タングステンの配位状態が電解に好適であり、タングステンを析出するための電流密度の範囲が広がる傾向にある。

また、上記の溶融塩浴８は、上記の原子に加えて、さらにフッ素原子を含んでいることが好ましい。ここで、上記の溶融塩浴８中において、フッ素原子は、タングステン原子１００原子に対して５原子以上１６５原子以下の割合で含まれていることがより好ましく、タングステン原子１００原子に対して１０原子以上２０原子以下の割合で含まれていることがさらに好ましい。

上記の溶融塩浴８がフッ素原子を含む場合には、上記の溶融塩浴８を電解して析出したタングステン析出物からなる低熱膨張率層３の表面の平滑性が向上する傾向にある。なかでも、上記の溶融塩浴８中におけるフッ素原子の含有量がリチウム原子１００原子に対して５原子以上１６５原子以下である場合、特にタングステン原子１００原子に対して１０原子以上２０原子以下である場合には、上記の溶融塩浴８を電解して析出したタングステン析出物からなる低熱膨張率層３の表面の平滑性がさらに向上する傾向にある。

なお、上記のリチウム原子、ナトリウム原子、カリウム原子、タングステン原子、酸素原子、塩素原子およびフッ素原子の溶融塩浴８中における形態は特に限定されず、たとえばイオンとして存在したり、錯体を構成した状態で存在していてもよい。また、上記の溶融塩浴８を構成する酸素原子以外の原子は、本発明の溶融塩浴を水に溶解させた試料についてＩＣＰ分光分析（inductively coupled plasma spectrometry）を行なうことによって検出することができる。

また、上記の溶融塩浴８中の酸素原子は、上記の溶融塩浴８について不活性ガス融解赤外吸収法を用いることによって確認することができる。ここで、不活性ガス融解赤外吸収法は、たとえば以下のようにして行なうことができる。

まず、ヘリウムガス雰囲気中においてカーボン坩堝に上記の溶融塩浴８を収容した後に、カーボン坩堝を加熱することによって上記の溶融塩浴８中から酸素を生じさせる。すると、この酸素がカーボン坩堝の炭素と反応して一酸化炭素や二酸化炭素を生成する。次に、生成した一酸化炭素や二酸化炭素を含む雰囲気中に赤外線を照射する。最後に、雰囲気中の一酸化炭素や二酸化炭素が吸収することによって生じた赤外線の減衰量を調査することによって上記の溶融塩浴８中の酸素の存在および含有量を確認することができる。

上記の溶融塩浴８は、たとえば、少なくとも、タングステン酸リチウムと、タングステン酸ナトリウムと、タングステン酸カリウムと、アルカリ金属の塩化物とを混合することにより作製することができる。

ここで、アルカリ金属の塩化物は、塩化リチウム、塩化ナトリウムおよび塩化カリウムからなる群から選択された少なくとも１種であることが好ましい。

そして、タングステン酸リチウムと、タングステン酸ナトリウムと、タングステン酸カリウムと、アルカリ金属の塩化物とを混合して混合物を作製し、その混合物を加熱して溶融させることにより、上記の溶融塩浴８を製造することができる。

なお、タングステン酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸カリウムおよびアルカリ金属の塩化物がそれぞれ固体ではなく融液の状態にある場合には、タングステン酸リチウムの融液、タングステン酸ナトリウムの融液、タングステン酸カリウムの融液およびアルカリ金属の塩化物の融液を混合するだけで上記の溶融塩浴８を製造することができる。

また、上記の溶融塩浴８は、たとえば、タングステン酸リチウム１００物質量に対してタングステン酸ナトリウムを２４物質量以上４００物質量以下混合し、タングステン酸カリウムを５物質量以上１８４物質量以下混合することにより作製することができる。また、アルカリ金属の塩化物は、たとえば、タングステン酸リチウム１００物質量に対して１１５物質量以上１７７０物質量以下の割合で混合することができる。

また、上記の溶融塩浴８中にフッ素原子を含有させる場合には、上記の成分に、たとえば、フッ化リチウム、フッ化ナトリウムおよびフッ化カリウムからなる群から選択された少なくとも１種のアルカリ金属のフッ化物を混合することにより作製することができる。

上記の溶融塩浴８を電解することによって析出したタングステン析出物からなる低熱膨張率層３は、表面の平滑性が向上することに特徴がある。

ここで、上記の溶融塩浴８を電解することによって析出したタングステン析出物からなる低熱膨張率層３の表面が平滑になる原因を本発明者が鋭意検討した結果、上記の溶融塩浴８を電解することによって析出したタングステン析出物にはβ−タングステンの含有量が多く、α−タングステンの含有量が少ない傾向にあることがわかった。

ここで、上記の溶融塩浴８を電解することによって析出したタングステン析出物からなる低熱膨張率層３は、５体積％以上のβ−タングステンを含むことが好ましく、１０体積％以上のβ−タングステンを含むことがより好ましい。上記の溶融塩浴８を電解することによって析出したタングステン析出物からなる低熱膨張率層３が５体積％以上のβ−タングステンを含む場合、特に１０体積％以上のβ−タングステンを含む場合には、粗に成長しがちなα−タングステンの成長を抑制して、核発生を促進する効果が得られるため、タングステン析出物からなる低熱膨張率層３の表面の平滑性がさらに向上する傾向にある。

