JPH0292532A - Laminate and its manufacture - Google Patents

Laminate and its manufacture

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JPH0292532A
JPH0292532A JP63245444A JP24544488A JPH0292532A JP H0292532 A JPH0292532 A JP H0292532A JP 63245444 A JP63245444 A JP 63245444A JP 24544488 A JP24544488 A JP 24544488A JP H0292532 A JPH0292532 A JP H0292532A
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JP
Japan
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layer
diamond
diamond layer
conductive metal
gas
Prior art date
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Application number
JP63245444A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Katsumata
聡 勝又
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Petrochemical Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP63245444A priority Critical patent/JPH0292532A/en
Publication of JPH0292532A publication Critical patent/JPH0292532A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/05Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a heat sink material of high thermal conductivity where insulator possess high-insulation properties and is superior in thermal conductivity, by forming a high-electrically-conductive metallic layer on at least a part of a one side surface of a diamond layer. CONSTITUTION:A high-electrically-conductive metallic layer is formed on at least a part of the surface which is at least one side surface of a diamond layer. The diamond layer possesses such excellent characteristics that it is superior in thermal conductivity and possesses an appropriate dielectric constant and moreover high-insulation properties. Therefore, when the same is used, for example, for a heat sink material, high thermal conduction is realized and when the same is used for a circuit board for microwaves, it does not happen that resonance is generated in a microwave sphere. A metal which can keep stably high conductivity, for example, aluminum, copper silver, gold, platinum, tungsten and silicone or an alloy or composite of these can be mentioned as a high-conductive metal forming a high-conductive metallic layer.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、積層体およびその製造方法に関し、さらに詳
しく言うと、たとえば高熱伝導のヒートシンク材、マイ
クロ波用回路基板、コンデンサ、CL複合部品等をはじ
めとする各種の電子材料。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a laminate and a method for manufacturing the same, and more specifically, for example, a heat sink material with high thermal conductivity, a microwave circuit board, a capacitor, a CL composite component, etc. Various electronic materials including.

電子素子等の分野などに好適に利用することのてきるa
屠体およびその製造方法に関する。
a, which can be suitably used in fields such as electronic devices, etc.
This article relates to a carcass and its manufacturing method.

[従来の技術 および発明が解決しようとする課題] 従来、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等のセラミ
ックを二枚のアルミニウム膜により挟持した積層体を利
用したヒートシンク材やマイクロ波用回路基板等の多層
配線基板が知られている。
[Prior art and problems to be solved by the invention] Conventionally, multilayer wiring boards such as heat sink materials and microwave circuit boards have been developed using a laminate in which ceramics such as aluminum oxide and aluminum nitride are sandwiched between two aluminum films. It has been known.

これらの多層配線基板等の電子材料への利用分野におけ
る上記のタイプの積層体は、通常、中間層の絶縁体に高
絶縁性が要求され、しかも、しばしば、高熱伝導性や適
当な誘電率等の厳しい特性か要求される。
The above types of laminates used in electronic materials such as multilayer wiring boards usually require high insulation properties for the intermediate layer insulators, and often have high thermal conductivity, appropriate dielectric constant, etc. The most demanding characteristics required.

しかしながら、それらの従来の積層体においては、たと
えばヒートシンク材として利用した場合に、特に熱伝導
が不充分であるなど、未だその性崩か不充分であるとい
う問題点がある。
However, these conventional laminates still have problems such as insufficient heat conduction, especially when used as a heat sink material.

また、マイクロ波用回路基板として用いた場合には、誘
電率等の関係で、基板がコンデンサーを形成するなどし
て、マイクロ波領域で共振を起こすなどの問題点がある
Further, when used as a microwave circuit board, there are problems such as the board forming a capacitor due to the dielectric constant, etc., and causing resonance in the microwave region.

そして、上記ヒートシンク材やマイクロ波用回路基板を
含めたさらに広範囲の多層配線基板等の電子材料の分野
においては、上記の従来の積層体に代わる、より優れた
性能を有する積層体の開発が強く望まれていた。
In addition, in the field of electronic materials such as heat sink materials and microwave circuit boards, as well as a wide range of multilayer wiring boards, there is a strong need to develop laminates with superior performance to replace the conventional laminates mentioned above. It was wanted.

本発明は、前記の事情に鑑みてなされたものである。The present invention has been made in view of the above circumstances.

本発明の目的は、前記課題を解決し、中間層の絶縁体が
高絶縁性を有し、しかも、熱伝導性に優れ、高熱伝導の
ヒートシンク材を得ることができ、また、適当な誘電率
を有し、優れたマイクロ波用回路基板を得ることができ
る等の優れた特性を有する積層体およびその実用上有利
な製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to obtain a heat sink material in which the intermediate layer insulator has high insulation properties, has excellent thermal conductivity, and has an appropriate dielectric constant. It is an object of the present invention to provide a laminate having excellent properties such as the ability to obtain an excellent microwave circuit board, and a practically advantageous manufacturing method thereof.

[課題を解決するための手段] 前記課題を解決するために本発明者が鋭意検討を重ねた
結果、ダイヤモンド層の少なくとも一方の面であって、
その面の少なくとも一部に高電導金属層を形成してなる
構造の積層体は、ダイヤモンド層が従来のセラミックに
比較して熱伝導性に優れると共に適当な誘電率を有し、
しかも、高絶縁性を有するなどの優れた特性を有するの
で、たとえばヒートシンク材に用いれば、高い熱伝導が
実現し、また、マイクロ波用回路基板に用いれば、マイ
クロ波領域で共振を起こすことがないことを見い出し1
本発明に到達した。
[Means for Solving the Problems] As a result of extensive studies by the present inventors in order to solve the above problems, it was found that at least one surface of the diamond layer,
A laminate having a structure in which a highly conductive metal layer is formed on at least a part of its surface has a diamond layer that has superior thermal conductivity compared to conventional ceramics and has an appropriate dielectric constant,
Moreover, it has excellent properties such as high insulation properties, so if used in heat sink materials, it will achieve high thermal conductivity, and if used in microwave circuit boards, it will not cause resonance in the microwave region. Heading 1
We have arrived at the present invention.

