KR960006208B1 - 열 방사 콤포넌트, 및 그것을 갖는 반도체 장치와 반도체 레이저 - Google Patents

열 방사 콤포넌트, 및 그것을 갖는 반도체 장치와 반도체 레이저 Download PDF

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다까히사 이구찌
데쯔오 나가이
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스미또모 덴끼 고교 가부시끼가이샤
구라우찌 노리다까
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Abstract

내용 없음.

Description

열 방사 콤포넌트, 및 그것을 갖는 반도체 장치와 반도체 레이저
제 1 도는 종래의 반도체 레이저의 부분 구조도.
제 2 도는 본 발명에 따른 반도체 레이저의 부분 구조도.
제 3 도는 본 발명에 따른 LSI 패키지의 부분 구조도.
제 4 도는 본 발명에 따른 다른 LSI의 부분 구조도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 반도체 레이저소자 4 : 스템
5 : 서브 마운트 11 : 패키지
12 : 기판 기본재료 13 : 다결정 다이어몬드층
16 : 리드 프레임 17 : 결합배선.
본 발명은 열 방사 콤포넌트 및 그것을 구비한 반도체 장치에 관련되며, 특히, 반도체 레이저 소자 또는 LSI 칩과 같은 반도체 소자로부터 발생된 열을 분산하는 열 방사 콤포넌트 및 그것을 구비한 반도체 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 레이저 소자 또는 LSI 칩과 같은 반도체 소자로부터 발생된 열을 분산하는 열 방사 콤포넌트가 공지되어 있다. 반도체 레이저의 응용범위는 광 통신, 광 메모리 등의 분야에서 빠르게 넓혀지고 있다. 이에 부응하여, 기술 개발은 반도체 레이저 출력을 증가시키거나 반도체 레이저의 파장을 감소시키기 위한 것이다. 그런 상황하에서, 반도체 레이저 소자의 열값은 증가하기 쉽다. 그러므로, 반도체 레이저 소자의 열값은 증가하기 쉽다. 그러므로, 반도체 레이저 소자는 신뢰성의 저하를 불리하게 갖고, 그 수명은 감소된다. 상기 목적을 위해, 반도체 레이저 소자로부터 발생된 열을 분산시키기 위해, 열 전도 재료의 열 방사 콤포넌트로 제공된 반도체 레이저가 개발되어 왔다.
제 1 도는 열 방사 콤포넌트를 구비한 종래의 반도체 레이저를 도시하는 블럭 다이어그램이다. 제 1 도에서, 종래의 반도체 레이저는 스템(stem)(4), 브레이징(brazing) 충전재 금속(6)을 통해 스템(4)의 지정된 상부표면 영역상에 설치된 서브 마운트(submount)(5), 및 다른 브레이징 충전재 금속(2)을 통해 서브 마운트(5)의 지정된 상부표면 영역상에 설치된 반도체 레이저 소자(1)를 구비한다. 브레이징 충전재 금속(6)은 스템(4)에 서브 마운트(5)를 결합하기 위해 사용되고, 반면에 다른 브레이징 충전재 금속(2)은 서브 마운트(5)에 반도체 레이저 소자(1)를 결합하기 위해 사용된다. 표 1은 반도체 레이저 소자(1), 서브 마운트(5), 브레이징 충전재 금속(2 및 6), 스템(4)의 재료 및 형태를 도시한다.
[표 1]
동작시, 반도체 레이저 소자(1)로부터 발생된 열은 방사되기 위해 서브 마운트(5)를 통해 스템(4)에 전달된다. 서브 마운트(5)는 반도체 레이저 소자(1)로부터 스템(4)까지 발생된 열을 효과적으로 전달하기 위해 사용된다. 그러므로, 서브 마운트(5)는 예를 들어, 표 1에서 도시된 Cu-W 합금, cBN(큐빅 보론 니트리드)의 다결정 물질 또는 단결정 다이어몬드와 같은 높은 열 전도율을 갖는 재료로 제조된다.
그러나, 종래의 반도체 레이저에서, 브레이징 충전재 금속(6)은 서브 마운트(5)로부터 스템(4)까지로의 열 전도에 대해 불가피하게 저항하기 위해 서브 마운트(5) 및 스템(4) 간에 삽입된다. 그러므로, 종래의 반도체 레이저에서, 그것은 브레이징 충전재 금속(6)의 삽입에 기인해서 효율적인 열 방사를 얻는 것이 어렵다.
서브 마운트(5)가 고가의 단결정 다이어몬드 등으로 제조될 때, 그 크기는 스템(4)의 상부표면과 비교해 상당히 감소된다. 연속적으로, 열 확산이 스템(4) 깊이의 방향에 따라 수직적으로 주로 진행되고 충분한 열황산이 횡방향으로 얻지 못하도록 서브 마운트(5) 및 스템(4)의 열 전도표면은 감소된다. 서브 마운트(5)가 단결정 다이어몬드로 제조될 때, 충분한 열 방사 효율을 얻는 것이 어렵다.
다른 한편으로, 서브 마운트(5) 및 반도체 레이저 소자(1)간에 삽입된 브레이징 충전재 금속(2)은 Au-Sn 합금, Pb-Sn 합금 등으로부터 준비된다. 그러나, 그 재료는 높은 열 팽창계수를 갖는다. 반도체 레이저 소자(1)의 온도가 동작시 증가할 때, 반도체 레이저 소자(l)는 열에 의해 실하게 왜곡된다. 그 열 왜곡은 반도체 레이저 소자(1)의 비정상적인 동작 또는 그 동작 수명의 감소를 유발한다.
그러므로, 일반적으로, 양호한 동작 특성을 갖는 반도체 레이저 및 양호한 방사 효과를 갖는 열 방사 콤포넌트를 제공하는 것이 어렵다. 더우기, 높은 열 팽창계수를 갖는 브레이징 충전재 재료에 의해 결합된 반도체 레이저 소자 또는 LSI 칩과 같은 반도체 소자의 열 왜곡을 효과적으로 방지하는 것은 어렵다.
본 발명의 목적은 열 방사 콤포넌트의 열 방사 특성을 개선시키는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 열 방사 콤포넌트의 열 방사 특성을 개선시키는 반면에 그 위에 설치된 반도체 소자의 열 왜곡을 방지하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 양호한 열 방사 효과에 의해 반도체 장치의 동작 특성을 개선시키는 것이다.
본 발명의 부가적인 목적은 LSI 패키지에서 동작 실패를 방지하고 그 동작 수명을 증가시키는 것이다.
