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CN100459188C - 发光元件安装用构件以及使用该构件的半导体装置 - Google Patents

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CN100459188C
CN100459188C CNB2004800074264A CN200480007426A CN100459188C CN 100459188 C CN100459188 C CN 100459188C CN B2004800074264 A CNB2004800074264 A CN B2004800074264A CN 200480007426 A CN200480007426 A CN 200480007426A CN 100459188 C CN100459188 C CN 100459188C
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light emitting
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semiconductor light
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桧垣贤次郎
石井隆
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

本发明目的是提供发光元件安装用构件以及使用该构件的半导体装置，所述发光元件安装用构件以及使用该构件的半导体装置易于加工，并且可以进行充分散热。发光元件安装用构件200包括如下配置：基材2，其包括安装半导体发光元件1的元件安装表面2a以及安置在所述元件安装表面2a上并与所述半导体发光元件1连接的第一和第二导电区域21，22；反射构件6，其包括限定用于容纳所述半导体发光元件1的内部空间6b的反射表面6a并且含有安置在所述元件安装表面2a上的金属；以及安置在所述反射表面6a上的金属层13。所述反射表面6a相对于所述元件安装表面2a是倾斜的，因而所述内部空间直径更远离所述元件安装表面2a。

Description

发光元件安装用构件以及使用该构件的半导体装置
技术领域
本发明涉及发光元件安装用构件以及使用该构件的半导体装置。更具体而言，本发明涉及用于安装发光二极管、半导体激光等的发光安装元件(a light-emitting mounting element)以及使用该元件的半导体装置。
背景技术
日本公开专利出版编号2002-232017描述了用于安装半导体发光元件的传统构件的实例。
在该出版物中描述的半导体安装构件中，围绕着发光元件的基材和陶瓷窗口框架是由主要组分为氧化铝、氮化铝等的陶瓷形成的。
最近几年，随着发光元件输出量的增加，由半导体发光元件产生的热也增加。当作为主要组分为氧化铝的陶瓷用于基材和窗口框架时，不可能有充分散热，因而导致温度增加。
此外，如果是使用具有高导热系数的氮化铝，则该原料更昂贵，并且比氧化铝难于加工。此外，如果表面上形成金属化层，则通常必需首先形成含有W或Mo的金属化层。在这种情况下，所使用的方法是含有W或Mo(作为其主要组分)的金属膏状物首先施用到生板(green sheet)上，然后与主要氮化铝陶瓷单元一起烧结(共烧结金属化)。然而，使用这种方法，在烧结过程中要发生热变形等，因而难于精确形成带有精细图案的金属化层，例如小于100μm的金属化层。
发明内容
本发明的目的是克服上述问题，并提供发光元件安装用构件和使用该构件的半导体装置，所述构件的导热系数高，并且易于加工。
