(57)【要約】【課題】  融点の異なる複数の半田層と半田層の酸化を防止する半田保護層とを備えたサブマウントを提供する。【解決手段】  半導体素子を搭載するサブマウント基板２と、サブマウント基板２の表面に配設する半田層３と、半田層３の最表面に配設する半田保護層４と、を含むサブマウント１であって、半田層３は、融点が異なる少なくとも２種類以上の半田層３Ａ，３Ｂからなる。半田層３を融点の異なる複数の半田層３とその半田保護層４から構成しているので融解開始温度、半田保護層の融解開始温度、完全融解温度の何れも低くなる。このため、２段階以上にわけて融解でき、半田層３の融解性を高められると共に、表面の酸化防止として形成した半田保護層４を容易に融解させることができ、半導体素子との接合温度を低くできるので、熱応力の小さい接合を形成することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子が搭載されるサブマウント基板と、
該サブマウント基板の表面に配設する半田層と、
該半田層の最表面に配設する半田保護層と、を含むサブマウントであって、
上記半田層は、融点が異なる少なくとも２種類以上の半田層からなることを特徴とする、サブマウント。
【請求項２】
前記半田層の成分として、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｂｉ，Ａｌ，Ｓｎのうちの２種類以上の元素を含むことを特徴とする、請求項１に記載のサブマウント。
【請求項３】
前記半田層の成分として、Ａｕ及びＳｎ、Ａｇ及びＳｎの何れかを含むことを特徴とする、請求項１に記載のサブマウント。
【請求項４】
前記半田層の成分として、ＡｇとＡｕとＳｎとを含むことを特徴とする、請求項１に記載のサブマウント。
【請求項５】
前記半田層が２層からなり、該２層の一方が、Ａｕの元素組成が５０％以上の半田層からなり、他方がＡｕの元素組成が５０％未満の半田層からなることを特徴とする、請求項１に記載のサブマウント。
【請求項６】
前記半田層が２層からなり、該２層の一方が、Ａｕ及びＡｇの元素組成が５０％以上の半田層からなり、他方がＡｕ及びＡｇの元素組成が５０％未満の半田層からなることを特徴とする、請求項１に記載のサブマウント。
【請求項７】
前記半田保護層が、貴金属からなることを特徴とする、請求項１に記載のサブマウント。
【請求項８】
前記貴金属が、Ａｕであることを特徴とする、請求項７に記載のサブマウント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に用いられるサブマウントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、半導体装置をパッケージ化する際には、放熱板あるいは放熱器に搭載し、半導体装置から発生する熱の放熱を行っている。さらに、半導体装置と放熱板との間には両者の熱膨張率の違いを緩和するため、あるいは、放熱特性を改善するために熱伝導率の高い基板、すなわち、サブマウント基板からなるサブマウントを介在させる場合がある。この熱伝導率の高い基板としては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などが挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記サブマウントにおいては、サブマウント基板に搭載する半導体素子チップとの接合及びサブマウント基板の放熱板への接合は、サブマウントの片面及び／又は両面に形成した半田層により行なっていた。このような半田層において、特にＳｎやＩｎを成分として含む低融点の半田材料からなる半田層では、表面に露出しているＳｎやＩｎが酸化し易く、その表面に酸化膜を形成するため、接合時に酸化膜の影響により半田が接合しにくくなることがあった。これを改善するための方法として、非特許文献１には、ＳｎやＩｎを成分として含む半田層を、真空雰囲気や還元雰囲気にして、酸化膜を除去した上で接合をすることが報告されている。
【０００４】
非特許文献２には、Ａｕ−Ｓｎ系の半田層において、その表面にはＳｎを露出させないように、Ｓｎ層とＡｕ層とを積層して形成し、最表面にはＡｕ層を設けるようにした半田層が報告されている。