본 발명의 제 1 측면에 따라, 열 방사 콤포넌트는 그 위에 반도체 소자를 수납하는 설치 표면을 갖는 스템과, 스템의 설치 표면을 덮는 증기 퇴적된 다결정 다이아몬드를 구비한다.
동작시, 스템의 설치 표면은 증기 퇴적에 의해 형성된 다결정 다이어몬드층으로 모두 덮여진다. 그러므로, 브레이징층이 증기 퇴적된 다결정 다이어몬드층 및 스템간에 요구되지 않음으로써, 전자로부터 후자까지의 열 전도 효율은 개선될 수 있다. 높은 열 전도율을 갖는 증기 퇴적원 다결정 다이어몬드층은 스템의 모든 설치면 또는 반도체 소자의 외형과 비교해 넓은 영역을 갖는 부분을 덮기 위해 사용됨으로써, 반도체 소자로부터 발생된 열이 스템의 설치 표면의 평면을 따라서 뿐만 아니라 스템의 깊이 방향을 따라 확산되도록 열도전 표면은 넓어진다.
본 발명의 다른 측면에 따라, 표면상에 반도체 소자를 수납하는 열 방사 콤포넌트는 금속 및 세라믹으로부터 선택된 하나의 재료로 제조된 기판 기본 재료와, 기판 기본 재료의 적어도 하나의 표면상에서 형성된 다결정 다이어몬드층과, 다결정 다이어몬드층의 지정된 표면 영역상에서 형성된 주기율표 4a, 5a, 6a 즉 원소, 그들의 산화물, 카바이드, 니트리드 및 카보-니트리드 중에서 선택된 적어도 하나의 재료의 제 1 중간 결합층과, 상기 제 1 중간 결합층상에 형성원 Mo, Ni, Pd, Pt 밋 Au로부터 선택된 적어도 하나의 재료의 제 2 중간 결합층과, 반도체 소자를 제 2 중간 결합층 표면에 설치되게 되도록 제 2 중간 결합층의 표면상에 형성된 Au, Ag, Si, Ge, Sn, Pb 및 In로부터 선택된 적어도 하나의 금속의 금속 결합층을 구비한다. 금속 결합층, 제 l 중간 결합층, 제 2 중간 결합층, 다결정 다이어몬드층 및 기판 기본 재료의 재료 및 두께는 선택되고 각기 지정된 값으로 세트되는 것에 의해 모든 열 방사 콤포넌트의 열 팽창계수는 실온∼400℃범위에서 4×10-6내지 6×1O-5/℃ 범위내의 지정값으로 세트되어 있다.
동작시, 다결정 다이어몬드층이 기판 기본 재료의 적어도 하나의 표면상에 형성되고 주기율표 4a, 5a 및 6a 즉 원소, 그들의 산화물, 카바이드, 니트리드 및 카보-니트리드 중에서 선택된 적어도 하나의 재료의 제 1 중간 결합층은 다결정 다이어몬드층의 지정된 표면 영역상에 형성되는 반면에 Mo, Ni, Pd, Pt 및 Au로부터 선택된 적어도 하나의 재료의 제 2 중간 결합층이 제 1 중간 결합층상에서 형성되고, 반도체 소자를 제 2 중간 결합층 표면에 설치되게 되도록 Au, Ag, Si, Ge, Sn, Pb 및 In으로부터 선택된 적어도 하나의 금속의 금속 결합층은 제 2 중간 결합층상에 형성된다. 모든 열 방사 기판의 열 팽창계수가 실온으로부터 400℃ 범위의 온도하에서 4×10-6내지 6×10-5/℃ 범위내의 지정값으로 세트됨으로써, 그 열 팽창계수는 반도체 소자의 그것과 쉽게 일치되도록 하기 위해 금속 결합층, 제 1 중간 결합층, 제 2 중간층, 다결정 다이어몬드층 및 기판 기본 재료의 재료 및 두께는 선택되고 각기 지정값으로 세트된다. 더우기, 다결정 다이어몬드층 및 금속 결합층간에 결합 강도는 제l 및 2중간 결합층에 의해 개선된다,
본 발명의 또다른 측면에 따라, 열 방사 콤포넌트는 금속 및 세라믹으로부터 선택된 하나의 재료로 제조된 기판 기본 재료와, 기판 기본 재료중 적어도 하나의 표면상에 형성된 다결정 다이어몬드층과, 및 반도체 소자를 다결정 다이어몬드 표면상에 설치되게 되도록 다결정 다이어몬드층의 지정된 표면 영역상에 형성된 Au, Ag, Si, Ge, Sn, Pb 및 In으로부터 선택된 적어도 하나의 금속의 금속 결합층을 구비한다. 모든 열방사 콤포넌트의 열 팽창계수가 실온으로부터 400℃ 범위의 온도하에서 4×10-6내지 6×10-5/℃ 범위내의 지정값으로 세트되도록 하기 위해 금속 결합층, 다결정 다이어몬드층 및 기판 기본 재료의 재료 및 두께는 선택되고 각기 지정값으로 세트된다.
동작시, 다결정 다이어몬드층은 기판 기본 재료중 적어도 하나의 표면상에서 형성되고 Au, Ag, Si, Ge, Sn, Pb 및 In 중 선택된 적어도 하나의 금속의 금속 결합층은 반도체 소자를 다결정 다이어몬드층 표면상에 설치되게 되도록 다결정 다이어몬드층의 지정된 표면 영역상에 설치되는 반면에, 금속 결합층, 다결정 다이어몬드층 및 기판 기본 재료의 재료 및 두께가 선택되어 각기 지정된 값으로 세트되기 때문에 모든 열 방사 콤포넌트의 열 팽창계수가 반도체 소자의 그것과 쉽게 일치하기 위해 실온으로부터 400℃까지의 온도 범위하에서 4×10-6내지 6×10-5/℃ 범위내의 지정된 값으로 세트된다.
본 발명의 다른 측면에 따라, 열 방사 콤포넌트를 구비한 반도체 레이저는 반도체 레이저 소자를 수납하는 설치 표면을 갖는 스템과, 상기 스템의 설치 표면을 커버하는 증기 퇴적된 다결정 다이어몬드층을 구비한다. 반도체 레이저 소자는 증기 퇴적된 다이아몬드 다결정층 표면으로 브레이즈(braze)되고 결합된다,
동작시, 스템의 모든 설치 표면은 증기 퇴적에 의해 형성된 다결정 다이어몬드층으로 덮여진다. 그러므로, 브레이징층이 증기 퇴적된 다결정 다이어몬드층 및 스템간에 요구되지 않음으로써, 전자로부터 후자로의 열 방사 효과는 개선된다. 높은 열 전도율을 갖는 증기 퇴적된 다결정 다이어몬드층은 스템의 모든 설치표면 또는 반도체 레이저 소자의 외형과 비교해 더 넓은 영역을 갖는 부분을 덮음으로써, 열 전도 표면을 넓게 한다. 그러므로, 반도체 레이저 소자로부터 발생된 열은 스템 깊이의 방향뿐만 아니라 그 설치 표면의 평면을 따라 확산된다.