ここで、タングステン析出物からなる低熱膨張率層３中におけるβ−タングステンの含有量（体積％）はＸ線回折装置によりタングステン析出物の結晶構造に基づくＸ線回折パターンをθ−２θ法により求め、α−タングステンとβ−タングステンとのそれぞれのＸ線回折ピーク強度から以下の式（１）によって求めることができる。

β−タングステンの含有量（体積％）＝１００×（β−タングステンに対応するＸ線回折ピーク強度）／｛（β−タングステンに対応するＸ線回折ピーク強度）＋（α−タングステンに対応するＸ線回折ピーク強度）｝ …（１）
なお、上記の式（１）において、β−タングステンに対応するＸ線回折ピークは２θ＝３９．８８５°付近に存在するＸ線回折ピークである。また、α−タングステンに対応するＸ線回折ピークは２θ＝４０．２６５°付近に存在するＸ線回折ピークである。

また、本発明において、溶融塩浴８としては、上記以外にも、たとえば、フッ化カリウム（ＫＦ）と酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）と酸化タングステン（ＷＯ₃）とをたとえば６７：２６：７のモル比で混合した混合物を溶融して作製した溶融塩浴などを用いることもできる。

＜実施例１〜１８のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体の作製＞
まず、直径が１００ｍｍの円形状の表面を有し、厚さが５００μｍのシリコン基板を１８枚用意した。

次に、１８枚のシリコン基板のそれぞれの表面上にスパッタ法によりニッケル層を１００ｎｍ程度の厚さに形成して導電層を形成した。

次に、容器としてのアルミナ製の坩堝中に下記の表１〜表４に示す構成原子比の実施例１〜１８の溶融塩浴をそれぞれ作製して収容した。なお、表１〜表４における構成原子比の欄の数値は、リチウム原子の含有量を１００原子としたときの各原子の含有量が原子数で表わされている。

ここで、実施例１〜１８の溶融塩浴が、表１〜表４の実施例１〜１８の構成原子比の欄に示される原子数比の原子から構成されるように、タングステン酸リチウム粉末、タングステン酸ナトリウム粉末、タングステン酸カリウム粉末、塩化リチウム粉末、塩化ナトリウム粉末、塩化カリウム粉末およびフッ化カリウム粉末をそれぞれ所定量ずつ混合した混合物を作製し、その混合物をアルミナ製の坩堝（株式会社ニッカトー製 ＳＳＡ−Ｓグレード Ｂ４タイプ）に投入した。

ここで、タングステン酸リチウム粉末、タングステン酸ナトリウム粉末、タングステン酸カリウム粉末、塩化リチウム粉末、塩化ナトリウム粉末、塩化カリウム粉末およびフッ化カリウム粉末はそれぞれＡｒ（アルゴン）雰囲気のグローブボックス内でそれぞれ秤量され、同じグローブボックス内にあるアルミナ製の坩堝に投入された。

次に、上記の混合物が投入されたアルミナ製の坩堝をマントルヒーターを用いて６００℃に加熱して、上記の混合物を溶融させて、実施例１〜１８の溶融塩浴をそれぞれ作製した。

次に、上記のグローブボックス内で、実施例１〜１８の溶融塩浴のそれぞれに、タングステン板からなる対向電極（陽極）とともに上記の導電層の形成後のシリコン基板（陰極）を１枚ずつ対向電極と対向するように浸漬させた。

ここで、上記の陽極および陰極にはそれぞれニッケル線を溶接し、それぞれのニッケル線から陽極と陰極との間に電流を供給できる構造とした。

そして、実施例１〜１８の溶融塩浴の温度をそれぞれ６００℃に保持した状態で、陽極および陰極を揺動させながら陽極の表面１ｃｍ²当たり２５ｍＡ（ミリアンペア）の電流（電流密度２５ｍＡ／ｃｍ²）が流れるように上記の陽極と陰極との間に電流を１２０分間流した。

このような条件で実施例１〜１８の溶融塩浴の電解を行なうことにより、陰極であるシリコン基板の導電層の表面上にタングステンを析出させてタングステン析出物からなる低熱膨張率層を１９μｍの厚さに形成した。

次に、上記のグローブボックスの外で、上記の低熱膨張率層の形成後のシリコン基板を実施例１〜１８の溶融塩浴からそれぞれ取り出し、イオン交換水によって低熱膨張率層に付着している溶融塩浴を洗って除去した後に、酸で洗うことによって低熱膨張率層の表面に形成された酸化膜を除去した。

次に、上記のグローブボックスの外で、上記の低熱膨張率層の形成後の１８枚のシリコン基板を、パイレックス（登録商標）ビーカーに収容された硫酸銅めっき液（上村工業（株）製のレブコＥＸ）中のそれぞれに１枚ずつ含リン銅からなる対向電極とともに、シリコン基板と対向電極とが対向するようにして浸漬させた。

そして、硫酸銅めっき液の温度を３０℃に保持した状態で、陽極としての対向電極および陰極としてのシリコン基板の表面１ｃｍ²当たり２０ｍＡ（ミリアンペア）の電流（電流密度２０ｍＡ／ｃｍ²）が流れるように上記の陽極と陰極との間に電流を１８０分間流した。

このような条件で硫酸銅めっき液の電解を行なうことにより、陰極であるシリコン基板に形成された低熱膨張率層の表面上にそれぞれ銅を析出させて銅析出物からなる高熱伝導率層を６２μｍの厚さに形成した。