本发明人对能充分消散半导体发光元件产生的热并且易于加工的发光元件安装用构件进行了各种研究。结果，发现通过使用导热系数高的安装构件以及由金属或合金或金属复合材料制备的反射构件，能够获得优选性质。
为了获得上述目的，根据本发明发光元件安装用构件包括：基材，其包括安装半导体发光元件的元件安装表面以及安置在元件安装表面上并与半导体发光元件连接的第一和第二导电区域；反射构件，所述反射构件由金属或合金或金属复合材料制成，其包括限定用于容纳半导体发光元件的内部空间的反射表面，所述半导体发光元件安置在元件安装表面上；以及安置在反射表面上的金属层。反射表面相对于元件安装表面是倾斜的，因而内部空间的直径更远离元件安装表面。
在以这种方式形成的发光元件安装用构件中，基材用作高导热系数构件，这样可以使半导体发光元件产生的热充分消散。此外，因为反射构件由金属或合金或金属复合材料制成，因此相比于其中反射构件由陶瓷形成的结构，该反射构件更易于加工。这使得能够提供更易于加工的发光元件安装用构件。
而且，因为反射构件由金属或合金或金属复合材料制成，因此改善了与安置在反射构件的反射表面上的金属层的结合。因而，能够提供易于生产的发光元件安装用构件。
发光元件安装用构件优选还包括结合层，该结合层用于结合元件安装表面和反射构件。该结合层的耐热性温度至少为300℃。结合层在不超过700℃的温度熔融，并且结合元件安装表面和反射构件。在这种情况下，因为结合层具有至少300℃的耐热性温度，因此该结合层能够防止基材和反射构件剥落，并且即使当半导体发光元件安装在发光元件安装用构件上时的温度为250～300℃，该结合层也是能应用的。因此，能够获得高度可靠的发光元件安装用构件。而且，因为结合温度不超过700℃，因此如果在基材表面上形成由Au、Ag或Al等构成的金属化图案，则能够防止金属化图案的降解。因为这些金属化图案的耐热性温度通常都不超过700℃，因此在不超过700℃温度进行结合时不会使金属化图案降解。
更优选地，基材是绝缘的，并且在该基材上形成了第一和第二通孔，在第一通孔处形成了第一导电区域，而在第二通孔处又形成了第二导电区域。在这种情况下，因为第一和第二导电区域从在其上形成元件安装表面的基材表面上延伸到相反表面上，因此电能能够从相反表面上供应给第一和第二导电区域。更优选地，第一和/或第二导电区域金属膜图案的最小形成尺寸为至少5微米且小于100微米。结果，发光元件能够使用倒装法(theflip-chip method)安装。更优选地，该尺寸为小于50微米。图案的最小形成尺寸在此处指的是在金属化图案中的最小宽度、图案之间的最小距离以及类似情况。
根据本发明的半导体装置，其包括上面任何一项所述的发光元件安装用构件；以及安装在元件安装表面上的半导体发光元件。该半导体发光元件包括面向元件安装表面的主表面，而基材包括位于和元件安装表面相反放置的底表面。从底表面到元件安装表面的距离H与沿半导体发光元件主表面长边方向的距离L之间的比值H/L为至少0.3。
在这种情况下，因为长边长度L与底表面到元件安装表面的距离H之间的比值H/L是最佳的，因而能够获得散热高的半导体装置。如果长边长度L与底表面到元件安装表面的距离H之间的比值H/L小于0.3，则底表面到元件安装表面的距离H相对于长边长度L变得太小，因而阻碍了充分散热。
优选电极安置在半导体发光元件的主表面侧，并且与第一和/或第二导电区域电连接。在这种情况下，因为电极安置在主表面侧并且电极与第一和/或第二导电区域直接电连接，因此发光层(其是特别产生热的半导体发光元件部分)产生的热借助于电极直接转移给基材。因而，由发光层产生的热有效消散到基材上，从而提供了带有优异冷却性质的发光元件安装用构件。而且主表面也优选具有至少1mm2的面积。