본 발명의 전술한 그리고 다른 목적, 특성, 측면 및 장점은 첨부 도면과 결부될 때 본 발명의 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
제 2 도에서, 본 발명에 따른 반도체 레이저는 스템(4), 증기 퇴적에 의해 스템(4)의 상부 표면상에 형성되는 증기 퇴적된 다결정 다이어몬드층(3), 및 브레이징 충전재 금속(2)을 통해 증기 퇴적된 다결정 다이어몬드층(3)의 표면으로 결합되는 반도체 레이저 소자(1)를 구비한다. 표 2는 반도체 레이저(1), 증기 퇴적된 다결정 다이어몬드층(3), 브레이징 충전재 금속(2) 및 스템(4)의 재료 및 형태를 도시한다.
[표 2]
증기 퇴적된 다결정 다이어몬드층(3)은 스템(4)의 모든 상부 표면에 대해 형성된다. 그러므로, 반도체 레이저 소자(1)로부터 발생된 열은 그 내부에서 횡방향 및 깊이방향에 따라 확산되기 위해 증기 퇴적된 다결정 다이어몬드(3)에 전달된다. 열은 증기 퇴적된 다결정 다이어몬드(3) 및 스템(4)간의 인더페이스(interface)로부터 스템(4) 내부로 향해서 확산된다. 즉, 열 방사에 기여하는 스템(4) 영역은 제 1 도에 도시된 종래의 반도체 레이저와 비교해 넓어진다. 그러므로, 효과적인 열 방사를 얻는 것이 가능하다.
본 발명에 따라, 증기 퇴적된 다결정 다이어몬드층(3)의 열 전도율은 양호하게 500 내지 2000w/m ㆍ k인데, 왜냐하면 열 전도율이 500w/m ㆍ k 이하이면 충분한 열 전도가 얻어질 수 없으며 최근 기술에 의해 다결정 다이어몬드층의 열 전도율이 2000w/mㆍ k를 초과하는 다결정 다이어몬드층을 형성하는 것이 불가능하다.
부가적으로, 증기 퇴적된 다결정 다이어몬드층(3)의 비저항은 양호하게 최소109Ωㆍcm이다. 그것은 절연능력을 확보하는데 필요한 조건이다.
증기 퇴적된 다결정 다이어몬드층(3)의 두께는 양호하게 10 내지 500μm 범위내에 있는데, 왜냐하면 두께가 10μm 이하이면 효과적인 방사가 얻어질 수 없고, 또한 두께가 500μm를 초과하면 열 방사 효과는 현저히 개선되지 않으나 원가는 증가한다. 높은 열 전도율은 갖는 증기 퇴적된 다결정 다이어몬드층(3)의 사용에 기인해서, 종래 재료인 Cu, Cu-W 합금, Cu-Mo 합금 또는 Cu-W-Mo 합금이외에, 스템(4)은 W, Mo, SiC 소결체, Si3N4소결체, AlN 소결체 등으로 제조될 수 있다.
설명은 그 효과를 확실히 하기 위해 본 발명의 전언한 것을 근거로 제조된 예에서 이루어진다.
(예 1)
다결정 다이어몬드는 다음 조건에서 8시간 동안 마이크로 웨이브 플라즈마 CVD(화학적 증기 퇴적)를 수행함으로써 5mm×10mm인 Cu 스템의 상부 표면상에서 합성된다 :
원재료 개스(유량) : H2500sccm
CH420sccm
개스 압력 : 70토르
마이크로 웨이브 발진 출력 : 600W
그러므로, 50μm 두께의 다결정 다이어몬드층을 갖는 스템의 모든 상부 표면을 덮는 것이 가능하다. 상기 다결정 다이어몬드층은 1600w/mㆍk의 열 전도율 및 1010Ωㆍcm의 비저항을 갖는다.
그때, 0.2mm 평방의 Ga-Al-As 광 반도체 소자(반도체 레이저 소자)는 Au-Sn 합금의 브레이징 충전재 금속을 갖는 다결정 다이어몬드층의 상부 표면에 브레이즈되고/결합됨으로써, 반도체 레이저(A)를 준비한다.
스템의 열 방사 효과를 계산하기 위해, 반도체 레이저(A)는 200mW의 출력으로 연속적으로 발진되고 반도체 레이저 소자의 온도 상승은 측정된다.
다른 한편으로, 비교되는 예는 스템의 표면상에 제공된 서브 마운트로써 2000w/mㆍk의 열 전도율을 갖는 0.75mm 평방의 단결정 합성 다이어몬드층을 사용함으로써 준비된다. 단결정 합성 다이어몬드층은 스템의 표면상에 브레이즈되고, 상기와 비슷한 반도체 레이저 소자는 반도체 레이저(B)를 준비하기 위해, 단결정 합성 다이어몬드층의 표면상에 부가적으로 브레이즈되고/결합된다. 그때, 반도체 레이저 소자의 온도 상승은 측정된다. 비교되는 반도체 레이저(B)에서, 서브 마운트는 Au-Si 합금의 브레이징 충전재 금속에 의해 스템상에 결합된다. 다른 한편으로, 반도체 레이저 소자는 Au-Sn 합금의 다른 브레이징 충전재 금속에 의해 서브 마운트상에 결합된다.
표 3은 열 방사 효과를 계산하는 시험 결과를 도시한다.
[표 3]
표 3에서, 스템의 상부 표면상에 형성된 다결정 다이어몬드층을 형성한 본 발명의 반도체 레이저(A)에포함된 반도체 레이저 소자의 온도가 단결정 합성 다이어몬드층의 서브 마운트를 형성한 비교되는 반도체 레이저(B)의 그것보다 매우 낮다는 것을 알 수 있다. 그러므로, 본 발명의 반도체 레이저(A)는 양호한 열방사 효과를 갖는 것을 알 수 있다.
