(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面全面が所定の窪み及び曲率を持つ凹面構造を有するパッケージ基部と、
前記パッケージ基部の上面に載置された複数のカーボンナノチューブ束からなるカーボンナノチューブシートと、
前記カーボンナノチューブシートの上面の載置面に載置された電子デバイスチップとを有し、
前記パッケージ基部の上面の面積は前記電子デバイスを載置する前記カーボンナノチューブシートの上面の載置面の面積より大きく、
前記カーボンナノチューブ束は前記パッケージ基部の上面から前記載置面に集中するように配向していることを特徴とするカーボンナノチューブを用いたパッケージ。
【請求項２】
前記カーボンナノチューブシートがカーボンナノチューブ束のみからなることを特徴とする請求項１記載のカーボンナノチューブを用いたパッケージ。
【請求項３】
前記カーボンナノチューブシートがカーボンナノチューブ束と前記カーボンナノチューブ束の先端に形成されたグラフェンとからなることを特徴とする請求項１記載のカーボンナノチューブを用いたパッケージ。
【請求項４】
前記カーボンナノチューブ束間及びカーボンナノチューブ間の隙間を媒質により埋め込んだことを特徴とする請求項１記載のカーボンナノチューブを用いたパッケージ。
【請求項５】
前記媒質が、金属、金属を含む導電性物質、導電性樹脂、或いは、非導電性樹脂のうちの少なくとも一種類含むことを特徴とする請求項４記載のカーボンナノチューブを用いたパッケージ。
【請求項６】
前記カーボンナノチューブを用いたパッケージの母基材が、金属被膜により覆われた金、銀、銅、モリブデン、アルミニウム、チタン、タンタル、クロム、コバルト、ニッケル、タングステン、或いは、鉄のうちの少なくとも一種含むことを特徴とする請求項１記載のカーボンナノチューブを用いたパッケージ。
【請求項７】
上面全面が所定の窪み及び曲率を持つ凹面構造を有するパッケージ基部と、
前記パッケージ基部の上面に載置された複数のカーボンナノチューブ束からなるカーボンナノチューブシートと、
前記カーボンナノチューブシートの上面の載置面に載置された電子デバイスチップとを有し、
前記パッケージ基部の上面の面積は前記電子デバイスを載置する前記カーボンナノチューブシートの上面の載置面の面積より大きく、
前記カーボンナノチューブ束は前記パッケージ基部の上面から前記載置面に集中するように配向し、
前記電子デバイスチップとして、無線・携帯電話基地局用ハイパワーアンプ、サーバー・パーソナルコンピューター用半導体素子、車載半導体集積回路装置、或いは、電気自動車モーター駆動用トランジスタのいずれかを載置していることを特徴とする電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカーボンナノチューブを用いたパッケージ及び電子デバイスに関するものであり、特に、パッケージ基部と電子デバイスチップとの間の放熱性を高めるための構成に特徴のあるカーボンナノチューブを用いたパッケージ及び電子デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線通信の情報を送信する携帯電話基地局の高出力増幅器は、出力源である高出力トランジスタの発熱量も大きくなるため、放熱性が非常に重要となる。
【０００３】
従来は、高出力トランジスタチップをパッケージにメッキなどで直接接合し、チップを通して熱を逃がす、いわゆるフェイスアップ構造を用いることで放熱性を確保されていたので、ここで、図７を参照して従来のフェイスアップ構造を説明する。
【０００４】
図７参照 
図７は、従来のフェイスアップ構造の説明図であり、パッケージに設けた接地導体５１にＧａＮ−ＨＥＭＴ５４をＡｕＳｎメッキ層５５を用いてマウントしたのち、直径が数百μｍの金ワイヤ５６によって入力電極部５２と出力電極部５３とに接続した構造を採用している（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、従来のフェイスアップ構造では、ＧａＮ−ＨＥＭＴ５４の電極とパッケージの入力電極部５２及び出力電極部５３とを接続する金ワイヤ５６のインダクタンスのために、高周波化に伴い増幅率が低下するという問題を有していた。
【０００６】
そこで、このような問題を解決するために、基板を裏返してチップ電極とパッケージ電極をカーボンナノチューブ束からなるバンプ（突起状の電極）構造により接続する手法が提案された( 例えば、同じく非特許文献１参照）ので、図８を参照して説明する。