附图说明
图1所示为根据本发明第一实施方案的发光元件的横截面图，以及使用该发光元件的半导体装置的横截面图。图1A是根据一方面半导体装置的横截面图。图1B是根据本发明另一方面半导体装置的横截面图。
图2是发光元件安装用构件的透视图以及图1所示的半导体装置。
图3A是图1所示半导体发光元件的透视图。图3B示出样品的元件主表面的轮廓形状。
图4是描述用于制备图1所示半导体装置的方法的流程图。
图5是示出用于制备图1～图3所示半导体装置方法的第一步的横截面图。
图6是示出用于制备图1～图3所示半导体装置方法的第二步的横截面图。
图7是从图6中箭头VII指示的方法看到的基材平面图。
图8是示出用于制备图1～图3所示半导体装置方法的第三步的横截面图。
图9是示出用于制备图1～图3所示半导体装置方法的第四步的横截面图。
图10是示出用于制备图1～图3所示半导体装置方法的第五步的横截面图。
图11是示出用于制备图1～图3所示半导体装置方法的第六步的横截面图。
图12是示出用于制备图1～图3所示半导体装置方法的第七步的横截面图。
图13是根据本发明第二实施方案的发光元件安装用构件以及使用该构件的半导体装置的横截面图。
具体实施方式
下面，参考图描述本发明的实施方案。在下列实施方案中，相同或类似的元件用相同数字标记，并且省略重复的描述。
(第一实施方案)
图1是根据本发明第一实施方案的发光元件安装用构件以及使用该构件的半导体装置的横截面图。图1A是根据一方面的半导体装置的横截面图。图1B是根据另一方面半导体装置的横截面图。图2是图1A所示半导体装置的透视图。图3是图1A所示半导体发光装置的透视图。图1A、图2和图3所示，根据本发明第一实施方案的半导体装置100包括：发光元件安装用构件200；安装在元件安装表面2a上的半导体发光元件1。该半导体发光元件1包括面对元件安装表面2a的主表面1a。在该实施例中，主表面1a形成为包括长的第一边11和短的第二边12的矩形。基材2包括在元件安装表面2a反面的底表面2b。从底表面2b到元件安装表面2a的距离H和第一边11的长度L具有至少为0.3的比值H/L。
发光元件安装用构件200包括基材2和反射表面6a，并且安装有反射构件6和金属层13。基材2包括：用于安装半导体发光元件1的安装表面2a；以及安置在元件安装表面2a上并且与半导体发光元件1连接的第一和第二导电区域21，22。反射表面6a限定了放置半导体发光元件1的内部空间6b。反射构件6安装在元件安装表面2a上，并且由金属或合金或金属复合材料构成。金属层13安置在反射表面6a上。反射表面6a相对于元件安装表面2a是倾斜的，因此内部空间6b的直径更远离元件安装表面2a。
发光元件200还安装有结合层9，结合层9连接元件安装表面2a和反射构件6。结合层9具有至少300℃的温度额定值(temperature rating)，并且该结合层9在不超过700℃的温度熔融以将元件安装表面2a与反射构件6结合。
基材2是绝缘的，并且形成有第一和第二通孔2h，2i。该第一导电区域21安置在第一通孔2h上，而第二导电区域22安置在第二通孔2i上。而且，如上所述，在半导体装置中，在第一和/或第二导电区域21，22处的元件安装表面上形成的金属膜的图案最小宽度以及图案之间的最小距离都保持在至少5微米并小于10微米的范围内。这样能够安装倒装片(flip-chip)发光元件等。优选至少10微米并小于50微米的范围。特别是，在第一和第二导电区域21，22中的图案之间优选更小的距离，只要能避开不利的连接即可。这样做的原因是当更大面积被金属化时，可以改善反射效率。小于5微米，会倾向于形成不利的连接。
