JP5789512B2

JP5789512B2 - Ｌｅｄ搭載用ウエハとその製造方法、及びそのウエハを用いたｌｅｄ搭載構造体

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Publication number: JP5789512B2
Application number: JP2011524832A
Authority: JP
Inventors: 秀樹広津留; 庸介石原; 秀雄塚本
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2009-07-31
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2015-10-07
Anticipated expiration: 2030-07-29
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Description

本発明は、ＬＥＤ搭載用ウエハとその製造方法、及びそのウエハを用いたＬＥＤ搭載構造体に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）は、半導体のｐｎ接合に順方向電流を流すと発光する素子であり、ＧａＡｓ，ＧａＮ等のＩＩＩ−Ｖ族半導体結晶を用いて製造される。近年、半導体のエピタキシャル成長技術と発光素子プロセス技術の進歩により、変換効率の優れるＬＥＤが開発され、様々な分野において幅広く使用されている。

ＬＥＤは、単結晶成長基板上にＩＩＩ−Ｖ族半導体結晶をエピタキシャル成長させたｐ型層とｎ型層及び両者に挟まれる光活性層から構成される。一般的には、単結晶サファイア等の成長基板上にＩＩＩ−Ｖ族半導体結晶をエピタキシャル成長させた後、電極等を取り付けて形成される（特許文献１）。

単結晶成長基板上に、ＩＩＩ−Ｖ族半導体結晶をエピタキシャル成長させる場合、単結晶成長基板とＩＩＩ−Ｖ族半導体結晶の格子定数が異なるため、良好なＬＥＤを成長させることが難しい。このため、単結晶成長基板上に低温でＧａＮ等のバッファー層を形成し、その上にＧａＮをエピタキシャル成長させる方法が提案されている（特許文献２）。

一方、単結晶成長基板は、熱伝導性が良くないという課題がある。単結晶サファイアの場合、熱伝導率が４０Ｗ／ｍＫ程度であり、ＩＩＩ−Ｖ族半導体素子で発生する熱を十分に放熱することができない。とくに、大電流を流す高出力ＬＥＤでは素子の温度が上昇して、発光効率の低下や素子寿命の低下が起きるという課題がある。このため、単結晶成長基板上にＩＩＩ−Ｖ族半導体結晶をエピタキシャル成長させた後に、金属層を介して高熱伝導性基板を接合し、その後、単結晶成長基板を除去する方法が提案されている（特許文献３）。この場合、高熱伝導性基板としては熱伝導性に優れる銅等の材料が検討されているが、ＩＩＩ−Ｖ族半導体結晶との線熱膨張係数差が大きく、高出力ＬＥＤ用としては十分満足できるものではなかった。
特開２００５−１１７００６号公報特公平５−７３２５２号公報特開２００６−１２８７１０号公報

本発明の目的は、ＬＥＤとの線熱膨張係数差が小さくしかも熱伝導性に優れたＬＥＤ搭載用ウエハと、このＬＥＤ搭載用ウエハの製造方法と、このＬＥＤ搭載用ウエハを用いて製造されたＬＥＤ搭載構造体を提供することである。

本発明は、金属含浸セラミックス複合体６１と、その周囲に形成された保護層６２とからなることを特徴とするＬＥＤ搭載用ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）６である（図１参照）。

本発明のウエハにあっては、金属含浸セラミックス複合体が、炭化珪素、窒化アルミニウム、窒化珪素、ダイヤモンド及び黒鉛の中から選ばれる１種類以上を含み、気孔率が１０〜５０体積％の多孔体又は粉末成形体に、金属が含浸されてなるものであり、板厚が０．０５〜０．５ｍｍ、表面粗さ（Ｒａ）０．０１〜０．５μｍ、３点曲げ強度が５０ＭＰａ以上、温度２５℃の熱伝導率が１５０〜５００Ｗ／ｍＫ、温度２５℃〜１５０℃の線熱膨張係数が４〜９×１０^−６／Ｋ、体積固有抵抗が１０^−９〜１０^−５Ω・ｍであることが好ましい。

また、本発明のウエハにあっては、保護層が、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔi、Ｗ及びＭｏの中から選ばれる１種以上の金属か、又は気孔率が３％以下のアルミナ、ムライト、窒化アルミニウム及び窒化珪素の中から選ばれる１種以上のセラミックスからなり、保護層の厚みが３ｍｍ以下（０を含まない）、保護層の体積占有率が２０体積％以下（０を含まない）であることが好ましい。

さらに、本発明のウエハにあっては、金属含浸セラミックス複合体６１が、表面に、厚みが０．５〜１０μｍのＮｉ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ及びＳｎの中から選ばれる１種類以上の金属の薄層６３を有していることが好ましい（図４参照）。金属の薄層の厚みは０．５〜１０μｍが好ましく、０．５μｍ未満であると、耐薬品性の向上効果が乏しく、１０μｍをこえると、表面粗さが増大する恐れがある。金属の薄層の形成は、無電解めっき、電解めっき等のめっき法、蒸着法等により行われる。

また、本発明は、金属製又はセラミックス製の管状体の内部に、セラミックス多孔体、セラミックス粉末成形体及びセラミックス粉末から選ばれた少なくとも一方を充填した後、これらのセラミックス多孔体、セラミックス粉末成形体及びセラミックス粉末から選ばれた少なくとも一方が有する空隙部に金属を含浸させた後、加工することを特徴とする本発明のウエハの製造方法である。

また、本発明は、セラミックス多孔体又はセラミックス粉末成形体の空隙部に金属を含浸させた後、その側面に保護層を形成してから加工するか、又は加工してから保護層を形成することを特徴とする本発明のウエハの製造方法である。

また、本発明は、本発明のウエハの金属含浸セラミックス複合体６１の部分から切り出された、少なくとも一個の片からなるＬＥＤ搭載用基板５の少なくとも一面に、金属薄層５１（又は金属薄層５１及び反射層の金属層３１）と、反射層３と、ＬＥＤ２と、透明導電層４とを順次有しており、透明導電層４に電極（図示せず）が取り付けられてなることを特徴とするＬＥＤ搭載構造体である（図３、図６参照）。

本発明のウエハによれば、ＬＥＤとの線熱膨張係数差の小さいものが提供される。本発明のウエハを構成する金属含浸セラミックス複合体は、その部分から少なくとも一個の片が切り出されてＬＥＤ搭載用基板となる。そして、このＬＥＤ搭載用基板にＬＥＤが搭載されて本発明のＬＥＤ搭載構造体となる。また、本発明のウエハは、本発明のＬＥＤ搭載構造体を製造する際に使用される酸及びアルカリに対する耐薬品性に優れ、しかも導電性が大であるので電極の形成等が容易となる。また、本発明のＬＥＤ搭載構造体は、放熱性、信頼性に優れた高出力のものであり、単位面積当たりの発光量の増加が可能となる。本発明のウエハの製造方法によれば、本発明のウエハを容易に製造することができる。