次に、上記のグローブボックスの外で、高熱伝導率層の形成後のシリコン基板を硫酸銅めっき液から取り出し、イオン交換水によって高熱伝導率層に付着している硫酸銅めっき液を洗って除去するとともに、その後、酸で洗うことによって高熱伝導率層の表面に形成された酸化膜を除去した。

次に、再度、上記のグローブボックス内で、実施例１〜１８の溶融塩浴のそれぞれに、タングステン板からなる対向電極（陽極）とともに上記の高熱伝導率層の形成後のシリコン基板（陰極）を１枚ずつ対向電極と対向するように浸漬させた。ここで、シリコン基板は、上記の低熱膨張率層の形成時に用いた溶融塩浴と同一の溶融塩浴に浸漬させた（たとえば、実施例１の溶融塩浴にシリコン基板を浸漬させて上記の低熱膨張率層を形成した場合には、実施例１の溶融塩浴に浸漬させた）。

そして、実施例１〜１８の溶融塩浴の温度をそれぞれ６００℃に保持した状態で、陽極および陰極を揺動させながら陽極の表面１ｃｍ²当たり２５ｍＡ（ミリアンペア）の電流（電流密度２５ｍＡ／ｃｍ²）が流れるように上記の陽極と陰極との間に電流を１２０分間流した。

このような条件で実施例１〜１８の溶融塩浴の電解をそれぞれ行なうことにより、陰極であるシリコン基板の高熱伝導率層の表面上にタングステンを析出させてタングステン析出物からなる低熱膨張率層を１９μｍの厚さに形成した。

次に、上記の低熱膨張率層の形成後のシリコン基板を実施例１〜１８の溶融塩浴からそれぞれ取り出し、イオン交換水によって低熱膨張率層に付着している溶融塩浴を洗って除去した後に、酸で洗うことによって低熱膨張率層の表面に形成された酸化膜を除去した。その後、低熱膨張率層の形成後のシリコン基板を５０℃の大気雰囲気下で３０分間曝すことによって乾燥させた。

以上により、実施例１〜１８の溶融塩浴を用いて形成された、厚さ１９μｍのタングステンからなる低熱膨張率層、厚さ６２μｍの銅からなる高熱伝導率層および厚さ１９μｍのタングステンからなる低熱膨張率層がこの順序で積層された積層構造体からなる実施例１〜１８のＬＥＤ用ヒートシンク（全体の厚さ：０．１ｍｍ）がシリコン基板の表面上に形成された実施例１〜１８のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体をそれぞれ得た。

なお、表１〜４には、実施例１〜１８のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体のタングステンからなる低熱膨張率層の表面粗さおよびβ−タングステンの含有量（体積％）がそれぞれ示されているが、これらは以下の方法により算出したものである。

まず、実施例１〜１８のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体の低熱膨張率層の表面粗さは、レーザ顕微鏡（キーエンス社製の型番「ＶＫ−８５００」）を用いて算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）を求めることにより評価した。ここで、表１〜４に示す表面粗さの欄の数値（算術平均粗さＲａの値）が小さいほど、より平滑な表面を有する低熱膨張率層であることを示している。

また、実施例１〜１８のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体の低熱膨張率層中におけるβ−タングステンの含有量（体積％）はＸ線回折装置によりタングステン析出物の結晶構造に基づくＸ線回折パターンをθ−２θ法により求め、α−タングステンとβ−タングステンとのそれぞれのＸ線回折ピーク強度の比率から体積比率を算出したものである。ここで、β−タングステンの含有量（体積％）は、上記の式（１）により算出した。また、表１〜４に示すβ−タングステン（体積％）の欄の数値が大きいほど、β−タングステンの含有量が多いことを示している。

＜実施例１〜１８のＬＥＤ素子の作製＞
次に、上記のようにして得られた実施例１〜１８のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体の低熱膨張率層の表面上にＬＥＤ構造体を接合した。

ここで、ＬＥＤ構造体の接合は、実施例１〜１８のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体の低熱膨張率層の表面に無電解めっきによって厚さ１μｍの金めっきを行なった後に、Ａｕ系のろう材（金−錫合金）を３２０℃に加熱して実施例１〜１８のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体のそれぞれとＬＥＤ構造体とを接合して実施例１〜１８のＬＥＤウエハを作製した。なお、本実施例においては、Ａｕ系のろう材としては金−錫合金を用いたが、本発明においてＡｕ系ろう材としては、たとえば金−シリコン合金などを用いることもできる。

なお、ＬＥＤ構造体としては、直径が１００ｍｍの円形状の表面を有し、厚さが１００μｍのサファイア基板上に、ＧａＮバッファ層を形成した後に、ｎ型ＧａＮ／ＩｎＧａＮ／ｐ型ＧａＮをこの順序で結晶成長した積層構造を有する従来から公知のＬＥＤ構造体を用いた。

その後、シリコン基板を水酸化カリウム水溶液（５ｍｏｌ／ｌ）に２時間浸漬させることによって、シリコン基板をエッチングして完全に除去した。

次に、レーザーリフトオフ装置を用いて、サファイア基板側からレーザ光を照射して、サファイア基板上のＧａＮバッファ層を溶融させることによって、サファイア基板を分離した。

