ＳｉＣ構造体、半導体装置およびＳｉＣ構造体の製造方法
【課題】部材が熱サイクルを複数回受けたとしても強固に接合された状態を維持することが可能なＳｉＣ構造体、半導体装置およびＳｉＣ構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係るＳｉＣ構造体１０は、ＳｉＣからなり、対象物を放熱するための放熱用部品１と、ＳｉＣからなるベース体３と、放熱用部品１とベース体３とを接合する、ＳｉとＣとを含む接合部７とを備えるＳｉＣ構造体１０である。上記接合部７は、放熱用部品１またはベース体３と接合する接合面から、上記接合面に交差する方向に関して、接合部７の中央部に向かってＣの濃度が減少する。上記接合部７の組成はＳｉ１−ｘＣｘ（０＜ｘ＜１）で表わされることが好ましい。
【解決手段】本発明に係るＳｉＣ構造体１０は、ＳｉＣからなり、対象物を放熱するための放熱用部品１と、ＳｉＣからなるベース体３と、放熱用部品１とベース体３とを接合する、ＳｉとＣとを含む接合部７とを備えるＳｉＣ構造体１０である。上記接合部７は、放熱用部品１またはベース体３と接合する接合面から、上記接合面に交差する方向に関して、接合部７の中央部に向かってＣの濃度が減少する。上記接合部７の組成はＳｉ１−ｘＣｘ（０＜ｘ＜１）で表わされることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＣ構造体、半導体装置およびＳｉＣ構造体の製造方法に関するものであり、より特定的には、熱応力による破損を抑制することができるＳｉＣ構造体、当該ＳｉＣ構造体を用いた半導体装置および当該ＳｉＣ構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえばハイブリッド自動車などに用いられるインバータ回路において、インバータ回路を駆動した際に、インバータ回路を構成する半導体素子が発生する熱を効率よく冷却するため、チャネルやフィンを有する構造体が組み込まれる。
【０００３】
たとえば特開２００４−２８９９４７号公報（特許文献１）には、マイクロチャネル冷却装置を用いて、インバータ回路から発生する熱を冷却する電力変換装置が開示されている。マイクロチャネル冷却装置はヒートシンクと、ヒートシンクに接続された複数本のフィンと、ヒートシンクやフィンを冷却する冷却ファンとから構成されている。インバータ回路が発生する熱がヒートシンクに伝播すると、当該熱はヒートシンクからフィンに伝わり、ヒートシンクやフィンに対向するように配置される冷却ファンの回転により冷却される。
【０００４】
また特開２００８−１２４４３０号公報（特許文献２）には、インバータ回路を構成するパワーモジュール（パワー半導体素子）に放熱用の部材が取り付けられ、特許文献１のマイクロチャネル冷却装置と同様に、当該放熱用の部材にフィンが複数本取り付けられた構造体が開示されている。複数本のフィンに挟まれた領域に冷却媒体が通ることにより、当該放熱用の部材に伝播した熱を冷却する。また、当該フィンは、ヒートシンクや放熱用の部材と、たとえばろう材により接合されており、放熱用の部材と、上記冷却媒体の流通空間を形成するケースとの接合はＯリングによりなされていることが併せて開示されている。
【０００５】
ところで、上述した接合技術として、たとえば特開２００８−６９０５９号公報（特許文献３）には、ホウ素系の焼結助剤を用いて形成されたＳｉＣ焼結体同士を、Ｓｉからなる接合部を用いて接合した接合体および、当該接合体の接合方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２８９９４７号公報
【特許文献２】特開２００８−１２４４３０号公報
【特許文献３】特開２００８−６９０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献２において、上述した放熱用の部材は銅などでつくられる旨が記載されている。特許文献２において記載されていないが、銅のほかにアルミニウムなどの金属材料から形成されると推察される。
【０００８】
当該パワーモジュールを実際に使用した際に、たとえば放熱用の部材が半導体素子の発熱により加熱されたり、それが冷却媒体により冷却されたりの熱サイクルを繰り返し受ける。しかるにパワーモジュールにおいて実際に加熱がなされるのは半導体素子であるため、放熱用の部材と半導体素子との熱膨張係数の差が大きくなる。このため、熱サイクルを繰り返し受けることにより、当該放熱用の部材は大きな熱応力を頻繁に受ける。したがって放熱用の部材の耐熱性が劣化し、寿命が短縮化する可能性がある。
【０００９】
また、上述したように、特許文献２の冷却用の素子は、放熱用の部材とフィンとがろう材により接合されている。すると、当該部材とこれを接合するろう材との材質の差による熱膨張係数の差も大きくなる。したがって、当該部材が熱サイクルを複数回受けることにより、当該ろう材の接合力が劣化する可能性がある。Ｏリングにより当該冷却用の部材と固定されたケースについても、部材が繰り返し熱サイクルを受けることにより接合強度が劣化する可能性がある。このように劣化すれば、たとえば冷却媒体がＯリングにより本来接合されているべき箇所から漏洩する可能性がある。なお、特許文献１においては、開示されているマイクロチャネル冷却装置を構成する部材の材質などは開示されていないが、特許文献２の放熱用の部材などと同様の材質を用いていると推察される。
【００１０】
また、特許文献３は熱サイクルにより熱応力を繰り返し受ける部材に関するものとしては開示も示唆もされていない。
【００１１】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものである。その目的は、部材が熱サイクルを複数回受けたとしても強固に接合された状態を維持することが可能なＳｉＣ構造体、半導体装置およびＳｉＣ構造体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るＳｉＣ構造体は、ＳｉＣからなり、対象物を放熱するための放熱用部品と、ＳｉＣからなるベース体と、放熱用部品とベース体とを接合する、ＳｉとＣとを含む接合部とを備えるＳｉＣ構造体である。上記接合部は、上記放熱用部品または上記ベース体と接合する接合面から、上記接合面に交差する方向に関して、上記接合部の中央部に向かってＣの濃度が減少する。
【００１３】
炭化珪素（ＳｉＣ）は熱伝導性が優れているため、上述した放熱用部品などに使用するに適した材料である。またＳｉＣは熱膨張率が金属に比べて低いため、ＳｉＣからなる放熱用部品などに対して、熱サイクルによる繰り返し応力を与えても、たとえば金属からなる放熱用部品に比べて、熱膨張や熱収縮する割合が小さい。
【００１４】
さらにＳｉＣからなる放熱用部品とベース体とを接合する接合部には、シリコン（Ｓｉ）と炭素原子（Ｃ）とを含んでいる。これは両者を接合する（接合部を形成する）材料がＳｉで形成されており、かつ接合する処理を行なう際に、放熱用部品やベース体に含まれている炭素原子（Ｃ）が固溶されて接合部の内部に拡散するためである。接合部の放熱用部品やベース体との境界部から、接合部の中央部に向かって拡散して固溶する。このため上記境界部から、接合部の中央部に向かってＣの濃度が減少する。このため放熱用部品とベース体との境界部分に配置された接合部には、放熱用部品やベース体と同様に、ＳｉとＣとを含有することになる。このため当該接合部は、放熱用部品やベース体と組成の連続性を有する。したがって放熱用部品やベース体と、接合部との熱膨張係数の差が小さくなるため、熱サイクルによる熱応力が小さくなる。このため、当該接合部における応力集中や、応力集中に起因する部材の破損などの不具合を抑制することができる。以上より、熱サイクルを繰り返し受けるＳｉＣ構造体の耐久性を向上させることができる。なお上述したように、接合部においてもＳｉとＣとを含有するが、上述した本発明に係るＳｉＣ構造体において、接合部はＳｉ１−ｘＣｘ（０＜ｘ＜１）で表わされることが好ましい。
【００１５】
上述した本発明に係るＳｉＣ構造体において、上記ベース体は平板形状であることが好ましい。ベース体が平板形状であれば、当該ベース体の一方の主表面上にたとえば放熱用部品を接合することにより、安定した形状を有し、放熱効果の高いＳｉＣ構造体を形成することができる。なお、ここで主表面とは、表面のうち最も面積の大きい主要な面をいう。
【００１６】
上述した本発明に係るＳｉＣ構造体において、上記放熱用部品には、上記ベース体の主表面に沿った方向に複数の柱状構造体が一定間隔ごとに並んでいることが好ましい。このように複数の柱状構造体を並べた構成とすれば、当該放熱用部品を構成する構造体の数が多くなる。このため、当該放熱用部品の表面積が大きくなる。したがって、たとえば放熱用部品が加熱されたとしても当該放熱用部品の表面を冷却することにより、高効率に当該放熱用部品を冷却することができる。したがって、放熱用部品が吸収する熱を効率よく放熱することができる。
【００１７】
上述した本発明に係るＳｉＣ構造体と、電気信号を供給する半導体素子とを備える半導体装置は、上述したようにＳｉＣ構造体が高効率に冷却され、高効率に放熱することができるため、たとえば半導体素子が駆動することにより発生する熱を高効率に放熱することができる。したがって当該半導体装置は、熱サイクルを繰り返し受けることによる耐久性を向上することができる。
【００１８】
本発明に係るＳｉＣ構造体の製造方法は、ＳｉＣからなり、対象物の熱を放熱するための放熱用部品を準備する工程と、ＳｉＣからなるベース体を準備する工程と、上記放熱用部品と上記ベース体との少なくともいずれか一方の主表面上にＳｉ層を形成する工程と、上記放熱用部品と上記ベース体とが上記Ｓｉ層を挟むように接触した状態で、上記Ｓｉ層をＳｉの融点以上に加熱する工程とを備える。
【００１９】
上述した方法によれば、Ｓｉ層が放熱用部品とベース体とに接触した状態で加熱され、Ｓｉ層が溶融する。このため、当該溶融したＳｉ層が放熱用部品とベース体とを接合する接合部となる。そしてＳｉ層が溶融する際に、放熱用部品やベース体に含まれるＣがＳｉ層の内部に流入し、ＳｉとＣとを含む（上述したＳｉ１−ｘＣｘの化学式で表わされる）接合部が形成される。このため、接合部が放熱用部品やベース体と同様にＳｉとＣとを含む部材となる。このように接合される側の部材（放熱用部品やベース体）を構成する元素の一部が、接合部に流入して固溶するため、より確実に、接合される側の部材と接合部とを強固に接合することができる。
【００２０】
また上述したように、接合される側（放熱用部品やベース体）と接合部との両方にＳｉとＣとが含まれるため、組成の差が小さくなるため、両者間の熱膨張係数の差が小さくなり、熱サイクルによる熱応力に起因した破損などを抑制することが可能なＳｉＣ構造体を形成することができる。
【００２１】
上記製造方法における上記加熱する工程では、Ｓｉ層を１４００℃以上１８００℃以下に加熱することが好ましい。大気圧下におけるＳｉの融点は１４１４℃であり、Ｓｉ層の加熱温度を１４００℃未満とすれば接合のための反応に時間を要することになる。このため、接合のためにＳｉ層を溶融する際には当該Ｓｉ層を１４００℃以上に加熱することが好ましい。大気圧下におけるＳｉＣの融点は２７３０℃であるため、たとえばＳｉ層を１４００℃に加熱し、Ｓｉ層に接触するＳｉＣからなる接合される部材が同等の温度に加熱されても当該接合される部材は溶融しない。しかしＳｉＣは昇華性を有し、たとえば２３００℃に加熱すれば昇華する。このためＳｉＣを１８００℃以上に加熱すれば、昇華の前段階である兆候が出現することがある。このためＳｉＣにて形成された接合される部材を１８００℃以上に加熱すれば、変形などの不具合を来たす可能性がある。このため上記範囲内の温度に加熱することが好ましい。
【００２２】