すなわち、前記課題を解決するための請求項1に記載の
発明の構成は、ダイヤモンド層の少なくとも一方の面の
少なくとも一部に高電導金属層を備えてなることを特徴
とするa屠体てあり、請求項2に記載の発明の構成は、
高電導金属基板の表面にダイヤモンド層を形成し、さら
に前記ダイヤモンド層の表面の少なくとも一部に高電導
金属層を形成することを特徴とする請求項lに記載の積
層体の製造方法であり。
That is, the structure of the invention according to claim 1 for solving the above problem is characterized in that a carcass is provided with a highly conductive metal layer on at least a part of at least one surface of the diamond layer. , the configuration of the invention according to claim 2 is,
2. The method of manufacturing a laminate according to claim 1, further comprising forming a diamond layer on a surface of a highly conductive metal substrate, and further forming a highly conductive metal layer on at least a portion of the surface of the diamond layer.

請求項3に記載の発明の構成は、基板上にダイヤモンド
層を形成し、得られた基板付きダイヤモンド層から前記
基板を除去し、その後に、基板が除去されたダイヤモン
ド層の少なくとも一方の面の少なくとも一部に高電導金
属層を形成することを特徴とする請求項lに記載の積層
体の製造方法であり、 請求項4に記載の発明の構成は、基板上にダイヤモンド
層を形成した後、そのダイヤモンド層の表面上の少なく
とも一部に高電導金属層を形成し、次いで前記基板を除
去し、基板の除去されたダイヤモンド層の露出表面の少
なくとも一部に高電導金属層を形成することを特徴とす
る請求項lに記載のat層屠体製造方法である。
The configuration of the invention according to claim 3 is that a diamond layer is formed on a substrate, the substrate is removed from the obtained diamond layer with the substrate, and then, at least one surface of the diamond layer from which the substrate has been removed is A method for producing a laminate according to claim 1, characterized in that a highly conductive metal layer is formed on at least a portion of the laminate, and the structure of the invention according to claim 4 is characterized in that after forming a diamond layer on the substrate, , forming a highly conductive metal layer on at least a portion of the surface of the diamond layer, then removing the substrate, and forming a highly conductive metal layer on at least a portion of the exposed surface of the removed diamond layer of the substrate. The method for producing an at layer carcass according to claim 1, characterized in that:

ここで、前記高電導金属層を形成する高電導金属として
は、高い電導度を安定に保つことのできる金属類であれ
ば特に制限はなく、金属単体、合金、複合金属、金属組
成物などのいずれも使用することができるが、通常は、
たとえば、アルミニウム、銅、銀、金、白金、タングス
テン、シリコン、あるいはこれらの合金もしくは複合物
などを好適例として挙げることができる。
Here, the high conductivity metal forming the high conductivity metal layer is not particularly limited as long as it can maintain high conductivity stably, and may be a single metal, an alloy, a composite metal, a metal composition, etc. Either can be used, but typically
For example, suitable examples include aluminum, copper, silver, gold, platinum, tungsten, silicon, and alloys or composites thereof.

これらの中でも、好ましいのはアルミニウム、銅、*1
金、白金およびドーピング処理を行なったシリコンであ
る。
Among these, aluminum, copper, *1
Gold, platinum, and doped silicon.

なお、前記ダイヤモンド層の片面または両面に複数の前
記高電導金属層を備える場合、前記高電導金属層は、い
ずれについても、一種または二種以上の金属類からなる
単層構造を有するものであってもよいし、二層以上の多
層構造もしくは積層構造を有するものであってもよい、
また、それぞれの前記高伝導金属層は、同じ種類の金属
類で形成してもよいし、互いに異なる種類の金属類で形
成してもよい。
Note that when a plurality of the high conductivity metal layers are provided on one or both sides of the diamond layer, each of the high conductivity metal layers has a single layer structure made of one or more metals. It may have a multilayer structure or a laminated structure of two or more layers,
Moreover, each of the high-conductivity metal layers may be formed of the same type of metal, or may be formed of mutually different types of metal.

前記高電導金属層の厚みおよび形状もしくは性状につい
ては特に制限かなく、比較的に厚くて充分な機械的強度
を有する基板状、シート状、フィルム状などの板状のも
の、あるいは、塗布法。
There are no particular restrictions on the thickness, shape, or properties of the high conductive metal layer, and it may be in the form of a plate such as a substrate, sheet, or film that is relatively thick and has sufficient mechanical strength, or a coating method.

メツキ法、ならびにPVD法およびCVD法等の蒸着法
などによる堆積物等として得ることのできる薄膜状ある
いは厚膜状の合成膜等の比較的薄くそれ自体では充分な
機械的強度を示さないものなど、各種のものを例示する
ことができる。
Thin or thick synthetic films that are relatively thin and do not exhibit sufficient mechanical strength by themselves, such as thin or thick synthetic films that can be obtained as deposits by the plating method and vapor deposition methods such as the PVD and CVD methods. , various types can be exemplified.