同様に、非特許文献３には、Ｓｉ基板上にＳｉ半導体素子を接合する際にも用いられる半田として、Ｓｎを表面に露出させないような積層構造とすることが報告されている。さらに、サブマウントの半田層自身は合金で形成されているが、半田層表面にＡｕ層を形成し、酸化防止を図るような手法が、非特許文献４に報告されている。
【０００５】
さらに、環境負荷低減のため、接合材料としてもＰｂを用いない半田の使用、すなわちＰｂフリー化が進み、代替材料としてＡｕ−Ｓｎ、Ａｇ−Ｓｎ, Ｉｎ−Ｓｎ，Ｚｎ−Ｓｎなどの半田組成が提案されている。
しかしながら、Ｐｂフリー半田の場合には、Ｐｂ半田（ＰｂＳｎの融点は１８３℃）に比べて融点が高くなるので、半導体素子を接合する際に、半導体素子の耐熱温度との差が小さくなるため、素子劣化などの問題が生じる場合がある。また、ＳｎやＩｎの使用量が増えることによって表面が酸化しやすくなり、半田自身の濡れ性にも影響を及ぼすことがある。
【０００６】
Ｐｂフリー半田を使用する場合には、Ｓｎなど酸化しやすい金属を表面に露出させないように半田層を積層構造にして共晶組成とし、接合を行なっていた。この場合、半田層自身が非平衡状態であり、室温で放置しても平衡状態へ進むために、金属原子が容易に拡散することが報告されている（非特許文献５及び６参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平１−１３８７７７号公報
【非特許文献１】J. F. Kuhmann 他８名, “Oxidation and Reduction Kinetics  of Eutectic SnPb, InSn and AuSn: A Knowledge Base for Fluxless Solder Bonding   Applications", IEEE Electronic Components and Technology Conference, pp.120-126, 1997
【非特許文献２】C. R. Dohle 他３名, “Low Temperature Bonding of Epitaxial Lift Off Devices with AuSn", IEEE Transactions on Components, Packaging, and   Manufacturing Technology-Part B, Vol.19, No.3, pp.575-580, 1996
【非特許文献３】C. C. Lee他１名, "Fluxless Non-Eutectic Joints Fabricated  Using Gold-Tin Multilayer Composite", IEEE Transactions on Components, Packaging, and Manufacturing Technologies, Vol.26, No.2, pp.416-426, 2003
【非特許文献４】H. L. Chang 他１１名 "Effect of Joint Strength of PbSn and AuSn Solders on Temperature Cycling Tests in Laser Packages", IEEE Conference  Proceedings, LEOS Annual Meeting, IEEE Lasers And Electro-Optics Society, pp.800-801, 1999
【非特許文献５】S. Nakahara他３名 "ROOM TEMPERATURE INTERDIFFUSION STUDIES OF Au/Sn THIN FILM COUPLES", Thin  Solod  Films, Vol. 84, pp.185-196, 1981
【非特許文献６】M. Hutter 他６名, “Calculation of Shape and Experimental Creation of AuSn Solder Bumps for Flip Chip Applications", IEEE  Proceedings Electronic Components & Technology Conference, pp.282-288, 2002