上記ＳｉＣ構造体の製造方法における上記加熱する工程は、真空中または不活性ガス雰囲気中にて行なうことが好ましい。このようにすれば、より確実に接合部にＣの元素を流入させて、より確実に当該接合部をＳｉ１−ｘＣｘとすることができる。したがって、当該接合部が熱サイクルを繰り返し受けた際の熱応力を小さくし、当該接合部が破損することをより確実に抑制することができる。
【００２３】
また上記加熱する工程を不活性ガス中にて行ない、その際に当該不活性ガス中にＣを含むガスを追加供給する。このようにすれば、拡散により接合部に流入されるＣ元素に加えて、処理を行なう雰囲気中に含まれるＣ元素の一部が、溶融した接合部に流入する。したがってこの場合、Ｃを含有しない雰囲気中や真空中にて加熱処理を行なった場合に比べて、より高い濃度のＣを当該接合部に含有させることができる。このため、接合部に含まれるＣの濃度を高くして、接合される部材に含まれるＣの濃度により近づけることができる。つまり、接合部の組成を接合される部材の組成により近づけることができる。したがって、当該ＳｉＣ構造体に熱サイクルが繰り返し加わっても、当該接合部などが破損することをより確実に抑制することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、部材が熱サイクルを複数回受けたとしても強固に接合された状態を維持することが可能なＳｉＣ構造体、半導体装置およびＳｉＣ構造体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施の形態１に係るＳｉＣ構造体の構成を示す、図２の線分Ｉ−Ｉにおける概略断面図である。
【図２】本実施の形態１に係るＳｉＣ構造体を構成する放熱用部品の外観を示す概略斜視図である。
【図３】本実施の形態１に係るＳｉＣ構造体の放熱用部品とベース体とを接合する接合部における一のＣ濃度分布を示すグラフである。
【図４】本実施の形態１に係るＳｉＣ構造体の放熱用部品とベース体とを接合する接合部における他のＣ濃度分布を示すグラフである。
【図５】本発明に係るＳｉＣ構造体の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】本実施の形態１に係るＳｉＣ構造体を形成する際の、図５の工程（Ｓ１０）にて準備した放熱用部品の態様を示す概略断面図である。
【図７】本実施の形態１に係るＳｉＣ構造体を形成する際の、図５の工程（Ｓ２０）にて準備したベース体の態様を示す概略断面図である。
【図８】本実施の形態１に係るＳｉＣ構造体を形成する際の、図５の工程（Ｓ３０）にてＳｉ層を形成した放熱用部品の態様を示す概略断面図である。
【図９】本実施の形態１に係るＳｉＣ構造体を形成する際の、図５の工程（Ｓ４０）にて準備したベース体の態様を示す概略断面図である。
【図１０】図９に示す接合前の各部材内部の各位置におけるＳｉおよびＣの濃度を示す概略断面図およびグラフである。
【図１１】図１に示す接合後の各部材内部の各位置におけるＳｉおよびＣの濃度を示す概略断面図およびグラフである。
【図１２】本実施の形態２に係るＳｉＣ構造体の構成を示す、図１３の線分ＸＩＩ−ＸＩＩにおける概略断面図である。
【図１３】本実施の形態２に係るＳｉＣ構造体の外観を示す概略斜視図である。
【図１４】本実施の形態２に係るＳｉＣ構造体を形成する際の、図５の工程（Ｓ４０）を実施する態様を示す概略断面図である。
【図１５】本実施の形態２に係るＳｉＣ構造体を半導体素子に接続させた半導体装置の態様を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら、本発明の各実施の形態について説明する。なお、各実施の形態において、同一の機能を果たす要素には同一の参照符号を付し、その説明は、特に必要がなければ繰り返さない。
【００２７】
（実施の形態１）
図１の概略断面図に示すように、本発明の実施の形態１に係るＳｉＣ構造体１０は、パワーモジュール（パワー半導体素子）の駆動により発生する熱を外部に放熱するために用いられる部材（マイクロチャネル冷却装置）である。ＳｉＣ構造体１０は、対象物を放熱するための放熱用部品１と、ＳｉＣからなるベース体３と、放熱用部品１とベース体３とを接合する接合部７とを備えている。放熱用部品１とベース体３とは、いずれもＳｉＣからなる構造体である。
【００２８】
図１における放熱用部品１の最上面（接合部７と接触する面）には、図２に示すように、一定の幅や深さを有する１本の曲線状の溝５が形成されている。当該溝５の一方の端部（図２の溝５の手前部の左側に存在する端部）から他方の端部（図２の溝５の手前部の右側に存在する端部）へ、たとえば液体窒素などの冷却媒体が流通する。上記冷却媒体は、たとえば当該ＳｉＣ構造体１０に伝播される熱を冷却する役割を有するものである。放熱用部品１、ベース体３ともに、熱伝導性に優れたＳｉＣで形成されるため、当該ＳｉＣ構造体１０に伝播される熱はスムーズに冷却媒体に伝播され、冷却される。溝５は図２に示す曲線状であってもよいが、任意の他の形状であってもよい。図１に示すように溝５の断面は矩形状となっているが、たとえば円形状や半円形状などであってもよい。また、図２に示す溝５の一方の端部と他方の端部とは放熱用部品１の同一の側面上に存在するが、当該一方の端部と他方の端部とは、放熱用部品１の異なる側面上に存在してもよい。放熱用部品の主表面において溝５が折り返す回数なども任意とすることができる。
【００２９】
図３、図４におけるグラフの横軸は、グラフの下側に描写されているＳｉＣ構造体１０の放熱用部品１、接合部７およびベース体３の各位置を、同グラフの縦軸は、上記構造体を構成する各位置におけるＣ濃度を示す。図３に示すように、ＳｉＣで構成される放熱用部品１およびベース体３の内部においては、どの領域においても曲線２１が表わすＣ濃度はほぼ一定になっている。図４においても同様である。しかしこれらが接合された接合部７の内部におけるＣ濃度は、ＳｉＣで構成される放熱用部品１およびベース体３の内部におけるＣ濃度に比べて小さくなり、接合部７の内部はＳｉ１−ｘＣｘ（０＜ｘ＜１）で表わされる組成となっている。
【００３０】
すなわち接合部７はＳｉとＣとを含む。この接合部７におけるＣの濃度は、図３のグラフにおける曲線２１または図４のグラフにおける曲線２２に示すように、放熱用部品１またはベース体３と接合する接合面から、接合面に交差する方向（すなわち放熱用部品からベース体３に向かう、図３や図４における左右方向）に関して、当該接合部７の中央部に向かって減少することが好ましい。図３の曲線２１が示すように、上記接合面から上記中央部に向けて、Ｃ濃度が単調に減少するように分布していてもよいし、図４の曲線２２が示すように、上記接合面から上記中央部に向けて、Ｃ濃度が単調に減少した後、中央部においてはＣ濃度がほぼ一定の値を保つ分布となってもよい。このほか図示しないが、たとえば上記接合面から上記中央部に向けてＣ濃度が一旦減少するが中央部にやや近い領域で一旦ほぼ一定の値となり、さらに中央部側において再び中央部に向けてＣ濃度が減少するような分布となっていてもよい。
【００３１】
接合部７の内部におけるＣ濃度が上述したような分布となっていれば、接合部７の内部において、放熱用部品１やベース体３との接合面に近い領域においては中央部よりもＣ濃度が高い。このため、接合部７のうち接合面に近い領域の組成はより放熱用部品１やベース体３に近い。このため、接合される部材（放熱用部品１やベース体３）と接合部７との組成の差の傾きを小さくすることができる。したがって、たとえば当該ＳｉＣ構造体１０に熱サイクルが連続的に印加されたとしても、当該接合部７の接合面近傍の領域における組成の変化が小さいことから、たとえば熱膨張係数差に基づく熱応力を小さくすることができる。したがって、熱応力に起因する接合部７などの破損などの発生を抑制することができる。
【００３２】
また、上述したように接合部７の接合面近傍における組成の変化を小さくすることにより、接合部７の接合面近傍における接合される部材との接合強度を高くすることができる。接合部７の接合面近傍における組成の変化が小さく、接合部７と接合される部材とがより類似の材質となるためである。したがって、より強固に安定に接合された接合部７とすることができる。
【００３３】
図１、図２に示すように、ＳｉＣ構造体１０を構成する放熱用部品１およびベース体３は平板形状を有している。このような形状を有することにより、ベース体３の一方の主表面と、放熱用部品１の一方の主表面とを接合部７を介して安定した形状のＳｉＣ構造体１０となるように形成することができる。
【００３４】
また、ベース体３が平板形状を有することにより、たとえばパワーモジュールの内部にて発生した熱を、大きな面積を有する当該ベース体３の一方の主表面に高効率に伝播させることができる。したがって、当該ベース体３からＳｉＣ構造体１０にて冷却したり、ベース体３を通じてＳｉＣ構造体１０から放熱する効率を向上することができる。
【００３５】
次に当該ＳｉＣ構造体１０の製造方法について説明する。図５のフローチャートに示すように、まず放熱用部品を準備する工程（Ｓ１０）を実施する。具体的には、図６の断面図に示す放熱用部品１を準備する工程である。
【００３６】
上述したように放熱用部品１は多結晶ＳｉＣにて形成されることが好ましい。多結晶ＳｉＣは単結晶のＳｉＣよりも安価であるため、多結晶ＳｉＣを用いれば、当該ＳｉＣ構造体１０のコストを低減することができる。まず放熱用部品１を形成する土台を形成するために、多結晶ＳｉＣからなるインゴットを、所望の形状、寸法を有する平板形状となるよう切断加工することが好ましい。図６に示すように、たとえば平板形状からなる多結晶ＳｉＣの構造体に対して、冷媒流通部４を形成する。冷媒流通部４は、図２に示すように、放熱用部品１を形成する構造体の一方の主表面から一定の深さの領域に対して、冷媒を流すための溝５として形成されるものである。
【００３７】
具体的には冷媒流通部４は、たとえば放熱用部品１を形成する構造体の一方の主表面から一定の深さの領域を、図２に示す曲線などの形状の溝５を形成するようにエッチングすることにより形成する。エッチングするためには、たとえば当該放熱用部品を形成する多結晶ＳｉＣの構造体の主表面上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いて、所望の領域における当該構造体の主表面から一定の深さの領域を除去することが好ましい。
【００３８】
次に図５のフローチャートに示すベース体を準備する工程（Ｓ２０）を実施する。具体的には、たとえば平板形状を有するベース体３を形成する工程である。ＳｉＣ構造体１０においてはベース体３も上述した放熱用部品１と同様に、対象物が発生する熱を放熱する機能を有する部材である。したがってベース体３も放熱用部品１と同様に多結晶ＳｉＣにて形成されることが好ましい。多結晶ＳｉＣからなるインゴットを、所望の形状、寸法を有するベース体３となるよう切断加工することにより、ベース体３を形成することが好ましい。
【００３９】
続いて図５のフローチャートに示すＳｉ層を形成する工程（Ｓ３０）を実施する。具体的には、先の工程で準備した放熱用部品１とベース体３とを接合するためのＳｉ層を形成する工程である。
【００４０】
最終的に形成されるＳｉＣ構造体１０は、図１に示すように、放熱用部品１のうち冷媒流通部４（溝５）が形成された主表面と、ベース体３の主表面とが接合部７により接合された構成となる。このため図８に示すように、放熱用部品１の冷媒流通部４が形成された主表面上にＳｉ層９を形成することが好ましい。Ｓｉ層９は、たとえばシラン（ＳｉＨ４）ガスを用いて減圧ＣＶＤ法を用いることにより、所望の主表面上に形成することができる。なおＳｉ層９を堆積させる際には、５００℃以上８００℃以下の温度下で処理することが好ましい。
【００４１】
ただしこの場合、たとえば溝５の底面（溝５を形成する面のうち、放熱用部品１の主表面に沿った方向に存在する面）上にもＳｉ層が形成されることがある。したがって、これを抑制するため、Ｓｉ層９を形成した後にたとえばフォトリソグラフィを行ない、所望の領域（放熱用部品１の主表面上）のみにＳｉ層９が形成されるように処理することが好ましい。