たとえば、前記高導電金属層にシリコンウェハーを用い
ると、このシリコンウェハー上に前記ダイヤモンド層を
形成し、さらにこのダイヤモンド層の少なくとも一部に
CVD法を採用して前記高導電金属層を形成することに
より、ICやLSIの製造プロセスによって素子中のヒ
ートシンクとしての機能乃至作用を有する積層体を製造
することが可能である。
For example, if a silicon wafer is used as the highly conductive metal layer, the diamond layer may be formed on the silicon wafer, and the highly conductive metal layer may be formed on at least a portion of the diamond layer by CVD. Therefore, it is possible to manufacture a laminate having a function or action as a heat sink in an element through the manufacturing process of IC or LSI.

また、前記ダイヤモンド層の両面に前記高電導金属層を
備えるときには、二層の前記高電導金属層を、互いに同
一もしくは同程度の厚みに調整してもよく、あるいは、
相違する厚みに調整してもよいか1通常、これらの厚さ
、形状もしくは性状等は、使用目的、製造あるいは加工
上の要望等に応じて、適宜に選定することが望ましい。
Further, when the high conductivity metal layers are provided on both sides of the diamond layer, the two high conductivity metal layers may be adjusted to have the same or similar thickness, or,
Is it possible to adjust the thickness to be different? Generally, it is desirable to appropriately select the thickness, shape, properties, etc., depending on the purpose of use, manufacturing or processing requirements, etc.

たとえば、前記の二層の高電導金属層のうちの一方を、
厚みの比較的に大きな基板状の高電導金属層(以下、こ
れを板状の高電導金属層あるいは高電導金属層基板と呼
ぶことがある。)にし、他方を厚みの比較的に小さな基
板状の高電導金属層(以下、これを合成膜系の高電導金
属層と呼ぶことがある。)にすると、特に別途の基板を
用いないでも、充分な機械的強度を有し、かつ熱伝導性
を充分に高く保持することができると共に、製造あるい
は加工に3ける操作等をより容易にすることかてきる等
の利点を有する積層体を形成することがてきる。
For example, one of the two highly conductive metal layers,
A high-conductivity metal layer in the form of a relatively large substrate (hereinafter sometimes referred to as a high-conductivity metal layer or a high-conductivity metal layer substrate) has a relatively large thickness, and the other layer is in the form of a relatively small substrate. A highly conductive metal layer (hereinafter sometimes referred to as a synthetic film-based high conductive metal layer) has sufficient mechanical strength and thermal conductivity even without the use of a separate substrate. It is possible to form a laminate having advantages such as being able to maintain a sufficiently high value and making operations in manufacturing or processing easier.

ここで、上記の板状の高電導金属層の好適な厚さとして
は、用いる金属類の種類などの他の条件によって一部に
規定することができないか、たとえば、前記板状の高電
導金属層としてアルミニウム板等を用いる場合には、そ
の厚みを、通常、0.1〜1mm程度の範囲内にするの
が好適である。
Here, the suitable thickness of the above-mentioned plate-shaped high-conductivity metal layer may be partly determined depending on other conditions such as the type of metal used, or, for example, the above-mentioned plate-shaped high-conductivity metal layer may be When an aluminum plate or the like is used as the layer, it is preferable that its thickness is usually within a range of about 0.1 to 1 mm.

この厚みが、0.1 mm未満であると、充分な機械的
強度が得られないことがあり、また、1mmを越えると
、たとえば本発明の積層体をヒートシンク用のチップ等
の回路基板に用いる場合の熱伝導度か低下することがあ
る。
If this thickness is less than 0.1 mm, sufficient mechanical strength may not be obtained, and if it exceeds 1 mm, for example, the laminate of the present invention may not be used for circuit boards such as heat sink chips. Thermal conductivity may decrease in some cases.

一方、前記の合成膜系の高電導金属層の膜厚としては、
通常、1〜1100JL、好ましくは2〜50uLm程
度の範囲内てあり、特に、本発明の積層体をヒートシン
ク用のチップ等の回路基板等として用いる場合には、5
〜500JLm程度の範囲内にするのが好ましい。
On the other hand, the film thickness of the high conductive metal layer of the synthetic film system is as follows:
Usually, it is within the range of 1 to 1100 JL, preferably 2 to 50 μLm, and in particular, when the laminate of the present invention is used as a circuit board such as a heat sink chip, 5
It is preferable to set it within a range of about 500 JLm.

この膜厚か、薄すぎると、後述の製造法において所定の
面の全面を有効に覆った膜が得られず、所望の特性が得
られないことがある。一方、厚すぎると、熱伝導効率が
低下して、たとえばヒートシンク材に用いた場合の放熱
効率が低下することがあると共に温度サイクル試験を行
なったときの強度か充分ではなくなる。ただし、 SO
D p、mft超えると、強度は向上するものと予測さ
れるが、熱伝導率が低いので実用的ではない。
If this film thickness is too thin, it may not be possible to obtain a film that effectively covers the entire predetermined surface in the manufacturing method described below, and desired characteristics may not be obtained. On the other hand, if it is too thick, the heat conduction efficiency decreases, and for example, when used as a heat sink material, the heat dissipation efficiency may decrease, and the strength when subjected to a temperature cycle test will not be sufficient. However, S.O.
If D p,mft is exceeded, the strength is expected to improve, but the thermal conductivity is low, so it is not practical.