次に、サファイア基板の分離後の実施例１〜１８のＬＥＤウエハをそれぞれ円形回転刃で１０ｍｍ×１０ｍｍの正方形状の表面を有する大きさのＬＥＤ素子に分割することによって、実施例１〜１８のＬＥＤ素子をそれぞれ得た。

＜実施例１〜１８のＬＥＤ素子の評価＞
銅板およびタングステン板を圧接により接合してタングステン／銅／タングステンの積層構造体からなる全体の厚さが１ｍｍのＬＥＤ用ヒートシンクとＬＥＤ構造体とを接合してＬＥＤ素子を形成したこと以外は上記と同様にして比較例のＬＥＤ素子を作製した。

そして、上記で作製した実施例１〜１８のＬＥＤ素子と、上記の比較例のＬＥＤ素子との発光特性を比較したところ発光特性は同等であった。

しかしながら、実施例１〜１８のＬＥＤ素子のＬＥＤ用ヒートシンクの厚さは０．１ｍｍであり、比較例のＬＥＤ素子のＬＥＤ用ヒートシンクの厚さは１ｍｍであったため、実施例１〜１８のＬＥＤ素子は比較例のＬＥＤ素子と比べてＬＥＤ用ヒートシンクの材料コストを低減することができ、さらには円形回転刃によるＬＥＤウエハの切断が容易であったため加工性も向上することが確認された。

＜実施例１９のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体の作製＞
まず、直径が１００ｍｍの円形状の表面を有し、厚さが５００μｍのステンレス（ＳＵＳ３０４）基板を１枚用意した。

次に、フッ化カリウム（ＫＦ）粉末と酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）粉末と酸化タングステン（ＷＯ₃）粉末とを６７：２６：７のモル比で混合した混合物を作製し、その混合物をＳｉＣ製の坩堝（アズワン（株）製）に投入した。

ここで、フッ化カリウム（ＫＦ）粉末、酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）粉末および酸化タングステン（ＷＯ₃）粉末はそれぞれＡｒ（アルゴン）雰囲気のグローブボックス内で秤量され、同じグローブボックス内にあるアルミナ製の坩堝に投入された。

次に、上記の混合物が投入されたアルミナ製の坩堝をマントルヒーターを用いて８５０℃に加熱することによって上記の混合物を溶融し、実施例１９の溶融塩浴を作製した。

次に、上記のグローブボックス内で、実施例１９の溶融塩浴に、タングステン板からなる対向電極（陽極）とともに上記のステンレス基板（陰極）を１枚ずつ対向電極と対向するように浸漬させた。

ここで、上記の陽極および陰極にはそれぞれニッケル線を溶接し、ニッケル線から陽極と陰極との間に電流を供給できる構造とした。

そして、実施例１９の溶融塩浴の温度を８５０℃に保持した状態で、陽極および陰極を揺動させながら陽極の表面１ｃｍ²当たり３０ｍＡ（ミリアンペア）の電流（電流密度３０ｍＡ／ｃｍ²）が流れるように上記の陽極と陰極との間に電流を６８分間流した。

このような条件で実施例１９の溶融塩浴の電解を行なうことにより、陰極であるステンレス基板の表面上にタングステンを析出させてタングステン析出物からなる低熱膨張率層を２０μｍの厚さに形成した。

次に、上記のグローブボックスの外で、上記の低熱膨張率層の形成後のステンレス基板を実施例１９の溶融塩浴から取り出し、イオン交換水によって低熱膨張率層に付着している溶融塩浴を洗って除去した後に、酸で洗うことによって低熱膨張率層の表面に形成された酸化膜を除去した。

次に、上記のグローブボックスの外で、上記の低熱膨張率層の形成後のステンレス基板を、パイレックス（登録商標）ビーカーに収容された硫酸銅めっき液（上村工業（株）製のレブコＥＸ）中に１枚の含リン銅からなる対向電極とともに、ステンレス基板と対向電極とが対向するようにして浸漬させた。

そして、硫酸銅めっき液の温度を３０℃に保持した状態で、陽極としての対向電極および陰極としてのステンレス基板の表面１ｃｍ²当たり２０ｍＡ（ミリアンペア）の電流（電流密度２０ｍＡ／ｃｍ²）が流れるように上記の陽極と陰極との間に電流を１８０分間流した。

このような条件で硫酸銅めっき液の電解を行なうことにより、陰極であるステンレス基板に形成された低熱膨張率層の表面上に銅を析出させて銅析出物からなる高熱伝導率層を６０μｍの厚さに形成した。

次に、上記のグローブボックスの外で、高熱伝導率層の形成後のステンレス基板を硫酸銅めっき液から取り出し、イオン交換水によって高熱伝導率層に付着している硫酸銅めっき液を洗って除去するとともに、その後、酸で洗うことによって高熱伝導率層の表面に形成された酸化膜を除去した。

次に、再度、上記のグローブボックス内で、実施例１９の溶融塩浴に、タングステン板からなる対向電極（陽極）とともに上記の高熱伝導率層の形成後のステンレス基板（陰極）を１枚ずつ対向電極と対向するように浸漬させた。

そして、実施例１９の溶融塩浴の温度を８５０℃に保持した状態で、陽極および陰極を揺動させながら陽極の表面１ｃｍ²当たり３０ｍＡ（ミリアンペア）の電流（電流密度３０ｍＡ／ｃｍ²）が流れるように上記の陽極と陰極との間に電流を６８分間流した。

