TWI526261B - Ｌｅｄ發光元件用複合材料基板、其製法及ｌｅｄ發光元件 - Google Patents

Ｌｅｄ發光元件用複合材料基板、其製法及ｌｅｄ發光元件 Download PDF

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Description

LED發光元件用複合材料基板、其製法及LED發光元件
本發明係關於發光二極體(以下稱為LED)元件用之複合材料基板、其製法及使用該複合材料基板之LED發光元件。
LED係在半導體之pn接合流通順方向電流時，產生發光之元件，係使用GaAs、GaN等之III-V族半導體結晶來製造。近年來由於半導體之磊晶成長技術與發光元件製程技術的進歩，已開發轉換效率優良之LED，廣泛地使用在各種領域。
LED係由在單結晶成長基板上使III-V族半導體結晶進行磊晶成長而成的p型層、n型層及挾持兩者的光活性層所構成。一般而言，在單結晶藍寶石等之成長基板上使GaN等之III-V族半導體結晶磊晶成長後，形成電極等而形成LED發光元件(專利文獻1)。
在單結晶成長基板上使III-V族半導體結晶磊晶成長時，由於單結晶成長基板與III-V族半導體結晶之晶格定數不同，因此難以成長良好之單結晶。因此，提議在藍寶石基板上以低溫形成GaN等緩衝層，在其上使GaN磊晶成長之方法(專利文獻2)。然而，即使使用此種手法，由於藍寶石基板與緩衝層之GaN等的線熱膨脹係數差，因此在磊晶成長後的基板產生翹曲，最差的情況下有基板破損等課題。於是，尋求線熱膨脹係數與III-V族半導體結晶接近之基板材料。
又，單結晶藍寶石基板等之單結晶成長基板亦有熱傳導性變得不佳等課題。單結晶藍寶石的情形，熱傳導率約為40W/mK，無法將GaN等之III-V族半導體元件所產生的熱充分地放熱。尤其是，流通大電流之高輸出LED中元件的溫度上升，而有引起發光效率降低、元件壽命減少等課題。因此，提議在單結晶成長基板上使III-V族半導體結晶進行磊晶成長後，透過金屬層接合高熱傳導性之基板，然後除去單結晶成長基板之方法(專利文獻3)。因此，作為高熱傳導性之基板，雖已檢討熱傳導性優良的銅等材料，但是與III-V族半導體結晶之線熱膨脹係數差大，仍無法充分滿足高輸出LED用。
專利文獻1　特開2005-117006號公報
專利文獻2　特公平5-73252號公報
專利文獻3　特開2006-128710號公報
因此，本發明之目的為提供一種與構成LED之III-V族半導體結晶的線熱膨脹率差為小，且熱傳導性優良，適合作為高輸出LED用之LED發光元件用基板及其製法。
又，本發明之目的為亦提供一種使用此種LED發光元件用基板來製造LED發光元件之方法與利用該方法所製造之LED發光元件。
本發明之一態樣為提供一種LED發光元件用複合材料基板，其係在由碳化矽、氮化鋁、氮化矽、金剛石、石墨、氧化釔及氧化鎂之中所選出之1種以上所構成且氣孔率為10~50體積%之多孔體中浸滲鋁合金或純鋁，加工為預定板厚、表面粗度之複合材料體後，在表面形成厚度為0.5~15μm的金屬層，該金屬層係含有由Ni、Co、Pd、Cu、Ag、Au、Pt、Sn之中所選出之1種以上的金屬。一態樣為前述多孔體係具有50MPa以上之3點彎曲強度，前述鋁合金或純鋁係以澆鑄鍛造法、在浸滲壓力30MPa以上浸滲於前述多孔體。一實施態樣為前述複合材料體之板厚為0.05~0.5mm且表面粗度(Ra)為0.01~0.5μm。另一實施態樣為前述複合材料體之板厚為0.05~0.5mm且表面粗度(Ra)為0.01~2μm，而且前述金屬層形成後的單面之表面粗度(Ra)係加工為0.01~0.5μm。
又，本發明之較佳實施態樣係複合材料基板其溫度25℃之熱傳導率為100~500W/mK、溫度25℃~150℃之線熱膨脹係數為4~9×10-6/K、3點彎曲強度為50MPa以上、體積固有電阻率為10-9~10-5Ω‧m。又另外實施態樣係複合材料基板其板厚為0.05mm~0.5mm，至少一主面之表面粗度(Ra)為0.01~0.5μm，在溫度25℃之5當量濃度的HCl溶液及溫度75℃之10當量濃度的NaOH溶液中分別浸漬1分鐘時，至少一主面的重量減少量為0.2mg/cm2以下。
本發明之另外態樣係提供一種LED發光元件用複合材料基板之製法，其係具備下列步驟：
(a)準備由碳化矽、氮化鋁、氮化矽、金剛石、石墨、氧化釔及氧化鎂之中所選之1種以上所構成且氣孔率為10~50體積%之多孔體；
(b)在前述多孔體中浸滲鋁或純鋁，加工為預定板厚、表面粗度而形成複合材料體；
(c)在前述複合材料體的表面形成厚度為0.5~15μm之金屬層，該金屬層係含有由Ni、Co、Pd、Cu、Ag、Au、Pt、Sn之中所選出之1種以上的金屬。
在此，一實施態樣係在步驟(a)前述多孔體係具有50MPa以上之3點彎曲強度，在前述步驟(b)係將前述鋁合金或純鋁以澆鑄鍛造法、在浸滲壓力30MPa以上浸滲於前述多孔體。另一實施態樣係在步驟(b)係使複合材料體之板厚為0.05~0.5mm，使表面粗度(Ra)為0.01~0.5μm。另一實施態樣係在步驟(b)係使複合材料體之板厚為0.05~0.5mm，使表面粗度(Ra)為0.01~2μm；在步驟(c)係將形成有金屬層之複合材料體的單面加工為表面粗度(Ra)0.01~0.5μm。
本發明另一態樣為一種LED發光元件之製造方法，其係包括下列步驟：
(1)在圓板狀或平板狀之單結晶成長基板的一主面上使III-V族半導體結晶進行磊晶成長(epitaxial growth)；
(2)在前述III-V族半導體結晶的表面透過金屬層，接合關於本發明之前述之LED發光元件用複合材料基板後，利用雷射照射、蝕刻、研削之任一方法除去前述單結晶成長基板；
(3)將除去前述單結晶成長基板側的III-V族半導體結晶表面進行加工、形成電極後，進行切割加工。