【００４２】
またＳｉ層９の厚み（図８におけるＳｉ層９の上下方向の厚み）は、０．１μｍ以上１０μｍ以下とすることが好ましい。Ｓｉ層９の厚みを１０μｍ以上とすれば、多結晶ＳｉＣの放熱用部品１上に形成されるＳｉ層９が支配的になり、Ｓｉ層９が形成される主表面の凹凸を反映したＳｉ層９が形成されることがある。したがって形成されるＳｉ層９の表面の面粗度が大きくなることがある。また、当該厚みが０．１μｍ未満となれば、厚みが足りないため減圧ＣＶＤ法を用いることにより所望の高品質なＳｉ層９を形成することが困難となる。なおＳｉ層９は、上述した厚みの範囲の中でも０．１μｍ以上１μｍ以下とすることがより好ましい。
【００４３】
上述したように、放熱用部品１のベース体３と接合される主表面上にＳｉ層９を形成する場合、溝５の底面に形成されるＳｉ層を除去する工程が加わる。このため放熱用部品１の代わりに、ベース体３の放熱用部品１と接合される主表面上にＳｉ層９を形成することがより好ましい。このようにすれば、主表面上の全面に形成したＳｉ層９をそのまま次工程に用いることができるため、処理時間を短縮することができる。
【００４４】
そして図５に示すＳｉ層にて接合する工程（Ｓ４０）を行なう。具体的には、放熱用部品１とベース体３とが先の工程にて形成したＳｉ層９を挟むように接触した状態で、Ｓｉ層９をＳｉの融点以上に加熱することにより、放熱用部品１とベース体３とを接合する工程である。
【００４５】
たとえば図８に示すように放熱用部品１の溝５（冷媒流通部４）が形成された主表面上にＳｉ層９が形成されている場合、図９に示すように放熱用部品１のＳｉ層９とベース体３の主表面とを接触させる。図９のように放熱用部品１とベース体３とを接触させた時点における放熱用部品１、ベース体３およびＳｉ層９の内部を構成する各位置のＳｉとＣとの濃度分布を図１０に示す。図１０の左側の図は、下側から順に放熱用部品１、（放熱用部品１の一方の主表面上に形成した）Ｓｉ層９、ベース体３が積まれた状態を示す。そして右側のグラフは、上記各部材の各位置のＳｉとＣとの濃度分布を示す。具体的には当該グラフの縦軸は、左側に配置された積層構造の各位置を示し、当該グラフの横軸は、各位置におけるＳｉ濃度とＣ濃度との割合を示す。当該グラフの横軸が示すＳｉ濃度とＣ濃度とは、右側ほど当該濃度が高いことを示す。ただし上述したように、グラフの横軸が示すのは各位置におけるＳｉとＣとの濃度の和（１００％）に対する、ＳｉとＣそれぞれの濃度の割合（％）であり、各元素の濃度の絶対値ではない。
【００４６】
図１０に示すように、Ｓｉ層９が形成された放熱用部品１とベース体３とが接合前に互いに接触した状態においては、ＳｉＣからなる放熱用部品１およびベース体３の内部の各領域においてＳｉとＣとがほぼ同程度の濃度含まれている。そしてＳｉ層９の内部においては、Ｓｉが放熱用部品１およびベース体３の内部におけるＳｉの約２倍の濃度含まれている。これに対して、Ｓｉ層９の内部においてはＣは含まれていない。
【００４７】
次にＳｉ層９を加熱して接合部７を形成させ、放熱用部品１とベース体３とを互いに接合させ、図１に示すＳｉＣ構造体１０を形成した状態における放熱用部品１、ベース体３および接合部７の各位置のＳｉとＣとの濃度分布を図１１に示す。図１１の左側の図は、図１０と同様に下側から順に放熱用部品１、接合部７、ベース体３を示す。そして右側のグラフは、上記各部材の各位置のＳｉとＣとの濃度分布を示す。当該グラフの縦軸と横軸については、図１０と同様である。
【００４８】
図１１に示すように、放熱用部品１およびベース体３の内部については、図１０の接合前の状態と同程度のＳｉとＣとが含まれている。しかし加熱により形成された接合部７の内部においては、図１１の上下方向（接合面に交差する方向）に関して接合部７と放熱用部品１、ベース体３との界面（接合面）から中央部に向けて、Ｓｉの濃度の割合が漸次増加し、Ｃの濃度の割合が漸次減少する。そして上記中央部においてはある領域内にてＳｉ、Ｃともにほぼ一定の濃度を示す。
【００４９】
具体的には加熱によりＳｉ層９のＳｉが溶融し、かつ放熱用部品１およびベース体３を構成するＳｉＣのＣ元素の一部がＳｉ層９が溶融してなる接合部７の内部に進入して固溶しているものと考えられる。このため接合部７の内部においてはＳｉ１−ｘＣｘ（０＜ｘ＜１）の化学式で表わされる組成となる。上記化学式におけるｘの値は、接合部７を構成する元素のうちＣ元素が占める割合である。このため図１１の右側のグラフに示すように、接合部７においてはＣが含まれる分、Ｓｉの割合が図１０のＳｉ層９のほぼ１００％に比べれば減少している。
【００５０】
上述したように、図１１の上下方向（接合面に交差する方向）に関して接合部７の、放熱用部品１やベース体３と接合する界面（接合面）近傍に比べて、中央部においてはＣの濃度の割合が低い。これは加熱時に放熱用部品１やベース体３の内部に含まれているＣが接合部７の内部に進入して固溶するためであり、接合面から離れた中央部に向かうにつれて、拡散したＣが到達する割合が少なくなるためである。
【００５１】
なお、接合後に形成される接合部７の内部におけるＣの濃度（絶対量および、ＳｉＣ全体に対する割合）は、図１１や図１の上下方向に関して連続的に変化（増加ないし減少）することが好ましい。ここで連続的に変化するとは、接合部７の組成を示す化学式であるＳｉ１−ｘＣｘ（０＜ｘ＜１）のｘの値が、図１１や図１の上下方向に関して連続的に変化することを意味する。したがって図１１や図１の上下方向に関して部分的にｘの値が一定となってもよい。また、たとえば接合面から中央部に向かう途上において、上述したｘの値が、たとえば減少した後部分的に増加し、また減少するなどの変化をとってもよい。
【００５２】
同様に接合部７の内部におけるＳｉの濃度についても、上述した接合面から中央部に向かうにつれて連続的に変化することが好ましい。接合部７は接合前にＳｉ層９であった領域であるため、通常はＳｉ１−ｘＣｘで示されるｘの値の範囲は０＜ｘ＜０．５であり、接合部７内においてはＳｉの濃度の割合は放熱用部品１やベース体３におけるＳｉの濃度の割合よりも大きくなる。しかし接合時のＳｉやＣの拡散が激しい場合には、０．５≦ｘ＜１となってもよい。
【００５３】
上述したｘの値は０．５に近いことがより好ましい。この場合、接合部７の組成が放熱用部品１やベース体３の組成により近くなる。したがって接合部７の、放熱用部品１やベース体３との熱膨張係数の差がより小さくなる。このためＳｉＣ構造体１０に熱サイクルを与えた場合においても接合部７に発生する熱応力を小さくすることができる。
【００５４】
以上のように加熱時に元素の拡散や固溶が起こることにより、放熱用部品１やベース体３とが接合される。この処理を行なう際の加熱は、１４００℃以上１８００℃以下にすることが好ましい。また加熱処理は真空中または不活性ガス雰囲気中にて行なうことが好ましく、不活性ガスとしてはＡｒまたはＮの雰囲気を用いることが好ましい。ＡｒまたはＮの雰囲気を用いれば、当該不活性ガス雰囲気中にＣを含むガスを追加供給することができる。このようにすれば、接合部７の内部に、元々放熱用部品１やベース体３に含まれるＣ元素が進入することによるＣのほかに、雰囲気中に含まれるＣを接合部７に含めさせることができる。このため、接合部７の内部におけるＣの含有する割合を、より放熱用部品１やベース体３におけるＣの含有する割合に近づけることができる。このためＳｉＣ構造体１０に熱サイクルを与えた場合に接合部７に発生する熱応力をより小さくすることができる。したがって、当該接合部７における応力集中や、応力集中に起因する部材の破損などの不具合を抑制することができる。以上より、熱サイクルを繰り返し受けるＳｉＣ構造体１０の耐久性を向上させることができる。
【００５５】
（実施の形態２）
図１２の概略断面図に示すように、本発明の実施の形態２に係るＳｉＣ構造体２０は、本発明の実施の形態１に係るＳｉＣ構造体１０と基本的に同様の態様を備えている。しかしＳｉＣ構造体２０は、図１２および図１３に示すように、ＳｉＣからなり、対象物を放熱するための放熱用部品としての複数台のフィン１１が、ＳｉＣからなるベース体１３の一の表面上に配置された構成を有している。ベース体１３とフィン１１とは接合部１７により接合されている。以上の点においてＳｉＣ構造体２０はＳｉＣ構造体１０と異なる。
【００５６】
ベース体１３についてはＳｉＣ構造体１０のベース体３と同様の平板形状の構造体である。しかし放熱用部品としてのフィン１１は、ベース体３の一方の主表面に沿った方向に複数、一定間隔ごとに並んでいる柱状構造体（直方体状構造体）である。
【００５７】
ＳｉＣ構造体２０に対象物を放熱するための機能を持たせるために、ベース体１３の主表面に沿った方向に関して隣り合うフィン１１に挟まれた間隙１５を冷媒が通る構成としてもよい。しかしたとえば、フィン１１に対向する位置に冷却用ファンを載置することによりフィン１１を冷却する構成としてもよい。
【００５８】
この場合において、ベース体１３の、フィン１１と対向する主表面と反対側の主表面（図１２、図１３における上側の主表面）側に載置された、たとえばインバータ回路が発生する熱がＳｉＣ構造体２０に伝播する場合を考える。このときＳｉＣ構造体２０のベース体１３からフィン１１に伝播した熱は、フィン１１に対向する冷却用ファンにより放熱され、フィン１１が冷却される。フィン１１を多数配置すれば、これらのフィン１１の表面積の和が大きくなる。フィン１１の表面積の和が大きくなるほど、フィン１１の表面から放熱される効率が高くなる。このため、図１２、図１３のＳｉＣ構造体２０には一例として１０本のフィン１１が配置されているが、フィン１１は任意の本数とすることができ、その本数はより多い方が好ましい。
【００５９】
次に当該ＳｉＣ構造体２０の製造方法について説明する。ＳｉＣ構造体２０の製造方法についても、ＳｉＣ構造体１０の製造方法と同様に図５のフローチャートに従う。図５の放熱用部品を準備する工程（Ｓ１０）においては、図１２または図１３に示す、平板形状のフィン１１を複数台形成する。当該フィン１１は多結晶ＳｉＣを用いて形成することが好ましい。ここではたとえば多結晶ＳｉＣからなるインゴットを、所望の形状、寸法を有するフィン１１となるよう切断加工することにより、フィン１１を形成することが好ましい。
【００６０】
次に図５のフローチャートに示すベース体を準備する工程（Ｓ２０）を実施する。具体的には、たとえば平板形状を有するベース体１３を形成する工程である。ベース体１３も多結晶ＳｉＣにて形成されることが好ましい。多結晶ＳｉＣからなるインゴットを、所望の形状、寸法を有するベース体１３となるよう切断加工することにより、ベース体１３を形成することが好ましい。
【００６１】
続いて図５のフローチャートに示すＳｉ層を形成する工程（Ｓ３０）を実施する。これは具体的には、ベース体１３と複数台のフィン１１とを接合するためのＳｉ層１９を形成する工程である。
【００６２】
ＳｉＣ構造体２０のＳｉ層１９は、ＳｉＣ構造体１０のＳｉ層９と同様の組成であるため、Ｓｉ層９と同様の手順により形成されることが好ましい。すなわちＳｉ層１９は、たとえばシラン（ＳｉＨ４）ガスを用いて減圧ＣＶＤ法を用いることにより、所望の主表面上に形成することができる。なおＳｉ層１９を堆積させる際には、５００℃以上８００℃以下の温度下で処理することが好ましい。
【００６３】
またＳｉ層１９の厚み（図１２、１３におけるＳｉ層１９の上下方向の厚み）は、Ｓｉ層９の厚みと同様に０．１μｍ以上１０μｍ以下とすることが好ましく、上述した厚みの範囲の中でも０．１μｍ以上１μｍ以下とすることがより好ましい。
【００６４】
Ｓｉ層１９は、ベース体１３のフィン１１と接合される主表面上に形成されてもよいし、フィン１１のベース体１３と接合される表面上に形成されてもよい。ただし複数台のフィン１１のそれぞれの、ベース体１３と接合される表面上にＳｉ層１９を形成するよりも、１台のベース体１３のフィン１１と接合される主表面上にＳｉ層１９を形成する方が高効率である。