このような条件で実施例１９の溶融塩浴の電解を行なうことにより、陰極であるステンレス基板の高熱伝導率層の表面上にタングステンを析出させてタングステン析出物からなる低熱膨張率層を２０μｍの厚さに形成した。

次に、上記の低熱膨張率層の形成後のステンレス基板を実施例１９の溶融塩浴から取り出し、イオン交換水によって低熱膨張率層に付着している溶融塩浴を洗って除去した後に、酸で洗うことによって低熱膨張率層の表面に形成された酸化膜を除去した。その後、低熱膨張率層の形成後のステンレス基板を５０℃の大気雰囲気下で３０分間曝すことによって乾燥させた。

以上により、実施例１９の溶融塩浴を用いて形成された、厚さ２０μｍのタングステンからなる低熱膨張率層、厚さ６０μｍの銅からなる高熱伝導率層および厚さ２０μｍのタングステンからなる低熱膨張率層がこの順序で積層された積層構造体からなる実施例１９のＬＥＤ用ヒートシンク（全体の厚さ：０．１ｍｍ）がステンレス基板の表面上に形成された実施例１９のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体を得た。

次に、上記のようにして得られた実施例１９のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体のタングステンからなる低熱膨張率層の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）およびβ−タングステンの含有量（体積％）をそれぞれ実施例１〜１８と同様にして求めた。その結果、実施例１９のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体のタングステンからなる低熱膨張率層の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）は５．１μｍであって、β−タングステンの含有量（体積％）は０％であった。

＜実施例１９のＬＥＤ素子の作製＞
次に、上記のようにして得られた実施例１９のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体の低熱膨張率層の表面上にＬＥＤ構造体を接合した。

ここで、ＬＥＤ構造体の接合は、実施例１９のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体の低熱膨張率層の表面に無電解めっきによって厚さ１μｍの金めっきを行なった後に、Ａｕ系のろう材（金−錫合金）を３２０℃に加熱して実施例１９のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体とＬＥＤ構造体とを接合して実施例１９のＬＥＤウエハを作製した。

また、ここでも、ＬＥＤ構造体としては、直径が１００ｍｍの円形状の表面を有し、厚さが１００μｍのサファイア基板上に、ＧａＮバッファ層を形成した後に、ｎ型ＧａＮ／ＩｎＧａＮ／ｐ型ＧａＮをこの順序で結晶成長した積層構造を有する従来から公知のＬＥＤ構造体を用いた。

その後、実施例１９のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体のステンレス基板の表面に形成された不動態皮膜とタングステンからなる低熱膨張率層との界面で機械的に剥離することにより除去することによって、実施例１９のＬＥＤウエハからステンレス基板を分離した。

次に、レーザーリフトオフ装置を用いて、サファイア基板側からレーザ光を照射して、サファイア基板上のＧａＮバッファ層を溶融させることによって、実施例１９のＬＥＤウエハからサファイア基板を分離した。

次に、サファイア基板の分離後の実施例１９のＬＥＤウエハを円形回転刃で１０ｍｍ×１０ｍｍの正方形状の表面を有する大きさのＬＥＤ素子に分割することによって、実施例１９のＬＥＤ素子を得た。

＜実施例１９のＬＥＤ素子の評価＞
上記で作製した実施例１９のＬＥＤ素子と、上記の比較例のＬＥＤ素子との発光特性を比較したところ発光特性は同等であった。

しかしながら、実施例１９のＬＥＤ素子のＬＥＤ用ヒートシンクの厚さは０．１ｍｍであり、比較例のＬＥＤ素子のＬＥＤ用ヒートシンクの厚さは１ｍｍであったため、実施例１９のＬＥＤ素子は比較例のＬＥＤ素子と比べてＬＥＤ用ヒートシンクの材料コストを低減することができ、さらには円形回転刃によるＬＥＤウエハの切断が容易であったため加工性も向上することが確認された。

また、上記の実施例１〜１９においては、高熱伝導率層が銅から構成されており、低熱膨張率層がタングステンから構成されている場合について説明したが、高熱伝導率層に銅以外のアルミニウムなどの金属を用いた場合および低熱膨張率層にタングステン以外のモリブデンなどの金属を用いた場合にも上記の実施例と同様の結果が得られることも確認された。

＜実施例２０のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体の作製＞
まず、直径が５０ｍｍの円形状の表面を有し、厚さが３００μｍの鉄基板を１枚用意した。

次に、鉄基板を市販のアルカリ脱脂液（奥野製薬工業（株）製のエースクリーンＡ２２０）に浸漬させることによって鉄基板の表面を洗浄し、その後、鉄基板を希硫酸（硫酸濃度：１０質量％）に浸漬させて鉄基板の表面の酸化膜を除去した。

次に、上記の酸化膜の除去後の鉄基板をニッケルめっき浴（日鉱メタルプレーティング（株）製のＶ−ニッケルめっき液）に浸漬させて、電気めっき法により、鉄基板の表面に１μｍの厚さのニッケル膜からなる密着強化層を形成した。ここで、電気めっき法による密着強化層の形成は、陰極である鉄基板と、ニッケルめっき浴中に浸漬させた陽極である対向電極との間に５Ａ／ｄｍ²の電流密度で１分間電流を流すことにより行なった。