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術のようなＰｂフリー半田を用いて半導体素子を接合する際には、
（１）できるだけ低温で半田を融解させる、
（２）半田の融解性をよくすることにより、
極力低温で速く接合する、すなわち最小の加熱量で半導体素子を接合するといった要求が強い。この低温化は、接合プロセス時間の短縮による生産性向上のために要求されている課題でもある。
【０００９】
半田の融点自体は用いる材料の組成で決まるが、半田の融解性は、融解前の半田層の組織構造や表面状態によって支配される。特に、表面の酸化状態は半導体チップの実装のように微小量の半田を用いる場合には、接合特性に大きな影響を与え、強固な接合ができなくなる。
さらに、Ｐｂフリー半田において、上記のＳｎなど酸化しやすい金属を表面に露出させないように積層構造にした場合においても、室温でも金属原子が容易に拡散するために、ボイドなどの発生が生じて接合自体の信頼性を損ねてしまう。
ハロゲンランプなどの光源を用い、瞬間的に半田を融解させて接合させる方法、所謂フラッシュ加熱接合法では、酸化防止のために半田層の表面に設けたＡｕを十分に加熱して融解させて半田層に吸収させなければならず、接合不良そのものや、融点以上への余分な加熱や加熱時間の延長を行うことによる半導体素子への負荷増大などの課題がある。
【００１０】
従来技術では、この半田融解性を改良するために、真空還元雰囲気内で、酸化膜を還元除去して実装する技術があるが、装置が大掛かりになるので、製造コストが高くなる。
【００１１】
以上のように、Ｐｂフリー半田に要求される半田融解性について、融解性向上のために半田表面の酸化防止技術自体が、本来の目的である半田融解性向上を阻害するという課題がある。
【００１２】
上記課題に鑑み、本発明の目的は、融点の異なる複数の半田層と半田層の酸化を防止する半田保護層とを備えた、サブマウントを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、この半田層の融解性について、半田層の融点と、表面の酸化防止に着目して鋭意研究を行なった。その結果、接合する温度にまで上昇させるまでに半田を２段階以上にわけて融解させることによって半田層そのものの融解性を高めることと、半田層の最表面の酸化防止のために設ける半田保護層を容易に融解させることを両立させ得るとの知見を得て、本発明に想到するに至った。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明のサブマウントは、半導体素子が搭載されるサブマウント基板と、サブマウント基板の表面に配設する半田層と、半田層の最表面に配設する半田保護層と、を含むサブマウントであって、半田層は、融点が異なる少なくとも２種類以上の半田層からなることを特徴とする。
好ましくは、半田層は、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｂｉ，Ａｌ，Ｓｎのうち２種類以上の元素を含む。好ましくは、半田層は、Ａｕ及びＳｎ、Ａｇ及びＳｎの何れか、またはＡｇとＡｕとＳｎとを含む。
上記構成によれば、本発明のサブマウントは、加熱融解時に半田の融解が多段的に進み、半田保護層の融解残りや組成変化による融点変化などを緩和することができるので、半田の融解性を向上させることができる。
【００１５】
上記構成において、好ましくは、半田層は２層からなり、２層の一方が、Ａｕの元素組成が５０％以上の半田層からなると共に、他方がＡｕの元素組成が５０％未満の半田層からなる。
また、好ましくは、半田層が２層からなり、２層の一方が、Ａｕ及びＡｇの元素組成が５０％以上の半田層からなると共に、他方がＡｕ及びＡｇの元素組成が５０％未満の半田層からなる。
上記構成によれば、サブマウントに用いる半田層の内の１層のＡｕ量を少なくし、かつ、融点を低くすることができる。そのため、低コスト化を実現することが可能になる。