前記の合成膜系の高電導金属層の合成方法としては、公
知の方法などの各種の方法を使用することができ、具体
的には、たとえば、通常の真空蒸着法、直流、交流、高
周波、マイクロ波等を用いるプラズマ放電法、熱フイラ
メント法、熱CVD法、PVD法、HCD (Holl
ow CathodeDischargs)法、有機金
属を使うMOCVD法などを挙げることができる。
As a method for synthesizing the highly conductive metal layer of the synthetic film system, various methods such as known methods can be used. Specifically, for example, ordinary vacuum evaporation method, direct current, alternating current, high frequency, Plasma discharge method using microwave etc., thermal filament method, thermal CVD method, PVD method, HCD (Holl
Examples include the Cathode Dischargs method and the MOCVD method using organic metals.

なお、合成膜系の高電導金属層の金属源原料としては、
アルミニウム、銅、銀、金、白金、タングステン、シリ
コン、あるいはその他の高い電導度を有する金属の単体
、合金等の金属類を使用することができ、また、CVD
法等においては、これらの金属の化合物、たとえば、塩
化銅等のハロゲン化物などを使用することもできる。
In addition, the metal source materials for the highly conductive metal layer of the synthetic film system are as follows:
Metals such as aluminum, copper, silver, gold, platinum, tungsten, silicon, or other metals with high conductivity or alloys can be used, and CVD
In the method, compounds of these metals, for example, halides such as copper chloride, etc. can also be used.

本発明の積層体における前記ダイヤモンド層の性状につ
いては一部に規定することはできないか、ダイヤモンド
層の性状の一例を挙げるとすれば、それはダイヤモンド
微結晶もしくはダイヤモンド状炭素の微粒子の緻密な集
合体であると形容することができる。
The properties of the diamond layer in the laminate of the present invention cannot be specified in part, or an example of the properties of the diamond layer is that it is a dense aggregate of diamond microcrystals or diamond-like carbon particles. It can be described as.

前記ダイヤモンド微結晶もしくはダイヤモンド状炭素の
微粒子の平均粒径は、通常、0.1〜30終m程度であ
り、好ましくは0.1〜10#Lmである。
The average particle size of the diamond microcrystals or diamond-like carbon particles is usually about 0.1 to 30 m, preferably 0.1 to 10 #Lm.

ダイヤモンド層が、このような粒径な有するダイヤモン
ド微結晶もしくはダイヤモンド状炭素の微粒子の緻密な
集合体であることによって、ダイヤモンド層の薄膜化が
可能になる。
Since the diamond layer is a dense aggregate of diamond microcrystals or diamond-like carbon microparticles having such a particle size, it is possible to make the diamond layer thin.

このような粒径を有するダイヤモンド微結晶もしくはダ
イヤモンド状炭素の微粒子の緻密な集合体である前記ダ
イヤモンド層の厚みは、通常。
The thickness of the diamond layer, which is a dense aggregate of diamond microcrystals or diamond-like carbon microparticles having such a particle size, is normal.

0.2〜50JLm、好ましくは0.2〜30JLIT
1である。
0.2-50JLm, preferably 0.2-30JLIT
It is 1.

この膜厚は、薄すぎると、後述の製造方法において所定
の面の全面を有効に覆った層にすることができず、熱伝
導度の向上の効果が小さくなったり、所望の特性が得ら
れないことがあり、一方、厚すぎると、剥離が起こり易
くなる。
If this film thickness is too thin, it will not be possible to form a layer that effectively covers the entire surface of a predetermined surface in the manufacturing method described below, and the effect of improving thermal conductivity will be reduced or the desired characteristics may not be obtained. On the other hand, if it is too thick, peeling may occur easily.

前記ダイヤモンド層を得る方法としては、たとえば、炭
素源ガスを含有するガスを励起して得られた励起ガスを
、前記所定の基材(高電導金属層または基板)と接触さ
せる方法などがある。
As a method for obtaining the diamond layer, for example, there is a method in which an excited gas obtained by exciting a gas containing a carbon source gas is brought into contact with the predetermined base material (highly conductive metal layer or substrate).

前記方法において、炭素源ガスとしては、たとえば、メ
タン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン
などのアルカン類、エチレン、プロピレン、ブテン、ペ
ンテン、ブタジェンなどのアルケン類、アセチレンなど
のアルキル類、ベンゼン、トルエン、キシレン、インデ
ン、ナフタレン、フェナントレンなとの芳香族炭化水素
類、シクロプロパン、シクロヘキサンなどのシクロパラ
フィン類、シクロペンテン、シクロヘキセンなどのシク
ロオレフィン類などの炭化水素あるいは前記様々の化合
物のハロゲン化物などのガスもしくは蒸気を挙げること
ができる。
In the method, the carbon source gas includes, for example, alkanes such as methane, ethane, propane, butane, pentane, and hexane, alkenes such as ethylene, propylene, butene, pentene, and butadiene, alkyls such as acetylene, benzene, Aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, indene, naphthalene, and phenanthrene, cycloparaffins such as cyclopropane and cyclohexane, hydrocarbons such as cycloolefins such as cyclopentene and cyclohexene, and halides of the various compounds mentioned above. Mention may be made of gas or steam.

また、炭素源ガスとして、−酸化炭素、二酸化炭素、メ
チルアルコール、エチレンアルコール等のアルコール、
アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類などの含酸
素炭素化合物、メチルアミン、エチルアミン、アニリン
などの含窒素炭素化合物なども使用することができる。
In addition, as a carbon source gas, carbon oxide, carbon dioxide, alcohol such as methyl alcohol, ethylene alcohol, etc.
Oxygen-containing carbon compounds such as ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, nitrogen-containing carbon compounds such as methylamine, ethylamine, and aniline, etc. can also be used.