実施例１で製造された本発明のウエハの説明図図１のウエハとＬＥＤとを含む接合体の説明図図２の接合体から製造された本発明のＬＥＤ搭載構造体の説明図実施例２６で製造された本発明のウエハの説明図図４のウエハとＬＥＤとを含む接合体の説明図図５の接合体から製造された本発明のＬＥＤ搭載構造体の説明図

１単結晶成長基板
１１単結晶成長基板１表面のｎ型ＩＩＩ−Ｖ族半導体のバッファー層
１２単結晶成長基板１表面の無機化合物の表面コーティング層
２ＬＥＤ
２１ＬＥＤ２のｎ型ＩＩＩ−Ｖ族半導体層
２２ＬＥＤ２の発光層
２３ＬＥＤ２のｐ型ＩＩＩ−Ｖ族半導体層
３反射層
３１反射層３表面の金属層
４透明導電層
５ＬＥＤ搭載用基板
５１ＬＥＤ搭載用基板５表面の金属箔層
６ウエハ
６１ウエハ６の金属含浸セラミックス複合体
６２ウエハ６の保護層
６３金属含浸セラミックス複合体６１表面の金属の薄層

本発明のＬＥＤ搭載構造体は、例えば以下のように、単結晶成長基板の表面にＬＥＤをエピタキシャル成長させる（ア工程）、それと本発明のウエハとを接合して接合体を製造する（イ工程）、この接合体から単結晶成長基板の部分を除去して中間構造体を製造する（ウ工程）、この中間構造体に透明導電層と電極等を形成してから切断する（エ工程）、工程を経由して製造することができる。以下、図面を参照しながら説明する。

（ア工程）この工程は、単結晶成長基板の表面にＬＥＤをエピタキシャル成長させる工程である。具体的には、単結晶成長基板１の表面にｎ型ＩＩＩ−Ｖ族半導体のバッファー層１１又は無機化合物の表面コーティグ層１２を形成してからＬＥＤ２をエピタキシャル成長させる（図２、図５参照）。

単結晶成長基板１は、ＬＥＤとの格子定数の差が小さく、かつ欠陥の少ないものが使用される。ＬＥＤの結晶性と均一性を確保し、エピタキシャル成長時の雰囲気に対する耐久性を高める点から、単結晶成長基板としては、単結晶サファイア、単結晶炭化珪素、単結晶ＧａＡｓ、単結晶Ｓｉのいずれかであることが好ましい。単結晶成長基板の厚みは０．１〜１．０ｍｍが好ましい。また、ＬＥＤとの格子定数の差を低減する点から、単結晶成長基板１は、その表面にＧａＮ、ＧａＡｓ又はＧａＰのいずれかによるバッファー層１１を有していることが好ましい。バッファーの厚みは０．１〜０．８μｍが好ましい。また、単結晶成長基板の格子定数をＬＥＤのそれに可及的に近づけるため、単結晶成長基板１は、その表面にＡｌＮ、ＳｉＣ、ＧａＮ及びＧａＡｓから選ばれた少なくとも１種の無機化合物による表面コーティング層１２を有していることが好ましい。表面コーティグ層の厚みは０．１〜０．８μｍであることが好ましい。

ＬＥＤ２は、通常、ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族半導体層２１、発光層２２、ｐ型ＩＩＩ−Ｖ族半導体層２３から構成されているが、本発明では何もこれに限定されない。このようなＬＥＤは、例えば有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）、ハライド気相エピタキシャル法（ＨＶＰＥ法）等によってエピタキシャル成長させて形成させることができる。ＭＯＣＶＤ法によれば、結晶性の良いＬＥＤを成長させることができ、ＨＶＰＥ法によれば、結晶成長速度が速いので、効率よくＬＥＤを成長させることができる。エピタキシャル成長させたＬＥＤは、発光特性を更に向上させるために、その表面をエッチングや研磨等の処理を施すこともできる。ＬＥＤの厚みは０．６〜１５μｍが好ましい。ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族半導体層２１、発光層２２、ｐ型ＩＩＩ−Ｖ族半導体層２３の厚みは、一般的には、それぞれ０．３〜１０μｍ、０．１〜０．５μｍ、０．３〜１０μｍである。

（イ工程）この工程は、上記のようにして単結晶成長基板にエピタキシャル成長させたＬＥＤ２と、本発明のウエハ６との接合体を製造する工程である。具体的には、ＬＥＤのｐ型ＩＩＩ−Ｖ族半導体層２３の表面に金属からなる反射層３を形成させてから（図２参照）、又はこの反射層３の表面に必要に応じて更に金属層３１を形成させてから（図５参照）、本発明のウエハと接合する。本発明のウエハについては後述する。接合は、本発明のウエハの金属含浸セラミックス複合体６１、又はその表面に形成させた金属の薄層６３の表面に、金属からなる反射層３（又は反射層３と金属層３１）形成させてから、この反射層３の部分（又は金属層３１の部分）と、上記反射層３又は上記金属層３１とを接面させ加熱して行う。加熱によって、２つの反射層３同士（又は２つの金属層３１同士）が一体化されて、１つの反射層３（又は１つの反射層３と１つの金属層３１）となる（図６参照）。加熱は、２０ＭＰａ以下で加圧しながら行うことが好ましい。加熱温度は反射層３、反射層の金属層３１、金属の薄層６３の種類によって２５０〜５５０℃の範囲から選択される。

反射層３と金属の薄層６３が同種金属で構成されているときは、反射層の金属層３１は必ずしも必要でないが、異種金属で構成されているときは、反射層３の表面には金属の薄層６３と同種の反射層の金属層３１を有させることが好ましい。反射層３、反射層の金属層３１の形成には、蒸着法、スパッタリング法等が採用される。これらの層の金属種は、インジウム、アルミニウム、金、銀及びこれらの合金であることが好ましい。とくに、反射層３と金属の薄層６３は同種の金属種で構成されていることが好ましい。反射層３、反射層の金属層３１の厚みは、極端に厚いと密着性が低下する恐れがあるので、それぞれ０．５〜１０μｍであることが好ましく、それぞれ０．５〜２μｍであることが特に好ましい。これらの厚みにあっても、反射層３の厚みは金属の薄層６３の厚みと同じであるか、又は１０％以内で厚いか薄い方が好ましい。金属の薄層６３の厚みは上記した。

（ウ工程）この工程は、上記接合体から、単結晶成長基板１、バッファー層１１及び表面コーティグ層１２を除去する工程である。単結晶成長基板の除去は、単結晶成長基板側からレーザー照射、研磨、エッチング等によって行われる。バッファー層はエッチング等によって除去され、表面コーティグ層は研削加工等によって除去される。この工程によって接合体は符号２、３（又は３と３１）、６からなる中間構造体に変化する。

（エ工程）この工程は、上記中間構造体の露出したｎ型ＩＩＩ−Ｖ族半導体層２１を表面加工してから、透明導電層４とこの透明導電層に電極（図示せず）を形成した後、所望形状に切断して本発明のＬＥＤ搭載構造体を製造する工程である（図６参照）。この切断によって、金属含浸セラミックス複合体６１はＬＥＤ搭載用基板５となり、金属の薄層６３は、ＬＥＤ搭載用基板表面の金属薄層５１となる。

ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族半導体層２１の表面加工は、ＩＣＰドライエッチング等によって行うことが好ましく、これによって透明導電層の形成に適した表面へと平坦化される。透明導電層は電流分散のために形成するものであり、電子ビーム蒸着法、スパッタ法等によって、０．０５〜０．８μｍの厚みに形成される。透明導電層の材質は、酸化インジウム錫、酸化カドミウム錫、酸化インジウム亜鉛、酸化アルミニウム亜鉛、酸化錫亜鉛、酸化錫アンチモニーから選ばれた少なくとも１種の金属であることが好ましい。電極の形成には蒸着法、スパッタリング法等が採用される。電極材料はＡｕ、Ａｇ、Ａｌ等から選択される。切断はレーザーカット、ダイシング等によって行われる。

本発明においては、金属含浸セラミックス複合体の部分から少なくとも一個の片（すなわちＬＥＤ搭載用基板５）を最初に切り出しておき、それを用いて上記工程に準じた操作を行うことによっても（但し、エ工程の切断操作は不要となる。）、本発明のＬＥＤ搭載構造体を製造することができる。しかし、生産性の点から上記工程によることが好ましい。

つぎに、本発明のウエハとその製造方法について説明する。

本発明のウエハ６は、金属含浸セラミックス複合体６１と、その周囲に形成された保護層６２とから構成されている。ＬＥＤが搭載されるのは、上記金属含浸セラミックス複合体の部分から切り出された少なくとも１個の片、すなわちＬＥＤ搭載用基板５である。この観点から、本発明のウエハはＬＥＤ搭載用基板の母材として機能する。

まず、金属含浸セラミックス複合体６１について説明する。ＬＥＤ搭載用基板に必要な要件は、（ａ）ＬＥＤをエピタキシャル成長させた単結晶成長基板と、ＬＥＤ搭載用基板とを接合する際に、耐え得る強度を有すること、（ｂ）接合面にボイドや異物等の介在物がなく接合面が平坦になること、（ｃ）放熱性が良好であること、（ｄ）適度な熱伝導率と線熱膨張係数を有すること、である。（ａ）は、金属含浸セラミックス複合体の３点曲げ強度を５０ＭＰａ以上にすることによって、（ｂ）は、金属含浸セラミックス複合体の表面粗さ（Ｒａ）を０．０１〜０．５μｍとすることによって、（ｃ）は、金属含浸セラミックス複合体の板厚を０．０５〜０．５ｍｍとすることによって、そして（ｄ）は、炭化珪素、窒化アルミニウム、窒化珪素、ダイヤモンド及び黒鉛の中から選ばれる１種類以上を含み、気孔率が１０〜５０体積％のセラミックス多孔体、又はセラミックス粉末成形体に金属を含浸させて製造された金属含浸セラミックス複合体を用いることによって、満たさせることができる。

金属含浸セラミックス複合体の好ましい含浸金属の種類は、アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金であり、特に好ましい３点曲げ強度は２００〜４００ＭＰａであり、特に好ましい表面粗さ（Ｒａ）は０．０１〜０．２μｍであり、特に好ましい板厚は０．０８〜０．３ｍｍであり、特に好ましい上記セラミックス多孔体の気孔率は１５〜３５体積％である。また、金属含浸セラミックス複合体の好ましい熱伝導率は１５０〜５００Ｗ／ｍＫ（温度２５℃）である。また、好ましい線熱膨張係数は４〜９×１０^−６／Ｋ（温度２５℃〜１５０℃）であり、特に好ましい線熱膨張係数は４．５〜８×１０^−６／Ｋ（温度２５℃〜１５０℃）である。また、金属含浸セラミックス複合体の好ましい体積固有抵抗は１０^−５Ω・ｍ未満である。

金属含浸セラミックス複合体の３点曲げ強度が５０ＭＰａ未満であると、ＬＥＤ搭載構造体を製造する各工程で生じる応力に耐えらなくなる恐れがある。表面粗さ（Ｒａ）が０．０１μｍ未満であると、加工が困難となり、コスト増加に繋がり、０．５μｍをこえると、ＬＥＤとの密着性が低下する恐れがある。板厚が０．０５ｍｍ未満であると、ＬＥＤ搭載構造体を製造する各工程での取扱いが困難となり、０．５ｍｍをこえると最終形状への加工代が増加する。上記セラミックス多孔体の気孔率が１０体積％未満（金属が１０体積％未満）であると、熱伝導率が小さくなり、５０体積％をこえると（金属が５０体積％超）、金属含浸セラミックス複合体の線熱膨張係数が大きくなる恐れがある。

金属含浸セラミックス複合体の線熱膨張係数（温度２５℃〜１５０℃）が４〜９×１０^−６／Ｋの範囲を外れると、ＬＥＤとの線熱膨張係数差により接合後に反りが発生する恐れがあり、またＬＥＤ搭載構造体として使用する際に接合層に剥離や、更にはＬＥＤが割れる恐れがある。また、熱伝導率（温度２５℃）が１５０Ｗ／ｍＫ未満であると、ＬＥＤで発生する熱を十分に放熱することができず、特に大電流を流す必要のある高出力ＬＥＤでは、ＬＥＤの温度が上がり発光効率の低下、それに伴う素子寿命の低下が起こる恐れがある。５００Ｗ／ｍＫをこえてもよいが、ウエハが高価になる。体積固有抵抗が１０^−５Ω・ｍ以上であると、発光効率の低下等が起こる恐れがある。体積固有抵抗の下限値は、材料入手の容易性の点から１０^−９Ω・ｍであることが好ましい。

金属含浸セラミックス複合体の３点曲げ強度は、炭化珪素、窒化アルミニウム、窒化珪素、ダイヤモンド及び黒鉛の粒度とその含有量によって増減させることができ、表面粗さ（Ｒａ）と板厚は、加工条件によって増減させることができる。熱伝導率と線熱膨張係数は、上記セラミックス多孔体又は上記セラミックス粉末成形体の気孔率、金属の種類とその含有量等によって増減させることができる。体積固有抵抗は含浸金属の種類と含有量によって増減させることができる。

金属含浸セラミックス複合体は、それ自体が導電性を有しているので、ＬＥＤに電極を形成することが容易となる。サファイア基板等の単結晶成長基板にあっては、ＬＥＤの上部をエッチング等で除去してから、同一面側に電極を形成する必要があるが、金属含浸セラミックス複合体から切り出された片（ＬＥＤ搭載用基板）を用いればこの操作は不要となる。その結果、ＬＥＤの単位面積当たりの発光量を増加させることができる。

ＬＥＤ搭載用基板（すなわち本発明のウエハの金属含浸セラミックス複合体の部分から切り出された片）５は、上記要件（ａ）〜（ｄ）のほかに、耐薬品性に優れていることが好ましい。ここで、耐薬品性とは、温度２５℃の５規定のＨＣｌ水溶液又は温度７５℃の１０規定のＮａＯＨ水溶液に１分間浸漬したとき、単位面積当たりの質量減少量が、いずれの薬品に対しても０．２ｍｇ／ｃｍ^２以下、特に０．１ｍｇ／ｃｍ^２以下であることをいう。質量減少量が０．２ｍｇ／ｃｍ^２をこえると、ＬＥＤ搭載構造体の製造工程中において、ＬＥＤ搭載用基板の金属成分が溶出して熱伝導率等が低下する、レーザーカット、ダイシング等で所定形状に切断する際にチッピングが発生し、ＬＥＤ搭載構造体の歩留まりが低下する、などの不具合が生じる恐れがある。

