[发明专利]具氮化铝薄膜的热扩散元件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种具氮化铝薄膜的热扩散元件及其制作方法，尤指一种使用镀膜工艺制造的具氮化铝薄膜的热扩散元件及其制作方法。

背景技术

随着电子产业的蓬勃发展，各种高功率元件的应用越来越广泛。对于高功率元件而言，若无法改善散热效果，往往容易造成电路元件或半导体元件使用寿命大幅缩短。

氮化铝为一种良好的散热材料。一般而言，氮化铝的散热元件多采用烧结方式所制作的块材式氮化铝。然而，一般使用烧结法制作的氮化铝块材，需于1400至1900℃的高温条件下制作。由于烧结过程不易控制，往往不易得到良好烧结的氮化铝，且容易出现批次瑕疵(run to run difference)。此外，若烧结条件控制不当，所形成的氮化铝块材可能会有孔洞过多的问题，造成氮化铝块材的机械与热传导特性不佳的缺点。若使用这种特性不佳的氮化铝块材，容易造成产品可靠度降低。

另一方面，以烧结方式所制作的块材式氮化铝，若应用于散热元件上，因块材体积较大，所消耗的材料也多。

因此，目前极需发展出一种氮化铝的散热元件及其制作方法，以解决烧结所形成的氮化铝块材容易产生批次瑕疵的问题，而提升产品的可靠度、降低工艺难度与制造成本。

发明内容

本发明的主要目的是在提供一种具氮化铝薄膜的热扩散元件，以与现今半导体工艺整合在一起。

本发明的另一目的是在提供一种具氮化铝薄膜的热扩散元件的制作方法，能制作出不具批次瑕疵的氮化铝散热元件。

为达成上述目的，本发明的具氮化铝薄膜的热扩散元件，包括：一基板，其具有一上表面、及一下表面，且基板可为一单一材质基板、一具有多层结构的基板、或一由复合材料所组成的基板；以及一氮化铝薄膜，其设于基板的上表面，氮化铝薄膜的厚度介于1nm至10μm之间，且氮化铝薄膜是作为热传输媒介。

此外，本发明的具氮化铝薄膜的热扩散元件的制作方法，包括下列步骤：(A)提供一基板，其具有一上表面、及一下表面；以及(B)形成一氮化铝薄膜于基板的上表面上，其中氮化铝薄膜的厚度是介于1nm至10μm之间，且氮化铝薄膜是作为热传输媒介。

由于本发明的具氮化铝薄膜的热扩散元件及其制作方法，未使用烧结方式制作，故可改善以烧结工艺所制作的氮化铝块材因工艺不易控制而易产生批次瑕疵的缺点。同时，本发明的氮化铝薄膜的热扩散元件及其制作方法，更可与一般半导体工艺整合在一起，而可应用于多种电子元件上。

由于本发明的氮化铝薄膜的热扩散元件及其制作方法是采用镀制的方式形成氮化铝薄膜，故基板的材质、形状、结构均无特殊限制。于本发明的氮化铝薄膜的热扩散元件及其制作方法中，基板可为一硬质基板、或一软质基板。关于基板的具体例子可为：一硅基板、一金属基板、一玻璃基板、一塑料基板、一陶瓷基板、一镀有金属膜的硅基板、一碳-碳复合材质基板、一镀有金属膜的碳-碳复合材质基板、或一具有多层膜结构的基板。此外，基板甚至可为一半导体芯片、或一具有线路的封装基板。其中，金属基板或金属膜的材料可为铜、金、白金、钨、钛、铝、银、镍、或其合金等金属；且金属基板亦可为一不锈钢基板。再者，基板的欲镀制的表面型态并无特殊限制，可为一平面基板、或一图案化基板。

另一方面，于本发明的氮化铝薄膜的热扩散元件及其制作方法中，氮化铝薄膜可透过各式可行的沉积方法镀制至基板上，如：直流真空溅镀、脉冲式直流真空溅镀、磁控溅镀、射频溅镀系统、蒸镀法、化学气相沉积法、电浆辅助化学气相沉积法、感应耦合式电浆沉积法、或微波电子回旋共振沉积法、原子气相沉积法等各种薄膜工艺。较佳为，氮化铝薄膜是透过直流真空溅镀、脉冲式直流真空溅镀、射频溅镀、磁控溅镀、化学气相沉积法、以及原子气相沉积法所形成。

此外，于本发明的氮化铝薄膜的热扩散元件的制作方法中，可先于基板上形成一散热鳍片，或于氮化铝薄膜形成后再形成散热鳍片。亦即，于本发明的制作方法中，于步骤(A)中，基板的下表面上设置有一散热鳍片；或者于步骤(B)后还包括一步骤(C)：贴附一散热鳍片于基板的下表面上。据此，本发明所形成的热扩散元件，可还包括一散热鳍片，其设于基板的下表面上。

再者，于本发明的氮化铝薄膜的热扩散元件及其制作方法中，氮化铝薄膜的厚度可介于1nm至10μm之间。较佳为，氮化铝薄膜的厚度是介于10nm至1μm之间。更佳为，氮化铝薄膜的厚度是介于10nm至500nm之间。

附图说明

图1是本发明实施例1所使用的直流真空溅镀系统的示意图。

图2是本发明实施例1的具氮化铝薄膜的热扩散元件的示意图。