电极层1b和1f安置在半导体发光元件1的主表面1a上，并且与第一和第二导电区域21，22连接。该主表面的面积至少为1mm2。
基材2是电绝缘的，并且由导热性良好的材料形成。该材料可以根据使用环境选择。例如，该材料可以是主要组分为氮化铝(AlN)、氮化硅(Si3N4)、氧化铝(Al2O3)、氮化硼(BN)、碳化硅(SiC)等的陶瓷。作为备选地，可以使用主要组分为电绝缘硅(Si)的材料或复合材料，或者上述材料的组合。
基材2作为消散热的散热器。因此，优选更高的导热性，并且优选导热速率为至少140W/m·K，更优选导热速率为170W/m·K。如果周期表III-V族化合物的半导体发光元件或II-VI族化合物的半导体发光元件用于半导体发光元件1，则为了匹配该发光元件的热膨胀系数，优选热膨胀系数(线性膨胀率)为至少3.0×10-6/K并不超过10×10-6/K。
Au膜3a，、3b、3形成于元件安装表面2a上。Au膜3用于改善结合层9和基材2之间的结合。为此，Au膜3是由可改善结合层9与基材2之间结合的材料形成的。使用Au膜3是因为在本实施方案中氮化铝陶瓷用于基材2，而Au-Ge用于结合层9。如果改变用于结合层的材料，则能够形成作为层的Au膜3、3a、3b，这些层具有作为主要组分的铝或作为主要组分的银。Au膜3、3a、3b通过电镀、气相沉积等形成。也能够在Au膜3、3a、3b和元件安装表面2a之间插入中间层，以改善结合，例如插入钛层或铂层。
安置在元件安装表面2a和Au膜3、3a、3b之间的中间层实例包括Ni、Ni-Cr、Ni-P、Ni-B，和NiCo。这些中间层能够通过电镀、气相沉积等形成。如果使用气相沉积，则能够使用诸如Ti，V，Cr，Ni，NiCr合金，Zr，Nb，Ta之类的材料。这些电镀层和/或气相沉积层也能够叠加。中间层厚度优选为至少0.01mm并不超过5mm，更优选至少0.1mm并不超过1mm。
在本实施例中，在基材2和Au膜3、3a、3b之间也能够形成中间层，例如由Ti/Pt分层膜形成的中间层。在该叠加膜中含有Ti的膜用作改善与基材2结合的结合层，并且形成该膜以使得其与基材2的上表面接触。用于结合层的材料并不是必需为钛，而是能够为例如钒(V)、铬(Cr)、镍-铬合金(NiCr)、锆(Zr)、铌(Nb)、钽(Ta)或它们的化合物。
而且，在Ti/Pt层叠膜中的铂(Pt)膜是扩散阻挡层，并且形成于Ti膜的上表面上。该材料并不是必需为铂(Pt)，而是能够为钯(Pd)、镍-铬合金(NiCr)、镍(Ni)、钼(Mo)、铜(Cu)等。
上述的Ti/Pt层叠膜和Au膜共同地称作金属化膜。该金属化膜能够使用上述传统的膜形成方法形成。例如，能够使用气相沉积、溅射或电镀。Ti/Pt层叠膜和Au膜的图案化能够使用金属掩膜、干蚀刻、化学蚀刻或涉及光刻法的脱除(lift-off)进行。当形成限制为小于100微米或小于50微米的精细图案时，这些方法都适合。
在Ti/Pt层叠膜中的钛(Ti)膜厚度优选为至少0.01mm并且不超过1.0mm，而铂(Pt)膜厚度优选为至少0.01mm并且不超过1.5mm。
基材2的厚度，即从底表面2b到元件安装表面2a的距离H能够根据半导体元件1的尺寸设定，但是作为举例，该距离H能够设定为至少0.3mm并不超过10mm。
安置半导体发光元件1，以使其与Au膜3a、3b接触。半导体发光元件1能够由II-VI族化合物的半导体发光元件或III-V族化合物的半导体发光元件形成。在此处的II族元素包括锌(Zn)和镉(Cd)。III族元素包括硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)和铟(In)。V族元素包括氮(N)、磷(P)，、砷(As)，和锑(Sb)。VI族元素包括氧(O)、硫(S)、硒(Se)和碲(Te)。半导体发光元件1能够以GaAs-基、InP-基、GaN-基等的化合物半导体形成。
