(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型領域とｐ型領域との間に配置された発光層と、前記ｎ型領域及びｐ型領域に電気的に接続されたコンタクトと、該コンタクトのうちの１つの上に形成された第１の金属層とを備える半導体発光デバイスを準備する段階と、
マウント上にリソグラフィーにより所定のパターンに形成される第２の金属層と、該第２の金属層を覆ってメッキされる第３の金属層とを備える前記マウントを準備する段階と、
メッキ後に前記第３の金属層をアニーリングする段階と、
前記第１、第２、及び第３の金属層の相互拡散を引き起こすことによって、前記半導体発光デバイスを前記マウントに物理的に接続する段階と、
を含み、
前記第３の金属層が、前記第２の金属層よりも厚く形成され、
前記第３の金属層が前記半導体発光デバイスの面積の少なくとも２０％の横方向範囲を有し、
前記相互拡散を引き起こすことが、前記半導体発光デバイスを振動させること、及び圧力を前記半導体発光デバイスに印加することの一方又は双方を含む
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１及び第２の金属が各々Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、及びＡｌのうちの１つを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第３の金属が、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、及びＡｌのうちの１つを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の金属層をリソグラフィーによりパターン形成し、所定のパターンを形成する段階を更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記相互拡散を引き起こすことが、１５０〜６００℃の周囲温度を提供することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第３の金属層の厚みが１〜５０ミクロンである請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第３の金属層の厚みが５〜２０ミクロンである請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第３の金属層が前記半導体発光デバイスの面積の少なくとも３０％の横方向範囲を有する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第３の金属層が前記半導体発光デバイスの面積の少なくとも４０％の横方向範囲を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
ｎ型領域とｐ型領域との間に配置された発光層と、前記ｎ型領域及びｐ型領域に電気的に接続されたコンタクトとを備える半導体発光デバイスを準備する段階と、
前記コンタクトのうちの１つの上に第１の金属層を所定のパターンに形成する段階と、
前記第１の金属層上に第２の金属層をメッキする段階と、
メッキ後に前記第２の金属層をアニーリングする段階と、
第３の金属層が上に形成されるマウントを準備する段階と、
前記第１、第２、及び第３の金属層の相互拡散を引き起こすことによって、前記半導体発光デバイスを前記マウントに物理的に接続する段階と、
を含み、
第２の金属層が、前記第１の金属層よりも厚く形成され、
前記第２の金属層が前記半導体発光デバイスの面積の少なくとも２０％の横方向範囲を有し、
前記相互拡散を引き起こすことが、前記半導体発光デバイスを振動させること、及び圧力を前記半導体発光デバイスに印加することの一方又は双方を含む
ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記第１及び第３の金属が各々Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、及びＡｌのうちの１つを含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２の金属が、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、及びＡｌのうちの１つを含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記相互拡散を引き起こすことが、１５０〜６００℃の周囲温度を提供することを含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