(예 2)
예 2에서, 15mm×10mm인 SiC 스템은 열 CVD를 통해 그 상부 표면상에서 다결정 다이어몬드를 합성시키기 위해 사용된다. 더욱 확실한 견지에서, 직경 0.5mm 및 길이 100mm의 선형 텅스텐 필라멘트는 다음의 조건하에서 20시간 동안 열 CVD를 수행함으로써 다결정 다이어몬드를 합성하기 위해 열전자(thermoionic) 발산 재료로써 사용된다 :
원재료 개스(유량) : H2300sccm
C2H215sccm
개스 압력 : 80Torr
필라멘트 온도 : 2150℃
필라멘트 대 기판 거리 : 6mm
기판온도 : 920℃
결과적으로, 두께 150μm의 다결정 다이어몬드층을 갖는 스템의 모든 상부 표면을 덮는 것은 가능하다. 상기 다결정 다이어몬드층은 800w/mㆍk의 열 전도율 및 5×l09Ωㆍcm의 비저항을 갖는다.
그때, 0.3mm 평방의 In-Ga-As-P 반도체 레이저 소자는 반도체 레이저(C)를 준비하기 위해 In 합금의 브레이징 충전재 금속에 의해 다결정 다이어몬드층의 상부 표면상에 브레이즈되고/결합된다.
스템의 열 방사 효과를 계산하기 위해, 반도체 레이저(C)는 25mW의 초기 출력으로 6000시간 동안 연속적으로 발진된다. 레이저 출력의 시간 변화는 상기 조건하에서 측정된다.
비교되는 예는 상기와 같은 스템의 표면상에 설치된 서브 마운트로써 1200w/mㆍk의 열 전도율을 갖는 1mm 평방의 단결정 천연 다이어몬드층을 사용함으로써 준비된다. 더욱 확실한 견지에서, 반도체 레이저(D)를 준비하기 위해, 단결정 천연 다이어몬드층은 스템의 표면상에 브레이즈되고 반도체 레이저 소자는 단결정 천연 다이어몬드층의 표면상에 브레이즈되고/결합된다. 그때, 반도체 레이저(D)는 계산된다. 상기 반도체 레이저(D)에 대해, 서브 마운트는 Au-Si 합금의 브레이징 충전재 금속에 의해 스템상에 결합되는 반면에, 반도체 레이저 소자는 In 합금의 다른 브레이징 충전재 금속에 의해 서브 마운트상에 결합된다.
표 4는 열 방사 효과를 계산하는 시험의 결과를 도시한다.
[표 4]
표 4에서, 본 발명의 반도체 레이저(C)가 비교되는 반도체 레이저(D)와 비교해 레이저 출력의 극히 적은 시간 변화를 보여주는 것이 명백하게 되었다. 그것은 본 발명의 반도체 레이저(C)가 반도체 레이저 소자로부터 발생된 열을 효율적으로 방사할 수 있는 것을 의미한다.
(예 3)
예 3에서, 다수의 재료는 스템을 준비하기 위해 사용된다. 표 5는 스템에 대한 재료 및 스템의 상부 표면을 덮는 다결정 다이어몬드층을 합성하는 조건을 도시한다. 다결정 다이어몬드층은 표 5에 도시된 조건하에서 열 필라멘트 방법에 의해 합성된다. 표 6은 스템의 상부 표면을 덮는 다결정 다이어몬드층의 특성을 도시한다.
[표 5]
[표 6]
그때, 0.3mm 평방의 Ga-Al-As 광 반도체 소자(반도체 레이저 소자)는 다결정 다이어몬드층의 상부 표면상에 브레이즈되고/결합됨으로써, 반도체 레이저(E 내지 J)를 준비한다.
스템의 열 방사 효과를 계산하기 위해, 반도체 레이저(E 내지 J)는 180mW의 출력으로 연속적으로 발진되고, 반도체 소자의 온도 상승은 측정된다.
표 7은 열 방사 효과를 계산하는 시험 결과를 도시한다.
[표 7]
표 7에서, 반도체 레이저(F,G 및 J)에서 제공된 반도체 레이저 소자의 온도가 너무 높아서 스템의 충분한 열 방사 효과를 얻을수 없는 것을 알 수 있다. 그것은 다결정 다이어몬드층의 두께가 반도체 레이저 (F)에서 너무 적기 때문이다. 반도체 레이저(G)에서, 다결정 다이어몬드층의 열 전도율이 너무 낮아 반도체 레이저 소자로부터 스템으로 발생된 열을 충분히 전달할 수 없는 것이 생각될 수 있다. 반도체 레이저(J)에서, 다결정 다이어몬드층의 비저항이 너무 적기 때문에, 반도체 레이저 소자가 안정된 레이저 발진을 얻는 것이 불가능하다. 다른 한편으로, 반도체 레이저 소자가 저온에 있기 때문에, 반도체 레이저(E, H 및 I)에서 제공된 스템이 효율적으로 열을 방사하는 것을 알 수 있다.
제 3 도는 본 발명의 다른 측면에 따른 LSI 패키지를 도시한다. 상기 LSI 패키지는 패키지(11), 패키지(11)에 고정적으로 제공된 기판 기본 재료(12), 기판 기본 재료(12)의 상부 표면을 덮는 다결정 다이어몬드층(13), 제 1 중간 결합층(18a)을 통해 다결정 다이어몬드층(13)의 지정된 표면 영역상에 설치된 LSI 칩(15), 제 2 중간 결합층(18b) 및 금속 결합층(14), 패키지(l1)내로부터 외부로 뻗은 리드 프레임(16), LSL칩(15)의 전극부분(도시안된)을 갖는 패키지(11)의 내부에 제공된 리드 프레임(16) 부분을 전기적으로 접속하는 결합 배선(17)을 구비한다. 기판 기본 재료(12)가 금속 또는 세라믹으로 제조되지만, LSI 칩(15)을 수납하는 면에 다결정 다이어몬드층(l3)을 덮는 것을 고려해서, Si, Mo, W, Cu-W 합금, Cu-Mo 합금, SiC 및 AlN로부터 선택된 재료로 주로 구성된 소결체를 사용하는 것이 양호하다. 기본 재료(12)의 두께는 양호하게 0.1 내지 2mm이다. 두께가 0.lmm 보다 적다면, 기판 기본 재료(12)의 강도는 의심스럽게 감소되는 반면에, 두께가 2mm를 초과하면, 열 방사 특성은 낮아지고 LSI 패키지의 크기가 증가된다.
제 3 도에 도시되듯이, 기판 기본 재료(12)의 상부 표면이 다결정 다이어몬드층(l3)으로 덮음으로써, 기판기본 재료(12), 다결정 다이어몬드층(13), 제 1 중간 결합층(18a), 제 2 중간 결합층(18b) 및 금속 결합층(14)으로 이루어진 열 방사 기판의 열 방사 특성을 개선시킬 수 있고, 또한 LSI 칩(15)의 열 왜곡을 억제한다.