通孔2h、2i以在基材上的通路孔形成。用于填充该通孔2h、2i的导体形成第一和第二导电区域21、22。用于导体(经过填充)的主要组分优选具有锆熔点的金属，尤其是钨(W)或钼(Mo)。该导体也可以还包括过渡金属如钛(Ti)或玻璃组分或者基材材料(如氮化铝(AlN))。而且，如果通孔2h、2i的内表面通过电镀等被金属化，则通孔2h、2i并不需要用导体填充。
元件安装表面2a的表面粗糙度优选不超过1微米Ra，更优选不超过0.1微米Ra。平坦度优选不超过5微米，更优选1微米。如果Ra超过1微米或者平坦度超过5微米，则在结合过程中，半导体发光元件1与基材2之间倾向于形成缝隙，从而导致半导体发光元件的冷却减小。表面粗糙度Ra和平坦度根据JIS标准(分别是JIS B0601和JIS B0621)确定。
上述化合物半导体是本发明半导体发光元件1的材料实例，但是这些层或块状物也能够层叠在诸如蓝宝石基材之类的基材上。发光部分既可以在上表面也可以在底表面。在本实施方案中，发光层1c安置在基材侧。因为属于产热部分的发光层1c更靠近基材安置，因此能够改善半导体元件的散热。
由氧化硅膜(SiO2)形成的金属化层，如电极层和绝缘层能够在安置于基材2上的半导体发光元件1表面上形成。用作电极层的金(Au)厚度优选为至少0.1微米并且不超过10微米。
半导体发光元件1包括：由蓝宝石等形成的基本元件；与基本单元1e接触的半导体层1d；与半导体层1d部分接触的发光层1c；与发光层1c接触的半导体层1g；以及与半导体层1g接触的电极层1b；以及与半导体层1d接触的电极层1f。
半导体发光元件1的结构并不是限制于图1A所示的情况。例如，也能够具有图1B所示的结构，在该结构中，电极层1f、半导体层1d、发光层1c、半导体层1g和电极层1b层叠在一起。在这种情况下，电极存在于半导体发光元件1的前面和后面这两面上，而电极层1b通过Au结合线71与Au膜3b连接。在图1B中，只有第一导电区域直接与半导体发光元件1结合。
如图3A所示，在形成主表面1a的边中，第一边11是长边，而第二边12是短边。但是，也能够为第一边11为短边，而第二边12为长边。在本实施例中，半导体发光元件的主表面是矩形的，因此长边等于沿着长边方向的长度L。第一边11约垂直于其中发光层1c延伸的方向延伸。第二边12约平行于发光层1c延伸。而且，第一边11和第二边12可以大约为相同长度。如果第一边11和第二边12大约一样长，则第一边11作为长边。此外，如果主表面1a不是矩形，例如，如果拐角是圆的，则在主表面1a近似为矩形的基础上限定长边。而且，当这种情况应用到本发明的其它实施方案时，如果主表面是如本实施例中那样的矩形，则相反表面通常约略为相同形状，但是这不需要这种情况。而且，如图3B中主表面形状的实施例中所示，该主表面可以是非矩形的。沿着本发明半导体元件主表面的长边方向的长度由投影在垂直于主表面方向上的图像轮廓测量。图3B1～3B5是其一些实例，所表示的长度L为沿着长边方向的长度。例如，如果该形状为圆形或正方形，则该长度分别是直径或所述边中之一。如果形状为椭圆形，则使用主轴的长度。
在本实施例中，半导体发光元件1的长边长度L相等于第一边11的长度。该长度和从底表面2b到元件安装表面2a的距离H之间的比值H/L优选为至少0.3。该比值H/L更优选为至少4.5并且不超过1.5。该比值H/L还更优选为至少0.5并且不大于1.25。