の金属層の厚みが１〜５０ミクロンである請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２の金属層の厚みが５〜２０ミクロンである請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光デバイスを他の構造体に取り付ける方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）、共振キャビティ発光ダイオード（ＲＣＬＥＤ）、垂直キャビティレーザダイオード（ＶＣＳＥＬ）、及び端面発光レーザを含む半導体発光デバイスは、現在利用可能な最も効率的な光源のうちの１つである。可視スペクトルにわたり動作可能な高輝度発光デバイスの製造において現在関心のある材料系には、例えばガリウム、アルミニウム、インジウム、窒素、リン、ヒ素の二元、三元、及び四元合金といったＩＩＩ−Ｖ族半導体がある。ＩＩＩ−Ｖデバイスは可視スペクトルにわたり発光する。ＧａＡｓ及びＧａＰベースのデバイスは多くの場合、黄色から赤色のような長波長で発光させるのに使用され、ＩＩＩ族窒化物デバイスは、近ＵＶから緑色のような短波長で発光させるのに使用される場合が多い。
【０００３】
図１は、ＵＳ特許第５，７７７，４３３号でより詳細に説明されるＧａＡｓ及びＧａＰベースのデバイスの従来技術によるパッケージを示している。ＬＥＤ１０は、通常はエポキシ又は熱可塑性材料などの熱硬化性材料であるパッケージ１１によって封入される半導体ＬＥＤチップ１２を含む。ＬＥＤチップ１２内のＰＮ接合部１３が光を発生する。電気コンタクト１５及び１６のペアは、コンタクト１６がワイヤボンド１４により、コンタクト１５が例えばエポキシによりＬＥＤチップ１２に接続される。通常エポキシは、劣化することなく高温に耐えることはできないので、ＬＥＤチップ１２をコンタクト１５に接続するエポキシにより、デバイス１０は低温用途にのみ好適なものとなる。更にエポキシは極めて高い熱抵抗があり、従って図１の設計ではＬＥＤチップ１２から熱を逃がすために高抵抗の経路しか提供しないので、デバイス１０は低出力用途に限定される。
【０００４】
高出力で動作可能な半導体発光デバイスが開発されたことで、より高温に耐えることができ、半導体発光デバイスからより効率的に熱を除去することができる新規のパッケージが必要となった。図２及び図３は、引用により本明細書に組み込まれるＵＳ特許第６，４８６，４９９号でより詳細に説明されているフリップチップＩＩＩ族窒化物デバイスの断面図と平面図である。図２及び図３のデバイスは、ＰＮ接合部から照明パッケージまでの熱抵抗が低減された大面積（例えば＞４００×４００μｍ2）ＬＥＤである。図２及び図３のデバイスは、抵抗率が低く、不透明で、高反射率のｐ電極を利用する反転構造を用いる。
【０００５】
図２に示す断面図では、デバイスは、ＩＩＩ窒化物エピタキシャルヘテロ構造のｎ型非ドープ層１１とｐ型層１２とを含み、各々が活性領域１３と接触している。ＩＩＩ族窒化物層１１は、任意選択的に透明基板１０に取り付けられる。基板１０は、ＩＩＩ族窒化物層を堆積させる成長基板とすることができる。図３に示すＬＥＤダイの底部平面図において、ｎ型電極２２は、デバイス全体にわたって電流を拡散させるためにｐ電極メタライゼーション２０を間に配置する「フィンガー」を含む。光は、高反射率、厚いｐ電極メタライゼーション２０により透明基板１０を通ってデバイスから取り出すことができる。電極メタライゼーションは、相互接続６０を介してサブマウント基板５０上でサブマウント電極５２に接続する。相互接続は、動作中にＬＥＤから熱を除去する熱経路を形成しながら、ＬＥＤとサブマウント間を電気接続する。相互接続は、元素金属、金属合金、半導体金属合金、はんだ、熱的及び電気的伝導ペースト又は化合物（例えばエポキシ）、ＬＥＤダイとサブマウント間の異種金属間共融接合（例えばＰｄ−Ｉｎ−Ｐｄ）、Ａｕスタッドバンプ、又ははんだバンプで作ることができる。
【０００６】
相互接続は、導電性境界面４１、５４を介してＬＥＤ及びサブマウントに取り付けられる。相互接続としてはんだが使用される場合、導電性境界面は可溶性金属である。施工プロセスは最初に相互接続の厚みと面積とを定める。１つの適用可能な手法は、ペーストがサブマウントウェーハ又はＬＥＤ上の選択区域に塗布されるスクリーン印刷プロセスである。他の手法には、電気メッキ、リフトオフ、及びリフローがある。相互接続としてはんだを用いる実施形態では、最終の相互接続の厚み及び面積は、はんだ容積並びにＬＥＤダイ上の可溶性金属４１及びサブマウント上の可溶性金属５４によって決まる。