다결정 다이어몬드층(13)은 열전사 발산 또는 플라즈마 방전을 통해 원료 개스를 분해하고 여기시키는 방법과, 타는 화염 등을 사용한 막 형성 방법 등과 같은 공지된 저압의 증기 페이스(phase) 방법에 의해 형성될 수 있다. 원료 개스는 메탄·에탄·프로판 같은 하이드로 카본, 메탄올ㆍ에탄올과 같은 알코올, 또는 에스테르의 유기 카본 합성물과, 하이드로겐으로 주로 구성된 혼합 개스로부터 일반적으로 준비된다. 그 콤포넌트에 부가해서, 원료 개스는 아르곤과 같은 불활성 가스, 산소, 산화 카본, 물 등을 다이아몬드의 합성 반응 및 특성을 저해하지 않는 범위에서 포함한다.
다결정 다이어몬드층(13)의 열 전도율은, 종래의 열 방사기판의 열 방사특성을 능가하는 성능을 만족하기위해, 실온으로부터 400℃ 범위의 온도하에서 500 내지 2000W/m.k 범위내에 있다. 열 전도율에 관해서, 단지 2000W/m.k인 상부 제한은 최근 기술을 통해 얻을 수 있는 최대 레벨을 가르키고, 더 높은 레벨의 열 전도율은 가능한한 더욱 양호하다. 다결정 다이어몬드층(13)의 두께는 실치된 LSI 칩(15)의 형태나 기판 기본 재료(12), 제 1 중간 결합층(13a), 제 2 중간 결합층(18b) 및 금속 결합층(14)의 사양에 의해서 달라지지만, 10 내지 500μm의 범위내로 하는 것이 일반적이다. 두께가 10μm 이하일 경우, 열 방사특성의 개선 및 열 왜곡의 억제 효과를 현저하게 얻는 것이 불가능한 반면에, 두께가 500μm 보다 두꺼운 경우, 기판 기본 재료에 대한 접착도는 줄어든다.
제 1 중간 결합층(18a)은 주기율표 4a, 5a 및 6a족 원소, 그들의 옥사이드, 카바이드, 니트리드 및 카보니트리드 중에서 선택된 최소한 하나의 재료로 제조된다. 다른 판현, 제 1 중간 결합층(18a) 상에 형성되는 제 2 중간 결합층(18b)은 Mo, Ni, Pd, Pt 및 Au 중에서 선택된 최소한 하나의 재료로 제조된다. 제1 및 중간 결합층(18a 및 18b)은 결합 세기를 고려하여 0.01 내지 5μm의 두께를 갖도록 형성된다.
다결정 다이아몬드층(13)에 대해 제 2 중간 결합층(18b) 상에 형성된 금속 결합층(14)은 Au, Ag, Si, Ge, Sn, Pb 및 In 중에서 선택된 최소한 하나의 금속을 포함하도록 준비되어 있다. Au와 같은 브레이징 충전재 금속의 금속 결합층(14)은 열저항 및 열 팽창계수를 고려하여 1 내지 50μm의 두께를 갖는다. 두께가 1μm 이하일 경우, LSI 칩(15)이 큰 사이즈일시에 LSI 칩(15)은 다결정 다이어몬드층(13) 상에 견고히 결합될 수 없는 반면에, 두께가 50μm를 초과할 경우에는 열저항의 개선 효과가 없다.
기판 기본 재료(1), 다결정 다이어몬드층(13), 제 1 중간 결합층(18a), 제 2 중간 결합층(18b) 및 금속 결합층(14)의 재료 및 두께는 제어됨으로써 이들 5개의 부재에 의해 한정된 전체 열 방사기판의 열 팽창계수는 실온 내지 400℃의 온도 범위하에 4×10-6내지 6×10-5/℃의 범위내의 임의 값으로 설정되어, 설치된 LSI 칩(15)의 값과 일치한다.
본 발명의 전술한 본질에 의해, 아래의 실시예는 그 효과를 확실히 나타내게 한다.
(예 4)
다결정 다이어몬드는 아래의 조건하에 10시간 동안 마이크로 웨이브 플라즈마 CVD를 수행시킴으로써 1.5mm의 두께를 가진 20mm2의 기판상에 합성된다.
원(Raw) 재료 가스(유량) : H2300sccm
CH48sccm
가스 압력 : 100Torr
마이크로파 발진 출력 : 400W
전술한 합성 후에 복원된 W기판의 상부 표면은 0.2mm 두께의 다결정 다이어몬드층으로 덮여진다. 이런층의 표면은 0.06μm의 두께를 가진 Ti의 제 1 중간 결합층과, 1.2μm의 두께를 가진 Pt의 제 2 중간 결합층으로 연속해서 덮여진다. 제 2 중간 결합층의 표면은 열 방사기판(Kl)를 준비하도록 30μm 두께의 Au-Sn합금의 금속 결합층으로 더 덮여진다.
15㎟의 Si LSI 칩은 열 방사기간(Kl)상에 설치되어, 교대로 성능 평가된다.
비교예(Ll)는, 열 방사기판이 상기와 같은 형의 AlN으로 부터 준비되는 것을 제외하고는, 상기 유사한 방법으로 준비된다. 다른 비교 예(Ml)는 은반죽의 결합 재료를 갖는 종래 구조에서 준비된다. 이들 비교예(Ll) 및 (Ml) 또한 성능 평가된다.
성능 평가는 아래 조건하에 열 쇼크(shock) 테스트를 하고 열 저항 값을 측정함으로써 이루어진다.
열 쇼크 테스트
LSI 칩을 갖는 전술된 각 열 방사기판은 15℃ 및 -55℃의 온도로 세트되는 유기 용제내에 반복적으로 100번을 교대로 담겨지고, 각 LSI 칩의 손상 상태는 관찰된다.
열 저항 측정
4w의 전력은 각 LSI 칩에 인가되고, LSI 칩의 온도는 정상 상태로 되었을 때 적외선 온도계로 측정된다.
제 8 도는 그 결과를 나타낸다.
[표 8]
표 8 에서, 본 발명의 샘플(K1)은 비교 샘플과 유사하지 않게 거의 왜곡하지 않은 LSI 칩에 대해 열 팽창계수의 작은 차를 나타내고, 우수한 열 방사특성을 나타낸다.