反射构件6围绕着半导体发光元件1安置。使用导热系数接近于形成基材2的氮化铝的材料。因为反射构件6是由金属或合金或金属复合材料制成的，因此加工变得容易。例如，反射构件能够具有至少3x10-6/K并且不大于7x10-6/K的热膨胀系数。反射构件6优选具有至少4x10-6/K并且不大于6x10-6/K的热膨胀系数。此外，根据加工的容易性，优选使用金属或合金或金属复合材料。更具体而言，反射构件6由Ni-Co-Fe合金形成，该合金主要组分为29质量％比的Ni、18质量％比的Co以及53质量％比的Fe。
反射表面6a是安置在反射构件6上的锥形、倾斜的表面。反射表面6a相对于元件安装表面2a形成角度，该角度优选为30～70度，更优选为40～60度。由Ni/Au形成的镀层7安装在反射构件6上。当Au基焊剂(Au-Ge)用于结合层9时，使用该电镀层，并用于增加结合层9和反射构件6之间的结合强度。电镀层7也可以沿着反射构件6的整个周边安置。
形成金属层13，以覆盖反射构件6的表面。该金属层13通过电镀或气相沉积形成，并用于放出由半导体发光元件1发射的光。
反射表面6a限定了内部空间6b，而内部空间6b形成锥体状。图2所示的圆锥体形状只是举例。然而，内部空间6b也能够形成斜的锥体状，比如四面锥体或三角形锥体。而且，反射表面6a能够形成弯曲表面，如抛物线表面。
接着，描述用于制备图1～图3所示的半导体装置100的方法。图4是解释用于制备图1所示的半导体装置的方法的流程图。图5～图12是为了描述用于制备图3所示半导体装置的方法的图。
参照图4～图5，首先制备基材(步骤201)。因为这种基材2的长度和宽度都非常小，约几个毫米，因此，制备出具有约50mm长度和宽度的基材基底，并且在该基材基底材料上形成通孔2h，2i。在通孔2h，2i上形成第一和第二导电区域21，22。然后，该基材基底精确切割成预定尺寸。在本方法中的基材基底尺寸能够为例如宽50mm、长50mm、厚0.3mm。用标准方法制备作为基材材料的烧结氮化铝。例如，可以在结合(步骤206)或其它步骤之后将基材基底切割并分离出预定尺寸。
接着，来自第二步的基材的表面进行打磨(步骤202)。已打磨基材表面的表面粗糙度优选为不大于1.0微米的Ra，更优选为不超过0.1微米的Ra。打磨可以使用标准方法如使用磨床、喷砂处理、砂纸或使用打磨颗粒的其它方法进行。
如图4、图6和图7所示，使用电镀或气相沉积在基材2的元件安装表面2a和底表面2b上形成Au膜(步骤203)。更具体而言，在本实施方案的情况下，例如，Ti/Pt首先气化作为背衬层，然后Au膜气化到背衬层上。气相沉积法可以例如包括照相平版印刷术，其中抗蚀剂膜形成于膜在其上形成的区域之外的基材部分上，同时在抗蚀剂膜和基材上形成层。首先，用作结合层的Ti膜气化，然后是Pt膜气化用作扩散阻挡层，最后是电极层Au膜气化作为最外层。然后，进行抗蚀剂剥离(lift-off)。更具体而言，使用抗蚀剂去除流体，将上述步骤中形成的抗蚀剂膜与来自结合层、扩散阻挡层和电极层的膜一起除去。结果，如图6和图7所示，Au膜3，3a，3b，3c，3d以预定图案形成于基材上。Au膜3a，3b形成于基材中心部分，而Au膜3围绕着Au膜3a，3b形成。通过使用如上所述的方法如照相平版印刷术形成金属膜，能够形成图案尺寸为不大于100微米的图案，也能够形成尺寸不大于50微米的图案。尺寸指的是图案之间的最小距离、图案宽度等。因而，能够安装需要高精确尺寸的外围元件如倒装式半导体发光元件。
如图4和图8所示，制备反射构件6。如上所述，反射构件6由热膨胀系数接近于氮化铝热膨胀系数的材料形成，例如由Ni-Co-Fe形成的热膨胀系数低的合金。
如图4和图9所示，反射表面6a通过加工反射构件6形成(步骤204)。反射表面6a向外张开，与反射构件6的最宽表面形成一角度(例如，45°)。