次に、上記の密着強化層の形成後の鉄基板をロジウムめっき浴（田中貴金属工業（株）製のローデックス）に浸漬させて、電気めっき法により、鉄基板の表面に０．２μｍの厚さのロジウム膜からなる拡散バリア層を形成した。ここで、電気めっき法による拡散バリア層の形成は、陰極である鉄基板と、ロジウムめっき浴中に浸漬させた陽極である対向電極との間に１．３Ａ／ｄｍ²の電流密度で１分間電流を流すことにより行なった。

次に、上記の拡散バリア層の形成後の鉄基板をパイレックス（登録商標）ビーカーに収容された硫酸銅めっき液（上村工業（株）製のレブコＥＸ）中のそれぞれに１枚ずつ含リン銅からなる対向電極とともに、鉄基板と対向電極とが対向するようにして浸漬させた。

そして、硫酸銅めっき液の温度を３０℃に保持した状態で、陽極としての対向電極および陰極としての鉄基板の表面１ｃｍ²当たり２０ｍＡ（ミリアンペア）の電流（電流密度２０ｍＡ／ｃｍ²）が流れるように上記の陽極と陰極との間に電流を５０分間流した。

このような条件で硫酸銅めっき液の電解を行なうことにより、陰極である鉄基板に形成された拡散バリア層の表面上に銅を析出させて銅析出物からなる高熱伝導率層を１９．８μｍの厚さに形成した。

次に、高熱伝導率層の形成後の鉄基板を硫酸銅めっき液から取り出し、イオン交換水によって高熱伝導率層に付着している硫酸銅めっき液を洗って除去するとともに、その後、酸で洗うことによって高熱伝導率層の表面に形成された酸化膜を除去した。

次に、再度、上記のグローブボックス内で、実施例１９の溶融塩浴に、タングステン板からなる対向電極（陽極）とともに上記の高熱伝導率層の形成後の鉄基板（陰極）を対向電極と対向するように浸漬させた。

そして、実施例１９の溶融塩浴の温度を８５０℃に保持した状態で、陽極および陰極を揺動させながら陽極の表面１ｃｍ²当たり３０ｍＡ（ミリアンペア）の電流（電流密度３０ｍＡ／ｃｍ²）が流れるように上記の陽極と陰極との間に電流を２１０分間流した。

このような条件で実施例１９の溶融塩浴の電解を行なうことにより、陰極である鉄基板の高熱伝導率層の表面上にタングステンを析出させてタングステン析出物からなる低熱膨張率層を５９．２μｍの厚さに形成した。

次に、上記のグローブボックスの外で、上記の低熱膨張率層の形成後の鉄基板を実施例１９の溶融塩浴から取り出し、イオン交換水によって低熱膨張率層に付着している溶融塩浴を洗って除去した後に、酸で洗うことによって低熱膨張率層の表面に形成された酸化膜を除去した。

次に、上記のグローブボックスの外で、上記の低熱膨張率層の形成後の鉄基板を、パイレックス（登録商標）ビーカーに収容された硫酸銅めっき液（上村工業（株）製のレブコＥＸ）中に１枚の含リン銅からなる対向電極とともに、鉄基板と対向電極とが対向するようにして浸漬させた。

そして、硫酸銅めっき液の温度を３０℃に保持した状態で、陽極としての対向電極および陰極としての鉄基板の表面１ｃｍ²当たり２０ｍＡ（ミリアンペア）の電流（電流密度２０ｍＡ／ｃｍ²）が流れるように上記の陽極と陰極との間に電流を５０分間流した。

このような条件で硫酸銅めっき液の電解を行なうことにより、陰極である鉄基板に形成された低熱膨張率層の表面上に銅を析出させて銅析出物からなる高熱伝導率層を１９．８μｍの厚さに形成した。

次に、上記のグローブボックスの外で、高熱伝導率層の形成後の鉄基板を硫酸銅めっき液から取り出し、イオン交換水によって高熱伝導率層に付着している硫酸銅めっき液を洗って除去するとともに、その後、酸で洗うことによって高熱伝導率層の表面に形成された酸化膜を除去した。これにより、１μｍの厚さのニッケル膜からなる密着強化層、０．２μｍの厚さのロジウム膜からなる拡散バリア層、厚さ１９．８μｍの銅からなる高熱伝導率層、厚さ５９．２μｍのタングステンからなる低熱膨張率層および厚さ１９．８μｍの銅からなる高熱伝導率層が鉄基板上にこの順に積層された実施例２０のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体を得た。

＜実施例２０のＬＥＤ用ヒートシンクの作製＞
上記のようにして得られた実施例２０のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体を５０℃の希硫酸（硫酸濃度：１０質量％）に浸漬させて鉄基板を除去することによって、上記の密着強化層、拡散バリア層、高熱伝導率層、低熱膨張率層および高熱伝導率層がこの順に積層された構成の実施例２０のＬＥＤ用ヒートシンク（全体の厚さ：０．１ｍｍ）を得た。

＜実施例２０のＬＥＤ素子の作製＞
次に、上記のようにして得られた実施例２０のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体の低熱膨張率層の表面上にＬＥＤ構造体を接合した。

ここで、ＬＥＤ構造体の接合は、実施例２０のＬＥＤ用ヒートシンクの高熱伝導率層の表面に無電解めっきによって厚さ１μｍの金めっきを行なった後に、Ａｕ系のろう材（金−錫合金）を３２０℃に加熱して実施例２０のＬＥＤ用ヒートシンクとＬＥＤ構造体とを接合して実施例２０のＬＥＤウエハを作製した。