【００６５】
そして図５に示すＳｉ層にて接合する工程（Ｓ４０）を行なう。ＳｉＣ構造体１０の工程（Ｓ４０）と同様に、放熱用部品であるフィン１１とベース体１３とが先の工程にて形成したＳｉ層１９を挟むように接触した状態で、Ｓｉ層１９をＳｉの融点以上に加熱することにより、フィン１１とベース体１３とを接合する工程である。
【００６６】
ＳｉＣ構造体２０を形成する際の工程（Ｓ４０）についても、ＳｉＣ構造体１０を形成する際の工程（Ｓ４０）と同様に、接合される前における各部材の各位置のＳｉとＣとの濃度の割合の分布、および接合後における各部材の各位置のＳｉとＣとの濃度の割合の分布は、図１０および図１１で説明することができる。なお、図１０、１１における放熱用部品１はＳｉＣ構造体２０を形成する際のフィン１１であり、図１０、１１におけるベース体３はＳｉＣ構造体２０を形成する際のベース体１３である。また図１０におけるＳｉ層９はＳｉＣ構造体２０を形成する際のＳｉ層１９に相当し、図１１における接合部７はＳｉＣ構造体２０における接合部１７に相当する。
【００６７】
ＳｉＣ構造体２０を形成する際の工程（Ｓ４０）についても、加熱温度は１４００℃以上１８００℃以下にすることが好ましい。また加熱処理は真空中または不活性ガス雰囲気中にて行なうことが好ましく、不活性ガスとしてはＡｒまたはＮの雰囲気を用いることが好ましい。ＡｒまたはＮの雰囲気を用いれば、当該不活性ガス雰囲気中にＣを含むガスを追加供給することができる。
【００６８】
なお、ＳｉＣ構造体２０を形成する際の工程（Ｓ４０）においては、図１４に示すように、治具１８に複数台のフィン１１を、ベース体１３と対向する表面が上側を向くようにセットすることが好ましい。このようにすれば、たとえば一方の主表面上にＳｉ層１９が形成されたベース体１３を、Ｓｉ層１９がベース体１３とフィン１１とに挟まれるように配置する作業が容易になる。この治具１８は、たとえば上述した工程（Ｓ３０）においてフィン１１のベース体１３と対向する表面上にＳｉ層１９を形成する場合においても同様に用いることができる。なお治具１８は、たとえばカーボンを用いて形成することが好ましく、カーボンの代わりにたとえばボロンナイトライドを用いて形成してもよい。
【００６９】
以上の手順により形成されたＳｉＣ構造体２０は、ＳｉＣ構造体１０と同様に、フィン１１やベース体１３がＳｉＣからなる。このため、ベース体１３に伝播された熱は、ＳｉＣの高い熱伝導性により容易にフィン１１の方へ移動する。またＳｉＣ構造体２０についても、接合部１７の組成がフィン１１やベース体１３に近いＳｉ１−ｘＣｘであるため、たとえばＳｉＣ構造体２０に熱サイクルを与えた場合に接合部１７に発生する熱応力をより小さくすることができる。したがって、当該接合部１７における応力集中や、応力集中に起因する部材の破損などの不具合を抑制することができる。以上より、熱サイクルを繰り返し受けるＳｉＣ構造体２０の耐久性を向上させることができる。
【００７０】
図１５は、以上に述べたＳｉＣ構造体２０がインバータ回路を構成するパワーモジュール（パワー半導体素子）に取り付けられた半導体装置の概略断面図である。図１５のＳｉＣ構造体２０は、その上側が図１２、１３に示すベース体１３であり、その下側に複数本伸びる柱状構造体が図１２、１３に示すフィン１１である。そして図１５に示すように、ＳｉＣ構造体２０の上側の主表面上に、インバータ回路などの半導体素子３０（パワー素子）を載置した電極パターン４０、半導体素子３０と電極パターン４０とを囲む枠５０、枠５０の外側に配置された図示しない負荷と電気的に接続するための電極７０、半導体素子３０と電極７０とを電気的に接続するためのワイヤ６０、そして半導体素子３０を充填するためのシリコンゲル８０を備える半導体装置が形成される。
【００７１】
たとえば図１５に示されない負荷が駆動することにより、電極７０やワイヤ６０を用いて当該負荷と接続された半導体素子３０が発熱する。このとき、半導体素子３０の熱は、電極パターン４０から、熱伝導性に優れたＳｉＣ構造体２０の方へ速やかに伝播される。そしてＳｉＣ構造体２０を構成する複数のフィン１１により、当該熱は外部に放熱される。
【００７２】
半導体素子３０の発熱の有無、発熱の程度により、当該半導体素子３０はＳｉＣ構造体２０に対して熱サイクルを与えることになる。この場合においても、ＳｉＣ構造体２０のベース体１３とフィン１１とを接合する接合部１７（図１２、１３参照）がＳｉ１−ｘＣｘ（０＜ｘ＜１）の組成を有するため、当該接合部１７において発生する熱応力を小さくすることができる。このため当該接合部１７における応力集中や、応力集中に起因する部材の破損などの不具合を抑制することができる。以上より、熱サイクルを繰り返し受けるＳｉＣ構造体２０の耐久性を向上させることができる。
【００７３】
なお、図１５においては一例として、半導体装置にＳｉＣ構造体２０を用いた場合を図示している。しかしＳｉＣ構造体２０の代わりにＳｉＣ構造体１０を用いても、同様の効果を奏することができる。
【実施例１】
【００７４】
本発明の実施の形態１に係るＳｉＣ構造体１０を、上述した手順に従い形成した。まず図５のフローチャートに示す工程（Ｓ１０）として、３０ｍｍ×３０ｍｍ×５ｍｍの平板形状（直方体状）を有する、図６に示す放熱用部品１を形成した。ここでは多結晶ＳｉＣからなるインゴットを、上記形状、寸法を有する放熱用部品１となるよう切断加工した。また、上記平板形状の構造体の一方の主表面上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いて、所望の領域における当該構造体の主表面から深さ１ｍｍ（図６における上下方向）の領域を幅０．５ｍｍ（図６における左右方向）除去することにより、冷媒流通部４（溝５）を形成した。
【００７５】
次に図５に示す工程（Ｓ２０）として、３０ｍｍ×３０ｍｍ×２ｍｍの平板形状（直方体状）を有する、図７に示すベース体３を形成した。ここでは多結晶ＳｉＣからなるインゴットを、上記形状、寸法を有するベース体３となるよう切断加工した。
【００７６】
続いて図５に示す工程（Ｓ３０）において、図８に示すように、放熱用部品１の冷媒流通部４（溝５）が形成された主表面上に、厚みが１μｍのＳｉ層９を形成した。Ｓｉ層９は、たとえばシラン（ＳｉＨ４）ガスを用いて減圧ＣＶＤ法を用いることにより、上記主表面上に形成した。このとき、放熱用部品１を１４５０℃に加熱することにより処理を行なった。なおここで、溝５の底面（溝５を形成する面のうち、放熱用部品１の主表面に沿った方向に存在する面）上に形成されたＳｉ層は、フォトリソグラフィ技術により除去した。
【００７７】
そして図５に示す工程（Ｓ４０）において、図９に示すように放熱用部品１のＳｉ層９とベース体３の主表面とを接触させるように配置し、この状態で当該構造体を導入した炉内を１０−５Ｐａ以下の高真空とし、上記Ｓｉ層９を１４００℃にて５分間加熱する処理を行なった。この処理を行なうことにより、放熱用部品１とベース体３とは接合部７において強固に接合し、一体のＳｉＣ構造体１０が形成された。このＳｉＣ構造体１０の接合部７はＳｉとＣとを含み、放熱用部品１やベース体３の組成に近い組成を有するものとなっている。このためＳｉＣ構造体１０に熱サイクルを与えた場合に接合部７に発生する熱応力をより小さくし、熱サイクルを繰り返し受けるＳｉＣ構造体１０の耐久性を向上させることができた。
【実施例２】
【００７８】
本発明の実施の形態２に係るＳｉＣ構造体２０を、上述した手順に従い形成した。まず図５のフローチャートに示す工程（Ｓ１０）として、０．５ｍｍ×５ｍｍ×１０ｍｍの平板形状（直方体状）を有する、図１２〜図１４に示すフィン１１を１０台形成した。ここでは多結晶ＳｉＣからなるインゴットを、上記形状、寸法を有するベース体３となるよう切断加工した。
【００７９】
次に図５に示す工程（Ｓ２０）として、５ｍｍ×１０ｍｍ×３ｍｍの平板形状（直方体状）を有する、図１２〜図１４に示すベース体３を１台形成した。ここでは多結晶ＳｉＣからなるインゴットを、上記形状、寸法を有するベース体１３となるよう切断加工した。
【００８０】
続いて図５に示す工程（Ｓ３０）において、ベース体１３の、フィン１１と接合しようとする主表面上に、厚みが０．５μｍのＳｉ層１９を形成した。Ｓｉ層１９は、たとえばシラン（ＳｉＨ４）ガスを用いて減圧ＣＶＤ法を用いることにより、上記主表面上に形成した。このとき、ベース体１３の一方の主表面を１４５０℃に加熱することにより処理を行なった。
【００８１】
そして図５に示す工程（Ｓ４０）において、図１４に示すようにフィン１１を、ベース体１３と接合する表面が上側を向くように、治具１８を用いてセットした。次にベース体１３のＳｉ層１９が、フィン１１の上側を向いた面と接触するように配置した。この状態で当該構造体を導入した炉内を１０−５Ｐａ以下の高真空とし、上記Ｓｉ層９を１４１０℃にて５分間加熱する処理を行なった。この処理を行なうことにより、フィン１１とベース体１３とは接合部１７において強固に接合し、一体のＳｉＣ構造体２０が形成された。このＳｉＣ構造体２０の接合部１７はＳｉとＣとを含み、フィン１１やベース体１３の組成に近い組成を有するものとなっている。このためＳｉＣ構造体２０に熱サイクルを与えた場合に接合部１７に発生する熱応力をより小さくし、熱サイクルを繰り返し受けるＳｉＣ構造体２０の耐久性を向上させることができた。
【００８２】
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、今回開示した実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、熱サイクルを複数回受けたとしても強固に接合された状態を維持することが可能なＳｉＣ構造体、半導体装置およびＳｉＣ構造体の製造方法を提供する技術として、特に優れている。
【符号の説明】
【００８４】
１ 放熱用部品、３，１３ ベース体、４ 冷媒流通部、５ 溝、７，１７ 接合部、９，１９ Ｓｉ層、１０，２０ ＳｉＣ構造体、１１ フィン、１５ 間隙、１８ 治具、２１，２２ 曲線、３０ 半導体素子、４０ 電極パターン、５０ 枠、６０ ワイヤ、７０ 電極、８０ シリコンゲル。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＣ構造体、半導体装置およびＳｉＣ構造体の製造方法に関するものであり、より特定的には、熱応力による破損を抑制することができるＳｉＣ構造体、当該ＳｉＣ構造体を用いた半導体装置および当該ＳｉＣ構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえばハイブリッド自動車などに用いられるインバータ回路において、インバータ回路を駆動した際に、インバータ回路を構成する半導体素子が発生する熱を効率よく冷却するため、チャネルやフィンを有する構造体が組み込まれる。
【０００３】
たとえば特開２００４−２８９９４７号公報（特許文献１）には、マイクロチャネル冷却装置を用いて、インバータ回路から発生する熱を冷却する電力変換装置が開示されている。マイクロチャネル冷却装置はヒートシンクと、ヒートシンクに接続された複数本のフィンと、ヒートシンクやフィンを冷却する冷却ファンとから構成されている。インバータ回路が発生する熱がヒートシンクに伝播すると、当該熱はヒートシンクからフィンに伝わり、ヒートシンクやフィンに対向するように配置される冷却ファンの回転により冷却される。
【０００４】
また特開２００８−１２４４３０号公報（特許文献２）には、インバータ回路を構成するパワーモジュール（パワー半導体素子）に放熱用の部材が取り付けられ、特許文献１のマイクロチャネル冷却装置と同様に、当該放熱用の部材にフィンが複数本取り付けられた構造体が開示されている。複数本のフィンに挟まれた領域に冷却媒体が通ることにより、当該放熱用の部材に伝播した熱を冷却する。また、当該フィンは、ヒートシンクや放熱用の部材と、たとえばろう材により接合されており、放熱用の部材と、上記冷却媒体の流通空間を形成するケースとの接合はＯリングによりなされていることが併せて開示されている。