耐薬品性の付与は、ＬＥＤ搭載用基板５に金属薄層５１を形成することによって行うことができる。また、ウエハ６の側面には保護層６２を有しているので、その保護層が、特に、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔi、Ｗ及びＭｏの中から選ばれる１種以上の金属であるか、又はアルミナ、ムライト、窒化アルミニウム及び窒化珪素の中から選ばれる１種以上の気孔率が３％以下のセラミックス、特に気孔率が３％以下のアルミナ又はムライトであるときは、一段と高い耐薬品性が付与されている。

保護層６２の厚みは３ｍｍ以下（０を含まない）で、保護層の体積占有率が２０体積％以下（０を含まない）であることが好ましい。保護層の厚みの下限と体積占有率の下限については特に制約はなく、金属含浸セラミックス複合体を加工する際の衝撃等の外的要因から保護できる厚みであればよい。一方、厚みが３ｍｍをこえるか、又は体積占有率が２０体積％をこえると、ウエハの金属含浸セラミックス複合体の部分が少なくなるので本発明のＬＥＤ搭載構造体の歩留まりが低下し、更には金属含浸セラミックス複合体と保護層の線熱膨張係数により剥離が生じる恐れがある。特に好ましい保護層の厚みは０．００２〜２ｍｍであり、特に好ましい体積占有率は０．１〜１５体積％である。

金属含浸セラミックス複合体は、含浸法、粉末冶金法等のいずれの方法によっても製造することができる。含浸法によれば比較的高い熱伝導率が得られやすい。含浸法にも常圧で行う方法と、高圧下で行う方法（高圧鍛造法）があり、その高圧鍛造法には溶湯鍛造法とダイキャスト法がある。本発明のように、金属含浸セラミックス複合体の周囲に保護層を形成するには溶湯鍛造法が特に好ましい。なお、溶湯鍛造法は、高圧容器内に、セラミックス粉末、セラミックス粉末成形体、又はセラミックス多孔体を装填し、これらの空隙部にアルミニウム合金等の金属溶湯を高温、高圧下で含浸させる方法である。

以下、溶湯鍛造法（［００４０］〜［００４４］）について更に詳しく説明する。

セラミックスとしては、熱伝導率が高く、線熱膨張係数が小さいという点から、炭化珪素、窒化アルミニウム、窒化珪素、ダイヤモンド及び黒鉛の中から選ばれる１種類以上であることが好ましい。セラミックスの種類、金属の種類、それらの構成比率によって熱伝導率及び線熱膨張係数を調整することができる。

セラミックスは、粉末のままでも金属と複合化可能であるが、セラミックス粉末と例えばメチルセルロース、シリカゾル等のバインダーとを用いてセラミックス粉末成形体としたものであるか、更にこのセラミックス粉末成形体を焼結して気孔率が１０〜５０体積％のセラミックス多孔体としたものが好ましい。これらの形状は、板状、円柱状など特に制約はない。セラミックス粉末成形体の成形方法は、プレス成形、鋳込み成形等の一般的なセラミックス粉末の成形方法を採用することができる。セラミックス多孔体の気孔率の調整は、セラミックス粉末の粒度、成形圧力、焼結条件等によって行うことができる。

ついで、セラミックス粉末、セラミックス粉末成形体、及びセラミックス多孔体から選ばれた少なくとも一種を、金属製又はセラミックス製の管状体の内部に充填した後、その充填物の一個又は二個以上を離型剤の塗布された治具等で固定する。たとえば、それらの充填物の複数個を、離型剤を塗布した例えばステンレス板、セラミックス板等の離型板を挟んで積層し、金属製、セラミックス製等のボルト−ナットなどで連結して積層体とする。離型剤には黒鉛、窒化ホウ素、アルミナ等が使用される。

得られた積層体は、温度６００〜８００℃程度で加熱後、高圧容器内に一個又は二個以上配置し、融点以上に加熱された金属溶湯を入れ３０ＭＰａ以上の圧力で加圧し、金属をセラミックス粉末、セラミックス粉末成形体、及びセラミックス多孔体から選ばれた少なくとも一方が有する空隙部に含浸させる。これによって金属含浸セラミックス複合体となる。金属含浸セラミックス複合体はアニール処理を行って含浸時の歪みを除去することもできる。加熱温度が温度６００℃未満であるか、又は含浸時の圧力が３０ＭＰａ未満であると、金属含浸セラミックス複合体の熱伝導率が低下する恐れがある。また、温度が８００℃をこえると、セラミックスの表面酸化が起こり、これまた熱伝導率が特性する恐れがある。特に好ましい含浸圧力は５０〜１５０ＭＰａである。

金属含浸セラミックス複合体が含浸する金属としては、アルミニウム合金、マグネシウム合金、銅合金、シリコン合金が好ましい。特に好ましくは、アルミニウムを７０質量％以上含有するアルミニウム合金である。アルミニウムの含有量が７０質量％未満であると、熱伝導率が大きく向上しない。また、アルミニウム合金は空隙内に十分に浸透させるために融点がなるべく低いことが好ましい。このようなアルミニウム合金として、例えばシリコンを５〜２５質量％含有したアルミニウム合金である。また、マグネシウムを５質量％以下まで含有させることによって、セラミックスと金属との結合がより強固になり好ましい。

得られた含浸品を、旋盤、円筒研削盤等を用いて、また必要に応じてダイヤモンド砥石を用いて、金属含浸セラミックス複合体の周囲にある管状体が露出した円柱形状に加工する。ウエハの構造は、管状体の内径寸法等によっても調整するが、この加工時の研削量で円柱体の外径寸法などを調整し、最終的なウエハの形状が調整される。すなわち、保護層の厚み、体積占有率が決まる。

上記方法は管状体を用いそれを保護層にするものであるが、これとは別に、先ずセラミックス多孔体又はセラミックス粉末成形体の空隙部に金属を含浸させた後、その側面に保護層を形成する方法であってもよい。すなわち、セラミックス粉末成形体又はセラミックス多孔体を温度６００〜８００℃で加熱後、高圧容器に一個又は二個以上配置し、融点以上に加熱された金属溶湯を入れ３０ＭＰａ以上の圧力で加圧し、金属をセラミックス粉末成形体又はセラミックス多孔体の空隙部に含浸させる。得られた含浸品を、旋盤、円筒研削盤等を用いて、また必要に応じてダイヤモンド砥石を用いて円柱体に加工する。その後、その周囲（側面）に、めっき、蒸着、スパッタリングにより、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔi、Ｗ及びＭｏの中から選ばれる１種以上の保護層を形成する。