さらに、単純ガスではないが、−酸化炭素と水素との混
合ガス、合成ガス、水性ガス等の一酸化炭素と水素を含
有する混合ガス、ガソリンなどの消防法危険物第4類、
第1類、ケロシン、テレピン油、樟脳油、松根油などの
第2石油類1重油などの第3石油類、ギヤー油、シリン
ダー油などの第4石油類も有効に使用することができる
。また前記各種の炭素化合物を混合して使用することが
できる。
Furthermore, although it is not a simple gas, - mixed gas of carbon oxide and hydrogen, synthetic gas, mixed gas containing carbon monoxide and hydrogen such as water gas, gasoline, etc. Class 4 dangerous substances of the Fire Service Act,
Class 1 petroleums, Class 2 petroleum oils such as kerosene, turpentine oil, camphor oil, and pine oil, Class 3 petroleum oils such as heavy oil, and Class 4 petroleum oils such as gear oil and cylinder oil can also be effectively used. Moreover, the various carbon compounds mentioned above can be used in combination.

前記炭素源ガスの中でも、たとえば、メタン、−酸化炭
素、二酸化炭素、あるいは、これらの混合ガス等が好適
に使用することができ、特に、これらと水素ガスとの混
合ガス等が好適に使用することがてき、中でも特に、−
酸化炭素と水素ガスとの混合ガスが好ましい。
Among the carbon source gases, for example, methane, carbon oxide, carbon dioxide, or a mixed gas thereof can be preferably used, and a mixed gas of these and hydrogen gas is particularly preferably used. There are many things, especially -
A mixed gas of carbon oxide and hydrogen gas is preferred.

なお、−酸化炭素と水素ガスとの混合ガスを用いた場合
には、ダイヤモンド薄膜の成長速度が特に大きく、たと
えば、同一条件で、メタンと水素ガスどの混合ガスの場
合の2〜lO倍程度の値を示すことがあり、また、ダイ
ヤモンド薄膜の密着性も1通常、特に良好となる。
Note that when a mixed gas of -carbon oxide and hydrogen gas is used, the growth rate of the diamond thin film is particularly high. In addition, the adhesion of the diamond thin film is usually particularly good.

なお、この密着性か良好になる理由として、たとえばダ
イヤモンドもしくはダイヤモンド状炭素の微結晶もしく
は微粒子の粒径が小さくなるためと推定することができ
る。
It is assumed that the reason why this adhesion is improved is that, for example, the particle size of diamond or diamond-like carbon microcrystals or microparticles becomes smaller.

前記−酸化炭素および二酸化炭素あるいは、これらと水
素ガスとの混合ガスは、たとえば石炭、コークスなどの
炭素源と空気および/または水とを熱時反応させて得ら
れる合成ガス発生炉ガスや水性ガス、通常に市販されて
いるボンベ入り一酸化炭素ガスや二酸化炭素ガス、水素
ガス、あるいはメタノールを分解して得られる分解ガス
石油等の炭化水素の水蒸気改質ガスなどからてきる。
The above-mentioned carbon oxide and carbon dioxide, or a mixed gas of these and hydrogen gas, is a synthesis gas generator gas or water gas obtained by thermally reacting a carbon source such as coal or coke with air and/or water. It comes from commercially available carbon monoxide gas, carbon dioxide gas, hydrogen gas, cracked gas obtained by decomposing methanol, steam reformed gas of hydrocarbons such as petroleum, etc.

なお、上記したように、前記炭素源ガスを使用する際に
、水素ガスを併用すると好ましい結果がもたらされるこ
とがあるが、その理由として、水素ガスが、これを励起
すると、前記炭素源ガスを励起して得られる励起ガス中
の励起炭素が黒鉛構造の炭素を除去する作用、および析
出したダイヤモンド結晶中の炭素原子のs p 2構造
を高温においても維持する作用を有するためと推定され
る。
As mentioned above, when using the carbon source gas in combination with hydrogen gas, favorable results may be brought about.The reason for this is that when hydrogen gas excites the carbon source gas, This is presumed to be because the excited carbon in the excited gas obtained by excitation has the effect of removing carbon in the graphite structure and the effect of maintaining the sp 2 structure of carbon atoms in the precipitated diamond crystal even at high temperatures.

それ故、水素ガスの使用量には注意することが必要であ
るが、炭素源ガスが一酸化炭素ガスである場合、通常、
水素ガスの使用量は、−酸化炭素ガスに対して20〜9
9.9モル%、好ましくは50〜99.9モル%である
Therefore, it is necessary to be careful about the amount of hydrogen gas used, but if the carbon source gas is carbon monoxide gas, usually
The amount of hydrogen gas used is -20 to 9 for carbon oxide gas.
It is 9.9 mol%, preferably 50 to 99.9 mol%.

また、−醸化炭素の濃度としては、通常80〜0.1%
程度が好適である。
In addition, the concentration of fermentation carbon is usually 80 to 0.1%.
degree is suitable.

前記の方法において、炭素源ガスを励起して得られる励
起状態の炭素を含有する混合ガスを得る手段としては、
たとえば、CVD法、直流電力、交流電力、高周波マイ
クロ波等の放射線等を用いるプラズマCVD法、スパッ
タ法、イオン化蒸着法、イオンビーム蒸着法などのイオ
ンブレーティング法、熱フイラメント法、化学輸送法な
どの方法を用いることかできる。好ましいのはマイクロ
波プラズマCVD法等のプラズマCVD法である。
In the above method, the means for obtaining a mixed gas containing carbon in an excited state obtained by exciting the carbon source gas includes:
For example, CVD method, plasma CVD method using radiation such as DC power, AC power, high frequency microwave, etc., ion brating method such as sputtering method, ionization vapor deposition method, ion beam evaporation method, thermal filament method, chemical transport method, etc. You can use this method. Preferred is a plasma CVD method such as a microwave plasma CVD method.