在此，一實施態樣中係由選自由單結晶藍寶石、單結晶碳化矽、單結晶GaAs、單結晶Si所構成之群組的材料製成。另一實施態樣中，單結晶成長基板係以選自由AlN、SiC、GaN、GaAs所構成之群組的材料進行表面塗覆。又一實施態樣中，III-V族半導體結晶為GaN、GaAs、GaP中之任一者。再者，本發明亦揭示藉由上記任一LED發光元件之製造方法所製得之LED發光元件。
若根據本發明，可得一種與構成LED之III-V族半導體結晶之線熱膨脹率差小且高熱傳導性之LED發光元件用複合材料基板。藉由使用該LED發光元件用複合材料基板，可提供放熱性、信賴性優良之高輸出LED發光元件。再者，上記構成之LED發光元件用複合材料基板係對於在LED發光元件製造時所使用之酸及鹼溶液的耐藥品性優良，為導電性，且可在構成LED之III-V族半導體結晶的兩面上形成電極。因此，能夠達成減低LED發光元件之製造製程與增加每單位面積之發光量。
 實施發明之形態
本發明係關於LED發光元件與用於該LED發光元件之複合材料基板。以下針對LED發光元件之製造加以記述，其中亦對複合材料基板之製造加以說明。
在本發明之實施形態，LED發光元件係使用單結晶成長基板、III-V族半導體結晶、複合材料基板而製造。
單結晶成長基板必須為與使磊晶成長之III-V族半導體結晶的晶格定數差為小，且由缺陷少的材料所構成。由結晶性與均一性的點而言，通常係將單結晶材料加工來使用。此等單結晶成長基板在使III-V族半導體結晶進行磊晶成長的步驟中，必須耐溫度、耐環境。因此，在本發明所用的單結晶成長基板用之材料較佳為選自單結晶藍寶石、單結晶碳化矽、單結晶GaAs、單結晶Si之群組。再者，本發明所用之單結晶成長基板較佳係以選自AlN、SiC、GaN、GaAs之群組的材料進行表面塗覆。
從作為LED發光元件之轉換效率的點而言，構成LED之III-V族半導體結晶較佳為GaN、GaAs、GaP中之任一者。此等III-V族半導體結晶可得高發光效率，依照用途可分開使用。又，III-V族半導體結晶可依照各用途之最適發光波長加以選擇。
本發明之一實施形態，首先在此等單結晶成長基板的一主面上以磊晶成長使III-V族半導體結晶成長。III-V族半導體結晶之磊晶成長較佳係藉由有機金屬氣相成長法(MOCVD法)或鹵化物氣相磊晶法(HVPE法)進行。MOCVD法由於使結晶性佳之III-V族半導體結晶成長而為適合，HVPE法係結晶成長速度快速，可效率良好地使III-V族半導體結晶成長。此等方法為公知，實施條件係可適宜地設定。但，磊晶成長之方法只要是可使III-V族半導體結晶成長之方法即可，不限於前述方法。
使磊晶成長而成之III-V族半導體結晶為使發光特性更為提高，亦可施予表面處理。又，為提高結晶表面之均一性等，亦有將表面進行蝕刻處理或研磨處理。在本發明，在已磊晶成長之III-V族半導體結晶的表面接合本發明之複合材料基板，係在之前，在III-V族半導體結晶的表面藉由蒸鍍法、濺鍍法等手法形成金屬層。金屬層較佳係使用銦、鋁、金、銀或此等之合金而形成。金屬層的厚度，由於金屬之線熱膨脹係數係與III-V族半導體結晶相異，因此極厚時密接性降低而不佳。金屬層的熱傳導率為低時，就散熱方面而言亦不佳。因此，金屬層的厚度較佳為0.5~10μm、更佳為0.5~2μm。
其次，為了接合於III-V族半導體結晶，在接合於複合材料基板之III-V族半導體結晶側的表面，亦同樣地藉由蒸鍍法、濺鍍法等形成金屬層。金屬層係與III-V族半導體結晶之表面的金屬層同樣，以使用銦、鋁、金、銀及此等之合金形成為佳。複合材料基板所謀求之特性為(1)具有可能承受接合之強度、與(2)在接合面沒有孔洞或異物等之介於其間的物質，接合面為平坦。滿足(1)的條件方面，複合材料基板的3點彎曲強度必須為50MPa以上、較佳為200MPa以上。滿足(2)之條件方面，複合材料基板的表面粗度(Ra)必須為0.01~0.5μm、較佳為0.01~0.2μm。
III-V族半導體結晶與複合材料基板之接合依照需要可邊進行加壓，邊在接合於接合面之狀態進行加熱。加熱溫度係依金屬層之種類而不同，通常為250℃~550℃。加壓的壓力通常為2~20MPa。
複合材料基板由於係與III-V族半導體結晶接合而使用，因此兩材料之線熱膨脹係數差為小係為重要。因此，複合材料基板在溫度25℃~150℃之線熱膨脹係數較佳為4~9×10-6/K。更佳為4~7×10-6/K。複合材料基板在溫度25℃~150℃之線熱膨脹係數為4~9×10-6/K的範圍以外時，由於與接合之III-V族半導體結晶或成長基板的線熱膨脹係數差，接合後發生翹曲，作為LED發光元件使用時發生接合層之剝離，有III-V族半導體結晶破裂的情形而不佳。
本發明之複合材料基板係作為LED發光元件的基底基板。透過該基板，將大部分在III-V族半導體元件產生的熱予以散熱，對該基板要求高散熱特性。因此，複合材料基板在溫度25℃之熱傳導率以100~500W/mK為佳、更佳為150~500W/mK。熱傳導率小於100W/mK，則在III-V族半導體元件所產生的熱無法充分散熱，尤其是必須流通大電流之高輸出LED，元件溫度上升、發光效率降低，伴隨引起元件壽命減低而不佳。另一方面，關於熱傳導率之上限值，雖然從特性面而言之沒有限制，但基板材料係變為極高價。
又，從散熱性方面而言，複合材料基板的板厚宜為較薄，但另一方面，由於必須要有能夠保持III-V族半導體元件及承受LED發光元件製作時的處理性等之強度，因此必須有一定的板厚。在一實施形態中，複合材料基板之板厚以0.05mm~0.5mm為較佳、以0.05mm~0.3mm為更佳。複合材料基板之板厚大於0.5mm時，LED發光元件之放熱特性降低而不佳。本發明之複合材料基板，與III-V族半導體結晶接合後，亦可視需要利用研磨等進行薄板化。