【０００５】
ところで、上述した接合技術として、たとえば特開２００８−６９０５９号公報（特許文献３）には、ホウ素系の焼結助剤を用いて形成されたＳｉＣ焼結体同士を、Ｓｉからなる接合部を用いて接合した接合体および、当該接合体の接合方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２８９９４７号公報
【特許文献２】特開２００８−１２４４３０号公報
【特許文献３】特開２００８−６９０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献２において、上述した放熱用の部材は銅などでつくられる旨が記載されている。特許文献２において記載されていないが、銅のほかにアルミニウムなどの金属材料から形成されると推察される。
【０００８】
当該パワーモジュールを実際に使用した際に、たとえば放熱用の部材が半導体素子の発熱により加熱されたり、それが冷却媒体により冷却されたりの熱サイクルを繰り返し受ける。しかるにパワーモジュールにおいて実際に加熱がなされるのは半導体素子であるため、放熱用の部材と半導体素子との熱膨張係数の差が大きくなる。このため、熱サイクルを繰り返し受けることにより、当該放熱用の部材は大きな熱応力を頻繁に受ける。したがって放熱用の部材の耐熱性が劣化し、寿命が短縮化する可能性がある。
【０００９】
また、上述したように、特許文献２の冷却用の素子は、放熱用の部材とフィンとがろう材により接合されている。すると、当該部材とこれを接合するろう材との材質の差による熱膨張係数の差も大きくなる。したがって、当該部材が熱サイクルを複数回受けることにより、当該ろう材の接合力が劣化する可能性がある。Ｏリングにより当該冷却用の部材と固定されたケースについても、部材が繰り返し熱サイクルを受けることにより接合強度が劣化する可能性がある。このように劣化すれば、たとえば冷却媒体がＯリングにより本来接合されているべき箇所から漏洩する可能性がある。なお、特許文献１においては、開示されているマイクロチャネル冷却装置を構成する部材の材質などは開示されていないが、特許文献２の放熱用の部材などと同様の材質を用いていると推察される。
【００１０】
また、特許文献３は熱サイクルにより熱応力を繰り返し受ける部材に関するものとしては開示も示唆もされていない。
【００１１】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものである。その目的は、部材が熱サイクルを複数回受けたとしても強固に接合された状態を維持することが可能なＳｉＣ構造体、半導体装置およびＳｉＣ構造体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るＳｉＣ構造体は、ＳｉＣからなり、対象物を放熱するための放熱用部品と、ＳｉＣからなるベース体と、放熱用部品とベース体とを接合する、ＳｉとＣとを含む接合部とを備えるＳｉＣ構造体である。上記接合部は、上記放熱用部品または上記ベース体と接合する接合面から、上記接合面に交差する方向に関して、上記接合部の中央部に向かってＣの濃度が減少する。
【００１３】
炭化珪素（ＳｉＣ）は熱伝導性が優れているため、上述した放熱用部品などに使用するに適した材料である。またＳｉＣは熱膨張率が金属に比べて低いため、ＳｉＣからなる放熱用部品などに対して、熱サイクルによる繰り返し応力を与えても、たとえば金属からなる放熱用部品に比べて、熱膨張や熱収縮する割合が小さい。
【００１４】
さらにＳｉＣからなる放熱用部品とベース体とを接合する接合部には、シリコン（Ｓｉ）と炭素原子（Ｃ）とを含んでいる。これは両者を接合する（接合部を形成する）材料がＳｉで形成されており、かつ接合する処理を行なう際に、放熱用部品やベース体に含まれている炭素原子（Ｃ）が固溶されて接合部の内部に拡散するためである。接合部の放熱用部品やベース体との境界部から、接合部の中央部に向かって拡散して固溶する。このため上記境界部から、接合部の中央部に向かってＣの濃度が減少する。このため放熱用部品とベース体との境界部分に配置された接合部には、放熱用部品やベース体と同様に、ＳｉとＣとを含有することになる。このため当該接合部は、放熱用部品やベース体と組成の連続性を有する。したがって放熱用部品やベース体と、接合部との熱膨張係数の差が小さくなるため、熱サイクルによる熱応力が小さくなる。このため、当該接合部における応力集中や、応力集中に起因する部材の破損などの不具合を抑制することができる。以上より、熱サイクルを繰り返し受けるＳｉＣ構造体の耐久性を向上させることができる。なお上述したように、接合部においてもＳｉとＣとを含有するが、上述した本発明に係るＳｉＣ構造体において、接合部はＳｉ１−ｘＣｘ（０＜ｘ＜１）で表わされることが好ましい。
【００１５】
上述した本発明に係るＳｉＣ構造体において、上記ベース体は平板形状であることが好ましい。ベース体が平板形状であれば、当該ベース体の一方の主表面上にたとえば放熱用部品を接合することにより、安定した形状を有し、放熱効果の高いＳｉＣ構造体を形成することができる。なお、ここで主表面とは、表面のうち最も面積の大きい主要な面をいう。
【００１６】
上述した本発明に係るＳｉＣ構造体において、上記放熱用部品には、上記ベース体の主表面に沿った方向に複数の柱状構造体が一定間隔ごとに並んでいることが好ましい。このように複数の柱状構造体を並べた構成とすれば、当該放熱用部品を構成する構造体の数が多くなる。このため、当該放熱用部品の表面積が大きくなる。したがって、たとえば放熱用部品が加熱されたとしても当該放熱用部品の表面を冷却することにより、高効率に当該放熱用部品を冷却することができる。したがって、放熱用部品が吸収する熱を効率よく放熱することができる。
【００１７】
上述した本発明に係るＳｉＣ構造体と、電気信号を供給する半導体素子とを備える半導体装置は、上述したようにＳｉＣ構造体が高効率に冷却され、高効率に放熱することができるため、たとえば半導体素子が駆動することにより発生する熱を高効率に放熱することができる。したがって当該半導体装置は、熱サイクルを繰り返し受けることによる耐久性を向上することができる。
【００１８】
本発明に係るＳｉＣ構造体の製造方法は、ＳｉＣからなり、対象物の熱を放熱するための放熱用部品を準備する工程と、ＳｉＣからなるベース体を準備する工程と、上記放熱用部品と上記ベース体との少なくともいずれか一方の主表面上にＳｉ層を形成する工程と、上記放熱用部品と上記ベース体とが上記Ｓｉ層を挟むように接触した状態で、上記Ｓｉ層をＳｉの融点以上に加熱する工程とを備える。
【００１９】
上述した方法によれば、Ｓｉ層が放熱用部品とベース体とに接触した状態で加熱され、Ｓｉ層が溶融する。このため、当該溶融したＳｉ層が放熱用部品とベース体とを接合する接合部となる。そしてＳｉ層が溶融する際に、放熱用部品やベース体に含まれるＣがＳｉ層の内部に流入し、ＳｉとＣとを含む（上述したＳｉ１−ｘＣｘの化学式で表わされる）接合部が形成される。このため、接合部が放熱用部品やベース体と同様にＳｉとＣとを含む部材となる。このように接合される側の部材（放熱用部品やベース体）を構成する元素の一部が、接合部に流入して固溶するため、より確実に、接合される側の部材と接合部とを強固に接合することができる。
【００２０】
また上述したように、接合される側（放熱用部品やベース体）と接合部との両方にＳｉとＣとが含まれるため、組成の差が小さくなるため、両者間の熱膨張係数の差が小さくなり、熱サイクルによる熱応力に起因した破損などを抑制することが可能なＳｉＣ構造体を形成することができる。
【００２１】
上記製造方法における上記加熱する工程では、Ｓｉ層を１４００℃以上１８００℃以下に加熱することが好ましい。大気圧下におけるＳｉの融点は１４１４℃であり、Ｓｉ層の加熱温度を１４００℃未満とすれば接合のための反応に時間を要することになる。このため、接合のためにＳｉ層を溶融する際には当該Ｓｉ層を１４００℃以上に加熱することが好ましい。大気圧下におけるＳｉＣの融点は２７３０℃であるため、たとえばＳｉ層を１４００℃に加熱し、Ｓｉ層に接触するＳｉＣからなる接合される部材が同等の温度に加熱されても当該接合される部材は溶融しない。しかしＳｉＣは昇華性を有し、たとえば２３００℃に加熱すれば昇華する。このためＳｉＣを１８００℃以上に加熱すれば、昇華の前段階である兆候が出現することがある。このためＳｉＣにて形成された接合される部材を１８００℃以上に加熱すれば、変形などの不具合を来たす可能性がある。このため上記範囲内の温度に加熱することが好ましい。
【００２２】
上記ＳｉＣ構造体の製造方法における上記加熱する工程は、真空中または不活性ガス雰囲気中にて行なうことが好ましい。このようにすれば、より確実に接合部にＣの元素を流入させて、より確実に当該接合部をＳｉ１−ｘＣｘとすることができる。したがって、当該接合部が熱サイクルを繰り返し受けた際の熱応力を小さくし、当該接合部が破損することをより確実に抑制することができる。
【００２３】
また上記加熱する工程を不活性ガス中にて行ない、その際に当該不活性ガス中にＣを含むガスを追加供給する。このようにすれば、拡散により接合部に流入されるＣ元素に加えて、処理を行なう雰囲気中に含まれるＣ元素の一部が、溶融した接合部に流入する。したがってこの場合、Ｃを含有しない雰囲気中や真空中にて加熱処理を行なった場合に比べて、より高い濃度のＣを当該接合部に含有させることができる。このため、接合部に含まれるＣの濃度を高くして、接合される部材に含まれるＣの濃度により近づけることができる。つまり、接合部の組成を接合される部材の組成により近づけることができる。したがって、当該ＳｉＣ構造体に熱サイクルが繰り返し加わっても、当該接合部などが破損することをより確実に抑制することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、部材が熱サイクルを複数回受けたとしても強固に接合された状態を維持することが可能なＳｉＣ構造体、半導体装置およびＳｉＣ構造体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施の形態１に係るＳｉＣ構造体の構成を示す、図２の線分Ｉ−Ｉにおける概略断面図である。
【図２】本実施の形態１に係るＳｉＣ構造体を構成する放熱用部品の外観を示す概略斜視図である。
【図３】本実施の形態１に係るＳｉＣ構造体の放熱用部品とベース体とを接合する接合部における一のＣ濃度分布を示すグラフである。
【図４】本実施の形態１に係るＳｉＣ構造体の放熱用部品とベース体とを接合する接合部における他のＣ濃度分布を示すグラフである。
【図５】本発明に係るＳｉＣ構造体の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】本実施の形態１に係るＳｉＣ構造体を形成する際の、図５の工程（Ｓ１０）にて準備した放熱用部品の態様を示す概略断面図である。
【図７】本実施の形態１に係るＳｉＣ構造体を形成する際の、図５の工程（Ｓ２０）にて準備したベース体の態様を示す概略断面図である。
【図８】本実施の形態１に係るＳｉＣ構造体を形成する際の、図５の工程（Ｓ３０）にてＳｉ層を形成した放熱用部品の態様を示す概略断面図である。
【図９】本実施の形態１に係るＳｉＣ構造体を形成する際の、図５の工程（Ｓ４０）にて準備したベース体の態様を示す概略断面図である。
【図１０】図９に示す接合前の各部材内部の各位置におけるＳｉおよびＣの濃度を示す概略断面図およびグラフである。
【図１１】図１に示す接合後の各部材内部の各位置におけるＳｉおよびＣの濃度を示す概略断面図およびグラフである。