ＬＥＤ上のはんだ可能区域は、可溶性金属のパターン形成を通じて、又はＬＥＤダイ上に設けられるパターン形成された誘電パッシベーション層４２のバイアを通じて定められる。誘電パッシベーション層４２はｐ及びｎ電極間の電気絶縁層として機能し、はんだ層６０がｐ及びｎ電極の両方に延びるために必要とされる。サブマウント上のはんだ可能区域も同様に、はんだ可能金属５４をパターン形成することにより定められ、又は誘電層５１を設けることにより定められる。はんだ可能金属層５５の第２のセットは、パッケージの他の部分に取り付けるためにサブマウントの裏面に堆積することができる。任意選択的に、サブマウントの裏面に好適なはんだを直接堆積することもできる。接合部−パッケージ間熱抵抗は、ダイ／サブマウントはんだ接合並びにサブマウント材料及び幾何形状により主として支配される。従って、ＬＥＤダイの表面全体をはんだで覆うことが望ましい。これは、ＬＥＤのｐ及びｎ電極領域間では電気絶縁性が必要とされるので不可能である。同様に、ｎ及びｐはんだ可能金属間のこの間隙の幅には、サブマウントに取り付けるダイの許容誤差を考慮する必要がある。それでも図３のデバイスは、約８５％はんだカバレージ（ｐ電極区域２０に対するはんだ可能区域４１の比として定義される）を可能にする。
【０００７】
図１に示すデバイスと同様、図２及び図３に示すデバイスはまた、はんだ層６０の融点を下回る動作条件に限定されるので、動作温度が限定される。例えば、共融ＳｎＰｂ及び共融ＡｕＳｎなどの典型的なはんだでは、動作温度がそれぞれ１８３℃及び２８０℃に制限される。同様に、図２に示すサブマウントへの半導体デバイスの取り付けは、通常は半導体デバイス及びサブマウントをはんだの融点を上回る温度まで急速加熱することによりはんだ層６０をリフローする段階を一般に伴う。このプロセスは、熱応力を生じさせることにより半導体デバイスに損傷を与える可能性がある。更に、はんだは多くの場合合金であり、Ｓｎを含むことが多い。通常合金は、純金属よりも熱伝導率が劣り、高温ではＳｎが半導体層に取り付けられた金属電極に損傷を与える可能性がある。
【０００８】
【特許文献１】ＵＳ特許第５，７７７，４３３号公報
【特許文献２】ＵＳ特許第６，４８６，４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
当該技術分野では、低い温度抵抗を与え、高温動作を促進し、高プロセス温度などのストレスの強い処理条件を必要とせず、製造が安価で容易なパッケージ設計及び取り付け技術が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施形態は、ｎ型領域とｐ型領域との間に配置された発光層と、ｎ型領域及びｐ型領域に電気的に接続されたコンタクトとを含む半導体発光デバイスを実装する方法を教示する。金属層は、マウント上に形成された金属層と、デバイスコンタクトのうちの１つの上に形成された金属層のいずれかにメッキされる。次いで、半導体発光デバイスは、例えば、デバイスを振動させること、デバイスに熱を加えること、及び／又はデバイスに圧力を印加することによるなど、金属層のコンタクト表面間に相互拡散を引き起こすことによってマウントに物理的に接続される。幾つかの実施形態では、はんだの層がメッキされた金属層を覆って形成され、次いで、半導体発光デバイスがはんだを加熱することによってマウントに物理的に接続される。
【００１１】
本発明の実施形態による相互接続は、劣化又は故障を低減しながら高い動作温度に耐えることができ、有利にはより大きな薄い区域を覆い且つ高い熱伝導性の金属を用いることによりデバイスとマウント間の接続の熱抵抗及び電気抵抗を低減することができ、安価な大量生産を可能にすることができ、デバイスの信頼性の改善と応力の結果として半導体発光デバイスにおけるクラックにより生じるデバイス故障の頻度を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図４は、マウントに取り付けられたフリップチップ発光デバイスを示している。フリップチップ発光デバイスは、半導体発光デバイス層７４に取り付けられる基板７３を含み、該半導体発光デバイス層は、ｎ型領域とｐ型領域の間に配置された少なくとも１つの発光又は活性層を含む。ｎ型コンタクト７１及びｐ型コンタクト７２は、半導体構造体７４のｎ及びｐ型領域に電気的に接続されている。半導体構造体７４は、幾つかの金属間相互接続７５ａ〜７５ｃによりコンタクト７１及び７２を介してマウント７０に接続されている。マウント７０は、例えば、銅のような金属、Ｓｉのような半導体、アルミナ又はＡｌＮのようなセラミック、或いはプリント回路基板及びメタルコアプリント回路基板などの複合マウントを含む
【００１３】