その後、上記いずれかの方法で製造された円柱体を、マルチワイヤソー、内周刃切断機等により、ウエハの最終形状よりも０．１〜０．５ｍｍ程度厚い板厚に切断した後、表面仕上げされて本発明のウエハとなる。本発明のウエハは、Ｎｉ、Ｃｏ，Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ及びＳｎの中から選ばれる１種以上の金属の薄層６３を有していてもよいことは上記した。切断方法には、特に限定はないが、切断代が少なく量産性に適したマルチワイヤソーが好適である。表面仕上げには、両面研削盤、ロータリー研削盤、平面研削盤、ラップ盤等の加工機が用いられ、板厚が０．０５〜０．５ｍｍ、表面粗さ（Ｒａ）が０．０１〜０．５μｍに面加工することが好ましい。ＬＥＤ搭載構造体の製造工程で、本発明のウエハをＬＥＤと接合した後に研磨加工する場合は、片面（接合面）のみに面加工されることもある。

実施例１
＜ウエハの製造＞
市販の炭化珪素（ＳｉＣ）粉末Ａ（平均粒子径２００μｍ）１８００ｇ、炭化珪素粉末Ｂ（平均粒子径２０μｍ）９００ｇ、炭化珪素粉末Ｃ（平均粒子径２μｍ）３００ｇ、及び成形バインダー（メチルセルロース、信越化学工業社製、「メトローズ」）１５０ｇを攪拌混合機で３０分間混合した後、Φ５５ｍｍ×１１０ｍｍの寸法の円柱状に面圧１０ＭＰａでプレス成形した後、成形圧力１００ＭＰａでＣＩＰ成形して成形体を製造した。これを、大気雰囲気中、温度６００℃で２時間脱脂後、アルゴン雰囲気下、温度２１００℃で２時間焼成した後、マシニングセンターでダイヤモンド製の砥石により、外形寸法がΦ４８．８ｍｍ×１００ｍｍの形状に加工してセラミックス多孔体（気孔率２０％）を製造した。

このセラミックス多孔体をアルミナ管（外径寸法：Φ５２．３ｍｍ×１００ｍｍ、内径寸法：Φ４９ｍｍ×１００ｍｍ）に挿入後、窒化硼素製離型剤の塗布された筒状黒鉛治具（外形寸法：７０ｍｍ×７０ｍｍ×１００ｍｍ、内径寸法：Φ５２．５ｍｍ×１００ｍｍ）に挿入して構造体とした。この構造体４個を離型板（７０ｍｍ×１００ｍｍ×０．８ｍｍのステンレス板に黒鉛製離型剤が塗布されたもの）を挟んで積層し、両側に１２ｍｍ厚みの鉄板を配置してボルト８本で連結して一つの積層体（１４０．８ｍｍ×１４０．８ｍｍ×１００ｍｍ）とした。

この積層体を電気炉で温度７００℃に予備加熱した後、あらかじめ加熱しておいたプレス型（内径Φ４００ｍｍ×３００ｍｍ）に収納し、アルミニウム合金の溶湯（合金組成：Ｓｉ１２質量％、Ｍｇ１質量％、Ａｌ８７質量％、温度：８００℃）を注ぎ、１００ＭＰａの圧力で２５分間加圧してアルミニウム合金を含浸させた。室温まで冷却した後、湿式バンドソーにて離型板の形状に沿って離型板を剥がし、旋盤で黒鉛治具部分を除去してから、５３０℃の温度で３時間アニール処理して歪みを除去して含浸品（Φ５２ｍｍ×１００ｍｍの円柱体）を製造した。

この含浸品から、研削加工により線熱膨張係数測定用試験体（Φ３ｍｍ×１０ｍｍ）、熱伝導率測定用試験体（２５ｍｍ×２５ｍｍ×１ｍｍ）、３点曲げ強度測定用試験体（３ｍｍ×４ｍｍ×４０ｍｍ）、体積固有抵抗測定用試験体（４０ｍｍ×４０ｍｍ×５ｍｍ）を切り出し、温度２５℃〜１５０℃の線熱膨張係数を熱膨張計（セイコー電子工業社製；ＴＭＡ３００）により、温度２５℃での熱伝導率をレーザーフラッシュ法（アルバック社製；ＴＣ３０００）により、３点曲げ強度を曲げ強度試験機により、体積固有抵抗を４端子法（ＪＩＳＲ１６３７に準拠）により測定した。その結果、線熱膨張係数は５．１×１０^−６／Ｋ、熱伝導率は２５０Ｗ／ｍＫ、３点曲げ強度は３５０ＭＰａ、体積固有抵抗は８×１０^−７Ω・ｍであった（表１）。

上記含浸品を、円筒研削盤でダイヤモンドの砥石によりΦ５０．８ｍｍ×１００ｍｍの形状に外周加工を行った後、マルチワイヤソーでダイヤモンド砥粒を用い、切断切り込み速度０．２ｍｍ／ｍｉｎで、板厚０．３ｍｍの円盤に切断した。この円盤を、両面研削盤で＃６００のダイヤモンド砥石を用いて板厚０．２２ｍｍに研削加工した後、ラップ盤でダイヤモンドの砥粒を用いて板厚０．２ｍｍでまで研磨加工を行った後、純水中、次にイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を行い、乾燥して本発明のウエハを製造した（図１参照）。

＜ウエハの特性＞
このウエハ６は、中心部分が金属含浸セラミックス複合体６１で、その周囲がアルミナの保護層６２からなるものである（図１参照）。表面粗さ計で測定された表面粗さ（Ｒａ）は０．０８μｍであり、工場顕微鏡にて測定されたアルミナの保護層の厚みは０．９ｍｍで、保護層の体積占有率は７．０％であった。

また、ウエハの上下面に、金属の薄層６３（厚みが０．５μｍのＡｕ層）を蒸着法により形成し（図４参照）、耐薬品性を評価した。耐薬品性は、温度２５℃の５規定のＨＣｌ水溶液に１分間浸漬した後蒸留水で水洗後、更に温度７５℃の１０ＮのＮａＯＨ水溶液に１分間浸漬した後蒸留水で水洗して質量を測定し、単位面積当たりの質量減少量を算出して行った。その結果、０．０１ｍｇ／ｃｍ^２であった。

＜ＬＥＤ搭載構造体の製造＞
図２に示すように、板厚が０．５ｍｍの単結晶成長基板（単結晶サファイア基板）１に、アンモニアガスとトリメチルガリウムを使用し、キャリアガスとして水素と窒素の混合ガスを用いて、温度１１００℃でＭＯＣＶＤ法により、ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族半導体のバッファー層（ｎ型ＧａＮバッファー層）１１を０．３μｍ形成させた後、ＬＥＤ２を４．１μｍエピタキシャル成長させた。ＬＥＤは、ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族半導体層（ｎ型ＧａＮ半導体層）２１が２μｍ、発光層（ＧａＮ発光層）２２が０．１μｍ、及びｐ型ＩＩＩ−Ｖ族半導体層（ｐ型ＧａＮ半導体層）２３が２μｍで構成されていた。

ついで、ＬＥＤ２のｐ型ＧａＮ半導体層２３の表面と、上記で製造された本発明のウエハ６の表面とのそれぞれに、銀／錫合金（Ａｇ３．５質量％、Ｓｎ９６．５質量％）の金属層の反射層３を２μｍの厚さに真空蒸着した。