【図１２】本実施の形態２に係るＳｉＣ構造体の構成を示す、図１３の線分ＸＩＩ−ＸＩＩにおける概略断面図である。
【図１３】本実施の形態２に係るＳｉＣ構造体の外観を示す概略斜視図である。
【図１４】本実施の形態２に係るＳｉＣ構造体を形成する際の、図５の工程（Ｓ４０）を実施する態様を示す概略断面図である。
【図１５】本実施の形態２に係るＳｉＣ構造体を半導体素子に接続させた半導体装置の態様を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら、本発明の各実施の形態について説明する。なお、各実施の形態において、同一の機能を果たす要素には同一の参照符号を付し、その説明は、特に必要がなければ繰り返さない。
【００２７】
（実施の形態１）
図１の概略断面図に示すように、本発明の実施の形態１に係るＳｉＣ構造体１０は、パワーモジュール（パワー半導体素子）の駆動により発生する熱を外部に放熱するために用いられる部材（マイクロチャネル冷却装置）である。ＳｉＣ構造体１０は、対象物を放熱するための放熱用部品１と、ＳｉＣからなるベース体３と、放熱用部品１とベース体３とを接合する接合部７とを備えている。放熱用部品１とベース体３とは、いずれもＳｉＣからなる構造体である。
【００２８】
図１における放熱用部品１の最上面（接合部７と接触する面）には、図２に示すように、一定の幅や深さを有する１本の曲線状の溝５が形成されている。当該溝５の一方の端部（図２の溝５の手前部の左側に存在する端部）から他方の端部（図２の溝５の手前部の右側に存在する端部）へ、たとえば液体窒素などの冷却媒体が流通する。上記冷却媒体は、たとえば当該ＳｉＣ構造体１０に伝播される熱を冷却する役割を有するものである。放熱用部品１、ベース体３ともに、熱伝導性に優れたＳｉＣで形成されるため、当該ＳｉＣ構造体１０に伝播される熱はスムーズに冷却媒体に伝播され、冷却される。溝５は図２に示す曲線状であってもよいが、任意の他の形状であってもよい。図１に示すように溝５の断面は矩形状となっているが、たとえば円形状や半円形状などであってもよい。また、図２に示す溝５の一方の端部と他方の端部とは放熱用部品１の同一の側面上に存在するが、当該一方の端部と他方の端部とは、放熱用部品１の異なる側面上に存在してもよい。放熱用部品の主表面において溝５が折り返す回数なども任意とすることができる。
【００２９】
図３、図４におけるグラフの横軸は、グラフの下側に描写されているＳｉＣ構造体１０の放熱用部品１、接合部７およびベース体３の各位置を、同グラフの縦軸は、上記構造体を構成する各位置におけるＣ濃度を示す。図３に示すように、ＳｉＣで構成される放熱用部品１およびベース体３の内部においては、どの領域においても曲線２１が表わすＣ濃度はほぼ一定になっている。図４においても同様である。しかしこれらが接合された接合部７の内部におけるＣ濃度は、ＳｉＣで構成される放熱用部品１およびベース体３の内部におけるＣ濃度に比べて小さくなり、接合部７の内部はＳｉ１−ｘＣｘ（０＜ｘ＜１）で表わされる組成となっている。
【００３０】
すなわち接合部７はＳｉとＣとを含む。この接合部７におけるＣの濃度は、図３のグラフにおける曲線２１または図４のグラフにおける曲線２２に示すように、放熱用部品１またはベース体３と接合する接合面から、接合面に交差する方向（すなわち放熱用部品からベース体３に向かう、図３や図４における左右方向）に関して、当該接合部７の中央部に向かって減少することが好ましい。図３の曲線２１が示すように、上記接合面から上記中央部に向けて、Ｃ濃度が単調に減少するように分布していてもよいし、図４の曲線２２が示すように、上記接合面から上記中央部に向けて、Ｃ濃度が単調に減少した後、中央部においてはＣ濃度がほぼ一定の値を保つ分布となってもよい。このほか図示しないが、たとえば上記接合面から上記中央部に向けてＣ濃度が一旦減少するが中央部にやや近い領域で一旦ほぼ一定の値となり、さらに中央部側において再び中央部に向けてＣ濃度が減少するような分布となっていてもよい。
【００３１】
接合部７の内部におけるＣ濃度が上述したような分布となっていれば、接合部７の内部において、放熱用部品１やベース体３との接合面に近い領域においては中央部よりもＣ濃度が高い。このため、接合部７のうち接合面に近い領域の組成はより放熱用部品１やベース体３に近い。このため、接合される部材（放熱用部品１やベース体３）と接合部７との組成の差の傾きを小さくすることができる。したがって、たとえば当該ＳｉＣ構造体１０に熱サイクルが連続的に印加されたとしても、当該接合部７の接合面近傍の領域における組成の変化が小さいことから、たとえば熱膨張係数差に基づく熱応力を小さくすることができる。したがって、熱応力に起因する接合部７などの破損などの発生を抑制することができる。
【００３２】
また、上述したように接合部７の接合面近傍における組成の変化を小さくすることにより、接合部７の接合面近傍における接合される部材との接合強度を高くすることができる。接合部７の接合面近傍における組成の変化が小さく、接合部７と接合される部材とがより類似の材質となるためである。したがって、より強固に安定に接合された接合部７とすることができる。
【００３３】
図１、図２に示すように、ＳｉＣ構造体１０を構成する放熱用部品１およびベース体３は平板形状を有している。このような形状を有することにより、ベース体３の一方の主表面と、放熱用部品１の一方の主表面とを接合部７を介して安定した形状のＳｉＣ構造体１０となるように形成することができる。
【００３４】
また、ベース体３が平板形状を有することにより、たとえばパワーモジュールの内部にて発生した熱を、大きな面積を有する当該ベース体３の一方の主表面に高効率に伝播させることができる。したがって、当該ベース体３からＳｉＣ構造体１０にて冷却したり、ベース体３を通じてＳｉＣ構造体１０から放熱する効率を向上することができる。
【００３５】
次に当該ＳｉＣ構造体１０の製造方法について説明する。図５のフローチャートに示すように、まず放熱用部品を準備する工程（Ｓ１０）を実施する。具体的には、図６の断面図に示す放熱用部品１を準備する工程である。
【００３６】
上述したように放熱用部品１は多結晶ＳｉＣにて形成されることが好ましい。多結晶ＳｉＣは単結晶のＳｉＣよりも安価であるため、多結晶ＳｉＣを用いれば、当該ＳｉＣ構造体１０のコストを低減することができる。まず放熱用部品１を形成する土台を形成するために、多結晶ＳｉＣからなるインゴットを、所望の形状、寸法を有する平板形状となるよう切断加工することが好ましい。図６に示すように、たとえば平板形状からなる多結晶ＳｉＣの構造体に対して、冷媒流通部４を形成する。冷媒流通部４は、図２に示すように、放熱用部品１を形成する構造体の一方の主表面から一定の深さの領域に対して、冷媒を流すための溝５として形成されるものである。
【００３７】
具体的には冷媒流通部４は、たとえば放熱用部品１を形成する構造体の一方の主表面から一定の深さの領域を、図２に示す曲線などの形状の溝５を形成するようにエッチングすることにより形成する。エッチングするためには、たとえば当該放熱用部品を形成する多結晶ＳｉＣの構造体の主表面上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いて、所望の領域における当該構造体の主表面から一定の深さの領域を除去することが好ましい。
【００３８】
次に図５のフローチャートに示すベース体を準備する工程（Ｓ２０）を実施する。具体的には、たとえば平板形状を有するベース体３を形成する工程である。ＳｉＣ構造体１０においてはベース体３も上述した放熱用部品１と同様に、対象物が発生する熱を放熱する機能を有する部材である。したがってベース体３も放熱用部品１と同様に多結晶ＳｉＣにて形成されることが好ましい。多結晶ＳｉＣからなるインゴットを、所望の形状、寸法を有するベース体３となるよう切断加工することにより、ベース体３を形成することが好ましい。
【００３９】
続いて図５のフローチャートに示すＳｉ層を形成する工程（Ｓ３０）を実施する。具体的には、先の工程で準備した放熱用部品１とベース体３とを接合するためのＳｉ層を形成する工程である。
【００４０】
最終的に形成されるＳｉＣ構造体１０は、図１に示すように、放熱用部品１のうち冷媒流通部４（溝５）が形成された主表面と、ベース体３の主表面とが接合部７により接合された構成となる。このため図８に示すように、放熱用部品１の冷媒流通部４が形成された主表面上にＳｉ層９を形成することが好ましい。Ｓｉ層９は、たとえばシラン（ＳｉＨ４）ガスを用いて減圧ＣＶＤ法を用いることにより、所望の主表面上に形成することができる。なおＳｉ層９を堆積させる際には、５００℃以上８００℃以下の温度下で処理することが好ましい。
【００４１】
ただしこの場合、たとえば溝５の底面（溝５を形成する面のうち、放熱用部品１の主表面に沿った方向に存在する面）上にもＳｉ層が形成されることがある。したがって、これを抑制するため、Ｓｉ層９を形成した後にたとえばフォトリソグラフィを行ない、所望の領域（放熱用部品１の主表面上）のみにＳｉ層９が形成されるように処理することが好ましい。
【００４２】
またＳｉ層９の厚み（図８におけるＳｉ層９の上下方向の厚み）は、０．１μｍ以上１０μｍ以下とすることが好ましい。Ｓｉ層９の厚みを１０μｍ以上とすれば、多結晶ＳｉＣの放熱用部品１上に形成されるＳｉ層９が支配的になり、Ｓｉ層９が形成される主表面の凹凸を反映したＳｉ層９が形成されることがある。したがって形成されるＳｉ層９の表面の面粗度が大きくなることがある。また、当該厚みが０．１μｍ未満となれば、厚みが足りないため減圧ＣＶＤ法を用いることにより所望の高品質なＳｉ層９を形成することが困難となる。なおＳｉ層９は、上述した厚みの範囲の中でも０．１μｍ以上１μｍ以下とすることがより好ましい。
【００４３】
上述したように、放熱用部品１のベース体３と接合される主表面上にＳｉ層９を形成する場合、溝５の底面に形成されるＳｉ層を除去する工程が加わる。このため放熱用部品１の代わりに、ベース体３の放熱用部品１と接合される主表面上にＳｉ層９を形成することがより好ましい。このようにすれば、主表面上の全面に形成したＳｉ層９をそのまま次工程に用いることができるため、処理時間を短縮することができる。
【００４４】
そして図５に示すＳｉ層にて接合する工程（Ｓ４０）を行なう。具体的には、放熱用部品１とベース体３とが先の工程にて形成したＳｉ層９を挟むように接触した状態で、Ｓｉ層９をＳｉの融点以上に加熱することにより、放熱用部品１とベース体３とを接合する工程である。
【００４５】
たとえば図８に示すように放熱用部品１の溝５（冷媒流通部４）が形成された主表面上にＳｉ層９が形成されている場合、図９に示すように放熱用部品１のＳｉ層９とベース体３の主表面とを接触させる。図９のように放熱用部品１とベース体３とを接触させた時点における放熱用部品１、ベース体３およびＳｉ層９の内部を構成する各位置のＳｉとＣとの濃度分布を図１０に示す。図１０の左側の図は、下側から順に放熱用部品１、（放熱用部品１の一方の主表面上に形成した）Ｓｉ層９、ベース体３が積まれた状態を示す。そして右側のグラフは、上記各部材の各位置のＳｉとＣとの濃度分布を示す。具体的には当該グラフの縦軸は、左側に配置された積層構造の各位置を示し、当該グラフの横軸は、各位置におけるＳｉ濃度とＣ濃度との割合を示す。当該グラフの横軸が示すＳｉ濃度とＣ濃度とは、右側ほど当該濃度が高いことを示す。ただし上述したように、グラフの横軸が示すのは各位置におけるＳｉとＣとの濃度の和（１００％）に対する、ＳｉとＣそれぞれの濃度の割合（％）であり、各元素の濃度の絶対値ではない。
【００４６】
図１０に示すように、Ｓｉ層９が形成された放熱用部品１とベース体３とが接合前に互いに接触した状態においては、ＳｉＣからなる放熱用部品１およびベース体３の内部の各領域においてＳｉとＣとがほぼ同程度の濃度含まれている。そしてＳｉ層９の内部においては、Ｓｉが放熱用部品１およびベース体３の内部におけるＳｉの約２倍の濃度含まれている。これに対して、Ｓｉ層９の内部においてはＣは含まれていない。