在本發明中，透過金屬層接合III-V族半導體結晶與複合材料基板後，去除單結晶成長基板。單結晶成長基板之去除，通常為由單結晶成長基板側進行雷射照射以除去之方法。其他亦可藉由研磨或蝕刻除去單結晶成長基板。除去單結晶成長基板之III-V族半導體結晶面視需要進行表面之研磨、蝕刻，加工為希望的表面形狀後，藉由蒸鍍法、濺鍍法等手法形成電極。然後，以雷射切割或切粒切割成預定形狀而製作LED發光元件。
本發明之複合材料基板必須有在LED發光元件製造製程之耐藥品特性，具體而言，在溫度25℃之5當量濃度的HCl溶液及在溫度75℃之10當量濃度的NaOH溶液分別浸漬1分鐘時，至少一主面之每單位面積的重量減少量較佳為0.2mg/cm2以下、更佳為重量減少量為0.1mg/cm2以下。在溫度25℃之5當量濃度的HCl溶液及在溫度75℃之10當量濃度的NaOH溶液分別浸漬1分鐘時，每單位面積之重量減少量大於0.2mg/cm2時，隨著複合材料中金屬成分之溶出發生熱傳導率等之特性降低，並且在以雷射切割或切粒切割為預定形狀時發生破裂(chipping)，LED發光元件之產率降低，故為不佳。在本發明之複合材料基板的實際使用中，複合材料基板之一主面係透過金屬層與III-V族半導體結晶接合，因此非接合面宜為滿足上述耐藥品特性者。
本發明之複合材料基板為基板本身具有導電性。因此，可在構成LED之III-V族半導體結晶的兩面上形成電極。將藍寶石基板等絕緣材料作為基板使用之習知方法，係以蝕刻等除去上部p型或n型之III-V族半導體結晶的一部分，有在同一面側形成電極之必要，在本發明由於沒有此種必要，因此可使LED發光元件之製造製程簡略化。再者，由於不需以蝕刻等除去p型或n型一者之III-V族半導體結晶的一部份以形成電極，因此可增加LED發光元件之每單位面積的發光量。本發明之複合材料的體積固有電阻率以10-9~10-5Ω‧m為較佳。體積固有電阻率大於10-5Ω‧m時，引起發光效率降低等而不佳。體積固有電阻率之下限值在特性面上沒有限制，從材料組成而言，通常為10-9Ω‧m以上。
以下說明具有上述特性之複合材料基板之製造方法。
使用於複合材料基板的複合材料之製法大致分為浸滲法與粉末冶金法之2種。其中，從熱傳導率等特性面而言，實際上商品化者為浸滲法。浸滲法亦有各種製法，有在常壓下進行之方法、與在高壓下進行的方法(高壓鍛造法)。高壓鍛造法包括澆鑄鍛造法與模鑄法。本發明中適合的方法係在高壓下進行浸滲之高壓鍛造法，宜為可得優良之熱傳導率等特性的緻密複合體之澆鑄鍛造法。澆鑄鍛造法係在高壓容器內裝填陶瓷粉末或成形體，在高溫、高壓下對其浸滲鋁合金等之熔融物而得複合材料之方法。
因此，本發明之一實施形態中，複合材料係藉由澆鑄鍛造法而製造。原料之陶瓷必須使用熱傳導率為高、線熱膨脹係數小之材料。因此，本發明係使用選自碳化矽、氮化鋁、氮化矽、金剛石、石墨、氧化釔及氧化鎂中之1種以上。本發明之複合材料係在此等陶瓷浸滲鋁合金或純鋁而進行複合化，藉此可將熱傳導率及線熱膨脹係數調整為上述範圍。在一實施形態，複合材料係含有50~90體積%之此等陶瓷，其餘部分為鋁合金或純鋁而成之複合材料。陶瓷的含量較佳為70~85體積%。陶瓷的含量小於50體積%則所得複合材料之線熱膨脹係數變大，不適合作為LED發光元件用之基板材料。另一方面，陶瓷之含量大於90體積%時，在複合化時無法充分浸滲鋁合金或純鋁，其結果造成熱傳導率降低而不佳。
陶瓷雖然亦可以粉末直接進行複合化，但較佳為使用無機黏結劑製作成形體、或進行燒結處理製作具有10~50體積%之氣孔率的多孔體(以下稱為預製品(perform))來進行複合化。該預製品之氣孔率的調整係藉由原料粉末之粒度調整、成形壓力、燒結條件等來進行。預製品之成形方法可以加壓成形、流鑄成形等之一般陶瓷粉末的成形方法進行成形。此外，預製品視需要可加工為平板狀或圓柱狀來使用。再者，在本發明之一實施形態，由於加工為最終形狀係板厚為0.05mm~0.5mm之板狀，故較佳為使用3點彎曲強度為50MPa以上之預製品。若預製品的強度為低，則以研削加工等將板厚加工為0.05mm~0.5mm之板狀時，會有發生翹曲的情形。
預製品係以塗布有脫膜劑之治具等加以固定，積層複數個以(bolt-nut)等連結而成為積層體。固定預製品之治具可使用鐵製或石墨製之治具。又，各個治具亦可夾著塗布有脫膜劑之脫膜板而積層，而做成積層體。作為脫膜板，可使用不銹鋼板或陶瓷板，只要為利用澆鑄鍛造法不浸滲鋁合金之緻密體即可，沒有特別限制。又，塗布於治具或脫膜板之脫膜劑可使用石墨、氮化硼、氧化鋁等之脫膜劑。再者，較佳為將治具或脫膜板表面塗覆氧化鋁溶膠等後，再塗布脫膜劑。
所得積層體係以溫度約600~800℃進行加熱後，在高壓容器內配置1個或2個以上配置，為了防止積層體之溫度降低，盡可能快速地供應加熱至融點以上的鋁合金熔融物且以30MPa以上之壓力加壓，將鋁合金浸滲於預製品之空隙中，而得到複合材料。又，為了去除浸滲時之形變，亦可進行浸滲品之退火處理。
積層體之加熱溫度為小於溫度600℃時，鋁合金的複合化不足，所得複合材料的熱傳導率等特性降低。此外，若加熱溫度大於800℃時，與鋁合金之複合化時引起陶瓷粉末之表面氧化，所得複合材料的熱傳導率等特性降低。再者，關於浸滲時之壓力，小於30MPa則鋁合金的複合化不足，所得複合材料的熱傳導率等特性下降而不佳。較佳為浸滲壓力係50MPa以上。
本發明之複合材料基板所使用的複合材料中之鋁合金只要為在該領域所使用之鋁合金，可使用任意者，在一實施形態中，適合使用含有70質量%以上之鋁得鋁合金。鋁含量小於70質量%，則鋁合金的熱傳導率降低而不佳。又，鋁合金為了在浸滲時充分地浸透至預製品的空隙內，融點宜盡可能的低。作為該鋁合金，可舉出例如含有5~25質量%矽之鋁合金。再者，含有0.3~2.0質量%之鎂時，陶瓷與金屬部分之結合變得更為強固而較佳。關於鋁合金中的鋁、矽、鎂以外之金屬成分，只要在特性不會極端地改變之範圍，則沒有特別限制，例如亦可含銅等。