金属相互接続７５ａ〜７５ｅは、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、又はＮｉであることが多い。相互接続は、スタッドバンププロセスで形成され、ここでは薄い金属層（図示せず）が各相互接続部分でマウント７０並びにコンタクト７１及び７２の両方に形成される。毛管を通して金属ワイヤを供給し、該ワイヤを静電放電に曝露しワイヤの一部を溶融して金属ボールにすることによって、マウント７０並びにコンタクト７１及び７２のいずれかの各薄い金属層上に相互接続金属ボールが形成される。次いで、半導体デバイスをマウント７０上に位置付け、デバイス及びマウントにサーモソニックエネルギーを印加して、薄い金属層と相互接続金属ボールとの間に原子レベルで金属間相互拡散を行い、その結果、２つの薄い金属層と相互接続金属ボールとの間に識別可能な境界面がなくなる場合が多い。このような金属間相互拡散は均一な金属加工接合を生じさせ、最終デバイスに高い動作温度を与え、比較的低い処理温度で形成することができる。
【００１４】
図９にはサーモソニックボンディングが図示されている。半導体発光デバイス９５がマウント７０上に位置付けられている。デバイス９５及びマウント７０の一方又は両方に１つ又はそれよりも多い金属間相互接続９７が形成される。ボンディングヘッド９２が半導体発光デバイス９５の上面、サファイア上に成長したＩＩＩ族窒化物デバイスの場合においては多くの場合サファイア成長基板の上面に位置付けられる。ボンディングヘッド９２は、超音波変換器９０に接続される。超音波変換器９０は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）層のスタックとすることができる。システムに調波共振を引き起こす周波数（数十又は数百ｋＨｚ程度の周波数である場合が多い）で変換器９０に電圧Ｖが印加されると、変換器９０は振動し始め、その結果、多くの場合ミクロン程度の振幅９４でボンディングヘッド９２及びデバイス９５に振動を引き起こす。振動によって相互接続９７の金属格子内の原子に相互拡散を引き起こし、結果として均一な金属加工接合が得られることになる。
【００１５】
幾つかの実施形態では、図９に示すプロセスは、幾つかの従来技術の手法で要求される処理温度よりも低い温度であり従って与える損傷が少ない１５０℃から２００℃の温度で行うことができる。幾つかの実施形態では、例えば相互接続区域の１００Ｎ／ｍｍ2程度の圧力がボンディングヘッド９２の上部に印加される。
【００１６】
図４に示す金属間相互接続の１つの欠点は、上述のスタッドバンププロセスが相互接続７５ａ〜７５ｅを順次手法で１つずつ形成することである。こうした順次手法は時間を要し、従って大量生産では高価である。更に、個々の相互接続の占有面積は、個々の相互接続間の重なり及び干渉を避けるため間隔を置いて配置する必要があるほぼ円形のバンプに限定される。相互接続の重なり及び干渉は、機械的に脆弱で温度特性が不十分な接続をもたらす可能性がある。離間して配置された円形バンプを使用することでコンタクト面積が制限され、半導体発光デバイスとマウント間の接続の熱抵抗の望ましくない増加が生じる。
【００１７】
本発明の実施形態によれば、大面積の金属間相互接続を含むデバイスが提供される。図５は、本発明の第１の実施形態を示す。図４に示す円形バンプよりも更に広範囲の金属間相互接続は、最初にマウント７０上に金属の薄い層を形成し、次いで該薄い金属層をリソグラフィーにより所望の構成にパターン形成し、結果として所望の形状の薄い金属領域を得ることで形成される。図５では、これらの薄い金属領域は、コンタクト７１及び７２上の領域７６ａ及び７７ａ、並びにマウント７０上の７６ｂ及び７７ｂである。コンタクト７１及び７２は、種々の役目を果たす幾つかの金属層を含むことができ、例えば、コンタクト７１及び７２は、１つ又はそれよりも多いオーム層、反射層、保護金属層、及び結合層を含むことができる。薄い金属領域７６ａ及び７７ａは、多層コンタクト構造の一部とすることができ、或いはコンタクト７１及び７２を形成する他の金属層に加えて付加することができる。換言すると、薄い金属領域７６ａ及び７７ａは、相互接続の形成に加えてコンタクト内の別の金属層の保護、又は反射体の提供などの役目を果たすことができ、或いは薄い金属領域７６ａ及び７７ａを単独で施工して相互接続を形成することができる。
【００１８】