(예 5)
H2, C2H6및 Ar을 7 : : 1의 비로 혼합함으로써 얻어진 개수는 400sccm의 유량에서 1.5mm의 두께를 가진 25㎟의 Cu-W-Mo 합금 기판을 제공되는 반응관으로 공급되며, 그 압력은 120Torr로 조정된다. 그때, 13.56MHz의 고주파는 고주파 발생기로부터 공급되어 혼합 개스를 여기시켜 플라즈마를 발생시킴으로써, 28시간 동안 다결정 다이어몬드를 합성시킨다. 고주파는 750w로 출력된다.
전술된 합성후에 복원된 기판의 상부 표면은 0.04mm 두께의 다결정 다이어몬드층으로 덮여진다, 이런층의 표면은 0.08μm 두께를 가진 Ta의 제 1 중간 결합층과, 2.0μm 두께를 가진 Pd의 제 2 중간 결합층으로 연속해서 덮여진다. 제 2 중간 결합층의 표면은 Au-Si 합금으로 더 덮어서 그 두께가 38μm로 됨으로써 열방사기판(Nl)을 준비한다.
18mm2의 GaAs LSI 칩은 상기 열 방사기판(Nl)상에 설치되어, 교대로 성능 평가된다.
비교 샘플(01 내지 T1)은 표 9에 도시된 결합 재료 및 열 방사기판 재료를 조합함으로써 준비되어 성능평가된다. 상기 성능 평가는 예 4 와 유사한 열 쇼크 테스트를 수행시키고 열 저항 값을 측정함으로써 이루어진다. 표 9 는 그 결과를 나타낸다.
[표 9]
표 9 에서 발명 샘플(N1)은 비교예와 유사하지 않게 열 왜곡을 거의 갖지 않은 LSI 칩에 대해 열 팽창 계수의 작은 차를 나타내고, 우수한 열 방사특성을 나타낸다.
본 발명의 또다른 측면에 따른 LSI 칩이 이제 기술된다. 제 4 도는 본 발명의 상기 측면에 따른 LSI 패키지를 도시한 단면도이다. 제 4 도에서, 상기 LSI 패키지는 제 3 도에 도시된 LSI 패키지와 유사하지 않게도 금속 결합층(14)만을 통해 다결정 다이어몬드 층(13)의 설정된 표면 영역상에 설치되는 LSI 칩(15)을 구비한다. 또한, 상기 구조에서, 제 3 도에 도시된 LSI 패키지의 효과와 유사한 효과를 얻는 것이 가능하다. 아래예는 제 4 도에 도시된 LSI 패키지의 효과를 확고히 하기 위해 만들어진다.
(예 6)
다결정 다이어몬드는 아래 조건하에 10시간 동안 마이크로웨이브 플라즈마 CVD를 수행함으로써 1.5mm의 두꼐를 가진 20mm2의 Si 기판상에 합성된다.
원재료가스(유량) : H2200sccm
CH45 sccm
가스 압력 : 80Torr
마이크로웨이브 발진 출력 : 600w
전술된 합성후에 복원된 Si 기판의 상부표면은 0.1mm 두께의 다결정 다이어몬드층으로 덮여진다. 상기층의 표면은 열 방사기판(K2)를 준비하도록 30μm의 두께의 Au-Sn 합금의 결합 재료로 더 덮여진다.
15mm2의 Si LSI 칩은 열 방사기판(K2) 상에 설치되어 교대로 성능 평가된다.
비교 샘플(L)는, 열 방사기판이 상기와 같은 형태의 AlN으로부터 준비되는 것을 제외하고는, 상기와 유사한 방식으로 준비된다. 다른 비교 샘플(M2)은 은반죽의 결합 재료를 갖는 종래의 구조에서 준비된다. 상기 비교샘플(L2) 및 (M2)은 또한 성능 평가된다.
성능 평가는 아래 조건하에 열 쇼크 테스크를 수행하고, 열 저항값을 측정함으로써 이루어진다.
열 쇼크 데스트
LSI 칩을 갖는 전술된 각각의 열 방사기판은 125℃ 및 -55℃의 온도로 세트되는 유기 용제내에서 반복적으로 100번을 교대로 담그어지고, 각 LSI칩의 손상 상태는 관찰된다.
열 저항 측정
3W의 전력은 각 LSI칩에 인가되고, LSI칩의 온도는 정상 상태로 되었을 때 적외선 온도계로 측정된다. 표10는 그 결과를 나타낸 것이다.
[표10]
표10에서, 발명 샘플(K2)은 종래예와 유사하지 않게도 열 왜곡을 거의 갖지 않은 LSI 칩에 대해 열 팽창계수의 작은 차를 나타내고, 우수한 열 방사특성을 나타낸다.
(예 7)
H2, C2H6및 Ar을 8 : 1 : 1의 비로 혼합함으로써 얻어진 개스는 500sccm의 유량에서 1mm의 두께를 가진25mm2의 Cu-Mo 합금 기판으로 제공되는 반응관으로 공급되고, 그 압력은 135Torr로 조정된다. 그때, 13-56MHz의 고주파는 고주파 발생기로부터 공급되어 혼합 개스를 여기시키고, 플라즈마를 발생시킴으로써 30시간 동안 다결정 다이어몬드를 합성시킨다. 그 고주파는 800W로 출력된다.
전술된 합성후에 복원된 기판의 상부표면은 0.3mm 두께의 다결정 다이어몬드층으로 덮여진다. 상기 층의 표면은 두께가 400μm로 되도록 Au-Si 합금의 결합 재료층으로 더 덮음으로써, 열 방사기판(N)을 준비한다.
18mm2의 GaAs LSI 칩은 상기 열 방사기판(N2) 상에 설치되어, 교대로 성능 평가된다.
비교 샘플(0) 내지 (T)는 표 11에 도시된 결합 재료 및 열 방사기판 재료를 조합함으로써 준비되어 성능평가된다. 상기 성능 평가는 예 6과 유사하게 열 쇼크 테스트를 수행하고 열 저항값을 측정함으로써 이루어진다. 표 11는 그 결과를 나타낸다.
[표 11]
표11에서, 발명 샘플(N)은 비교 샘플과 유사하지 않게 열 왜곡을 거의 갖지 않는 LSI칩에 대해 열 팽창계수의 작은차를 나타내고, 우수한 열 방사특성을 나타낸다.
전술된 바와 같이, 본 발명의 제 1 측면에 따른 열 방사콤포넌트에서, 고 열 전도율을 가진 다결정 다이어몬드 층은 스템의 상부표면위의 전면에 증기 퇴적됨으로써, 반도체 레이저 소자로부터의 열 전도효율은 개선되어, 반도체 레이저 소자로부터 발생되는 열에 의해 유발된 특성 저하를 억제하는 것이 가능하다.