【００４７】
次にＳｉ層９を加熱して接合部７を形成させ、放熱用部品１とベース体３とを互いに接合させ、図１に示すＳｉＣ構造体１０を形成した状態における放熱用部品１、ベース体３および接合部７の各位置のＳｉとＣとの濃度分布を図１１に示す。図１１の左側の図は、図１０と同様に下側から順に放熱用部品１、接合部７、ベース体３を示す。そして右側のグラフは、上記各部材の各位置のＳｉとＣとの濃度分布を示す。当該グラフの縦軸と横軸については、図１０と同様である。
【００４８】
図１１に示すように、放熱用部品１およびベース体３の内部については、図１０の接合前の状態と同程度のＳｉとＣとが含まれている。しかし加熱により形成された接合部７の内部においては、図１１の上下方向（接合面に交差する方向）に関して接合部７と放熱用部品１、ベース体３との界面（接合面）から中央部に向けて、Ｓｉの濃度の割合が漸次増加し、Ｃの濃度の割合が漸次減少する。そして上記中央部においてはある領域内にてＳｉ、Ｃともにほぼ一定の濃度を示す。
【００４９】
具体的には加熱によりＳｉ層９のＳｉが溶融し、かつ放熱用部品１およびベース体３を構成するＳｉＣのＣ元素の一部がＳｉ層９が溶融してなる接合部７の内部に進入して固溶しているものと考えられる。このため接合部７の内部においてはＳｉ１−ｘＣｘ（０＜ｘ＜１）の化学式で表わされる組成となる。上記化学式におけるｘの値は、接合部７を構成する元素のうちＣ元素が占める割合である。このため図１１の右側のグラフに示すように、接合部７においてはＣが含まれる分、Ｓｉの割合が図１０のＳｉ層９のほぼ１００％に比べれば減少している。
【００５０】
上述したように、図１１の上下方向（接合面に交差する方向）に関して接合部７の、放熱用部品１やベース体３と接合する界面（接合面）近傍に比べて、中央部においてはＣの濃度の割合が低い。これは加熱時に放熱用部品１やベース体３の内部に含まれているＣが接合部７の内部に進入して固溶するためであり、接合面から離れた中央部に向かうにつれて、拡散したＣが到達する割合が少なくなるためである。
【００５１】
なお、接合後に形成される接合部７の内部におけるＣの濃度（絶対量および、ＳｉＣ全体に対する割合）は、図１１や図１の上下方向に関して連続的に変化（増加ないし減少）することが好ましい。ここで連続的に変化するとは、接合部７の組成を示す化学式であるＳｉ１−ｘＣｘ（０＜ｘ＜１）のｘの値が、図１１や図１の上下方向に関して連続的に変化することを意味する。したがって図１１や図１の上下方向に関して部分的にｘの値が一定となってもよい。また、たとえば接合面から中央部に向かう途上において、上述したｘの値が、たとえば減少した後部分的に増加し、また減少するなどの変化をとってもよい。
【００５２】
同様に接合部７の内部におけるＳｉの濃度についても、上述した接合面から中央部に向かうにつれて連続的に変化することが好ましい。接合部７は接合前にＳｉ層９であった領域であるため、通常はＳｉ１−ｘＣｘで示されるｘの値の範囲は０＜ｘ＜０．５であり、接合部７内においてはＳｉの濃度の割合は放熱用部品１やベース体３におけるＳｉの濃度の割合よりも大きくなる。しかし接合時のＳｉやＣの拡散が激しい場合には、０．５≦ｘ＜１となってもよい。
【００５３】
上述したｘの値は０．５に近いことがより好ましい。この場合、接合部７の組成が放熱用部品１やベース体３の組成により近くなる。したがって接合部７の、放熱用部品１やベース体３との熱膨張係数の差がより小さくなる。このためＳｉＣ構造体１０に熱サイクルを与えた場合においても接合部７に発生する熱応力を小さくすることができる。
【００５４】
以上のように加熱時に元素の拡散や固溶が起こることにより、放熱用部品１やベース体３とが接合される。この処理を行なう際の加熱は、１４００℃以上１８００℃以下にすることが好ましい。また加熱処理は真空中または不活性ガス雰囲気中にて行なうことが好ましく、不活性ガスとしてはＡｒまたはＮの雰囲気を用いることが好ましい。ＡｒまたはＮの雰囲気を用いれば、当該不活性ガス雰囲気中にＣを含むガスを追加供給することができる。このようにすれば、接合部７の内部に、元々放熱用部品１やベース体３に含まれるＣ元素が進入することによるＣのほかに、雰囲気中に含まれるＣを接合部７に含めさせることができる。このため、接合部７の内部におけるＣの含有する割合を、より放熱用部品１やベース体３におけるＣの含有する割合に近づけることができる。このためＳｉＣ構造体１０に熱サイクルを与えた場合に接合部７に発生する熱応力をより小さくすることができる。したがって、当該接合部７における応力集中や、応力集中に起因する部材の破損などの不具合を抑制することができる。以上より、熱サイクルを繰り返し受けるＳｉＣ構造体１０の耐久性を向上させることができる。
【００５５】
（実施の形態２）
図１２の概略断面図に示すように、本発明の実施の形態２に係るＳｉＣ構造体２０は、本発明の実施の形態１に係るＳｉＣ構造体１０と基本的に同様の態様を備えている。しかしＳｉＣ構造体２０は、図１２および図１３に示すように、ＳｉＣからなり、対象物を放熱するための放熱用部品としての複数台のフィン１１が、ＳｉＣからなるベース体１３の一の表面上に配置された構成を有している。ベース体１３とフィン１１とは接合部１７により接合されている。以上の点においてＳｉＣ構造体２０はＳｉＣ構造体１０と異なる。
【００５６】
ベース体１３についてはＳｉＣ構造体１０のベース体３と同様の平板形状の構造体である。しかし放熱用部品としてのフィン１１は、ベース体３の一方の主表面に沿った方向に複数、一定間隔ごとに並んでいる柱状構造体（直方体状構造体）である。
【００５７】
ＳｉＣ構造体２０に対象物を放熱するための機能を持たせるために、ベース体１３の主表面に沿った方向に関して隣り合うフィン１１に挟まれた間隙１５を冷媒が通る構成としてもよい。しかしたとえば、フィン１１に対向する位置に冷却用ファンを載置することによりフィン１１を冷却する構成としてもよい。
【００５８】
この場合において、ベース体１３の、フィン１１と対向する主表面と反対側の主表面（図１２、図１３における上側の主表面）側に載置された、たとえばインバータ回路が発生する熱がＳｉＣ構造体２０に伝播する場合を考える。このときＳｉＣ構造体２０のベース体１３からフィン１１に伝播した熱は、フィン１１に対向する冷却用ファンにより放熱され、フィン１１が冷却される。フィン１１を多数配置すれば、これらのフィン１１の表面積の和が大きくなる。フィン１１の表面積の和が大きくなるほど、フィン１１の表面から放熱される効率が高くなる。このため、図１２、図１３のＳｉＣ構造体２０には一例として１０本のフィン１１が配置されているが、フィン１１は任意の本数とすることができ、その本数はより多い方が好ましい。
【００５９】
次に当該ＳｉＣ構造体２０の製造方法について説明する。ＳｉＣ構造体２０の製造方法についても、ＳｉＣ構造体１０の製造方法と同様に図５のフローチャートに従う。図５の放熱用部品を準備する工程（Ｓ１０）においては、図１２または図１３に示す、平板形状のフィン１１を複数台形成する。当該フィン１１は多結晶ＳｉＣを用いて形成することが好ましい。ここではたとえば多結晶ＳｉＣからなるインゴットを、所望の形状、寸法を有するフィン１１となるよう切断加工することにより、フィン１１を形成することが好ましい。
【００６０】
次に図５のフローチャートに示すベース体を準備する工程（Ｓ２０）を実施する。具体的には、たとえば平板形状を有するベース体１３を形成する工程である。ベース体１３も多結晶ＳｉＣにて形成されることが好ましい。多結晶ＳｉＣからなるインゴットを、所望の形状、寸法を有するベース体１３となるよう切断加工することにより、ベース体１３を形成することが好ましい。
【００６１】
続いて図５のフローチャートに示すＳｉ層を形成する工程（Ｓ３０）を実施する。これは具体的には、ベース体１３と複数台のフィン１１とを接合するためのＳｉ層１９を形成する工程である。
【００６２】
ＳｉＣ構造体２０のＳｉ層１９は、ＳｉＣ構造体１０のＳｉ層９と同様の組成であるため、Ｓｉ層９と同様の手順により形成されることが好ましい。すなわちＳｉ層１９は、たとえばシラン（ＳｉＨ４）ガスを用いて減圧ＣＶＤ法を用いることにより、所望の主表面上に形成することができる。なおＳｉ層１９を堆積させる際には、５００℃以上８００℃以下の温度下で処理することが好ましい。
【００６３】
またＳｉ層１９の厚み（図１２、１３におけるＳｉ層１９の上下方向の厚み）は、Ｓｉ層９の厚みと同様に０．１μｍ以上１０μｍ以下とすることが好ましく、上述した厚みの範囲の中でも０．１μｍ以上１μｍ以下とすることがより好ましい。
【００６４】
Ｓｉ層１９は、ベース体１３のフィン１１と接合される主表面上に形成されてもよいし、フィン１１のベース体１３と接合される表面上に形成されてもよい。ただし複数台のフィン１１のそれぞれの、ベース体１３と接合される表面上にＳｉ層１９を形成するよりも、１台のベース体１３のフィン１１と接合される主表面上にＳｉ層１９を形成する方が高効率である。
【００６５】
そして図５に示すＳｉ層にて接合する工程（Ｓ４０）を行なう。ＳｉＣ構造体１０の工程（Ｓ４０）と同様に、放熱用部品であるフィン１１とベース体１３とが先の工程にて形成したＳｉ層１９を挟むように接触した状態で、Ｓｉ層１９をＳｉの融点以上に加熱することにより、フィン１１とベース体１３とを接合する工程である。
【００６６】
ＳｉＣ構造体２０を形成する際の工程（Ｓ４０）についても、ＳｉＣ構造体１０を形成する際の工程（Ｓ４０）と同様に、接合される前における各部材の各位置のＳｉとＣとの濃度の割合の分布、および接合後における各部材の各位置のＳｉとＣとの濃度の割合の分布は、図１０および図１１で説明することができる。なお、図１０、１１における放熱用部品１はＳｉＣ構造体２０を形成する際のフィン１１であり、図１０、１１におけるベース体３はＳｉＣ構造体２０を形成する際のベース体１３である。また図１０におけるＳｉ層９はＳｉＣ構造体２０を形成する際のＳｉ層１９に相当し、図１１における接合部７はＳｉＣ構造体２０における接合部１７に相当する。
【００６７】
ＳｉＣ構造体２０を形成する際の工程（Ｓ４０）についても、加熱温度は１４００℃以上１８００℃以下にすることが好ましい。また加熱処理は真空中または不活性ガス雰囲気中にて行なうことが好ましく、不活性ガスとしてはＡｒまたはＮの雰囲気を用いることが好ましい。ＡｒまたはＮの雰囲気を用いれば、当該不活性ガス雰囲気中にＣを含むガスを追加供給することができる。
【００６８】
なお、ＳｉＣ構造体２０を形成する際の工程（Ｓ４０）においては、図１４に示すように、治具１８に複数台のフィン１１を、ベース体１３と対向する表面が上側を向くようにセットすることが好ましい。このようにすれば、たとえば一方の主表面上にＳｉ層１９が形成されたベース体１３を、Ｓｉ層１９がベース体１３とフィン１１とに挟まれるように配置する作業が容易になる。この治具１８は、たとえば上述した工程（Ｓ３０）においてフィン１１のベース体１３と対向する表面上にＳｉ層１９を形成する場合においても同様に用いることができる。なお治具１８は、たとえばカーボンを用いて形成することが好ましく、カーボンの代わりにたとえばボロンナイトライドを用いて形成してもよい。
【００６９】
以上の手順により形成されたＳｉＣ構造体２０は、ＳｉＣ構造体１０と同様に、フィン１１やベース体１３がＳｉＣからなる。このため、ベース体１３に伝播された熱は、ＳｉＣの高い熱伝導性により容易にフィン１１の方へ移動する。またＳｉＣ構造体２０についても、接合部１７の組成がフィン１１やベース体１３に近いＳｉ１−ｘＣｘであるため、たとえばＳｉＣ構造体２０に熱サイクルを与えた場合に接合部１７に発生する熱応力をより小さくすることができる。したがって、当該接合部１７における応力集中や、応力集中に起因する部材の破損などの不具合を抑制することができる。以上より、熱サイクルを繰り返し受けるＳｉＣ構造体２０の耐久性を向上させることができる。