上記の反射層３同士を接面させて積層し、温度４００℃で、５ＭＰａの加圧下で５分間保持した。２つの反射層は融合されて１つの反射層３となった。得られた接合体から、単結晶成長基板（単結晶サファイア基板）側より、出力４０ＭＷ／ｃｍ²の窒素ガスレーザーを照射し単結晶サファイア基板１を剥離した。また、このレーザー照射により、ｎ型ＧａＮバッファー層１１がＧａと窒素に分解されて発生した窒素ガスにより単結晶サファイア基板が剥離された。この工程によって接合体は、符号２、３、６からなる中間構造体に変化した。

その後、露出したｎ型ＧａＮバッファー層１１をエッチングにより除去した後、ＬＥＤ２の表面に酸化インジウム錫（Ｓｎ４．５質量％）の透明導電層４を０．４μｍの厚みに形成した。その後、この透明導電層にｎ型電極としてＡｕを蒸着してから、ダイシングにより１ｍｍ×１ｍｍに切断して本発明のＬＥＤ搭載構造体を製造した（図３参照、但し電極は図示せず）。

実施例２〜５、比較例１〜３
実施例２、３及び比較例１、２は、マルチワイヤソー加工時の切断幅をかえ、板厚を種々かえたこと以外は、実施例１と同様にしてウエハを製造した。また、実施例４、５及び比較例３は、ラップ盤加工時のダイヤモンドの砥粒の粒度をかえ、表面粗さをかえたこと以外は、実施例１と同様にしてウエハを製造した。それらの結果を表１に示す。

実施例６〜１３
実施例１で製造したウエハに、表２に示す方法にて種々の金属の薄層６３を形成し（図４参照）、耐薬品性を評価した。それらの結果を表２に示す。

実施例１４〜２２
実施例１で製造したセラミックス多孔体（気孔率：２０％）を、マシニングセンターでダイヤモンド製の砥石を用い、表３に示される外径寸法に加工した。これらのそれぞれを金属製又はセラミックス製の管状体（外径寸法：Φ５２．３ｍｍ×１００ｍｍ、内径寸法：表３）に挿入してから、窒化硼素製離型剤を用い、筒状の黒鉛治具（外形寸法：７０ｍｍ×７０ｍｍ×１００ｍｍ、内径寸法：Φ５２．５ｍｍ×１００ｍｍ）に入れて構造体とし、以後、実施例１と同様にしてアニール処理までの操作を行って金属含浸セラミックス複合体を製造した。その後、この金属含浸セラミックス複合体から、実施例１と同様にして、Φ５０．８ｍｍ×０．２ｍｍの形状で、その周囲に、金属製又はセラミックス製の管状体に対応した材質の保護層を有するウエハを製造した。それらの結果を表３に示す。

実施例２３
実施例１のＣＩＰ成形体を、大気雰囲気中、温度６００℃で２時間脱脂処理後、アルゴン雰囲気下、温度２１００℃で８時間焼成して、気孔率が１０％のセラミックス多孔体を製造したこと以外は、実施例１と同様にしてアニール処理までの操作を行って金属含浸セラミックス複合体を製造した。その結果、金属含浸セラミックス複合体の線熱膨張係数は４．６×１０^−６／Ｋ、熱伝導率は２７０Ｗ／ｍＫ、３点曲げ強度は３２０ＭＰａ、体積固有抵抗は１．６×１０^−６Ω・ｍであった。その後、この金属含浸セラミックス複合体から、実施例１と同様にしてウエハを製造したところ、ウエハの表面粗さ（Ｒａ）はＲａ０．０６μｍ、アルミナの保護層の厚みは０．９ｍｍ、体積占有率は７．０％、耐薬品性は０．０１ｍｇ／ｃｍ^２であった。

実施例２４
炭化珪素粉末Ｄ（市販品：平均粒子径１０μｍ）２０００ｇ、シリカゾル（日産化学社製：スノーテックス）３００ｇの混合粉末を、Φ５２×１００ｍｍの寸法の円柱状に面圧３０ＭＰａでプレス成形して成形体を製造した。得られた成形体を、温度１２０℃で１時間乾燥後、窒素雰囲気下、温度１４００℃で２時間焼成して、気孔率が５０％のセラミックス多孔体を製造したこと以外は、実施例１と同様にしてアニール処理までの操作を行って金属含浸セラミックス複合体を製造した。その結果、金属含浸セラミックス複合体の線熱膨張係数は９．５×１０^−６／Ｋ、熱伝導率は１８０Ｗ／ｍＫ、３点曲げ強度は５００ＭＰａ、体積固有抵抗は３×１０^−７Ω・ｍであった。その後、この金属含浸セラミックス複合体から、実施例１と同様にしてウエハを製造したところ、表面粗さ（Ｒａ）はＲａ０．０９μｍ、アルミナの保護層の厚みは０．９ｍｍで、体積占有率は７．０％、耐薬品性は０．０２ｍｇ／ｃｍ^２であった。

実施例２５
炭化珪素粉末Ｄ１３８ｇ、炭化珪素粉末Ｅ（市販品：平均粒子径１５０μｍ）２５５ｇの混合粉末をアルミナ管（外径寸法：Φ５２．３ｍｍ×１００ｍｍ、内径寸法：Φ４９ｍｍ×１００ｍｍ）に充填してセラミックス粉末成形体（気孔率：３５％）としてから、筒状黒鉛治具に挿入して構造体としたこと以外は、実施例１と同様にしてアニール処理までの操作を行って金属含浸セラミックス複合体を製造した。その結果、金属含浸セラミックス複合体の線熱膨張係数は７．５×１０^−６／Ｋ、熱伝導率は２１０Ｗ／ｍＫ、３点曲げ強度は４００ＭＰａ、体積固有抵抗は５×１０^−７Ω・ｍであった。その後、この金属含浸セラミックス複合体から、実施例１と同様にしてウエハを製造したところ、表面粗さ（Ｒａ）は０．０８μｍ、アルミナの保護層の厚みは０．９ｍｍ、体積占有率は７．０％、耐薬品性は、０．０１ｍｇ／ｃｍ^２であった。

実施例２６
（ウエハの製造）
実施例１で製造されたセラミックス多孔体を、マシニングセンターでダイヤモンド砥石を用いて、外形寸法が、Φ５２ｍｍ×１００ｍｍの形状に加工した後、窒化硼素の離型剤を塗布し、筒状鉄製治具（外形寸法：７０ｍｍ×７０ｍｍ×１００ｍｍ、内径寸法：Φ５２．５ｍｍ×１００ｍｍ）に挿入して構造体とした。この構造体４個を離型板（７０ｍｍ×７０ｍｍ×０．８ｍｍのステンレス板に黒鉛離型剤が塗布されたもの）を挟んで積層して積層体（１４０．８ｍｍ×１４０．８ｍｍ×１００ｍｍ）となし、この両側にセラミックスボード（厚み１０ｍｍ）を挟んで鉄板（厚み１２ｍｍ）を配置し、ボルトで連結した。以後、実施例１と同様にしてアニール処理までの操作を行って金属含浸セラミックス複合体を製造した。