前記の方法においては、前記炭素源ガスのキャリヤーと
して不活性ガスを用いることもできる。
In the above method, an inert gas can also be used as a carrier for the carbon source gas.

前記不活性ガスの具体例としては、アルゴンガス、ネオ
ンガス、ヘリウムガス、キセノンガス、窒素ガスなどが
挙げられる。
Specific examples of the inert gas include argon gas, neon gas, helium gas, xenon gas, and nitrogen gas.

これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組合
わせて用いてもよい、前記キャリヤーガスの中でも、好
ましいのはアルゴンガスである。
These carrier gases may be used alone or in combination of two or more types.Among the carrier gases mentioned above, argon gas is preferred.

前記の方法においては、以下の条件下に反応か進行して
、基材上にダイヤモンド層が形成される。
In the above method, the reaction proceeds under the following conditions to form a diamond layer on the substrate.

すなわち、前記所定の基材の表面の温度は、前記炭素源
ガスの励起手段によりて異なるので。
That is, the temperature of the surface of the predetermined base material varies depending on the excitation means for the carbon source gas.

概に決定することはできないが、たとえば、プラズマC
VD法を用いる場合には、通常、室温〜1.100℃、
好ましくは600℃〜1.000℃である。
Although it cannot be determined generally, for example, plasma C
When using the VD method, the temperature is usually room temperature to 1.100°C,
Preferably it is 600°C to 1.000°C.

前記温度が低いと、ダイヤモンド層の堆積速度が遅くな
ったり、励起状態の炭素が生成しないことがある。一方
、高すぎる場合には、ダイヤモンドもしくはダイヤモン
ド状炭素が生成しにくかったり、基材上に堆積したダイ
ヤモンド層がエツチングにより削られたりして、堆積速
度の向上が見られないことかある。
If the temperature is low, the deposition rate of the diamond layer may be slow or no excited carbon may be produced. On the other hand, if it is too high, it may be difficult to generate diamond or diamond-like carbon, or the diamond layer deposited on the substrate may be etched away, resulting in no improvement in the deposition rate.

反応圧力は、通常、10−’ −10”torr、好ま
しくは10−’〜10’ torrである0反応圧力が
10−’torrよりも低いと、ダイヤモンド層の堆積
速度が遅くなったり、ダイヤモンド層が析出しなくなり
たりする。一方、 lo’torrより高くしてもそれ
に相当する効果は得られない。
The reaction pressure is usually 10-'-10" torr, preferably 10-' to 10' torr. If the reaction pressure is lower than 10-' torr, the deposition rate of the diamond layer may be slow or the diamond layer may On the other hand, even if it is higher than lo'torr, no corresponding effect can be obtained.

なお、請求項2の発明において、前記板状の高電導金属
層は、少なくともそのダイヤモンド層を形成せしめる面
上を、予め洗浄するなどして、適宜、前処理を施してお
くことが望ましい。
In the second aspect of the invention, it is preferable that at least the surface of the plate-shaped highly conductive metal layer on which the diamond layer is to be formed be pretreated, such as by cleaning in advance.

この前処理としては、たとえば1粒径1gm以下のダイ
ヤモンド粉末を分散させたアセトン等の有機溶剤中で、
通常、数分〜数十分間、超音波洗浄する方法等が好適に
使用することができる。
This pretreatment includes, for example, dispersing diamond powder with a particle size of 1 gm or less in an organic solvent such as acetone.
Usually, a method of ultrasonic cleaning for several minutes to several tens of minutes can be suitably used.

その際、上記のダイヤモンド粉末の使用割合としては、
たとえば、使用する溶剤10cc当たり、通常、1.0
 g程度とすれば充分である。
At that time, the usage ratio of the above diamond powder is as follows:
For example, usually 1.0 per 10 cc of solvent used.
It is sufficient if it is about 100 g.

請求項3および4の発明において、その面上に前記ダイ
ヤモンド層を合成する基板としては、少なくとも、前述
したダイヤモンド、層の合成条件において充分な安定性
を維持し、かつ合成したダイヤモンド層から容易に除去
てきる性状を有するものを使用する。
In the invention according to claims 3 and 4, the substrate on which the diamond layer is synthesized has at least the above-mentioned diamond, which maintains sufficient stability under the layer synthesis conditions, and which can be easily removed from the synthesized diamond layer. Use a material that can be removed.

そのようなものとして、たとえば、シリコン、耐熱性の
ガラス基板、セラミック基板等の絶縁体基板、金属基板
などを挙げることができる。
Examples of such materials include silicon, heat-resistant glass substrates, insulating substrates such as ceramic substrates, and metal substrates.

なお、合成したダイヤモンド層から基板を除去する方法
として、たとえば、フッ化水素酸、塩酸等の酸、アルカ
リなどを用いる化学的溶解除去法、プラズマエツチング
、スパッタリングなどに代表される物理的除去法などを
挙げることかできる。
Methods for removing the substrate from the synthesized diamond layer include, for example, chemical dissolution and removal methods using acids such as hydrofluoric acid and hydrochloric acid, alkalis, and physical removal methods such as plasma etching and sputtering. I can list the following.

なお1本発明の8IN体の一例について図面を用いて説
明する。
An example of the 8IN body of the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図乃至第3図は、それぞれ本発明の積層体の一例を
略示する断面図である。
1 to 3 are cross-sectional views each schematically showing an example of the laminate of the present invention.

第1図乃至第3図において、l、1′は高電導金属層を
表し、2はダイヤモンド層を表す。
In FIGS. 1 to 3, 1 and 1' represent highly conductive metal layers, and 2 represents a diamond layer.