従来のリソグラフィー技術で薄い金属領域７６ａ、７６ｂ、７７ａ、及び７７ｂをパターン形成することにより、相互接続の形状及び配置において極めて大きな柔軟性と、並びに図４に示す円形バンプで達成できるよりもより高度な正確さ及び分解能を可能にする。相互接続の形状及び配置は、半導体発光デバイス上のｎ型及びｐ型コンタクトの構成によって決まる。一般に、半導体デバイスとマウントとの間の熱抵抗及び電気抵抗を低減するために、マウント７０とｎ型及びｐ型コンタクト７１及び７２との間の接続の横方向範囲を最大にすることが望ましい。半導体構造体７４の面積に対する相互接続の面積の比率は、好ましくは少なくとも２０％、より好ましくは少なくとも３０％、より好ましくは少なくとも４０％、より好ましくは少なくとも６０％、より好ましくは少なくとも８０％である。図７及び図８は、マウント７０上の金属層７６ｂ及び７７ｂの構成を示しており、これらは、図３に示すＩＩＩ族窒化物フリップチップ発光デバイスと互換性がある。図７に示すマウントでは、デバイスコンタクトの面積に対する相互接続の面積の比率は、約４０％であり、図８に示すマウントでは比率は約６０％である。図８に示す単一の連続した相互接続ではなく、図７に示す相互接続無しに領域６２によって隔てられた複数の相互接続を用いると、必要とされる相互接続材料が少なくコストが低減されるので有利とすることができる。更に、図９に示すサーモソニックプロセスにより、相互接続材料がサーモソニックボンディングプロセス中に横方向に広がるスペースを有する場合により強い結合を得ることができる。同様に、単一の連続した相互接続によって生じるよりリジッドな結合により、複数の相互接続を有するデバイスにおけるよりも大きな応力が半導体発光デバイスに印加される可能性がある。
【００１９】
薄い金属領域７６ａ、７７ａ、７６ｂ、及び７７ｂのパターン形成後、厚い延性金属層７８及び７９がマウント７０又はコンタクト７１及び７２のいずれか、すなわち領域７６ａ及び７７ａ又は領域７６ｂ及び７７ｂのいずれかにメッキされる。金属層７８及び７９は、延性があり、熱伝導性及び導電性が高く、酸化に対して適度に耐性があるように選択される。例えば、金属層７８及び７９は、熱伝導性が良好で安価なＡｕ、Ａｕよりも更に熱伝導性が良好なＣｕ、Ｎｉ、又はＡｕもしくはＣｕよりも安価なＡｌとすることができる。使用される金属によっては、金属層７８及び７９により半導体層が汚染されるのを防ぐために金属層７８及び７９と半導体構造体７４との間、或いは金属層７８及び７９によりマウントが汚染されるのを防ぐために金属層７８及び７９とマウント７０との間に障壁層を含むことができる。幾つかの実施形態において、厚い金属層７８及び７９は、メッキされる薄い金属層と同じ金属である。他の実施形態では、金属層７８及び７９は異なる金属である。例えば、薄い金属領域７６ａ、７７ａ、７６ｂ、及び７７ｂの一部又は全てはＡｕとすることができ、厚い金属層７８及び７９はＡｌとすることができる。
【００２０】
金属層７８及び７９は、以下のようにマウント７０又はコンタクト７１及び７２のいずれか上にメッキされる。最初に、Ｔｉ又はＴｉＷの１００〜５００ｎｍのような薄いシード金属層を例えばスパッタリングによりメッキされることになるウェーハの表面全体を覆って堆積させる。シード層は、メッキに必要とされる連続した導電層を表面上に生成する。次いで、目的とする表面上にだけメッキを行うようにフォトレジストを施してパターンを形成する。例えば、フォトレジストを金属領域７６ｂ及び７７ｂの表面から除去し、これらの金属領域間の区域では残し、金属領域間の区域のメッキを防ぐ。次いで、ウェーハを適切な電気メッキ浴に浸漬し、ウェーハ上に厚い金属層７８及び７９をメッキする。ウェーハをメッキ浴から取り出して残りのフォトレジストを剥がし、更に溶液中に浸漬して、残存するフォトレジストが引き剥がされた領域の下にあるシード層を取り除く。幾つかの実施形態では、厚い金属層７８及び７９は、メッキ以外の蒸着などのプロセスにより形成することができる。
【００２１】
金属層７８及び７９は、１〜５０ミクロンの厚み、多くの場合５〜２０ミクロンの厚みとすることができる。相互接続の厚みは、メッキ条件の規制によって制御することができる。一般には、金属層７８及び７９は、処理時間及びコスト低減のためにできる限り迅速にメッキされる。しかしながら、通常金などの金属層が迅速にメッキされた場合、結果として得られる層は極めて硬質であり、図９に示すサーモソニックプロセスで結合することが困難となる可能性がある。従って、幾つかの実施形態ではメッキ後、金属層７８及び７９は、例えば、３６０℃よりも低い温度で約１時間アニールされ軟化される。このような実施形態では、金属層７８及び７９はマウント７０上に形成することができ、該マウントは、半導体構造体７０よりもアニール条件に対してより良好に許容することができる。層７８及び７９が薄いほど一般により安価でより形成が容易であるので好ましいが、層が厚いほどより信頼性の高い接続を形成することができる。金属層７８及び７９は、図１〜図４のデバイスの相互接続よりもより柔軟な相互接続を提供することができ、これは、例えば冷熱サイクルによって引き起こされる半導体構造体の応力の量を軽減することができる。こうした応力は、性能を損ない、或いはデバイスの故障につながる場合があるクラックを生じる可能性がある。