得られた金属含浸セラミックス複合体を、円筒研削盤でダイヤモンドの砥石を用いて、Φ５０．８ｍｍ×１００ｍｍの円柱形状に外周加工を行った後、表面を洗浄後、ＮａＯＨ溶液により表面のアルミニウム合金部をエッチング除去し、無電解めっき処理を行い、厚みが１０μｍのＮｉ−Ｐめっき層を形成した。その後、円柱形状の金属含浸セラミックス複合体を、マルチワイヤソーでダイヤモンド砥粒を用い、切断切り込み速度０．２ｍｍ／ｍｉｎで、板厚０．３ｍｍの円板状に切断加工を行った。円板状の金属含浸セラミックス複合体を、両面研削盤で＃６００のダイヤモンド砥石を用いて板厚０．２２ｍｍに研削加工した後、ラップ盤でダイヤモンドの砥粒を用いて、板厚０．２ｍｍでまで研磨加工を行った後、純水中、次にイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を行い、乾燥して中心部分が金属含浸セラミックス複合体６１で、その周囲が金属層（Ｎｉ）の保護層６２からなるウエハ６を作製した（図１参照）。このウエハの表面粗さ（Ｒａ）はＲａ０．０９μｍ、Ｎｉの保護層の厚みは０．０１ｍｍ、体積占有率は０．０４％、耐薬品性は０．０１ｍｇ／ｃｍ^２であった。

（ＬＥＤ搭載構造体の製造）
図５に示すように、板厚が０．５ｍｍの単結晶成長基板（単結晶サファイア基板）１に、ＣＶＤ法でＳｉＣからなる表面コーティング層１２を２μｍ形成した後、アンモニアガスと塩化ガリウムを使用し、キャリアガスとして水素ガスを用い、温度１０５０℃でＨＶＰＥ法により、厚みが４．１μｍのＬＥＤ２をエピタキシャル成長させた。ＬＥＤ２は、ｎ型III−Ｖ族半導体層（ｎ型ＧａＮ半導体層）２１が２μｍ、発光層（ＧａＮ発光層）２２が０．１μｍ、及びｐ型ＩＩＩ−Ｖ族半導体層（ｐ型ＧａＮ半導体層）２３が２μｍで構成されていた。

つぎに、ＬＥＤ２のｐ型ＧａＮ半導体層２３の表面に、真空蒸着法で、銀を０．５μｍの厚さに蒸着して反射層３を形成した後、Ａｕ／錫合金（Ａｕ８０質量％、Ｓｎ２０質量％）を１．５μｍの厚さに蒸着して金属層３１を形成した。上記で製造されたウエハ６の表面にも、金属層３１を同様の方法でＡｕ／錫合金を１．５μｍの厚さに蒸着して金属層３１を形成した。双方の金属層３１を接面させて積層し、温度５００℃で、５ＭＰａの加圧下で５分間保持し接合体を製造した。これによって、双方の金属層３１は融合して１つの金属層３１となった。

得られた接合体を、酸処理して単結晶成長基板（単結晶サファイア基板）１をエッチング除去した後、研削加工により表面コーティング層１２を完全に除去した。ついで、露出したＬＥＤ２の表面をエッチングにより表面粗化した後、酸化インジウム錫（Ｓｎ４．５質量％）の透明導電層４を０．２μｍの厚みに形成した。その後、ｎ型電極としてＡｕを蒸着しレーザー加工してＬＥＤ搭載構造体を製造した（図６参照、但し電極は図示せず）。

実施例２７
セラミックス多孔体として、等方性黒鉛成形体（東海カーボン社製：Ｇ４５８、気孔率：１３体積％、寸法：１００ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ）を用い、また離型板として黒鉛離型材の塗布されたステンレス板（１００ｍｍ×１００ｍｍ×０．８ｍｍ）を用いたこと以外は、実施例１に準じてアニール処理までの操作を行って金属含浸セラミックス複合体を製造した。この金属含浸セラミックス複合体の線熱膨張係数は５．５×１０^−６／Ｋ、熱伝導率は２５０Ｗ／ｍＫ、３点曲げ強度は６０ＭＰａ、体積固有抵抗は１．５×１０^−７Ω・ｍであった。

この金属含浸セラミックス複合体をダイヤモンドソーで切断加工した後、円筒研削盤でダイヤモンドの砥石を用いて、直径５０．８ｍｍ×１００ｍｍの円柱形状に外周加工を行い、実施例２６と同様にして、その周囲に金属層（Ｎｉ）の保護層を有するウエハを製造した。このウエハの表面粗さ（Ｒａ）は０．１５μｍ、Ｎｉの保護層の厚みは０．０１ｍｍ、体積占有率は０．０４、耐薬品性０．０２ｍｇ／ｃｍ^２であった。

実施例２８
窒化アルミニウム粉末（平均粒子径２μｍ）２８８０ｇ、イットリア粉末（平均粒子径１μｍ）１２０ｇ、成形バインダー（メチルセルロース）１５０ｇ、及び純水１５０ｇの混合粉末を、面圧１０ＭＰａでプレス成形した後、更に成形圧力１００ＭＰａでＣＩＰ成形してＣＩＰ成形体（直径５５ｍｍ×１１０ｍｍ）を製造した。これを、大気雰囲気中、温度６００℃で２時間脱脂処理後、窒素雰囲気下、温度１７８０℃で４時間焼成して焼結体を製造した後、マシニングセンターでダイヤモンド砥石を用いて、気孔率が２２％のセラミックス多孔体（直径５２ｍｍ×１００ｍｍ）を製造した。このセラミックス多孔体を用いたこと、及びアルミニウム合金のかわりに純アルミニウムを用いたこと以外は、実施例１に準じてアニール処理までの操作を行って金属含浸セラミックス複合体を製造した。この金属含浸セラミックス複合体の線熱膨張係数は５．３×１０^−６／Ｋ、熱伝導率は１８０Ｗ／ｍＫ、３点曲げ強度は４２０ＭＰａ、体積固有抵抗は７．５×１０^−７Ω・ｍであった。その後、この金属含浸セラミックス複合体から、実施例２７と同様にしてウエハを製造した。ウエハの表面粗さ（Ｒａ）は０．０７μｍ、Ｎｉの保護層の厚みは０．０１ｍｍ、体積占有率は０．０４％、耐薬品性は０．０１ｍｇ／ｃｍ^２であった。