【００１６】
上記構成において、好ましくは、半田保護層が貴金属、とくにＡｕでなる。
上記構成によれば、サブマウント上に形成される半田の融解が多段的に進み、さらに、半田層の最上層に形成した貴金属により半田層表面の酸化を低く抑えることができ、良好な半田融解性を得ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のサブマウントによれば、半田層が融点の異なる複数の半田層とその半田保護層から構成されているので、融解開始温度、半田保護層の融解開始温度、完全融解温度の何れも低くなり、その結果、接合温度を低減させることができる。すなわち、接合する温度まで上昇させるまでに半田を２段階以上にわけて融解させることによって半田層及びそのものの融解性を高めることと、表面の酸化防止のために形成した酸化防止層を容易に溶解すること、を両立できるサブマウントを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明における実施の形態の一例を図１に示す。
図１は、本発明のサブマウントの構造を模式的に示す断面図である。図１で示されたサブマウント１において、サブマウント基板２の両面ないしは片面には、サブマウント基板２の一部あるいは全部を覆うように半田層３が形成されている。半田層３は、半田層３Ａと半田層３Ｂとに分けられ、それぞれ組成が異なる。半田層３Ａ及び半田層３Ｂは組成が異なるので、その融点も異なっている。半田層３の最表面には半田保護層４が形成されている。
図示の場合には、融点が異なる２種類の半田層３Ａ，３Ｂを示したが、半田層は、融点が異なれば２種類以上の複数の半田層から構成されてもよい。
また、半田層３の下部には、サブマウント基板２との密着性の高い電極層５を形成してもよい。さらに、電極層５と半田層３Ａとの間には、成膜時の密着性をさらに高めるために図示しない密着層を配置してもよい。密着層としてはＴｉ（チタン）やＰｔ（白金）などを用いることができる。
また、サブマウント基板２の側面にも同様な電極層を形成してサブマウント基板２の両面を電気的に接続してもよい。また、電極層５の一部には金線を接続し、電気回路を形成してもよい。
【００１９】
半田層３の各層３Ａ，３Ｂは、Ｐｂ（鉛）を含有しない、所謂Ｐｂフリー半田が望ましく、さらにはＡｇ（銀），Ａｕ（金），Ｃｕ（銅），Ｚｎ（亜鉛），Ｎｉ（ニッケル），Ｉｎ（インジウム），Ｇａ（ガリウム），Ｂｉ（ビスマス），Ａｌ（アルミニウム），Ｓｎ（錫）のうち２種類以上の元素を含んだ半田であることが望ましい。
ここで、半田層３Ａ及び３Ｂは、組成を変えて融点が異なるようにするが、半田層の成分としては、Ａｕ及びＳｎやＡｇ及びＳｎを含む半田や、ＡｇとＡｕとＳｎとを含む半田を用いることができる。また、半田層３が２層からなり、２層の一方が、Ａｕの元素組成が５０％以上の半田層からなり、２層の他方がＡｕの元素組成が５０％未満の半田層から構成してもよい。同様に、２層の一方が、Ａｇ及びＡｕの元素組成が５０％以上の半田層からなり、２層の他方がＡｇ又はＡｕの元素組成が５０％未満の半田層から構成してもよい。
【００２０】
電極層５については金属が望ましく、さらにはＡｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｆｅ（鉄）、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ（タングステン）のうちの１つが望ましい。
【００２１】
半田保護層４としては、Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇのような貴金属が望ましく、特にＡｕが望ましい。
【００２２】
次に、本発明のサブマウントによる半導体素子の実装について説明する。
図２は、本発明のサブマウントに半導体素子を搭載した構造を模式的に示す断面図である。図２に示すように本発明のサブマウント１において、半導体素子７は半田層３により半田接合される。
ここで、半導体素子は、レーザーダイオード又は発光ダイオードのような発光素子、ダイオード、高周波増幅やスイッチングに使用されるトランジスタやサイリスタのような能動素子、集積回路などが含まれる。