また、ここでも、ＬＥＤ構造体としては、直径が５０ｍｍの円形状の表面を有し、厚さが１００μｍのサファイア基板上に、ＧａＮバッファ層を形成した後に、ｎ型ＧａＮ／ＩｎＧａＮ／ｐ型ＧａＮをこの順序で結晶成長した積層構造を有する従来から公知のＬＥＤ構造体を用いた。

次に、レーザーリフトオフ装置を用いて、サファイア基板側からレーザ光を照射して、サファイア基板上のＧａＮバッファ層を溶融させることによって、実施例２０のＬＥＤウエハからサファイア基板を分離した。

次に、サファイア基板の分離後の実施例２０のＬＥＤウエハを円形回転刃で１０ｍｍ×１０ｍｍの正方形状の表面を有する大きさのＬＥＤ素子に分割することによって、実施例２０のＬＥＤ素子を得た。

＜実施例２０のＬＥＤ素子の評価＞
上記で作製した実施例２０のＬＥＤ素子と、上記の比較例のＬＥＤ素子との発光特性を比較したところ発光特性は同等であった。

しかしながら、実施例２０のＬＥＤ素子のＬＥＤ用ヒートシンクの厚さは０．１ｍｍであり、比較例のＬＥＤ素子のＬＥＤ用ヒートシンクの厚さは１ｍｍであったため、実施例２０のＬＥＤ素子は比較例のＬＥＤ素子と比べてＬＥＤ用ヒートシンクの材料コストを低減することができ、さらには円形回転刃によるＬＥＤウエハの切断が容易であったため加工性も向上することが確認された。

また、上記の実施例２０においては、高熱伝導率層が銅から構成されており、低熱膨張率層がタングステンから構成されている場合について説明したが、高熱伝導率層に銅以外のアルミニウムなどの金属を用いた場合および低熱膨張率層にタングステン以外のモリブデンなどの金属を用いた場合にも上記の実施例と同様の結果が得られることも確認された。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明によれば、材料コストを低減することができるとともに、加工性も向上することができるＬＥＤ用ヒートシンク、そのＬＥＤ用ヒートシンクの前駆体となるＬＥＤ用ヒートシンク前駆体、およびそのＬＥＤ用ヒートシンクを用いたＬＥＤ素子、ＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法ならびにＬＥＤ素子の製造方法を提供することができる。

本発明のＬＥＤ用ヒートシンクの一例の模式的な斜視図である。 図１に示すＬＥＤ用ヒートシンクの模式的な断面図である。 本発明のＬＥＤ用ヒートシンクの他の一例の模式的な斜視図である。 図３に示すＬＥＤ用ヒートシンクの模式的な断面図である。 本発明のＬＥＤ用ヒートシンクの他の一例の模式的な断面図である。 本発明のＬＥＤ用ヒートシンクの他の一例の模式的な断面図である。 本発明に用いられる基板の一例の模式的な斜視図である。 本発明において溶融塩浴を用いて低熱膨張率層を形成する方法の一例を図解する模式的な構成図である。 本発明において溶融塩浴から取り出した後の低熱膨張率層の形成後の基板の一例の模式的な斜視図である。 本発明において電気めっき液を用いて高熱伝導率層を形成する方法の一例を図解する模式的な構成図である。 本発明において電気めっき液から取り出した後の高熱伝導率層の形成後の基板の一例の模式的な斜視図である。 本発明において溶融塩浴を用いて低熱膨張率層を形成する方法の一例を図解する模式的な構成図である。 本発明のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体の一例の模式的な斜視図である。 本発明のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体の一例の低熱膨張率層の表面上にＬＥＤ構造体を接合した構成の一例の模式的な斜視図である。 本発明のＬＥＤ用ヒートシンクを備えたＬＥＤウエハの一例の模式的な斜視図である。 本発明のＬＥＤ用ヒートシンクを備えた本発明のＬＥＤ素子の一例の模式的な断面図である。 本発明のＬＥＤ用ヒートシンクの他の一例の模式的な斜視図である。 図１７に示すＬＥＤ用ヒートシンクの模式的な断面図である。 本発明のＬＥＤ用ヒートシンクの他の一例の模式的な斜視図である。 図１９に示すＬＥＤ用ヒートシンクの模式的な断面図である。 図１７に示す構成のＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。 図１７に示す構成のＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。 図１７に示す構成のＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。 図１７に示す構成のＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。 図１７に示す構成のＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。 図１７に示す構成のＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。 図１７に示す構成のＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。 図１９に示す構成のＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。 図１９に示す構成のＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。 図１９に示す構成のＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。 図１９に示す構成のＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。 図１９に示す構成のＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。 図１９に示す構成のＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。

符号の説明

１ ＬＥＤ用ヒートシンク、２ 高熱伝導率層、３ 低熱膨張率層、４ 相互拡散層、５ 基板、６ 対向基板、７ 容器、８ 溶融塩浴、９ 電解めっき液、１０ ＬＥＤ用ヒートシンク前駆体、１１ ｐ型半導体層、１２ 活性層、１３ ｎ型半導体層、１４ ＬＥＤ構造体、１５ ＬＥＤウエハ、１５ａ ＬＥＤ素子、２１，２１ａ，２１ｂ 拡散バリア層、２２，２２ａ，２２ｂ 密着強化層、２５ 鉄基板。