接著，說明所得複合材料的加工方法之實例。所得複合材料為圓柱狀之形狀時，係藉由圓筒研削盤等、使用金剛石磨石將外形加工為預定尺寸後，藉由多鋼線鋸子(multi wire saw)、內緣刀刃切割機等，切割加工成比最終形狀厚約0.1~0.5mm之板厚。切割方法係無特別限定，適合為切割步驟少適合量產性之多鋼線鋸子之切割。以多鋼線鋸子之切割可採用使用附著有遊離研磨粒型及金剛石等之研削材的線鋸之加工。切割加工後之板狀複合材料係藉由兩面研削盤、旋轉研削盤、平面研削盤、精研機等加工機，進行面加工成為板厚為0.05~0.5mm且表面粗度(Ra)為0.01~0.5μm。於面加工之際，為使表面粗度更小，亦可在以兩面研削盤、旋轉研削盤、平面研削盤等進行面加工之後，以精研機進行精密加工。
又，在LED發光元件之製造步驟，將本發明複合材料基板與III-V族半導體結晶接合後進行研磨加工的情況下，亦可僅在複合材料基板之單面(接合面)進行面加工至預定之表面粗度。
所得複合材料為板狀時，係以兩面研削盤、旋轉研削盤、平面研削盤、精研機等之加工機進行面加工成板厚為0.05~0.5mm且表面粗度(Ra)為0.01~0.5μm後，藉由水刀加工機(water-jet machine)、放電加工機、雷射加工機、切粒機、圓筒研削盤等進行外周加工成預定形狀。所得複合材料為板狀時，亦可先以水刀加工機、放電加工機、雷射加工機、切粒機、圓筒研削盤等進行外周加工為預定形狀，然後藉由兩面研削盤、旋轉研削盤、平面研削盤、精研機等之加工機進行面加工成板厚為0.05~0.5mm且表面粗度(Ra)為0.01~0.5μm。
接著，洗淨如上加工為預定板厚、表面粗度之板狀的複合材料體表面後，在表面形成厚度為0.5~15μm之金屬層，該金屬層含有選自Ni、Co、Pd、Cu、Ag、Au、Pt、Sn之中的1種以上之金屬。金屬層厚為0.5μm以下，則發生金屬層之針孔，耐藥品性降低而不佳。另一方面，金屬層厚大於15μm時，由於金屬層與複合材料之熱膨脹差導致剝離、或構成所得金屬層的複合材料之線熱膨脹係數為大而不佳。關於金屬層厚，較佳為2~10μm。金屬層之材質可採用含選自Ni、Co、Pd、Cu、Ag、Au、Pt、Sn之中的1種以上之金屬，亦可使用此等之複合金屬。又，金屬層中亦可含P、B等非金屬元素。作為構成金屬層之手法，通成為無電鍍敷或電鍍。亦可藉由鍍敷以外之蒸鍍法等手法在板狀複合材料體的表面被覆上述金屬。
又，亦可將2片板狀複合材料體以蠟、接著劑等貼合，洗淨表面後，藉由無電鍍敷或電鍍在表面形成厚度為0.5~15μm之由Ni、Co、Pd、Cu、Ag、Au、Pt、Sn中所選出之1種以上的金屬層，接著除去蠟、接著劑等，在板狀複合材料體的一主面及側面形成金屬層。
再者，亦可藉由有機薄片或光阻被覆板狀複合材料體的一主面後，洗淨表面後，藉由無電鍍敷或電鍍在表面形成厚度為0.5~15μm之由Ni、Co、Pd、Cu、Ag、Au、Pt、Sn中所選出之1種以上的金屬層，接著，除去被覆層，而在板狀複合材料的一主面及側面形成金屬層。
又，亦可將複合材料進行外周加工及切割等成為板狀，做成板厚為0.05~0.5mm、表面粗度(Ra)為0.01~0.2μm之複合材料體後，洗淨表面後，藉由無電鍍敷或電鍍在表面形成厚度為0.5~15μm之由Ni、Co、Pd、Cu、Ag、Au、Pt、Sn中所選出之1種以上之金屬層。接著，以精研機等將一主面進行面加工成表面粗度(Ra)為0.01~0.5μm。
以下藉由實施例詳細地說明本發明，本發明係不受此等實施例所限定。
實施例
(實施例1)
〈LED發光元件用複合材料基板之製作〉
秤取碳化矽(以下稱為SiC)粉末A(大平洋Rundum公司製、NG-60、平均粒徑200μm)1800g、碳化矽粉末B(大平洋Rundum公司製、NG-600、平均粒徑20μm)900g、碳化矽粉末C(大平洋Rundum公司製、NC-6000、平均粒徑2μm)300g、及成形黏結劑(甲基纖維素，信越化學工業公司製、「Metolose」)150g，以攪拌混合機混合30分鐘後，以面壓10MPa加壓成形為Φ55mm×110mm之尺寸的圓柱狀後，以成形壓力100MPa進行CIP成形而製得成形體。
將所得成形體在大氣環境中、溫度600℃進行2小時脫脂處理後，在氬氣環境下、溫度2100℃燒成2小時，製成氣孔率20%之SiC預製品。將所得SiC預製品以切削機(machining center)使用金剛石製磨石加工為外形尺寸為Φ52mm×100mm之形狀。然後利用研削加工製作3點彎曲強度測定用試驗體(3mm×4mm×40mm)，測定3點彎曲強度。3點彎曲強度為120MPa。
於所得SiC預製品塗布氮化硼之脫膜劑，插入外形尺寸：70mm×70mm×100mm(內徑尺寸：Φ52.5mm×100mm)之筒狀石墨治具而做成構造體。接著，在70mm×100mm×0.8mmt之不銹鋼板塗布石墨脫膜材而製作脫膜板，以成為140.8mm×140.8mm×100mm之形狀的方式，將1個構造體夾著脫膜板進行積層，在兩側配置厚度12mm之鐵板，以8根M10螺釘連結成為一個積層體。接著，將積層體以電爐預熱至溫度700℃後，收納至經預先加熱之內徑Φ400mm×300mmH的沖壓膜內，注入含有矽12質量%及鎂1質量%之鋁合金的熔融物(溫度：800℃)，以100MPa之壓力加壓25分鐘以在SiC預製品浸滲鋁合金。冷卻至室溫後，以濕式帶鋸沿著脫膜板的形狀切割，剝除脫膜板，以旋盤去除石墨治具部分而得到Φ52mm×100mm形狀之複合材料。為了去除浸滲時之形變，所得複合材料係以530℃之溫度退火處理3小時。