【０００７】
図８参照 
図８は、従来のカーボンナノチューブ束を用いたフリップチップ構造の説明図であり、パッケージ６０にカーボンナノチューブバンプ７１を設けたＡｌＮ基板７０を介してＧａＮ−ＨＥＭＴ５４をフリップチップボンディングしたものである。
【０００８】
この場合、パッケージ６０は、パッケージ６０とＡｌＮ基板７０との間の熱膨張係数の違いを緩和するためにＭｏ板６２をＣｕ板６３，６４で挟み込んだＣｕ／Ｍｏ／Ｃｕ構造の母基材６１の表面を金メッキ層６５で被覆した構成になっている。
【０００９】
また、ＡｌＮ基板７０には、図７と同様に接地導体と、接地導体を挟んで入力電極部及び出力電極部（いずれも図示を省略）が設けられており、厚さが、５〜１０μｍ程度のＡｕＳｎメッキ層６６によってパッケージの底面に固着されている。
なお、図における符号６７はメタルキャップである。
【００１０】
このようなナノチューブは優れた放熱性を持つだけでなく、金属的な性質を有しているため、フェイスアップ構造と同等の放熱性を確保できるだけでなく、また、金ワイヤ等を使用していないので２ＧＨｚで増幅率も１０デシベル（ｄＢ）向上可能であることが報告された。
【００１１】
一方、カーボンナノチューブの優れた熱伝導性を利用するために、電子チップ間を接続する接続配線をカーボンナノチューブ束で構成することも提案されており（例えば、特許文献１参照）、カーボンナノチューブ束で電気的接続を取るとともに、熱を周囲に急速に分散させている。
【００１２】
また、整列したカーボンナノチューブ束を電子デバイスとヒートシンクとの間に配置するとともに、カーボンナノチューブ束の間をポリマーで埋めて、熱インターフェイスを構成することも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特表２００４−５２８７２７号公報
【特許文献２】特開２００３−２４９６１３号公報
【非特許文献１】Ｔ．Ｉｗａｉ ｅｔａｌ．ＩＥＤＭ２００５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
今後、第４世代以降の携帯電話基地局向けには更なる高周波（３ＧＨｚ以上）での出力の保持（１０ｄＢ）と放熱性が要求されるが、放熱性については更に改善すべき点が存在し、例えば、パッケージとナノチューブバンプ基板であるＡｌＮ基板との間の熱抵抗が挙げられる。
【００１４】
例えば、上述のＡｕＳｎメッキによる接合では、ＡｕＳｎの非常に低い熱伝導率（５７Ｗ／ｍ・Ｋ）のためパッケージとＡｌＮ基板の間の熱伝導による放熱が不十分であり、熱抵抗をより低減する必要がある。
【００１５】
また、上記の特許文献１の場合には、カーボンナノチューブ束は配線としての機能を有するため、チップサイズより小面積であるため、充分な放熱効果が得られないという問題があるとともに、図７或いは図８に記載した実装構造に対する解決手段にはならないという問題がある。
【００１６】
また、上記の特許文献２の場合には、チップ背面からの放熱で且つメタルキャップからの放熱であり、放熱面積の大きなパッケージ本体部からの放熱ではないため、放熱が必ずしも十分ではないという問題がある。
【００１７】
したがって、本発明は、パッケージ基部と電子デバイスチップとの間の放熱性を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
図１は、本発明の原理的構成図であり、ここで図１を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明するが、実際には基材の表面は所定の窪みを有し且つ曲率を持つ凹面構造になっている。
なお、図における符号９は、基材側からＴａ拡散防止膜と触媒下地層を積層した下地層であり、触媒下地層上に設けた触媒がカーボンナノチューブの成長核となる。
図１参照
上記の課題を解決するために、本発明は、カーボンナノチューブを用いたパッケージにおいて、載置面全面が所定の窪み及び曲率を持つ凹面構造を有する電子デバイスチップ６の載置面に対して縦方向に配向した複数の林立したカーボンナノチューブ束４からなるカーボンナノチューブシート５を電子デバイスチップ６の載置面に設けたことを特徴とする。
【００１９】