본 발명의 제 2 측면에 따른 열 방사콤포넌트에서, 다결정 다이어몬드층은 금속 및 세라믹으로부터 선택된 하나의 재료로 제조되는 기판 기본 재료중 최소한 하나의 표면상에 형성되고, 주기율표(4a, 5a 및 6a) 족원소, 그들의 옥사이드, 카바이드, 니트리드 및 카보니트리드중에서 선택된 적어도 하나의 재료의 제 1 중간결합층은 다결정 다이어몬드층의 지정된 표면 영역상에 형성되는 반면에 Mo, Ni, Pd, Pt 및 Au로부터 선택된 적어도 하나의 재료의 제 2 중간 결합층이 제 1 중간 결합층상에 형성되며, 반도체 소자를 제 2중간 결합층 표면에 설치되도록 Au, Ag, Si, Ge, Sn, Pb 및 In으로부터 선택된 적어도 하나의 금속의 금속 결합층은 제 2 중간 결합층상에 헝성된다. 금속 결합층, 제 1 중간 결합층, 제 2 중간 결합층, 다결정 다이어몬드층 및 기판 기본 재료의 두께 및 재료는 선택되어 각기 지정값으로 세트하여 전체 열 방사콤포넌트의 열 팽창계수가 실온 내지 400℃의 온도 범위하에 4×10-6내지 6×10-5/℃의 범위내의 지정값으로 세트된다. 따라서, 설치된 LSI 칩의 열 팽창계수와 일치하는 열 팽창계수를 갖는 열 방사콤포넌트를 구비하는 것이 가능하고, 열 방사특성에도 우수한 열 방사콤포넌트를 구비할 수 있다. 더우기, 금속 결합층 및 다결정 다이어몬드 층 사이의 결합세기는 제 l 및 중간 결합층에 의해 개선되어, 열 방사콤포넌트의 세기가 개선될 수있다.
본 발명의 제 3 측면에 따른 열 방사콤포넌트에서, 다결정 다이어몬드층은 금속 및 세라믹으로부터 선택된 하나의 재료로 제조되는 기판 기본 재료중 최소한 하나의 표면상에 형성되고, Au, Ag, Si, Ge, Sn, Pb 및 In으로부터 선택된 적어도 하나의 금속으로 구성되는 금속 결합층은 다결정 다이어몬드층의 지정된 표면 영역상에 형성되어 반도체 소자가 그 표면에 설치되고, 전체 열 방사기판의 열 전도율은 금속 결합층, 다결정 다이어몬드층 및 기판 기본 재료에 대한 재료를 선택하고, 각기 지정값에서 그 두께를 세팅함으로써 실온 내지 400℃의 온도 번위하에 4×10-6내지 6×10-5/℃의 범위내에서 지정값으로 세트된다. 따라서, 우수한 열 방사특성뿐만 아니라 설치된 LSI 칩의 열 방사계수와 일치하는 열 팽창계수를 갖는 열 방사기판을 형성하는 것이 쉽게 가능하다.
본 발명의 제 3 측면에 따른 반도체 레이저는 열 방사콤포넌트를 구비되며, 열 방사콤포넌트는 반도체 레이저 소자를 수납하는 설치면을 가진 스텝과, 그 스텝의 설치면을 덮는 증기-퇴적된 다결정 다이어몬드층으로 이루어진다. 반도체 레이저 소자는 증기-퇴적된 다결정 다이어몬드층의 표면상으로 브레이즈되고 결합됨으로써, 반도체 레이저 소자로부터의 열 전도효율은 반도체 레이저 소자로부터 발생되는 열로 유발된 특성 저하를 방지할 수 있도록 개선된다.
본 발명이 상세히 전술되었지만, 단지 예에 불과하고, 여기에 제한되지 않으며, 본 발명의 정신 및 범주는 첨부된 청구 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (23)

  1. 열 방사콤포넌트에 있어서, 설치 표면을 가지며 그 표면상에 반도체 소자를 수납하는 스템(4, 1)과, 상기 스템의 상기 설치 표면을 덮는 증기 퇴적된 다결정 다이어몬드층(3, 13)를 구비하는 것을 특징으로 하는 열 방사콤포넌트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 증기 퇴적된 다결정 다이어몬드층은 상기 스템의 설치표면을 완전히 덮도록 형성되는 것을 특징으로 하는 열 방사콤포넌트.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 증기 퇴적된 다결정 다이어몬드층은 500 내지 000w/mㆍk의 열 전도율을 갖는 것을 특징으로 하는 열 방사콤포넌트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 증기 퇴적된 다결정 다이어몬드층은 적어도 109Ωㆍcm의 비저항(specific resistance)을 갖는 열 방사콤포넌트.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 증기 퇴적된 다결정 다이어몬드층은 10 내지 500μm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 열 방사콤포넌트.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 스템은 CU, CU-w 합금, CU-MO 합금, CU-W-MO 합금, W, MO, Sic 소결체, Si3N4소결체 및 AlN 소결체중 선택된 하나의 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 열 방사콤포넌트.
  7. 표면상에 반도체 소자를 수납하는 열 방사콤포넌트에 있어서, 금속 및 세라믹으로부터 선택된 한 재료로 이루어진 기판 기본 재료(1)와, 상기 기판 기본 재료의 최소한 하나의 표면상에 형성된 다결정 다이어몬드층(13)과, 상기 다결정 다이어몬드층의 선정된 표면 영역상에 형성되고, 주기율표(4a, 5a 및 6a)족 원소, 그들의 옥사이드, 카바이드, 니트리드 및 카보니트리드중에서 선택된 적어도 하나의 재료로 이루어지는 제 1 중간 결합층(18a)과, 상기 제 1 중간 결합 층상에 형성되고, Mo, Ni, Pd, Pt 및 Au로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 이루어진 제 2 중간 결합층(18b)과, 상기 제 2 중간 결합층상에 형성되어 표면상에 상기 반도체 소자를 수납하고, Au, Ag, Si, Ge, Sn, Pb 및 In중 선택된 적어도 하나의 금속으로 이루어진 금속 결합층(14)을 구비하며, 상기 금속 결합층, 상기 제 1 중간 결합층, 상기 제 2 중간 결합층 상기 다결정 다이어몬드층 및 상기 기간 기본 재료의 재료 및 두께는 선택되어 각기 지정값으로 세트됨으로써, 실온 내지 400℃까지의 온도 범위하에 4×10-6내지 6×10-5/℃ 내의 지정값으로 상기 모든 열 방사콤포넌트의 열 팽창계수를 세트하는 것을 특징으로 하는 열 방사콤포넌트.