接著，由所得複合材料藉由研削加工製得熱膨脹係數測定用試驗體(直徑3mm長度10mm)、熱傳導率測定用試驗體(25mm×25mm×1mm)、3點彎曲強度測定用試驗體(3mm×4mm×40mm)、體積固有電阻率測定用試驗體(50mm×50mm×5mm)。使用各試驗體，以熱膨脹計(Seiko電子工業公司製；TMA300)測定溫度25℃~150℃之熱膨脹係數，以雷射閃光法(Ulvac公司製；TC3000)測定溫度25℃之熱傳導率、以彎曲強度試驗機測定3點彎曲強度、以4端子法(依據JIS R1637)測定體積固有電阻率。結果，溫度25℃~150℃之熱膨脹係數為4.9×10-6/K、溫度25℃之熱傳導率為250W/mK、3點彎曲強度為350MPa、體積固有電阻率為8×10-7Ω‧m。
將複合材料以圓筒研削盤用金剛石磨石進行外周加工為Φ50.8mm×100mm之圓柱形狀。以多鋼線鋸子用金剛石研磨粒、以切割切入速度0.2mm/min，將所得之圓柱形狀複合材料切割加工至板厚0.2mm之圓板狀。以兩面研削盤用#600之金剛石磨石將圓板狀複合材料研削加工至板厚0.12mm後，以精研機用金剛石研磨粒進行研磨加工至板厚0.1mm後，在純水中、接著在異丙醇中進行超音波洗淨，乾燥而製得複合材料體。以表面粗度計測定表面粗度(Ra)，結果Ra為0.04μm。
接著，對該複合材料體進行無電鍍敷Ni-P及Ni-B，在複合材料的表面形成5μm厚(Ni-P：4μm+Ni-B：1μm)之鍍敷層(金屬層)而製成複合材料基板。所得複合材料基板之特性值係由鍍敷層金屬之物性值與鍍敷前複合材料體之物性值，依照體積比率遵循複合則(law of mixure)計算而算出。結果示於表1。又，將鍍敷後之複合材料基板在溫度25℃之5當量濃度的HCl溶液及溫度75℃之10當量濃度的NaOH溶液浸漬1分鐘，測定因各處理所致之每單位面積之重量減少量。再者，以表面粗度計測定鍍敷後之複合材料基板的表面粗度(Ra)。結果示於表2。
<LED發光元件之製作>
適宜參照第1圖之構造圖進行說明。
在板厚為0.5mm之單結晶藍寶石基板1(成長基板)上使用氨氣與三甲基鎵，使用氫與氮之混合氣體作為承載氣體，在溫度1100℃利用MOCVD法，成長4μm厚度之如下(1)~(4)之GaN單結晶2~5。
(1)n型GaN緩衝層符號2
(2)n型GaN半導體層符號3
(3)GaN活性層(發光層)符號4
(4)p型GaN半導體層符號5
接著，利用真空蒸鍍法，在p型GaN半導體層5的表面蒸鍍2μm厚度之銀/錫合金的合金層6。另一方面，亦在LED發光元件用複合材料基板8之一側表面上，以同樣方法蒸鍍2μm厚度之銀/錫合金的合金層7。如第1圖所示，將兩基板以銀/錫合金層6、7相接的方式積層，在溫度400℃、5MPa之加壓下保持5分鐘進行接合。得所接合體係由藍寶石基板1側照射氮氣雷射(輸出40MW/cm2)，剝離藍寶石基板1。藉由雷射照射，n型GaN緩衝層2係分解為Ga與氮，利用所產生之氮氣體可將藍寶石基板1剝離。
然後，藉由蝕刻除去在表面所露出之n型GaN緩衝層2後，如第2圖(係與第1圖上下相反表示)所示，形成氧化銦錫之透明導電體層9。之後蒸鍍Au作為n型電極，藉由切粒作為各LED發光元件。
(實施例2~12，比較例1)
於實施例1所製作之Φ50.8mm×0.1mmt的複合材料體(無電鍍敷處理前之複合材料)改變條件進行無電鍍敷處理，在表面形成表4所示之金屬層。將所得複合材料基板之特性值示於表3。又，將鍍敷後之複合材料基板在溫度25℃之5當量濃度的HCl溶液及溫度75℃之10當量濃度的NaOH溶液浸漬1分鐘，測定因各處理所致之每單位面積的重量減少量。然後，以表面粗度計測定鍍敷後之複合材料基板的表面粗度(Ra)。其結果示於表4。又，表4中，比較例1係未形成金屬層之複合材料體的試驗結果。
(實施例13)
對實施例1所製作之Φ50.8mm×0.1mmt的複合材料體，以蒸鍍法在其表面形成1μm之Au層。將所得複合材料基板之特性值示於表5。又，針對所得複合材料基板進行與實施例1同樣之評價。結果示於表6。
(實施例14)
以蠟系接著劑貼合2片實施例1所製作之Φ50.8mm×0.1mmt的複合材料體，洗淨表面後進行Ni-P無電鍍敷處理，在露出之表面形成5μm之Ni-P層。鍍敷處理後，除去蠟系接著劑。得到在一主面及側面附有金屬層之複合材料基板。將所得複合材料基板之特性值示於表5。又，對所得複合材料基板，將以耐藥品膠帶被覆非鍍敷面，進行實施例1同樣的評價。結果合併示於前表6。
(實施例15)
將實施例1所製作之Φ50.8mm×0.1mmt的複合材料體之一主面以鍍敷光阻被覆後，洗淨表面，進行Ni-P無電鍍敷處理，在表面形成5μm之Ni-P層。於鍍敷處理後以丙酮除去鍍敷光阻，製得在一主面及側面附有金屬層之複合材料基板。將所得複合材料基板之特性值示於表5。又，對所得複合材料基板，以耐藥品膠帶被覆非鍍敷面，進行實施例1同樣的評價。結果合併示於前表6。
(實施例16)
將實施例1所製作之複合材料加工成Φ50.8mm×0.2mmt之形狀後，洗淨表面，進行Ni-P無電鍍敷處理，在表面形成3μm之Ni-P層。然後以平面研削盤、用#800之金剛石磨石進行研削加工至板厚0.1mm，製得在一主面及側面附有金屬層之複合材料基板。將所得複合材料之特性值示於表5。又，對所得複合材料基板，以耐藥品膠帶被覆非鍍敷面，進行實施例1同樣的評價。結果合併示於前表6。
(實施例17~20、比較例2~4)
〈LED發光元件用複合材料基板之製作〉
秤取碳化矽粉末D(大平洋Rundum公司製、NG-80、平均粒徑：150μm)1300g、碳化矽粉末E(屋久島電工公司製、GC-1000F、平均粒徑：10μm)700g、矽石溶膠(日產化學公司製：SNOWTEX)300g，以攪拌混合機混合30分鐘後，以面壓30MPa加壓成形為Φ60mm×55mm之尺寸的圓柱狀，製得成形體。將所得成形體以溫度120℃乾燥1小時後，在氣氛圍氣下、以溫度1100℃燒成2小時，得到氣孔率為35%之SiC預製品。以切削機用金剛石磨石將所得SiC預製品加工成外形尺寸為Φ52mm×50mm之形狀。由所得SiC預製品利用研削加工製得3點彎曲強度測定用試驗體(3mm×4mm×40mm)，測定3點彎曲強度。結果3點彎曲強度為50MPa。