このように、複数のカーボンナノチューブ束４からなるカーボンナノチューブシート５を電子デバイスチップ６の載置面に設けることによって、放熱面積の大きなパッケージ基部１と電子デバイスチップ６とを熱伝導性に優れたカーボンナノチューブシート５で熱的に接続しているので、充分な放熱効果を確保することができ、それによって、３ＧＨｚ以上の高周波デバイスの性能を充分に発揮することが可能になる。
【００２０】
特に、カーボンナノチューブシート５を配置する載置面全面が所定の窪み及び曲率を持つ凹面構造を有しているので、凹面上に成長したカーボンナノチューブ束４は電子デバイスチップ６或いはカーボンナノチューブバンプ基板７に向かって集中するようになるので、放熱効率をより高めることができる。
【００２１】
この構成は、電子デバイスチップ６を載置面に直接搭載するフェイスアップ構造、或いは、電子デバイスチップ６をカーボンナノチューブバンプ基板７を介して搭載するフリップチップ構造のいずれにも適用される。
【００２２】
この場合の凹面構造の曲率としては、凹面構造によるカーボンナノチューブ束４の中心へ集中による効果が充分に得られ曲率であることが望ましく、例えば、カーボンナノチューブシート５の先端部の面積が電子デバイスチップ６或いはカーボンナノチューブバンプ基板７の面積と同程度（±１０％以内）となる曲率であることが望ましい。
【００２３】
また、カーボンナノチューブシート５は、カーボンナノチューブ束４のみからなるものでも良いし、或いは、カーボンナノチューブ束４とカーボンナノチューブ束４の先端に形成されたグラフェン８とから成るものでも良い。
なお、「グラフェン」とはグラファイト層の厚みが数層から数十層からなる薄いグラファイトのことを指す。
【００２４】
また、カーボンナノチューブ束４を構成するカーボンナノチューブは、載置面を構成するグランド電極上に設けた導電性膜並びに触媒膜から直接成長したカーボンナノチューブであることが望ましいが、他で成長させたカーボンナノチューブシート５を接着剤で転写したものでも良い。
【００２５】
また、カーボンナノチューブシート５に導電性ないしは非導電性の媒質を埋め込んでも良く、それによって、カーボンナノチューブシート５の機械的強度を高めることができる。
この場合、導電性の媒質は金属、金属を含む導電性物質、或いは導電性樹脂のいずれかを用い、また、非導電性の媒質としては、カーボンナノチューブと親和性の高い樹脂などの有機材料、或いは無機材料を用いれば良い。
金属としては、金、銀、チタン、白金、パラジウム、モリブデン、タンタル、インジウム、錫などが挙げられ、金属を含む導電性物質には、銀ペースト、銅ペースト、半田、ニッケルメッキ、金メッキ、亜鉛メッキ、導電性樹脂には導電性ポリマーが挙げられる。
また、樹脂内にカーボンナノチューブなどの導電性物質を分散し導電性を向上させた樹脂として用いても良い。
さらに、カーボンナノチューブに酸素雰囲気下での加熱処理ないしは酸素プラズマ処理などで酸化により親水性を持たせ、樹脂との親和性を向上させることも可能である。
【００２６】
また、電子デバイスチップ６或いはカーボンナノチューブバンプ基板７をカーボンナノチューブシート５に単に圧接するようにして良いし、或いは、カーボンナノチューブシート５の先端部分に金属、導電性を有する無機材料、或いは導電性を有する有機材料を用いて電子デバイスチップ６或いはカーボンナノチューブバンプ基板７を接着するようにしても良い。
【００２７】
また、カーボンナノチューブシート５を電子デバイスチップ６の裏面に対向するメタルキャップ側にも設けても良く、それによって、電子デバイスチップ６の表裏からの放熱が可能になる。
【００２８】
また、カーボンナノチューブシート５は可撓性に優れているので、載置面を有するパッケージ基部１の母基材２を銅で構成しても熱膨張係数の差は問題にならず、従来に比べてのパッケージ基材２の構成を簡素化することができる。
また、金、銀、銅、モリブデン、アルミニウム、チタン、タンタル、クロム、コバルト、ニッケル、タングステン、或いは、鉄のうち少なくとも１種を含む材料を用いても良く、２種以上含む場合には、合金となり、コバールやステンレスも含まれる。
なお、パッケージ基部１を含むパッケージ全体の表面が、金メッキ３、亜鉛メッキ、或いは、ニッケルメッキにより被覆されていることが望ましいが、導電性を有する他の金属被膜でも良い。
【００２９】