第1図に示す積層体においては、ダイヤモンド層2の片
面に高電導金属層lを有している。
In the laminate shown in FIG. 1, a diamond layer 2 has a highly conductive metal layer l on one side.

このような構造を有する積層体において、たとえばドー
ピンク処理を行なったシリコンからなる高電導金属層l
を有するものは、特に電子素子、電子材料として好適に
利用することができる。
In a laminate having such a structure, for example, a highly conductive metal layer made of doped silicon
Those having this can be particularly suitably used as electronic devices and electronic materials.

また、第2図に示す積層体においては、ダイヤンド層2
の一方の面の一部以上に高電導金属層1を有するととも
に、他の面の一部以上に高電導金属層1′を有し、第3
図に示す積層体においては、ダイヤモンド層2が高電導
金属層lおよび高電導金属層1′で挟持された構造を有
している。
Furthermore, in the stacked body shown in FIG. 2, the diamond layer 2
has a high conductive metal layer 1 on more than a part of one surface, has a high conductive metal layer 1' on more than a part of the other surface, and has a third
The laminate shown in the figure has a structure in which a diamond layer 2 is sandwiched between a high conductive metal layer l and a high conductive metal layer 1'.

このような構造を有する積層体において、たとえば高電
導金属層1として前記の厚みの板状の高電導金属層、特
に銅板、高電導金属層1′として、前記の膜厚の合成膜
系の高電導金属層、特に銅膜等としたものは、ヒートシ
ンク用のチップ等として特に好適に利用することができ
る。
In a laminate having such a structure, for example, the high conductive metal layer 1 is a plate-shaped high conductive metal layer, especially a copper plate, and the high conductive metal layer 1' is a high conductive metal layer of the above thickness. A conductive metal layer, especially a copper film or the like, can be particularly suitably used as a heat sink chip or the like.

[実施例] 次に、この発明の実施例および比較例を示し、この発明
についてさらに具体的に説明する。
[Example] Next, Examples and Comparative Examples of the present invention will be shown to further specifically explain the present invention.

(実施例1〜4) 一方の高電導金属層として、第1表に表示の厚みの銅基
板(10mm角)上に、ダイヤモンド膜の原料として一
酸化炭素(20容量%)と水素(80容量%)との混合
ガスを用い、全ガス流量11003CC基板温度850
℃、圧力5Otorr 、電力350Wの条件でマイク
ロ波プラズマCVD法(2,45GIIz)により、第
1表に表示の膜厚のダイヤモンド層を合成した。
(Examples 1 to 4) Carbon monoxide (20% by volume) and hydrogen (80% by volume) were used as raw materials for the diamond film on a copper substrate (10 mm square) with the thickness shown in Table 1 as one of the highly conductive metal layers. %) using a mixed gas with a total gas flow rate of 11003 CC and a substrate temperature of 850 °C.
A diamond layer having the thickness shown in Table 1 was synthesized by the microwave plasma CVD method (2.45 GIIz) under the conditions of .degree. C., pressure of 5 Otorr, and power of 350 W.

なお、上記の銅板は、予め、1μm以下のダイヤモンド
粉末0.2gをアセトン20cc中に分散させた溶媒中
で10分間超音波洗浄により前処理したものを用いた。
The copper plate used above had been pretreated by ultrasonic cleaning for 10 minutes in a solvent in which 0.2 g of diamond powder of 1 μm or less was dispersed in 20 cc of acetone.

次に、上記で得たダイヤモンド層上に、銅を原料として
、下記の条件でHCD (Hollow Cathod
eDischarge)法により膜厚的30#Lmの銅
膜を合成し、第3図に略示の構成の積層体を得た。
Next, on the diamond layer obtained above, using copper as a raw material, HCD (Hollow Cathod) was applied under the following conditions.
A copper film having a thickness of 30#Lm was synthesized by the eDischarge method to obtain a laminate having the structure schematically shown in FIG.

をJLL外 プラズマソースガス:アルゴン 電子ヒーム: 20V 、 200A バイアス     : −100V/cm圧   力 
       :  I X 10−’torr基板温
度     :300℃ 得られた、それぞれの積層体について、第3図に示す2
方向[■および■]について、熱伝導度を測定した。結
果は、第1表に示す。
JLL external plasma source gas: argon electron beam: 20V, 200A bias: -100V/cm pressure
: I X 10-'torrSubstrate temperature: 300°C For each of the obtained laminates, the temperature as shown in FIG.
Thermal conductivity was measured in the directions [■ and ■]. The results are shown in Table 1.

また、実施例1〜4で得た積層体について第2表に示す
項目について信頼性試験を行ったところ、第2表に示す
極めて良好な結果を得た。
Furthermore, reliability tests were conducted on the laminates obtained in Examples 1 to 4 for the items shown in Table 2, and very good results shown in Table 2 were obtained.

(比較例1〜4) 絶縁層としてダイヤモンド層に代えて、第1表に表示の
酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムを反応性スパ
ッタリング法により合成して用いたほかは実施例1〜4
と同様にして行った。結果*l:銅は392’ll/■
・K *2:ダイヤモンド 第  1 表 を第1表に示す。
(Comparative Examples 1 to 4) Examples 1 to 4 except that aluminum oxide or aluminum nitride shown in Table 1 was synthesized by a reactive sputtering method and used instead of the diamond layer as the insulating layer.
I did it in the same way. Result *l: Copper is 392'll/■
・K *2: Diamond Table 1 is shown in Table 1.