実施例２９
窒化珪素粉末（平均粒子径１μｍ）２７９０ｇ、イットリア粉末（平均粒子径１μｍ）１５０ｇ、及び酸化マグネシウム粉末（平均粒子径１μｍ）６０ｇの混合物を用いたこと以外は、実施例２８と同様にしてＣＩＰ成形体を製造した。これを、０．９ＭＰａの窒素加圧雰囲気下、温度１８８０℃で４時間焼成して焼結体を製造した後、マシニングセンターでダイヤモンド砥石を用いて、気孔率が１３％のセラミックス多孔体（直径５２ｍｍ×１００ｍｍ）を製造した。以下、実施例２８と同様にして金属含浸セラミックス複合体及びウエハを製造した。金属含浸セラミックス複合体の線熱膨張係数は４．０×１０^−６／Ｋ、熱伝導率は１５０Ｗ／ｍＫ、３点曲げ強度は４５０ＭＰａ、体積固有抵抗は１．１×１０^−６Ω・ｍであった。また、ウエハの表面粗さ（Ｒａ）はＲａ０．０９μｍ、Ｎｉの保護層の厚みは０．０１ｍｍ、体積占有率は０．０４％、耐薬品性は０．０１ｍｇ／ｃｍ^２であった。

実施例３０
ダイヤモンド粉末Ａ（ＤｉａｍｏｎｄＩｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ社製、ＭＢＧ−６００、平均粒子径：１２０μｍ）７ｇ、ダイヤモンド粉末Ｂ（ＤｉａｍｏｎｄＩｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ社製、ＭＢＧ−６００、平均粒子径：１５μｍ）３ｇを、アルミナ製の乳鉢で１０分間混合した。黒鉛治具Ｘ（外形寸法：７０ｍｍ×７０ｍｍ×２０ｍｍ、内径寸法：直径５２．５ｍｍ×２０ｍｍ）に、筒状黒鉛治具Ｙ（外形寸法：直径５２．４ｍｍ×９ｍｍを挿入した後、上記ダイヤモンド混合粉末１０ｇを充填し、更にダイヤモンドの混合粉末の上面に黒鉛治具Ｙを挿入して、気孔率が３５％のセラミックス粉末成形体とした。このセラミックス粉末成形体を実施例１に準じて積層体となし含浸処理を施して、筒状黒鉛治具で囲まれた金属含浸セラミックス複合体（７０ｍｍ×７０ｍｍ×２０ｍｍ）を製造した。この金属含浸セラミックス複合体の線熱膨張係数は７．５×１０^−６／Ｋ、熱伝導率は５００Ｗ／ｍＫ、３点曲げ強度は３２０ＭＰａ、体積固有抵抗は５×１０^−７Ω・ｍであった。

ついで、金属含浸セラミックス複合体が露出するまで、両主面側（７０ｍｍ×７０ｍｍ）より、ダイヤモンド砥石を用い平面研削盤にて研削加工を行い、板状体（７０ｍｍ×７０ｍｍ×３ｍｍ）に加工した。その後、ウォータージェット加工機で、円板（直径５０．８ｍｍ×３ｍｍ）形状に外周加工を行い、表面を洗浄後、ＮａＯＨ溶液により表面のアルミニウム合金部をエッチング除去し、無電解めっき処理を行い、厚みが１０μｍのＮｉ−Ｐめっき層を形成した後、金属含浸セラミックス複合体の両主面を平面研削盤でダイヤモンド砥石を用いて研削加工を行い、周囲に金属層（Ｎｉ）の保護層を有するウエハを製造した。ウエハの表面粗さ（Ｒａ）は０．３μｍ、Ｎｉの保護層の厚みは０．０１ｍｍ、体積占有率は０．０４％、耐薬品性は０．０１ｍｇ／ｃｍ^２であった。

実施例３１
実施例１のセラミックス多孔体（外形寸法：直径５２ｍｍ×高さ１００ｍｍ、気孔率：２０％）を、マシニングセンターでダイヤモンド砥石を用い、外形寸法が直径５２ｍｍ×２０ｍｍの円盤に加工した。この円盤と塊状のシリコンを、ＢＮ粉を塗布した黒鉛坩堝に入れ、電気炉内にセットした。炉内を真空引きし、１６５０℃で８時間保持して円盤にシリコンを含浸させた。室温まで冷却した後、円筒研削盤で余分なシリコンを除去して金属含浸セラミックス複合体を製造した。この金属含浸セラミックス複合体の線熱膨張係数は４．３×１０^−６／Ｋ、熱伝導率は２１０Ｗ／ｍＫ、３点曲げ強度は２５０ＭＰａ、体積固有抵抗は１×１０^−５Ω・ｍであった。その後、実施例２６と同様にしてウエハを製造した。ウエハの表面粗さ（Ｒａ）は０．１５μｍ、Ｎｉの保護層の厚みは０．０１ｍｍ、体積占有率は０．０４％、耐薬品性は０．００５ｍｇ／ｃｍ^２であった。

Claims

平板状の金属含浸セラミックス複合体（６１）と、その外周面のみに形成された、アルミナ、ムライト、窒化アルミニウム及び窒化珪素の中から選ばれる１種以上のセラミックスからなる保護層（６２）とからなることを特徴とするＬＥＤ搭載用ウエハ（６）。
金属含浸セラミックス複合体（６１）が、炭化珪素、窒化アルミニウム、窒化珪素、ダイヤモンド及び黒鉛の中から選ばれる１種類以上を含み、気孔率が１０〜５０体積％の多孔体又は粉末成形体に、金属が含浸されてなるものであり、板厚が０．０５〜０．５ｍｍ、表面粗さ（Ｒａ）０．０１〜０．５μｍ、３点曲げ強度が５０ＭＰａ以上、温度２５℃の熱伝導率が１５０〜５００Ｗ／ｍＫ、温度２５℃〜１５０℃の線熱膨張係数が４〜９×１０^−６／Ｋ、体積固有抵抗が１０^−９〜１０^−５Ω・ｍであることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ搭載用ウエハ。
保護層（６２）が、気孔率が３％以下のアルミナ、ムライト、窒化アルミニウム及び窒化珪素の中から選ばれる１種以上のセラミックスからなり、保護層（６２）の厚みが３ｍｍ以下（０を含まない）、保護層の体積占有率が２０体積％以下（０を含まない）であることを特徴とする請求項１又は２記載のＬＥＤ搭載用ウエハ。
金属含浸セラミックス複合体（６１）が、表面に、厚みが０．５〜１０μｍのＮｉ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ及びＳｎの中から選ばれる１種類以上の金属の薄層（６３）を有してなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＬＥＤ搭載用ウエハ。
セラミックス製の管状体の内部に、セラミックス多孔体、セラミックス粉末成形体及びセラミックス粉末から選ばれた少なくとも一方を充填する工程と、
これらのセラミックス多孔体、セラミックス粉末成形体及びセラミックス粉末から選ばれた少なくとも一方が有する空隙部に金属を含浸させて金属含浸セラミックス複合体を形成する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＬＥＤ搭載用ウエハの製造方法。
金属含浸セラミックス複合体を切断して平板状のウエハを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ搭載用ウエハの製造方法。
請求項１〜４のいずれかに記載のＬＥＤ搭載用ウエハ（６）の金属含浸セラミックス複合体（６１）の部分から切り出された、少なくとも一個の片からなるＬＥＤ搭載用基板（５）の少なくとも一面に、金属薄層（５１）又は金属薄層（５１）及び反射層（３）の金属層（３１）と、反射層（３）と、ＬＥＤ（２）と、透明導電層（４）とを順次有しており、透明導電層（４）に電極が取り付けられてなることを特徴とするＬＥＤ搭載構造体。