如图4和图10所示，在反射构件6上形成电镀层7(步骤205)。该电镀层7为Ni/Au迭加。沿着反射构件6的整个周边形成电镀层7都是可以接受的。
如图4和图11所示，连接反射构件6和基材2(步骤206)。结合层9能够是焊剂、密封/涂敷玻璃、耐热性粘合剂等，并且在不超过金属化图案的温度容忍性的温度下连接反射构件和基材。焊剂的实例为Au-Ge焊剂。由于结合强度和其无铅含量而优选使用焊剂。耐热性粘合剂的实例包括无机粘合剂和树脂粘合剂。焊剂的实例为Ag-基焊剂。无机粘合剂的实例包括玻璃和陶瓷粘合剂。树脂粘合剂的实例包括聚酰亚胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、环氧树脂、丙烯酸环氧树脂和液晶聚合物树脂。
如图4和图12所示，例如通过电镀或气相沉积形成金属层13(步骤207)。金属层13用于放出由半导体发光元件发射出的光，优选最外层由主要组分为高反射率材料如Ag、Al或含有这两种元素的金属形成。如果反射构件6自身的反射率高，则金属层13可以不使用。而且，在某些情况下，为了改善与半导体元件结合的可靠性，在安装有元件的Au膜3a、3b上可以不使用金属层13。
如图4和图1所示，安装半导体发光元件(步骤208)。在这种情况下使用倒装连接进行安装，使发光层1c朝向基材2安置。因此，发光层1c产生的热立即转移到基材2上，从而形成良好的散热。在连接中使用的元件实例包括Sn-基焊剂，如Sn，Au-Sn，Ag-Sn和Pb-Sn焊剂，以及由Au或这些焊剂中的任一种形成的接块(bump)。
在如上所述本发明发光元件安装用元件200以及使用该构件的半导体装置100中，反射构件6由金属或合金或金属复合材料构成。因此，金属层13可以直接在反射构件6的表面上形成。而且，如果反射构件6以图9所示的步骤进行加工，则加工易于进行，从而降低了生产成本。
(第二实施方案)
图13是根据本发明第二实施方案的发光元件安装用构件以及使用该构件的半导体装置的横截面图。如图13所示，在根据本发明第二实施方案的发光元件安装用构件200中，在元件安装表面2a上形成金属膜4，4a，4b，并且该金属膜4，4a，4b由Ag或Al形成。在这种情况下，如图13所示，能够具有只形成于反射构件6上的金属层13。
在这种情况下，可以提供与根据第一实施方案的发光元件安装用构件200和半导体装置100相同的优点。
工作实施例
使用工作实施例详细研究用于结合基材2与反射构件6的结合层9的性质。参考图1，插入结合层9，使反射构件6连接到基材2的元件安装表面2a上，所述基材2由氮化铝形成。反射构件6是Ni-Co-Fe合金，其中Ni比例为29质量％，Co比例为18质量％，而Fe比例为53质量％。而且，反射构件6的尺寸设定为5mmx5mmx1mm(高x宽x厚)。
表1中，在“用于结合层9的材料”栏的组分含量百分比指的是质量百分比。这些结合层9在表1中的“结合温度”熔融，使基材2和反射构件6结合。
以这种方式获得的样品进行了强度、耐热性和电极金属化图案劣化的研究。对于强度，测定结合后冷却到室温(25℃)时的强度(初始强度)。测定是通过将负荷从图1箭头51所示的方向施用到反射构件6上，并且测定当反射构件6从基材2上分离时的压力进行的。基于这些结果，至少为10MPa的初始强度确定为良好，因此在“强度”栏填入圆圈。填入的“×”表示样品的初始强度小于10MPa。
为了评价耐热性，结合层在300℃气氛中停留1分钟，以及在相同温度停留24小时。其中结合层9没有再熔融或软化并且其结合强度降低小于10％的样品(根据图1所示方法测定)评价为良好，并且在“耐热性”栏中填入圆圈。在300℃停留1分钟的结果在“耐热性1”栏中，而在相同样品温度停留24小时的结果在“耐热性2”栏中。对于结合强度降低10％或更多的样品，在“耐热性”栏中填入“×”。结合强度降低使用式((A1-A2)/A1)计算，其中A1为初始强度，而A2为在300℃加热后在室温的强度。