上述の構成のパッケージに電子デバイスチップ６として、無線・携帯電話基地局用ハイパワーアンプ、サーバー・パーソナルコンピューター用半導体素子、車載半導体集積回路装置、或いは、電気自動車モーター駆動用トランジスタのいずれかを載置することによって、優れた特性を有する高周波電子デバイスを実現することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、電子デバイスチップ或いはカーボンナノチューブバンプ基板とパッケージ基部と間の熱伝導性を高めることができるとともに、カーボンナノチューブ束はパッケージ基部においては広がっているので、面積の大きなパッケージからの熱拡散をより有効に行うことができるため、放熱効率をより高めることができ、また、カーボンナノチューブシートは可撓性を有しているのでパッケージの基材構成を簡素にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明は、カーボンナノチューブ束のみから、或いは、カーボンナノチューブ束とその先端部に形成されたグラフェンとからなるカーボンナノチューブシートを、高周波半導体装置等の電子デバイスチップを載置するパッケージ基部、特に、母基材が銅からなるとともに、その表面を金メッキ或いはニッケルメッキなどで被覆したパッケージ基部の全面が所定の窪み及び曲率を持つ凹面構造を有する載置面に設けたものである。
【実施例１】
【００３２】
ここで、本発明の実施例１を説明する前に、図２乃至図５を参照して本発明の前提となる各参考例を説明するが、まず、図２及び図３を参照して、本発明の前提となる参考例１の高周波半導体装置実装構造を説明する。
図２参照 
図２は、本発明の参考例１の高周波半導体装置実装構造を示す分解斜視図であり、ヒートシンクを兼ねるパッケージ１０上にカーボンナノチューブ束２１を例えば、８μｍ成長させてカーボンナノチューブシート２０を形成し、カーボンナノチューブバンプ２４を成長させたＡｌＮ基板２３をカーボンナノチューブシート２０の上に設置したものである。
【００３３】
また、カーボンナノチューブバンプ２４を設けたＡｌＮ基板２３には、ＨＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）チップ２５がフリップチップで接続されるとともに、ＨＰＡチップ２５の裏面は、メタルキャップ２６に形成したカーボンナノチューブ束からなるカーボンナノチューブシート２７が当接する。
【００３４】
なお、ＡｌＮ基板２３は銀ペーストなどの金属ペースト、半田、メッキ、金属膜、有機材料などの導電性材料によりカーボンナノチューブシート２０の先端部と接触させても良いし、或いは、単に圧接する構成でも良く、グランドはＡｌＮ基板２３内の貫通ビアを介して直下のグランド電極上に成長したカーボンナノチューブ束２１に直接接続される。
【００３５】
図３参照 
図３は、カーボンナノチューブシートの構成説明図であり、Ｃｕ母材１２の表面を金メッキ層１３で被覆し、ＨＰＡチップ２５が実装される土台となる厚さが１〜１．５ｍｍ程度のパッケージ基部１１の素子載置面の表面に厚さが、例えば、１５ｎｍのＴａ拡散防止膜１４、厚さが、例えば、５ｎｍのＴｉＮ下地膜１５、及び、厚さが、例えば、２．６ｎｍのＣｏ触媒層１６を順次堆積させる。
なお、この場合、全面にＴａ／ＴｉＮ／Ｃｏを堆積させたのち、フォトリソグラフィーを用い不要箇所をエッチングにより除去することで素子載置面のみに残存させてもよいし、或いは、フォトリソグラフィーによってパターニングしたのち、Ｔａ／ＴｉＮ／Ｃｏを全面に堆積させリフトオフによりレジストを除去することで選択的に堆積させても良い。
【００３６】
次いで、パッケージ１０をＣＶＤ炉に導入し、熱ＣＶＤ法により、アセチレンとアルゴンの混合ガス（１：９）を原料とし、基板温度５１０℃、雰囲気圧１ｋＰａの条件にてカーボンナノチューブの成長を行う。
【００３７】
この成長条件により、成長時間６０分程度で林立するカーボンナノチューブ束２１の先端部分がグラファイトシート（グラフェン）２２により連続的に構成された長さ２０μｍ程度のカーボンナノチューブシート２０が得られる。
なお、カーボンナノチューブ束２１の長さは成長時間により制御可能であるので、実際にパッケージ１０上に成長する際には最適な長さを得ることができるよう調整する。
【００３８】
このように、本発明の参考例１においては、ＡｌＮ基板とパッケージの載置面との間にカーボンナノチューブシート２０を介挿しているので、図７に示したＡｕＳｎメッキと比較し、カーボンナノチューブの高い放熱性のために、パッケージとＡｌＮ基板間の熱抵抗を低減することが可能となる。
【００３９】