【００２２】
薄いパターンが形成された金属層７６ａ、７７ａ、７６ｂ、及び７７ｂと厚い延性層７８及び７９とを形成した後、半導体デバイスがマウント７０上に位置付けられ、デバイス及びマウントは、金属層７６ａ、７７ａ、７６ｂ、及び７７ｂと厚い延性層７８及び７９との間に相互拡散を生じる何らかのプロセスにより接合される。好適なプロセスの実施例には、図９を参照して上記で説明されたサーモソニックプロセス及び熱圧着が含まれ、ここでは、デバイス及びマウントは、例えば１５０から６００℃、多くの場合３００から６００℃の温度で加熱され、例えば相互接続区域の１０から２００Ｎ／ｍｍ2の圧力で共に圧縮される。
【００２３】
図６は、本発明の代替の実施形態を示す。図６のデバイスにおいて、はんだの薄い層８４及び８５は、厚い延性金属層７８及び７９を覆って形成される。はんだ層８４及び８５は、例えば、３から５ミクロン厚で形成された共融ＡｕＳｎハンダとすることができる。或いは、はんだ層８４及び８５はＡｕ層７８及び７９を覆って形成されたＳｎの薄いキャップとすることができる。はんだ層８４及び８５は、例えばメッキ又は蒸着により形成することができる。次いで、半導体デバイスをサブマウント７０上に位置付けて、例えば２８０℃よりも高い温度ではんだ層８４及び８５のリフローによりサブマウント７０に接合される。
【００２４】
上記の実施形態で説明された相互接続は、幾つかの利点をもたらすことができる。第１に、該相互接続は、劣化又は分解を伴わずに高い動作温度に耐えることができ、更に幾つかの実施形態では、高い動作温度でデバイスコンタクトを汚染する可能性のあるＳｎが存在しない。第２に、上述の方法は、上記のスタッドバンププロセスよりもデバイスの層のより大きな区域をカバーする相互接続を形成することを可能にする。より大きな相互接続を利用するほど、有利には相互接続の熱及び電気抵抗をより低くすることができる。第３に、薄い金属層の堆積及びリソグラフィーパターン形成並びに厚い金属層のメッキはバッチプロセスであり、該処理は所要時間が短く、従って図４に示されたスタッドバンプを形成するのに必要な順次プロセスよりも安価である。第４に、柔軟な厚い延性層は、半導体デバイスの応力を低減し、場合によってはデバイスの信頼性を改善し、応力の結果として半導体層のクラックにより生じるデバイス故障の頻度を低減することができる。第５に、相互接続は、はんだなどの合金ではなくＡｕ及びＣｕなどの純金属で形成することができる。純金属は通常、合金よりも良好な熱伝導性を有する。第６に、上述の相互接続は、従来技術の相互接続で使用されるはんだ層よりも薄いものとすることができる。より薄い相互接続を利用することで、有利には相互接続の熱及び電気抵抗をより低くすることができる。
【００２５】
本発明を詳細に説明したが、本発明の開示事項により、本明細書で説明された本発明の概念の精神から逸脱することなく本発明に対して修正を行うことができることは当業者であれば理解されるであろう。従って、本発明の範囲は図示され説明された具体的な実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来技術のパッケージされた発光デバイスの図である。
【図２】マウント上に実装された従来技術のフリップチップ発光デバイスの断面図である。
【図３】従来技術の発光デバイスの平面図である。
【図４】金属間相互接続によりマウントに取り付けられるフリップチップ発光デバイスの図である。
【図５】本発明の実施形態によるデバイスの図である。
【図６】本発明の別の実施形態によるデバイスの図である。
【図７】本発明の実施形態による図３に示すようなデバイスの相互接続設計を示す図である。
【図８】本発明の実施形態による図３に示すようなデバイスの相互接続設計を示す図である。
【図９】サーモソニックボンディング装置を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
７０  マウント
７１  ｎ型コンタクト
７２  ｐ型コンタクト
７３  基板
７４  半導体発光デバイス層
７５ａ〜７５ｅ  金属間相互接続
【図１】
0005513707.tif 000002
【図２】
0005513707.tif 000003
【図３】
0005513707.tif 000004
【図４】
0005513707.tif 000005
【図５】
0005513707.tif 000006
【図６】
0005513707.tif 000007
【図７】
0005513707.tif 000008
【図８】
0005513707.tif 000009
【図９】
0005513707.tif 000010