【００２３】
本発明のサブマウント１の特徴は、発光素子などの半導体素子７を接合するサブマウント１において、半田層３を融点が異なる２種類以上の半田層と、この半田層３の最上層に設ける半田保護層４とを有する点にある。いま、半田層３を融点が異なる２層３Ａ，３Ｂからなり、電極層５側の半田層３Ａの融点がその上に形成される半田層３Ｂよりも高く、半田保護層４の融点が半田層３Ａ，３Ｂの何れよりも高いとする。そして、半田保護層４が半田層３Ａ，３Ｂに融解する金属であるとする。
この場合、半導体素子７と半田層３の接合を行なうために加熱すると、最初に最も融点の低い半田層３Ｂが融解し、次に、半田層３Ａが融解する。そして、最も融点の低い半田層３Ｂが融解開始温度に達し、融解し始めると、半田層３Ｂの上側の半田保護層４が、半田層３Ｂの液相への相互拡散が生じ融解し始める。同様に、最も融点の低い半田層３Ｂが融解し始めると、その液相へ融点の高い半田層３Ａの相互拡散が生じ融解し始める。そして、半田層３Ａ，３Ｂ及び半田保護層４が融解する温度を完全融解温度とすると、加熱により完全融解温度に達した時点で融解が完了し、室温まで冷却することで、半導体素子７と半田層３とが強固に接着する。
【００２４】
このため、本発明のサブマウント１においては、半田層３が融点の異なる多層構造であり、半田層３の最上層が半田保護層４で被覆されているので、半導体素子７と接合する場合に、融解開始温度、半田保護層４の融解開始温度、完全融解温度の何れもが低くなり、その結果、接合温度を低減することができる。
すなわち、接合温度まで上昇させる間に、半田層３を２段階以上にわけて融解させることにより、半田層３自体の融解性を高めることと、表面の酸化防止のために設ける半田保護層４を容易に融解させることができる。
これにより、本発明のサブマウント１によれば、半導体素子７を動作させる上で、低温で十分な接合強度を有するサブマウント１を提供することができる。したがって、熱応力の小さい接合を形成することができる。つまり、接合の際の冷却時に発生する残留熱歪を低減することができる。このため、本発明のサブマウント１を用いた半導体装置における熱応力が小さくなり、半導体装置の性能や寿命を向上させることができる。
【実施例１】
【００２５】
以下、実施例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明する。最初に、実施例１のサブマウントの製造方法について説明する。
高熱伝導性（２３０Ｗ／ｍＫ）の窒化アルミニウム焼結基板（５５ｍｍ角、０．３ｍｍ厚み）の両面を、ラッピング装置によって研削した。また、仕上げ研磨はポリッシング装置を用いて実施した。
【００２６】
次に、研磨済み窒化アルミニウム焼結基板２を洗浄して表面清浄化し、フォトリソグラフィ法によるパターニングを行うため、サブマウント基板２の表面全体をスピナーを用いてレジストを均一塗布した後、ベーキング炉によって所定のベーキングを行い、マスクアライナー装置を用いてガンマ線コンタクト露光を行った。露光用のマスクは１ｍｍ角のサブマウント寸法で２５００個分を同時にパターニングできるように、マスクを設計した。露光後、現像液により電極層となる部分のレジストを溶解し、サブマウント基板２を露出させた。
次に、真空蒸着装置によりＴｉ０．０５μｍを蒸着し、引き続いてＡｕ０．１μｍを蒸着した。アセトンを用いてレジスト全体を溶解させることにより、電極層５以外のＡｕ及びＴｉをリフトオフ除去し、所定のパターンを有する電極層５を形成した。電極層５のサイズは両面共に８００μｍ角である。
【００２７】
次に、フォトリソグラフィ法及び２つの電子銃を備えた真空蒸着装置を用い、サブマウント２の表面側の電極層５の一部に半田層３及び半田保護層４を成膜し、パターンを形成した。
半田層３の成分はＡｕ及びＳｎであり、２つの電子銃によりＡｕ及びＳｎを同時に蒸着し、所定の厚みと所定の組成を有する半田層３Ａを成膜した。この後、蒸着条件を変えて半田層の組成を変更し、所定の厚さの半田層３Ｂを形成した。半田保護層４としては、Ａｕを用いた。半田層３の寸法は、半導体素子７を接合する面としては４００μｍ角とし、サブマウント基板２の裏面接合面を８００μｍ角とした。