また、本発明の参考例１においては、カーボンナノチューブシートとしてカーボンナノチューブ束の先端部にグラフェンが形成されたカーボンナノチューブシートを用いているので、ＡｌＮ基板からの熱は横方向に広がりやすく、発熱が局所的であっても効率的な放熱が可能になる。
また、グラフェンの面積はその上部に設置するＡｌＮ基板と比較して面積が大きいため、グラフェンにより横方向への熱拡散を行うことにより放熱効果が向上する。
【００４０】
また、カーボンナノチューブは可撓性に優れるので、パッケージとＡｌＮ基板との熱膨張係数の差を考慮する必要はなく、したがって、パッケージの母基材として単層のＣｕからなる基材を用いることができるので、パッケージの構成の簡素化及び低コスト化が可能になる。
【００４１】
また、本発明の参考例１においては、従来は、パッケージの上部に空間が存在するだけであったのに対し、パッケージ上部への放熱パスを設けることにより、放熱性がさらに向上する。
なお、この場合、パッケージ底部に対するのと同様にメタルキャップに直接カーボンナノチューブ束を成長させても良いし、別途成長したカーボンナノチューブ束をメタルキャップ上に接着剤等を用いた転写により設置しても良い。
【００４２】
次に、図４を参照して、本発明の前提となる参考例２の高周波半導体装置実装構造を説明するがカーボンナノチューブシートの構成が異なるだけで、他の構成は上記の参考例１と全く同様であるので、カーボンナノチューブシートの構成のみを説明する。
【００４３】
図４参照 
図４は、本発明の参考例２のカーボンナノチューブシートの構成説明図であり、Ｃｕ母材１２の表面を金メッキ層１３で被覆したパッケージ基部１１の全面に厚さが、例えば、１５ｎｍのＴａ拡散防止膜１４、厚さが、例えば、５ｎｍのＡｌ下地膜１７、及び、厚さが、例えば、２．５ｎｍのＦｅ触媒層１８を順次堆積させる。
【００４４】
次いで、パッケージ１０をＣＶＤ炉に導入し、熱フィラメントＣＶＤ法により、アセチレンとアルゴンの混合ガス（１：９）を原料とし、基板温度６２０℃、雰囲気圧１ｋＰａの条件にてカーボンナノチューブの成長を行う。
なお、この場合、成長前に例えば、１ｋＰａの水素中で１０分間の加熱処理を行うとともに、成長中は原料となる混合ガスを水素ガスにより、原料ガス：水素ガス＝３：７の分圧比になるように希釈する。
【００４５】
この成長条件により、成長時間２０分程度で林立するカーボンナノチューブ束３１が２０μｍの長さに成長したカーボンナノチューブシート３０が得られる。
なお、この成長条件では、グラフェンは形成されない。
この場合はパッケージ１０上全面にカーボンナノチューブ束３１を成長し、成長後に不要な箇所のカーボンナノチューブ束３１を除去している。
【００４６】
このように、本発明の参考例２においても、ＡｌＮ基板とパッケージの載置面との間にカーボンナノチューブシート３０を介挿しているので、図７に示したＡｕＳｎメッキと比較し、カーボンナノチューブの高い放熱性のために、パッケージとＡｌＮ基板間の熱抵抗を低減することが可能となる。
また、その他の効果もグラフェンによる横方向熱拡散以外は、上記の参考例１と同様である。
【００４７】
次に、図５を参照して、本発明の前提となる参考例３の高周波半導体装置実装構造を説明する。
図５参照 
図５は、本発明の参考例３の高周波半導体装置実装構造を示す分解斜視図であり、ヒートシンクを兼ねるパッケージ１０上にカーボンナノチューブ束を例えば、１０μｍ成長させてカーボンナノチューブシート２０を形成し、カーボンナノチューブシート２０の上にＨＰＡチップ２５をフェイスアップに設置したものである。
また、ＨＰＡチップ２５の裏面は、空隙を介してメタルキャップ２６と対向している。
【００４８】
また、カーボンナノチューブシート３０の上に設置されたＨＰＡチップ２５に設けた電極は、図７と同様に、金ワイヤ３５によって、パッケージ１０に設けた入力電極部３３及び出力電極部３４と接続する。
なお、この参考例３のパッケージ基部の構造及びカーボンナノチューブシート２０の製造条件は上記の参考例１と全く同様であり、接地導体３２の表面に選択的に成長させる。
【００４９】
このように、本発明の参考例３においては、フェイスアップ構造の場合にも熱伝導性に優れるカーボンナノチューブシートを用いているので、従来のＡｕＳｎメッキよりも低い熱抵抗を得ることが可能となる。
【００５０】
以上を前提として、図６を参照して、本発明の実施例１の高周波半導体装置実装構造を説明するが、基本的構成は上記の参考例１と同様であるので、カーボンナノチューブシート近傍のみを説明する。