在本说明书中，“至少300℃的结合温度”指的是即使结合层在300℃气氛中保持1分钟之后，该结合层也不再熔融或软化，并且根据图1所示的方法测定时，该结合层的结合强度降低小于10％。结合强度的降低利用式((A1-A2)/A1)计算，其中A1为初始强度(结合层在300℃保持之前的结合强度)，而A2为在300℃气氛中保持1分钟之后在室温的强度。
电极金属化图案(Au膜3，3a，3b)的劣化也进行测定。更具体而言，在发光元件安装用构件200在300℃气氛中保持24小时之后，对电极金属化图案进行肉眼检测和厚度测量。Au膜3，3a，3b没有发生诸如褪色之类劣化的样品用圆圈表示。如果Au膜3，3a，3b存在劣化或如果Au膜3，3a，3b的厚度降低，则用“×”表示。
如表1所示，样品1，4，5，6，7，8获得了良好的结果。样品1，4，5具有特别优良的结果。
所描述实施方案的所有方面都表示实施例，并不是限制性的。本发明的范围不是由上述说明书表示，而是由本发明的权利要求表示，并且本发明涵盖在权利要求范围之内以及在等价于这些权利要求的范围之内的所有改进。
工业实用性
利用本发明，可易于加工并且具有优异的散热性质的发光元件安装用构件以及使用该构件的半导体装置。

Claims (7)

1.一种发光元件安装用构件，所述构件包括：
基材，其包括安装半导体发光元件的元件安装表面以及安置在所述元件安装表面上并与所述半导体发光元件连接的第一和第二导电区域；
反射构件，其由金属或合金或金属复合物材料构成，所述反射构件包括一个反射表面，该反射表面限定用于容纳安置在所述元件安装表面上的所述半导体发光元件的内部空间；以及
安置在所述反射表面上的金属层；
其中所述反射表面相对于所述元件安装表面是倾斜的，因而所述内部空间的直径离所述元件安装表面越远越大；所述基材的热膨胀系数为至少3.0×10-6/K并不超过10×10-6/K；并且所述反射构件的热膨胀系数为至少3×10-6/K并且不大于7×10-6/K。
2.如权利要求1所述的发光元件安装用构件，其还包括将所述元件安装表面和所述反射构件结合的结合层，其中：
所述结合层的耐热性温度为至少300℃；以及
所述结合层在不超过700℃的温度下熔融，并将所述元件安装表面和所述反射构件结合。
3.如权利要求1或2所述的发光元件安装用构件，其中：
所述基材是绝缘的；
第一和第二通孔形成于所述基材上；
所述第一导电区域形成于所述第一通孔处；以及
所述第二导电区域形成于所述第二通孔处。
4.如权利要求1或2所述的发光元件安装用构件，其中所述第一和/或所述第二导电区域的金属膜图案的最小形成尺寸为至少5微米并且小于100微米。
5.一种半导体装置，其包括：
权利要求1～权利要求4中任何一项所述的发光元件安装用构件；和
安装在所述元件安装表面上的半导体发光元件；
其中：
所述半导体发光元件包括面向所述元件安装表面的主表面，而所述基材包括其位置与所述元件安装表面相反的底表面；以及
从所述底表面到所述元件安装表面的距离H与沿所述半导体发光元件的所述主表面长边方向的距离L之间的比值H/L为至少0.3。
6.如权利要求5所述的半导体装置，其中在所述半导体发光元件的所述主表面侧安置有电极，并且所述电极与所述第一和/或所述第二导电区域电连接。
7.如权利要求5或6所述的半导体装置，其中所述主表面具有至少1mm2的面积。
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