Claims (20)

1. 高熱伝導率層と低熱膨張率層とを含む積層構造体からなり、全体の厚さが０．１ｍｍ以下である、ＬＥＤ用ヒートシンク。
2. 前記高熱伝導率層と前記低熱膨張率層との間に相互拡散層を有することを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ用ヒートシンク。
3. 前記低熱膨張率層がモリブデンおよびタングステンの少なくとも一方からなることを特徴とする、請求項１または２に記載のＬＥＤ用ヒートシンク。
4. 前記高熱伝導率層の厚さが、前記低熱膨張率層の厚さよりも厚いことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１つに記載のＬＥＤ用ヒートシンク。
5. 前記高熱伝導率層が銅およびアルミニウムの少なくとも一方からなることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１つに記載のＬＥＤ用ヒートシンク。
6. 前記高熱伝導率層が銅からなるとともに、前記低熱膨張率層がタングステンからなり、
   前記高熱伝導率層、前記低熱膨張率層および前記高熱伝導率層の順序で積層された積層構造体、または前記低熱膨張率層、前記高熱伝導率層および前記低熱膨張率層の順序で積層された積層構造体からなることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１つに記載のＬＥＤ用ヒートシンク。
7. 前記積層構造体の表面上に拡散バリア層を備えたことを特徴とする、請求項１から６のいずれか１つに記載のＬＥＤ用ヒートシンク。
8. 前記拡散バリア層の表面上に密着強化層を備えたことを特徴とする、請求項７に記載のＬＥＤ用ヒートシンク。
9. 前記積層構造体の第１の表面上に第１の拡散バリア層を備えるとともに、
   前記積層構造体の前記第１の表面とは反対側の第２の表面上に第２の拡散バリア層を備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１つに記載のＬＥＤ用ヒートシンク。
10. 前記第１の拡散バリア層の表面上に第１の密着強化層を備えるとともに、
    前記第２の拡散バリア層の表面上に第２の密着強化層を備えることを特徴とする、請求項９に記載のＬＥＤ用ヒートシンク。
11. 請求項１から１０のいずれか１つに記載のＬＥＤ用ヒートシンクの表面に基板を備えた、ＬＥＤ用ヒートシンク前駆体。
12. 前記基板は、鉄基板、シリコン基板またはステンレス基板であることを特徴とする、請求項１１に記載のＬＥＤ用ヒートシンク前駆体。
13. 請求項１から１０のいずれか１つに記載のＬＥＤ用ヒートシンクと、
    前記ＬＥＤ用ヒートシンク上に設置されたＬＥＤ構造体とを備えた、ＬＥＤ素子。
14. 請求項１から１０のいずれか１つに記載のＬＥＤ用ヒートシンクを製造する方法であって、
    前記低熱膨張率層を気相法により形成する工程および溶融塩浴の電解により形成する工程の少なくとも一方を含む、ＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法。
15. 請求項７に記載のＬＥＤ用ヒートシンクを製造する方法であって、
    基板上に前記拡散バリア層を形成する工程と、
    前記拡散バリア層上に前記積層構造体を形成する工程と、
    前記基板を除去する工程とを含む、ＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法。
16. 請求項９に記載のＬＥＤ用ヒートシンクを製造する方法であって、
    基板上に前記第１の拡散バリア層を形成する工程と、
    前記第１の拡散バリア層上に前記積層構造体を形成する工程と、
    前記積層構造体上に前記第２の拡散バリア層を形成する工程と、
    前記基板を除去する工程とを含む、ＬＥＤ用ヒートシンクの製造方法。
17. 請求項１３に記載のＬＥＤ素子を製造する方法であって、
    基板上に請求項１から１０のいずれか１つに記載のＬＥＤ用ヒートシンクを形成する工程と、
    前記ＬＥＤ用ヒートシンクと前記ＬＥＤ構造体とを接合する工程と、
    前記ＬＥＤ用ヒートシンクと前記ＬＥＤ構造体との接合後に前記基板を除去する工程と、を含む、ＬＥＤ素子の製造方法。
18. 前記基板が、鉄基板、シリコン基板またはステンレス基板であることを特徴とする、請求項１７に記載のＬＥＤ素子の製造方法。
19. 請求項７または８に記載のＬＥＤ用ヒートシンクを備えたＬＥＤ素子を製造する方法であって、
    基板上に前記拡散バリア層を形成する工程と、
    前記拡散バリア層上に前記積層構造体を形成する工程と、
    前記積層構造体の形成後に前記基板を除去することによって前記ＬＥＤ用ヒートシンクを形成する工程と、
    前記ＬＥＤ用ヒートシンクとＬＥＤ構造体とを接合する工程とを含む、ＬＥＤ素子の製造方法。
20. 請求項９または１０に記載のＬＥＤ用ヒートシンクを備えたＬＥＤ素子を製造する方法であって、
    基板上に前記第１の拡散バリア層を形成する工程と、
    前記第１の拡散バリア層上に前記積層構造体を形成する工程と、
    前記積層構造体上に前記第２の拡散バリア層を形成する工程と、
    前記第２の拡散バリア層の形成後に前記基板を除去することによって前記ＬＥＤ用ヒートシンクを形成する工程と、
    前記ＬＥＤ用ヒートシンクとＬＥＤ構造体とを接合する工程とを含む、ＬＥＤ素子の製造方法。

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