図６参照 
図６は、本発明の実施例１のカーボンナノチューブシートの構成説明図であり、Ｃｕ母材４３の表面を金メッキ層４４で被覆したパッケージ基部４１の全面に厚さが、例えば、１５ｎｍのＴａ拡散防止膜４５、厚さが、例えば、５ｎｍのＡｌ下地膜４６、及び、厚さが、例えば、２．５ｎｍのＦｅ触媒層４７を順次堆積させる。
【００５１】
次いで、パッケージ４０をＣＶＤ炉に導入し、熱フィラメントＣＶＤ法により、アセチレンとアルゴンの混合ガス（１：９）を原料とし、基板温度６２０℃、雰囲気圧１ｋＰａの条件にてカーボンナノチューブの成長を行う。
なお、この場合、成長前に例えば、１ｋＰａの水素中で１０分間の加熱処理を行うとともに、成長中は原料となる混合ガスを水素ガスにより、原料ガス：水素ガス＝３：７の分圧比になるように希釈する。
【００５２】
この本発明の実施例１においては、パッケージ基部４１に凹面部分４２が設けられており、凹面部分４２の窪みの深さや曲率はカーボンナノチューブシート４８の長さや面積によって変化する。
基本的には、ＨＰＡチップ２５を平行に設置するために、窪みの中央部分と端の部分から成長したカーボンナノチューブ束のパッケージ底面からの高さがほぼ同一になることが望ましい。
【００５３】
この場合、カーボンナノチューブ束４９は直下の基板面から垂直方向に成長する特徴を有しているため、この凹面部分４２の上に成長したカーボンナノチューブ束４９はその上に搭載するＡｌＮ基板或いはＨＰＡチップ２５に集中するように成長する。
【００５４】
カーボンナノチューブシート４８の長さを１０μｍとした場合には、窪みは１０μｍ未満、窪み部分の弧を成す角度は９０度未満である。
例えば、窪み中央部分の深さを２μｍとした場合、弧を成す角度はおよそ３７度で長さ１０μｍカーボンナノチューブシートの底面からの高さが揃うことになる。
【００５５】
このように、本発明の実施例１においては、パッケージ基部に凹面部分を設けているので、ＡｌＮ基板或いはＨＰＡチップに集中して接しているカーボンナノチューブ束はパッケージ基部においては広がっているので、面積の大きなパッケージからの熱拡散をより有効に行うことができるとともに、凹面により増加した面積分についてナノチューブ本数が増加するため放熱性の向上を図ることが可能となる。
【００５６】
以上、本発明の前提となる参考例及び実施例を説明してきたが、本発明は前提となる参考例及び実施例に記載された構成・条件等に限られるものではなく各種の変更が可能であり、例えば、上記の参考例１においては、カーボンナノチューブ束の先端部にグラフェンを成長させるために、触媒として、Ｃｏ（２．６ｎｍ）／ＴｉＮ（５ｎｍ）を用いているが、ＣｏとＴｉＮの膜厚は上記に限定されるわけではなく、典型的にはＣｏ：２〜５ｎｍ、ＴｉＮ：２〜２５ｎｍの範囲にあれば良い。
【００５７】
また、下地となるＴａ膜はカーボンナノチューブ束の成長そのものには関与せず、５ｎｍ前後あれば良いが、成長温度が低く金属拡散が発生しないような場合にはＴａ薄膜は必しも設ける必要はない。
【００５８】
また、上記の参考例２においては、カーボンナノチューブ束のみを成長させるために、触媒として、Ｆｅ（２．５ｎｍ）／Ａｌ（５ｎｍ）を用いているが、ＦｅとＡｌの膜厚は上記に限定されるわけではなく、典型的にはＦｅ：０．１〜５ｎｍ、Ａｌ：１〜１００ｎｍの範囲にあれば良い。
【００５９】
また、Ｆｅ以外の触媒でもカーボンナノチューブ束のみの成長は可能であり、参考例１で示した触媒構造（Ｃｏ／ＴｉＮ）を用い、参考例２と同様の成長条件においてグラフェンなしのカーボンナノチューブ束のみを得ることができる。
但し、触媒により活性度が異なるためＦｅよりも成長時間が長く６０分で１９μｍの長さとなる。
【００６０】
また、触媒種や触媒の下地膜も上記の前提となる参考例及び実施例に示した構成に限られるものではなく、触媒種としてはコバルト、ニッケル、鉄、金、銀、白金等のカーボンナノチューブの触媒と成り得る金属ないしはその合金であれば良い。
また、下地膜としてはモリブデン、チタン、ハフニウム、ジルコニウム、ニオブ、バナジウム、タンタルナイトライド、チタンシリサイド、チタンナイトライド、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、タンタル、タングステン、銅、金、白金などのうち少なくとも一種含む金属ないしは合金からなる膜構造であれば良い。
【００６１】