在所得SiC預製品塗布氮化硼之脫膜劑，插入外形尺寸70mm×70mm×50mm(內徑尺寸：Φ52.5mm×50mm)之筒狀鐵製治具做成構造體。接著，在70mm×70mm×0.8mmt之不銹鋼板塗布石墨脫膜材，製得脫膜板，以形狀成為140.8mm×140.8mm×50mm的方式，將4個構造體夾著脫膜板進行積層。在兩側夾著陶瓷纖維含量為10體積%、厚度10mm之陶瓷板，配置厚度12mm之鐵板，以8根M10螺釘連結而做成一個積層體。
接著，用電爐以如表7所示之各溫度預熱積層體後，收納於經預熱之內徑Φ400mm×300mmH的沖壓膜內，注入含有矽12質量%及鎂1質量%含有之鋁合金的熔融物(溫度：800℃)，以表7所示各壓力加壓25分鐘，以在SiC預製品浸滲鋁合金。冷卻至室溫後，以濕式帶鋸沿著脫膜板之形狀切割，剝除脫膜板及鐵製治具後，藉由機械加工除去兩端含有10體積%陶瓷纖維之鋁合金層，製得Φ52.5mm×50mm形狀之複合材料。為了去除浸滲時之形變，所得複合材料係以530℃之溫度退火處理3小時。
接著，由所得複合材料藉由研削加工製得熱膨脹係數測定用試驗體(直徑3mm長度10mm)、熱傳導率測定用試驗體(25mm×25mm×1mm)、3點彎曲強度測定用試驗體(3mm×4mm×40mm)、體積固有電阻率測定用試驗體(50mm×50mm×5mm)。使用各個試驗體，以與實施例1同樣之方法測定溫度25℃~150℃之熱膨脹係數、溫度25℃之熱傳導率、3點彎曲強度、體積固有電阻率。比較例2在試驗體加工時係無法保持形狀，而無法進行特性評價。
將所得複合材料以圓筒研削盤用金剛石之磨石，進行外周加工為Φ50.8mm×50mm之圓柱形狀。接著，以內緣刀刃切割機、用金剛石製之刀刃，以切割切入速度5mm/min，將圓柱形狀之複合材料切割加工至板厚0.25mm之圓板狀。以兩面研削盤用#800之金剛石磨石將圓板狀複合材料研削加工至板厚0.2mm，製得複合材料基板。
接著，洗淨該複合材料表面後，進行Ni-P及Ni-B之無電鍍敷，在複合材料之表面形成4μm厚(Ni-P：3μm+Ni-B：1μm)之鍍敷層。將所得複合材料之物性值示於表8。又，進行實施例1與同樣之評價，結果示於表9。
〈LED發光元件之製作〉
接著，適宜參照第3圖同時記載使用實施例17之LED發光元件用複合材料基板的LED發光元件之製作例。
在板厚為0.5mm之單結晶Si基材11上以CVD法形成2μm之SiC層(表面塗覆層)10，製作成長基板1後，使用氨氣與氯化鎵，用氫氣作為承載氣體，在溫度1050℃藉由HVPE法，成長厚度4μm之如下(1)~(3)之GaN單結晶3~5。
(1)n型GaN半導體層符號3
(2)GaN活性層(發光層)符號4
(3)p型GaN半導體層符號5
接著，在p型GaN半導體層5的表面以真空蒸鍍法蒸鍍厚度0.5μm的銀後，蒸鍍厚度1.5μm之Au/錫合金而形成合金層6。另一方面，在實施例17之LED發光元件用複合材料基板8的一側表面亦用同樣之方法蒸鍍厚度1.5μm之Au/錫合金的合金層7。將兩基板以Au/錫合金層6、7相接的方式進行積層，在溫度500℃、5MPa之加壓下，保持5分鐘進行接合。所得接合體係藉由酸處理蝕刻除去單結晶Si層後，利用研削加工完全除去SiC層。
然後，藉由蝕刻露出之n型GaN層3的表面，將表面粗化後，形成氧化銦錫之透明導電體層。接著，蒸鍍Au作為n型電極，藉由雷射加工做成各LED發光元件。
(實施例21)
秤取碳化矽粉末A(平均粒徑：200μm)1800g、碳化矽粉末B(平均粒徑：20μm)900g、氮化鋁粉末(Tokuyama公司製、等級F、平均粒徑：2μm)300g、及成形黏結劑(甲基纖維素)150g，以攪拌混合機混合30分鐘後，以面壓10MPa加壓成形為Φ55mm×110mm之尺寸的圓柱狀後，以成形壓力100MPa進行CIP成形，製得成形體。
將所得成形體在大氣環境中以溫度600℃進行脫脂處理2小時後，在氬環境下、以溫度1950℃燒成2小時，得到氣孔率為15%之預製品。將得預製品以切削機、用金剛石磨石，加工成外形尺寸為Φ52mm×100mm之形狀。藉由研削加工製作3點彎曲強度測定用試驗體(3mm×4mm×40mm)，測定3點彎曲強度。結果3點彎曲強度為125MPa。
將所得預製品以與實施例1同樣之方法處理(預熱溫度、浸滲壓力參照表7)，得到Φ52mm×100mm形狀之LED發光元件用複合材料。由所得LED發光元件用複合材料與實施例1同樣地製作試驗體，進行特性評價。
接著，將所得LED發光元件用複合材料以圓筒研削盤、用金剛石之磨石，進行外周加工為Φ50.8mm×100mm之圓柱形狀後，與實施例1同樣地加工至板厚0.15mm之圓板狀。接著，以精研機、用金剛石之研磨粒將圓板狀之LED發光元件用複合材料研磨加工至板厚0.1mm，製得LED發光元件用複合材料基板。
接著，洗淨該複合材料的表面後，進行Ni-P及Ni-B之無電鍍敷，在複合材料的表面形成4μm厚(Ni-P：3μm+Ni-B：1μm)之鍍敷層。將所得複合材料之物性值示於表8。又，與實施例1進行同樣之評價，結果示於表9。
(實施例22)
秤取氮化鋁粉末(平均粒徑2μm)2880g、氧化釔粉末(信越Rare‧earth公司製、等級UU、平均粒徑1μm)120g、及成形黏結劑(甲基纖維素)150g、純水150g，以攪拌混合機混合30分鐘後，以面壓10MPa加壓成形為Φ55mm×110mm之尺寸的圓柱狀後，以成形壓力100MPa進行CIP成形，製得成形體。