第 表 [発明の効果] 本願請求項1の発明によると、絶縁体として高絶縁性を
有し、しかも熱伝導性に優れたダイヤモンド層を用いて
いるのて、絶縁体として酸化アルミニウムや窒化アルミ
ニウム等を用いる従来のこの種の積層体と比較して、特
に熱伝導度が著しく向上しており、また、誘電率が適当
であるので、特に、高熱伝導のヒートシンク材、マイク
ロ波領域で共振を起こすことのないなどの優れた特性を
有するマイクロ波用回路基板等として好適に利用するこ
とができる実用上著しく有利な積層体を提供することが
できる。
Table [Effects of the Invention] According to the invention of claim 1 of the present application, since a diamond layer having high insulation properties and excellent thermal conductivity is used as an insulator, aluminum oxide or aluminum nitride is used as an insulator. Compared to conventional laminates of this type, which use materials such as It is possible to provide a practically extremely advantageous laminate that can be suitably used as a microwave circuit board, etc., and has excellent characteristics such as not causing any damage.

また、本願請求項2の発明によると、高電導金属層の表
面にダイヤモンド層を形成し、さらにダイヤモンド層の
少なくとも一部に他の一方の高電導金属層を積層するの
で、特に別途の基板を用いることなしに、充分な機械的
強度を有し、かつ高い熱伝導度を有し、本願請求項1の
積層体の中ても特に有利に利用することができる積層体
を、別途の基板を用いることなく、容易にかつ効率よ〈
得ることのてきる実用上特に優れた請求項1の積層体の
製造方法を提供することができる。
Further, according to the invention of claim 2 of the present application, a diamond layer is formed on the surface of the high conductive metal layer, and the other high conductive metal layer is further laminated on at least a part of the diamond layer, so a separate substrate is particularly required. The laminate, which has sufficient mechanical strength and high thermal conductivity without the use of a separate substrate, can be used particularly advantageously among the laminates of claim 1 of the present application. Easy and efficient without using
It is possible to provide a method for manufacturing a laminate according to claim 1 which is particularly excellent in practical use.

本願請求項3および4のそれぞれの発明によると、本願
請求項1の積層体の製造方法において、ダイヤモンド層
を基板上に合成し、前記基板を除去するという特定の方
法を用いているので、双方の高電導金属層を比較的薄い
合成膜系の高電導金属層とすることが回部になり、比較
的薄い積層体を容易にかつ安定に得ることがてきる等の
利点を有する請求項1の積層体の製造方法を提供するこ
とかてきる。
According to each of the inventions of Claims 3 and 4 of the present application, in the method of manufacturing the laminate of Claim 1 of the present application, a specific method of synthesizing the diamond layer on the substrate and removing the substrate is used, so that both Claim 1: By using a relatively thin high conductivity metal layer of a synthetic film type as the high conductivity metal layer, a relatively thin laminate can be easily and stably obtained. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a laminate.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図乃至第3図は、それぞれ本発明の積層体の一例を
略示する断面図である。 第1図 第2図 第3図 1.1′・・・高電導金属層、2・・・ダイヤモンド層
。 ■ 水平方向の熱伝導度 ■ 垂直方向の ノノ
1 to 3 are cross-sectional views each schematically showing an example of the laminate of the present invention. Figure 1 Figure 2 Figure 3 1.1'... Highly conductive metal layer, 2... Diamond layer. ■ Horizontal thermal conductivity ■ Vertical thermal conductivity

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ダイヤモンド層の少なくとも一方の面の少なくと
も一部に高電導金属層を備えてなることを特徴とする積
層体。
(1) A laminate comprising a highly conductive metal layer on at least a portion of at least one surface of a diamond layer.
(2)高電導金属基板の表面にダイヤモンド層を形成し
、さらに前記ダイヤモンド層の表面の少なくとも一部に
高電導金属層を形成することを特徴とする請求項1に記
載の積層体の製造方法。
(2) A method for manufacturing a laminate according to claim 1, characterized in that a diamond layer is formed on the surface of a highly conductive metal substrate, and a high conductive metal layer is further formed on at least a portion of the surface of the diamond layer. .
(3)基板上にダイヤモンド層を形成し、得られた基板
付きダイヤモンド層から前記基板を除去し、その後に、
基板が除去されたダイヤモンド層の少なくとも一方の面
の少なくとも一部に高電導金属層を形成することを特徴
とする請求項1に記載の積層体の製造方法。(4)基板
上にダイヤモンド層を形成した後、そのダイヤモンド層
の表面上の少なくとも一部に高電導金属層を形成し、次
いで前記基板を除去し、基板の除去されたダイヤモンド
層の露出表面の少なくとも一部に高電導金属層を形成す
ることを特徴とする請求項1に記載の積層体の製造方法
(3) forming a diamond layer on the substrate, removing the substrate from the obtained diamond layer with the substrate, and then,
2. The method of manufacturing a laminate according to claim 1, further comprising forming a highly conductive metal layer on at least a portion of at least one surface of the diamond layer from which the substrate has been removed. (4) After forming a diamond layer on a substrate, forming a highly conductive metal layer on at least a portion of the surface of the diamond layer, and then removing the substrate, and removing the exposed surface of the diamond layer from the substrate. 2. The method of manufacturing a laminate according to claim 1, further comprising forming a highly conductive metal layer on at least a portion of the layer.
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CN103287042A (en) * 2012-03-01 2013-09-11 深圳光启创新技术有限公司 Composite board, composite substrate and preparation method thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0520776A2 (en) * 1991-06-27 1992-12-30 General Electric Company Method of applying metal coatings on diamond
EP0520776A3 (en) * 1991-06-27 1994-04-06 Gen Electric
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