また、上記の前提となる参考例及び実施例においてはカーボンナノチューブの成長方法として、熱ＣＶＤ法或いは熱フィラメントＣＶＤ法を用いているが、このような成長方法に限られるものではなく、プラズマＣＶＤ、リモートプラズマＣＶＤ法等を用いても良いものである。
【００６２】
また、上記の前提となる参考例及び実施例においては、原料ガスとしてアセチレンを用いているが、アセチレンに限られるものではなく、メタン、エチレン等の炭化水素類や、或いは、エタノール、メタノール等のアルコール類を用いても良い。
【００６３】
また、上記の前提となる参考例及び実施例においては、カーボンナノチューブシートをパッケージ基部に直接成長させているが、このような構成に限られるものではなく、別途成長したカーボンナノチューブ束を導電性接着剤等を用いて転写により貼り付けても良い。
【００６４】
また、上記の前提となる参考例及び実施例においては、カーボンナノチューブシートはそのままの状態であるが、樹脂材料によりカーボンナノチューブ束や接合部位を覆うないしは埋め込むことによりカーボンナノチューブシート構造を強化することも可能である。
この場合の樹脂材料としては、カーボンナノチューブと親和性の高い材料を用いることが望ましい。
【００６５】
また、上記の実施例１においては、パッケージ基部に凹面部分を設けているが、窪みは凹面に限られるものではなく、直線的な傾斜でも良く、また、その平面形状としても円形に限られるものではなく、多角形などを始め特に制限はない。
【００６６】
ここで、本発明の詳細な特徴を改めて説明する。
（付記１） 上面全面が所定の窪み及び曲率を持つ凹面構造を有するパッケージ基部と、前記パッケージ基部の上面に載置された複数のカーボンナノチューブ束からなるカーボンナノチューブシートと、前記カーボンナノチューブシートの上面の載置面に載置された電子デバイスチップとを有し、前記パッケージ基部の上面の面積は前記電子デバイスを載置する前記カーボンナノチューブシートの上面の載置面の面積より大きく、前記カーボンナノチューブ束は前記パッケージ基部の上面から前記載置面に集中するように配向していることを特徴とするカーボンナノチューブを用いたパッケージ。
（付記２） 前記電子デバイスチップをカーボンナノチューブバンプ基板を介して前記カーボンナノチューブシートに載置することを特徴とする付記１記載のカーボンナノチューブを用いたパッケージ。
（付記３） 前記カーボンナノチューブシートがカーボンナノチューブ束のみからなることを特徴とする付記１記載のカーボンナノチューブを用いたパッケージ。
（付記４） 前記カーボンナノチューブシートがカーボンナノチューブ束と前記カーボンナノチューブ束の先端に形成されたグラフェンとからなることを特徴とする付記１記載のカーボンナノチューブを用いたパッケージ。
（付記５） 前記カーボンナノチューブ束を構成するカーボンナノチューブが、前記載置面を構成するグランド電極上に設けた導電性膜並びに触媒膜から直接成長したカーボンナノチューブであることを特徴とする付記１記載のカーボンナノチューブを用いたパッケージ。
（付記６） 前記カーボンナノチューブ束間及びカーボンナノチューブ間の間隙を媒質により埋め込んだことを特徴とする付記１記載のカーボンナノチューブを用いたパッケージ。
（付記７） 前記媒質が、金属、金属を含む導電性物質、或いは、導電性樹脂のいずれかからなる導電性媒質であることを特徴とする付記６記載のカーボンナノチューブを用いたパッケージ。
（付記８） 前記金属が、金、銀、チタン、白金、パラジウム、モリブデン、インジウム、錫、或いは、タンタルのいずれかからなることを特徴とする付記７記載のカーボンナノチューブを用いたパッケージ。
（付記９） 前記金属を含む導電性物質には、金属ペースト、半田、或いは、メッキのいずれかからなることを特徴とする付記７記載のカーボンナノチューブを用いたパッケージ。
（付記１０） 前記媒質が、カーボンナノチューブと親和性の高い有機材料或いは無機材料からなる非導電性媒質であることを特徴とする付記６記載のカーボンナノチューブを用いたパッケージ。
（付記１１） 前記カーボンナノチューブシートの先端部分に導電性の金属、導電性を有する無機材料、或いは導電性を有する有機材料が配置されて前記電子デバイスチップとの接合面を構成することを特徴とする付記１記載のカーボンナノチューブを用いたパッケージ。
（付記１２） 前記カーボンナノチューブシートが、前記電子デバイスチップの裏面に対向するメタルキャップ側にも設けられたことを特徴とする付記１記載のカーボンナノチューブを用いたパッケージ。