將所得成形體，在大氣環境中、以溫度600℃進行脫脂處理2小時後，在氮環境下以溫度1780℃燒成4小時，得到氣孔率為22%之預製品。以切削機、用金剛石磨石將所得預製品加工成外形尺寸為Φ52mm×100mm之形狀。由所得預製品，藉由研削加工製作3點彎曲強度測定用試驗體(3mm×4mm×40mm)，測定3點彎曲強度。3點彎曲強度為90MPa。
接著，除了將所得預製品使用純鋁代替鋁合金以外，以與實施例1同樣之方法進行處理(預熱溫度、浸滲壓力參照表7)，得到Φ52mm×100mm形狀之LED發光元件用複合材料。由所得LED發光元件用複合材料，與實施例1同樣地製作試驗體，進行特性評價。
接著，以圓筒研削盤、用金剛石之磨石將LED發光元件用複合材料進行外周加工為Φ50.8mm×100mm之圓柱形狀後，與實施例1同樣地加工至板厚0.15mm。以精研機、用金剛石之研磨粒將所得圓板狀LED發光元件用複合材料研磨加工至板厚0.1mm，而製得LED發光元件用複合材料基板。
接著，洗淨該複合材料之表面後，進行Ni-P及Ni-B之無電鍍敷，在複合材料之表面形成4μm厚(Ni-P：3μm+Ni-B：1μm)之鍍敷層。將所得複合材料的物性值示於表8。又，與實施例1進行同樣之評價，結果示於表9。
(實施例23)
秤取氮化矽粉末(電氣化學工業公司製、NP-200、平均粒徑：1μm)2790g、氧化釔粉末(平均粒徑：1μm)150g、氧化鎂粉末(岩谷化學公司製、MJ-30、平均粒徑：1μm)60g，以攪拌混合機混合30分鐘後，以面壓10MPa加壓成形為Φ55mm×10mm之尺寸的圓板狀後，以成形壓力100MPa進行CIP，製得成形體。
將所得成形體在0.9MPa之氮加壓環境下，以溫度1880℃燒成4小時，得到氣孔率為13%之預製品。以切削機、用金剛石磨石將所得預製品加工成外形尺寸為Φ52mm×5mm之形狀。由所得預製品藉由研削加工製作3點彎曲強度測定用試驗體(3mm×4mm×40mm)，測定3點彎曲強度。結果3點彎曲強度為150MPa。
接著，將所得預製品以與實施例1同樣的方法進行處理(預熱溫度、浸滲壓力參照表7)，得到Φ52mm×10mm形狀之LED發光元件用複合材料。由所得LED發光元件用複合材料與實施例1同樣地製作試驗體，進行特性評價。
以水刀加工機將所得LED發光元件用複合材料進行外周加工成Φ50.8mm×5mm之圓板形狀。接著，以平面研削盤、用#230之金剛石磨石，研削加工至板厚0.22mm之圓板形狀後，用#800之金剛石磨石進行研削加工至板厚0.2mm為止，而製得LED發光元件用複合材料基板。
接著，洗淨該複合材料之表面後，進行Ni-P及Ni-B之無電鍍敷，在複合材料之表面形成4μm厚(Ni-P：3μm+Ni-B：1μm)的鍍敷層。將所得複合材料之物性值示於表8。又，與實施例1進行同樣之評價，結果示於表9。
(實施例24)
將金剛石粉末A(Diamond Innovations公司製、MBG-600、平均粒徑：120μm)7g與金剛石粉末B(Diamond Innovations公司製、MBG-600、平均粒徑：15μm)3g在氧化鋁製之研缽混合10分鐘後，在外形尺寸70mm×70mm×20mm(內徑尺寸Φ52.5mm×20mm)之筒狀石墨治具(1)插入外形尺寸Φ52.4mm×9mm之石墨治具(2)後，填充10g金剛石之混合粉末，然後，於金剛石混合粉末的上面插入石墨治具(2)而做成構造體。接著，在70mm×70mm×0.8mmt之不銹鋼板塗布石墨脫膜材而製作脫膜板，將該構造體夾著脫膜板進行積層，在上下配置厚度12mm之鐵板，以8根M10螺釘連結而作為一個積層體。
接著，將該積層體以與實施例1同樣的方法進行處理(預熱溫度、浸滲壓力參照表7)，得到70mm×70mm×20mm之形狀且周圍係以石墨治具圍繞之LED發光元件用複合材料。所得LED發光元件用複合材料為以石墨治具圍繞之構造，從兩主面側(70mm×70mm)以平面研削盤、用金剛石磨石進行研削加工到露出鋁-金剛石所構成之複合材料為止，加工為70mm×70mm×2mmt之板狀形狀。接著，以水刀加工機進行外周加工為Φ50.8mm×2mm之圓板形狀。
接著，由所得LED發光元件用複合材料，藉由研削加工製作熱膨脹係數測定用試驗體(2mm×3mm×10mm)、熱傳導率測定用試驗體(25mm×25mm×1mm)、3點彎曲強度測定用試驗體(2mm×4mm×40mm)、體積固有電阻率測定用試驗體(35mm×35mm×2mm)。使用各試驗體與實施例1同樣地進行評價。
以平面研削盤、用#230之金剛石磨石將所得LED發光元件用複合材料研削加工至板厚0.16mm之圓板形狀後，用#400之金剛石磨石進行研削加工至板厚成為0.15mm，而製得LED發光元件用複合材料基板。
接著，洗淨該複合材料之表面後，進行Ni-P及Ni-B之無電鍍敷，在複合材料的表面形成4μm厚(Ni-P：3μm+Ni-B：1μm)之鍍敷層。將所得複合材料之物性值示於表8。又，與實施例1進行同樣之評價，結果示於表9。
(實施例25)
在100mm×100mm×0.8mmt之不銹鋼板塗布石墨脫膜材而製作脫膜板，將形狀100mm×100mm×100mm之等方性石墨成形體(東海Carbon公司製G458/氣孔率：13體積%)夾著脫膜板，在兩側配置厚度12mm之鐵板，以8根M10螺釘連結做成一個積層體。接著，將該積層體以與實施例1同樣的方法進行處理(預熱溫度、浸滲壓力參照表7)，得到100mm×100mm×100mm之形狀的複合材料。由所得複合材料與實施例1同樣地製作試驗體，進行特性評價。
所得LED發光元件用複合材料以金剛石鋸子切割加工後，以圓筒研削盤、用金剛石之磨石進行外周加工為Φ50.8mm×100mm之圓柱形狀。以多鋼線鋸子、用金剛石研磨粒，以切割切入速度0.5mm/min將所得LED發光元件用圓柱形狀之複合材料切割加工至板厚0.4mm之圓板狀。以兩面研削盤、用#600之金剛石磨石將所得LED發光元件用圓板狀之複合材料進行研削加工至板厚0.3mm，而做成LED發光元件用複合材料基板。