【００７０】
図１５は、以上に述べたＳｉＣ構造体２０がインバータ回路を構成するパワーモジュール（パワー半導体素子）に取り付けられた半導体装置の概略断面図である。図１５のＳｉＣ構造体２０は、その上側が図１２、１３に示すベース体１３であり、その下側に複数本伸びる柱状構造体が図１２、１３に示すフィン１１である。そして図１５に示すように、ＳｉＣ構造体２０の上側の主表面上に、インバータ回路などの半導体素子３０（パワー素子）を載置した電極パターン４０、半導体素子３０と電極パターン４０とを囲む枠５０、枠５０の外側に配置された図示しない負荷と電気的に接続するための電極７０、半導体素子３０と電極７０とを電気的に接続するためのワイヤ６０、そして半導体素子３０を充填するためのシリコンゲル８０を備える半導体装置が形成される。
【００７１】
たとえば図１５に示されない負荷が駆動することにより、電極７０やワイヤ６０を用いて当該負荷と接続された半導体素子３０が発熱する。このとき、半導体素子３０の熱は、電極パターン４０から、熱伝導性に優れたＳｉＣ構造体２０の方へ速やかに伝播される。そしてＳｉＣ構造体２０を構成する複数のフィン１１により、当該熱は外部に放熱される。
【００７２】
半導体素子３０の発熱の有無、発熱の程度により、当該半導体素子３０はＳｉＣ構造体２０に対して熱サイクルを与えることになる。この場合においても、ＳｉＣ構造体２０のベース体１３とフィン１１とを接合する接合部１７（図１２、１３参照）がＳｉ１−ｘＣｘ（０＜ｘ＜１）の組成を有するため、当該接合部１７において発生する熱応力を小さくすることができる。このため当該接合部１７における応力集中や、応力集中に起因する部材の破損などの不具合を抑制することができる。以上より、熱サイクルを繰り返し受けるＳｉＣ構造体２０の耐久性を向上させることができる。
【００７３】
なお、図１５においては一例として、半導体装置にＳｉＣ構造体２０を用いた場合を図示している。しかしＳｉＣ構造体２０の代わりにＳｉＣ構造体１０を用いても、同様の効果を奏することができる。
【実施例１】
【００７４】
本発明の実施の形態１に係るＳｉＣ構造体１０を、上述した手順に従い形成した。まず図５のフローチャートに示す工程（Ｓ１０）として、３０ｍｍ×３０ｍｍ×５ｍｍの平板形状（直方体状）を有する、図６に示す放熱用部品１を形成した。ここでは多結晶ＳｉＣからなるインゴットを、上記形状、寸法を有する放熱用部品１となるよう切断加工した。また、上記平板形状の構造体の一方の主表面上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いて、所望の領域における当該構造体の主表面から深さ１ｍｍ（図６における上下方向）の領域を幅０．５ｍｍ（図６における左右方向）除去することにより、冷媒流通部４（溝５）を形成した。
【００７５】
次に図５に示す工程（Ｓ２０）として、３０ｍｍ×３０ｍｍ×２ｍｍの平板形状（直方体状）を有する、図７に示すベース体３を形成した。ここでは多結晶ＳｉＣからなるインゴットを、上記形状、寸法を有するベース体３となるよう切断加工した。
【００７６】
続いて図５に示す工程（Ｓ３０）において、図８に示すように、放熱用部品１の冷媒流通部４（溝５）が形成された主表面上に、厚みが１μｍのＳｉ層９を形成した。Ｓｉ層９は、たとえばシラン（ＳｉＨ４）ガスを用いて減圧ＣＶＤ法を用いることにより、上記主表面上に形成した。このとき、放熱用部品１を１４５０℃に加熱することにより処理を行なった。なおここで、溝５の底面（溝５を形成する面のうち、放熱用部品１の主表面に沿った方向に存在する面）上に形成されたＳｉ層は、フォトリソグラフィ技術により除去した。
【００７７】
そして図５に示す工程（Ｓ４０）において、図９に示すように放熱用部品１のＳｉ層９とベース体３の主表面とを接触させるように配置し、この状態で当該構造体を導入した炉内を１０−５Ｐａ以下の高真空とし、上記Ｓｉ層９を１４００℃にて５分間加熱する処理を行なった。この処理を行なうことにより、放熱用部品１とベース体３とは接合部７において強固に接合し、一体のＳｉＣ構造体１０が形成された。このＳｉＣ構造体１０の接合部７はＳｉとＣとを含み、放熱用部品１やベース体３の組成に近い組成を有するものとなっている。このためＳｉＣ構造体１０に熱サイクルを与えた場合に接合部７に発生する熱応力をより小さくし、熱サイクルを繰り返し受けるＳｉＣ構造体１０の耐久性を向上させることができた。
【実施例２】
【００７８】
本発明の実施の形態２に係るＳｉＣ構造体２０を、上述した手順に従い形成した。まず図５のフローチャートに示す工程（Ｓ１０）として、０．５ｍｍ×５ｍｍ×１０ｍｍの平板形状（直方体状）を有する、図１２〜図１４に示すフィン１１を１０台形成した。ここでは多結晶ＳｉＣからなるインゴットを、上記形状、寸法を有するベース体３となるよう切断加工した。
【００７９】
次に図５に示す工程（Ｓ２０）として、５ｍｍ×１０ｍｍ×３ｍｍの平板形状（直方体状）を有する、図１２〜図１４に示すベース体３を１台形成した。ここでは多結晶ＳｉＣからなるインゴットを、上記形状、寸法を有するベース体１３となるよう切断加工した。
【００８０】
続いて図５に示す工程（Ｓ３０）において、ベース体１３の、フィン１１と接合しようとする主表面上に、厚みが０．５μｍのＳｉ層１９を形成した。Ｓｉ層１９は、たとえばシラン（ＳｉＨ４）ガスを用いて減圧ＣＶＤ法を用いることにより、上記主表面上に形成した。このとき、ベース体１３の一方の主表面を１４５０℃に加熱することにより処理を行なった。
【００８１】
そして図５に示す工程（Ｓ４０）において、図１４に示すようにフィン１１を、ベース体１３と接合する表面が上側を向くように、治具１８を用いてセットした。次にベース体１３のＳｉ層１９が、フィン１１の上側を向いた面と接触するように配置した。この状態で当該構造体を導入した炉内を１０−５Ｐａ以下の高真空とし、上記Ｓｉ層９を１４１０℃にて５分間加熱する処理を行なった。この処理を行なうことにより、フィン１１とベース体１３とは接合部１７において強固に接合し、一体のＳｉＣ構造体２０が形成された。このＳｉＣ構造体２０の接合部１７はＳｉとＣとを含み、フィン１１やベース体１３の組成に近い組成を有するものとなっている。このためＳｉＣ構造体２０に熱サイクルを与えた場合に接合部１７に発生する熱応力をより小さくし、熱サイクルを繰り返し受けるＳｉＣ構造体２０の耐久性を向上させることができた。
【００８２】
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、今回開示した実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、熱サイクルを複数回受けたとしても強固に接合された状態を維持することが可能なＳｉＣ構造体、半導体装置およびＳｉＣ構造体の製造方法を提供する技術として、特に優れている。
【符号の説明】
【００８４】
１ 放熱用部品、３，１３ ベース体、４ 冷媒流通部、５ 溝、７，１７ 接合部、９，１９ Ｓｉ層、１０，２０ ＳｉＣ構造体、１１ フィン、１５ 間隙、１８ 治具、２１，２２ 曲線、３０ 半導体素子、４０ 電極パターン、５０ 枠、６０ ワイヤ、７０ 電極、８０ シリコンゲル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＣからなり、対象物を放熱するための放熱用部品と、
ＳｉＣからなるベース体と、
前記放熱用部品と前記ベース体とを接合する、ＳｉとＣとを含む接合部とを備えるＳｉＣ構造体であり、
前記接合部は、前記放熱用部品または前記ベース体と接合する接合面から、前記接合面に交差する方向に関して、前記接合部の中央部に向かってＣの濃度が減少する、ＳｉＣ構造体。
【請求項２】
前記接合部はＳｉ１−ｘＣｘ（０＜ｘ＜１）で表わされる、請求項１に記載のＳｉＣ構造体。
【請求項３】
前記ベース体は平板形状である、請求項１または２に記載のＳｉＣ構造体。
【請求項４】
前記放熱用部品には、前記ベース体の主表面に沿った方向に複数の柱状構造体が一定間隔ごとに並んでいる、請求項１〜３のいずれか１項に記載のＳｉＣ構造体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のＳｉＣ構造体と、
電気信号を供給する半導体素子とを備える、半導体装置。
【請求項６】
ＳｉＣからなり、対象物の熱を放熱するための放熱用部品を準備する工程と、
ＳｉＣからなるベース体を準備する工程と、
前記放熱用部品と前記ベース体との少なくともいずれか一方の主表面上にＳｉ層を形成する工程と、
前記放熱用部品と前記ベース体とが前記Ｓｉ層を挟むように接触した状態で、前記Ｓｉ層をＳｉの融点以上に加熱する工程とを備える、ＳｉＣ構造体の製造方法。
【請求項７】
前記加熱する工程において、前記Ｓｉ層を１４００℃以上１８００℃以下に加熱する、請求項６に記載のＳｉＣ構造体の製造方法。
【請求項８】
前記加熱する工程は、真空中または不活性ガス雰囲気中にて行なう、請求項６または７に記載のＳｉＣ構造体の製造方法。
【請求項９】
前記不活性ガス雰囲気中にＣを含むガスを追加供給する、請求項６〜８のいずれか１項に記載のＳｉＣ構造体の製造方法。
【請求項１】
ＳｉＣからなり、対象物を放熱するための放熱用部品と、
ＳｉＣからなるベース体と、
前記放熱用部品と前記ベース体とを接合する、ＳｉとＣとを含む接合部とを備えるＳｉＣ構造体であり、
前記接合部は、前記放熱用部品または前記ベース体と接合する接合面から、前記接合面に交差する方向に関して、前記接合部の中央部に向かってＣの濃度が減少する、ＳｉＣ構造体。
【請求項２】
前記接合部はＳｉ１−ｘＣｘ（０＜ｘ＜１）で表わされる、請求項１に記載のＳｉＣ構造体。
【請求項３】
前記ベース体は平板形状である、請求項１または２に記載のＳｉＣ構造体。
【請求項４】
前記放熱用部品には、前記ベース体の主表面に沿った方向に複数の柱状構造体が一定間隔ごとに並んでいる、請求項１〜３のいずれか１項に記載のＳｉＣ構造体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のＳｉＣ構造体と、
電気信号を供給する半導体素子とを備える、半導体装置。
【請求項６】
ＳｉＣからなり、対象物の熱を放熱するための放熱用部品を準備する工程と、
ＳｉＣからなるベース体を準備する工程と、
前記放熱用部品と前記ベース体との少なくともいずれか一方の主表面上にＳｉ層を形成する工程と、
前記放熱用部品と前記ベース体とが前記Ｓｉ層を挟むように接触した状態で、前記Ｓｉ層をＳｉの融点以上に加熱する工程とを備える、ＳｉＣ構造体の製造方法。
【請求項７】
前記加熱する工程において、前記Ｓｉ層を１４００℃以上１８００℃以下に加熱する、請求項６に記載のＳｉＣ構造体の製造方法。
【請求項８】
前記加熱する工程は、真空中または不活性ガス雰囲気中にて行なう、請求項６または７に記載のＳｉＣ構造体の製造方法。
【請求項９】
前記不活性ガス雰囲気中にＣを含むガスを追加供給する、請求項６〜８のいずれか１項に記載のＳｉＣ構造体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−２３４５１（Ｐ２０１１−２３４５１Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６５４６３（Ｐ２００９−１６５４６３）
【出願日】平成２１年７月１４日（２００９．７．１４）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１４日（２００９．７．１４）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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