（付記１３） 前記載置面を有するパッケージ基部１の母基材が、金、銀、銅、モリブデン、アルミニウム、チタン、タンタル、クロム、コバルト、ニッケル、タングステン、或いは、鉄のうちの少なくとも１種含む構造からなることを特徴とする付記１記載のカーボンナノチューブを用いたパッケージ。
（付記１４） 前記パッケージ基部を含むパッケージ全体の表面が、金メッキ、或いはニッケルメッキにより被覆されていることを特徴とする付記１３記載のカーボンナノチューブを用いたパッケージ。
（付記１５）  上面全面が所定の窪み及び曲率を持つ凹面構造を有するパッケージ基部と、前記パッケージ基部の上面に載置された複数のカーボンナノチューブ束からなるカーボンナノチューブシートと、前記カーボンナノチューブシートの上面の載置面に載置された電子デバイスチップとを有し、前記パッケージ基部の上面の面積は前記電子デバイスを載置する前記カーボンナノチューブシートの上面の載置面の面積より大きく、前記カーボンナノチューブ束は前記パッケージ基部の上面から前記載置面に集中するように配向し、前記電子デバイスチップとして、無線・携帯電話基地局用ハイパワーアンプ、サーバー・パーソナルコンピューター用半導体素子、車載半導体集積回路装置、或いは、電気自動車モーター駆動用トランジスタのいずれかを載置していることを特徴とする電子デバイス。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の活用例としては、次世代以降の携帯電話基地局向けの高周波（３ＧＨｚ以上）高出力増幅器のパッケージ構造が典型的なものであるが、３ＧＨｚ以下の周波数の半導体装置用パッケージ構造や低出力半導体装置用のパッケージ構造としても適用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の参考例１の高周波半導体装置実装構造を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の参考例１のカーボンナノチューブシートの構成説明図である。
【図４】本発明の参考例２のカーボンナノチューブシートの構成説明図である。
【図５】本発明の参考例３の高周波半導体装置実装構造を示す分解斜視図である。
【図６】本発明の実施例１のカーボンナノチューブシートの構成説明図である。
【図７】従来のフェイスアップ構造の説明図である。
【図８】従来のカーボンナノチューブ束を用いたフリップチップ構造の説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
１   パッケージ基部
２   母基材
３   Ａｕメッキ
４   カーボンナノチューブ束
５   カーボンナノチューブシート
６   電子デバイスチップ
７   カーボンナノチューブバンプ基板
８   グラフェン
９   下地層
１０   パッケージ
１１   パッケージ基部
１２   Ｃｕ母材
１３   金メッキ層
１４   Ｔａ拡散防止膜
１５   ＴｉＮ下地膜
１６   Ｃｏ触媒層
１７   Ａｌ下地膜
１８   Ｆｅ触媒層
２０   カーボンナノチューブシート
２１   カーボンナノチューブ束
２２   グラフェン
２３   ＡｌＮ基板
２４   カーボンナノチューブバンプ
２５   ＨＰＡチップ
２６   メタルキャップ
２７   カーボンナノチューブシート
３０   カーボンナノチューブシート
３１   カーボンナノチューブ束
３２   接地導体
３３   入力電極部
３４   出力電極部
３５   金ワイヤ
４１   パッケージ基部
４２   凹面部分
４３   Ｃｕ母材
４４   金メッキ層
４５   Ｔａ拡散防止膜
４６   Ａｌ下地膜
４７   Ｆｅ触媒層
４８   カーボンナノチューブシート
４９   カーボンナノチューブ束
５１   接地導体
５２   入力電極部
５３   出力電極部
５４   ＧａＮ−ＨＥＭＴ
５５   ＡｕＳｎメッキ層
５６   金ワイヤ
６０   パッケージ
６１   母基材
６２   Ｍｏ板
６３，６４ Ｃｕ板
６５   金メッキ層
６６   ＡｕＳｎメッキ層
６７   メタルキャップ
７０   ＡｌＮ基板
７１   カーボンナノチューブバンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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