  8. 제6항에 있어서, 상기 기판 기본 재료은 Si, Mo, W, CU-W 합금, CU-MO 합금, CU-MO-W 합금 및 AlN중 선택된 적어도 하나의 재료로 주로 구성된 소결체로 형성되는 것을 특징으로 하는 열방사콤포넌트.
  9. 제7항에 있어서, 상기 다결정 다이어몬드층의 열 전도율은 실온 내지 400℃까지의 온도 범위하에 500 내지 2000w/mㆍk 범위내의 지정값으로 되는 것을 특징으로 하는 열 방사콤포넌트.
  10. 표면상에 반도체 소자를 수납하는 열 방사콤포넌트에 있어서, 금속 및 세라믹으로부터 선택된 하나의 재료로 이루어진 기판 기본 재료(12)와, 상기 기판 기본 재료중 적어도 하나의 표면상에 형성된 다결정 다이어몬드층(13)과, 상기 다결정 다이어몬드층의 지정된 표면 영역상에 형성되어 표면상에 상기 반도체 소자를 수납하고, Au, Ag, Si, Ge, Sn, Pb 및 In 중 선택된 적어도 하나의 금속으로 이루어진 금속 결합층(l4)을 구비하며, 상기 금속 결합층, 상기 다결정 다이어몬드층 및 상기 기판 기본 재료의 재료 및 두께는선택되어 각기 지정값으로 세트됨으로써, 실온 내지 4OO℃까지의 온도 범위하에 4×10-6내지 6×10-5℃내의 지정값으로 상기 모든 열 방사콤포넌트의 열 팽창 계수를 세팅하는 것을 특징으로 하는 열 방사콤포넌트.
  11. 제10항에 있어서, 상기 기판 기본 재료는 Si, Mo, W, CU-W 합금, CU-M0 합금, Sic 합금 및AlN 중 선택된 적어도 하나의 재료로 주로 구성된 소결체로 형성되는 것을 특징으로 하는 열 방사콤포넌트.
  12. 제10항에 있어서, 상기 다결정 다이어몬드층의 열 전도율은 실온 내지 400℃ 까지의 온도 범위하에 500 내지 2000w/mㆍk 범위내의 지정값으로 되는 것을 특징으로 하는 열 방사콤포넌트.
  13. 제11항에 있어서, 상기 다결정 다이어몬드층의 열 전도율은 실온 내지 400℃까지의 온도 범위하에 500 내지 2000w/mㆍk 범위내의 지정값으로 되는 것을 특징으로 하는 열 방사콤포넌트.
  14. 열 방사콤포넌트를 갖는 반도체 장치에 있어서, 상기 열 방사콤포넌트는, 금속 및 세라믹으로부터 선택된 하나의 재료로 이루어진 기판 기본 재료와, 상기 기판 기본 재료중 적어도 하나의 표면상에 형성된 다결정 다이어몬드층과, 상기 다결정 다이어몬드층의 지정된 표면 영역상에 형성되고, Au, Ag, Pt, Ti, Mo, Ni, Si, Ge, Sn, Pb 및 In 중 선택된 적어도 하나의 금속으로 이루어진 금속 결합층을 구비하며, 거기에서, 상기 반도체 장치의 반도체 소자는 상기 금속 결합층상에 형성되고, 상기 금속 결합층, 상기 다결정 다이어몬드층 및 상기 기판 기본 재료의 재료 및 두께는 선텍되어 각기 지정값으로 세트됨으로써, 실온내지 400℃까지의 온도 번위하에 4×10-6내지 6×10-5/℃내의 지정값으로 상기 모든 열 방사콤포넌트의 열 팽창계수를 세팅하는 것을 특징으로 하는 열 방사콤포넌트를 갖는 반도체 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 기판 기본 재료는 Si, MO, W, CU-W 합금, CU-MO 합금, Sic 및 AlN중 선택된 적어도 하나의 재료로 주로 구성된 소결체로 형성되는 것을 특징으로 하는 열 방사콤포넌트를 갖는 반도체 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 다결정 다이어몬드층의 열 전도율은 실온 400℃까지의 온도 범위하에 500 내지 2000w/mㆍk 범위내의 지정값으로 되는 것을 특징으로 하는 열 방사콤포넌트를 갖는 반도체 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 다결정 다이어몬드층의 열 전도율은 실온 내지 400℃까지의 온도 범위하에500 내지 2000w/mㆍk 법위내의 지정값으로 되는 것을 특징으로 하는 열 방사콤포넌트를 갖는 반도체 장치.
  18. 열 방사콤포넌트로 제공된 반도체 레이저에 있어서, 상기 열 방사콤포넌트는, 설치 표면을 가지며 그상에 반도체 레이저를 수납하는 스템과, 상기 스템의 상기 설치 표면을 덮는 증기 퇴적 다결정 다이어몬드층을 구비하며, 상기 반도체 레이저 소자는 상기 증기 퇴적 다결정 다이어몬드층의 표면상으로 브레이징 및 결합되는 것을 특징으로 하는 열 방사콤포넌트를 갗는 반도체 레이저.
  19. 제18항에 있어서, 상기 증기 퇴적된 다결정 다이어몬드층은 상기 스템의 설치표면을 완전히 덮도록 형성되는 것을 특징으로 하는 열 방사콤포넌트를 갓는 반도체 레이저.
  20. 제18항에 있어서, 상기 증기 퇴적된 다결정 다이어몬드 레이저는 500 내지 2000w/m·k의 열 전도율을 갖는 것을 특징으로 하는 열 방사콤포넌트를 갖는 반도체 레이저.
  21. 제18항에 있어서, 상기 증기 퇴적된 다결정 다이어몬드층은 적어도 109Ω·cm의 비저항을 갖는 것을 특징으로 하는 열 방사콤포넌트를 갓는 반도체 레이저.
  22. 제18항에 있어서, 상기 증기 퇴적된 다결정 다이어몬드층은 10 내지 500μm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 열 방사콤포넌트를 갖는 반도체 레이저.
  23. 제18항에 있어서, 상기 스템은 CU, CU-w 합금, CU-MO 합금, CU-W-MO 합금, WM, MO, SiC 소결체, Si3N4소결체 및 AlN 소결체중 선택된 하나의 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 열 방사콤포넌트를 갖는 반도체 레이저.
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