接著，洗淨該複合材料之表面後，進行Ni-P及Ni-B之無電鍍敷，在複合材料之表面形成4μm厚(Ni-P：3μm+Ni-B：1μm)之鍍敷層。將所得複合材料之物性值示於表8。又，與實施例1進行同樣之評價，結果示於表9。
1．．．成長基板
2．．．形成在成長基板上之氮化物緩衝層
3．．．n型之III-V族半導體層
4．．．發光層
5．．．p型之III-V族半導體層
6．．．合金層(反射層)
7．．．合金層
8．．．複合材料基板
9．．．透明導電層
10．．．表面塗覆層
11．．．基材
第1圖用以說明本發明之實施例1的LED發光元件製造例之概略截面圖，顯示將本發明一實施例之複合材料基板與在藍寶石成長基板上透過緩衝層所形成之半導體層接合之狀態。
第2圖與第1圖相同的圖，顯示除去成長基板後，形成透明導電層之狀態。
第3圖用以說明本發明實施例17之LED發光元件製造例之概略截面圖，顯示將本發明一實施例之複合材料基板接合於形成在Si成長基板上之半導體層的狀態。
1．．．成長基板
2．．．形成在成長基板上之氮化物緩衝層
3．．．n型之III-V族半導體層
4．．．發光層
5．．．p型之III-V族半導體層
6．．．合金層(反射層)
7．．．合金層
8．．．複合材料基板

Claims (15)

  1. 一種LED發光元件用複合材料基板，其係在由碳化矽、氮化鋁、氮化矽、金剛石、石墨、氧化釔及氧化鎂之中所選出之1種以上所構成且氣孔率為10~50體積%之多孔體中浸滲鋁合金或純鋁，加工為預定板厚、表面粗度之複合材料體後，在表面形成厚度為0.5~15μm的金屬層，該金屬層係含有由Ni、Co、Pd、Cu、Ag、Au、Pt、Sn之中所選出之1種以上的金屬。
  2. 如申請專利範圍第1項之複合材料基板，其中前述多孔體係具有50MPa以上之3點彎曲強度，前述鋁合金或純鋁係以澆鑄鍛造法、在浸滲壓力30MPa以上浸滲於前述多孔體。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之複合材料基板，其中前述複合材料體之板厚為0.05~0.5mm且表面粗度(Ra)為0.01~0.5μm。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之複合材料基板，其中前述複合材料體之板厚為0.05~0.5mm且表面粗度(Ra)為0.01~2μm，而且前述金屬層形成後的單面之表面粗度(Ra)係加工為0.01~0.5μm。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之複合材料基板，其溫度25℃之熱傳導率為100~500W/mK、溫度25℃~150℃之線熱膨脹係數為4~9×10-6/K、3點彎曲 強度為50MPa以上、體積固有電阻率為10-9~10-5Ω‧m。
  6. 如申請專利範圍第5項之複合材料基板，其板厚為0.05mm~0.5mm，至少一主面之表面粗度(Ra)為0.01~0.5μm，在溫度25℃之5當量濃度的HCl溶液及溫度75℃之10當量濃度的NaOH溶液中分別浸漬1分鐘時，至少一主面的重量減少量為0.2mg/cm2以下。
  7. 一種LED發光元件用複合材料基板之製法，其係具備下列步驟：(a)準備由碳化矽、氮化鋁、氮化矽、金剛石、石墨、氧化釔及氧化鎂之中所選之1種以上所構成且氣孔率為10~50體積%之多孔體；(b)在前述多孔體中浸滲鋁或純鋁，加工為預定板厚、表面粗度而形成複合材料體；(c)在前述複合材料體的表面形成厚度為0.5~15μm之金屬層，該金屬層係含有由Ni、Co、Pd、Cu、Ag、Au、Pt、Sn之中所選出之1種以上的金屬。
  8. 如申請專利範圍第7項之製法，其中在步驟(a)前述多孔體係具有50MPa以上之3點彎曲強度，在前述步驟(b)係將前述鋁合金或純鋁以澆鑄鍛造法、在浸滲壓力30MPa以上浸滲於前述多孔體。
  9. 如申請專利範圍第7項之製法，其中在步驟(b)係使複合材料體之板厚為0.05~0.5mm，使表面粗度(Ra)為0.01~0.5μm。
  10. 如申請專利範圍第7項之製法，其中在步驟(b)係使複合材料體之板厚為0.05~0.5mm，使表面粗度(Ra)為0.01~2μm；在步驟(c)係將形成有金屬層之複合材料體的單面加工為表面粗度(Ra)0.01~0.5μm。
  11. 一種LED發光元件之製法，其係包括下列步驟：(1)在圓板狀或平板狀之單結晶成長基板的一主面上使III-V族半導體結晶進行磊晶成長(epitaxial growth)；(2)在前述III-V族半導體結晶的表面透過金屬層，接合如申請專利範圍第1至6項中任一項之LED發光元件用複合材料基板後，利用雷射照射、蝕刻、研削之任一方法除去前述單結晶成長基板；(3)將除去前述單結晶成長基板側的III-V族半導體結晶表面進行加工、形成電極後，進行切割加工。
  12. 如申請專利範圍第11項之LED發光元件之製法，其中單結晶成長基板係由選自由單結晶藍寶石、單結 晶碳化矽、單結晶GaAs、單結晶Si所構成之群組的材料製成。
  13. 如申請專利範圍第11或12項之LED發光元件之製法，其中單結晶成長基板係以選自由AlN、SiC、GaN、GaAs所構成之群組的材料進行表面塗覆。
  14. 如申請專利範圍第11或12項之LED發光元件之製法，其中III-V族半導體結晶為GaN、GaAs、GaP中之任一者。
  15. 一種LED發光元件，其係可由如申請專利範圍第11至14項中任一項之LED發光元件之製法而得。
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