最後に、サブマウント基板２を所定のサブマウント寸法に分割するため、ダイシング装置を用いて１ｍｍ角に切断した。
【００２８】
表１に示すように、実施例１の半田層３Ａの元素組成比は、Ａｕ：Ｓｎ＝１８．６：８１．４であり、その厚さは３．５μｍであった。半田層３Ｂの組成は、Ｓｎ１００％であり、その厚さは０．５μｍであった。半田保護層４のＡｕ層の厚さは、０．０５μｍであった。これらの半田層３Ａ，３Ｂ及び半田保護層４の全体の元素組成は、Ａｕ：Ｓｎ＝１８．０：８２．０であり、厚さの合計は４．０５μｍである。
【表１】
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【実施例２】
【００２９】
半田層の組成が異なる以外は、実施例１と同じ方法で実施例２のサブマウント１を製造した。実施例２の半田層３Ａ及び３Ｂの元素組成比は、それぞれ、Ａｕ：Ｓｎ＝６．３：９３．７、Ａｕ：Ｓｎ＝７０．０：３０．０とした。半田層３Ａ，３Ｂ及び半田保護層４の全体の元素組成は、実施例１と同じくＡｕ：Ｓｎ＝１８．０：８２．０であり、厚さの合計は４．０５μｍである（表１参照）。このように、実施例１及び２は、共に半田層３Ａ及び３Ｂの元素組成として、それぞれＡｕを５０％以上含む半田層と５０％未満の半田層とした。
【００３０】
次に、比較例について説明する。
（比較例１）
半田層３を１層とし、半田層３の元素組成をＡｕ：Ｓｎ＝１６．５：８３．５となるように調整した以外は、実施例１と同じ工程でサブマウントを製造した。比較例１の半田層３Ａ及び半田保護層４の全体の元素組成は、実施例と同じくＡｕ：Ｓｎ＝１８．０：８２．０であり、厚さの合計は４．０５μｍである。
【００３１】
（比較例２）
比較例２として、従来と同様の構造のサブマウントを製造した。半田保護層４を用いずに、半田層３となる層を、３．５６μｍのＳｎと０．４９μｍのＡｕとからなる２層構造とした以外は、実施例と同じ工程でサブマウントを製造した。比較例２の半田層３全体の元素組成は、実施例と同じくＡｕ：Ｓｎ＝１８．０：８２．０であり、厚さの合計は４．０５μｍである。
なお、上記実施例及び比較例に示したように、何れの場合も半田保護層４及び半田層３又は半田層の全体の組成及び厚みは同一にした。
【００３２】
次に、実施例及び比較例で製造したサブマウントの諸特性について説明する。
上記サブマウント１に形成した半田層３の融解状態及びサブマウント１に半導体素子７を接合したときの接合強度の評価を行った。
半田層３の融解状態については、温度調節が正確なハロゲンランプ加熱装置を使用してサブマウント１の底面を加熱し、半田層３を融解させて、半田層３の融解挙動について目視確認した。また、融解温度を確認するために、示差熱分析装置（ＤＳＣ：Differential Scanning Calorimetry ）を用いて融解状況を測定した。
【００３３】
表２は、実施例及び比較例の融解状態を示す表であり、各半田層の材料自体の融解温度と、半田層の融解順序、ＤＳＣ測定による融解温度を示している。
実施例１では、目視観察によれば、半田層３Ｂが融解し、次に半田層３Ａが融解した。ＤＳＣ測定によれば、半田層３Ｂが２４２℃で融解を開始し、それに続き、２６０℃付近で半田保護層４は半田層３Ｂに溶け込みだし、全ての半田層３が融解を開始した温度が２７０℃であり、全ての半田層３が融解したのは２８０℃であった。
【表２】
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【００３４】
実施例２では、目視観察によれば、半田層３Ａが最初に融解し、次に半田層３Ｂが溶解した。ＤＳＣ測定によれば、半田層３Ａが２３０℃より融解を開始し、それに続き、２７０℃付近から半田保護層４を含めて全ての半田層３が融解を開始し、全ての半田層３が融解したのが２８０℃であった。
【００３５】
比較例１では、ＤＳＣ測定によれば、半田層３そのものの融解は２７５℃付近より始まり、半田保護層４が融解を開始したのは２７７℃付近からであり、完全に融解したのは２８５℃と実施例よりも高かった。
【００３６】
比較例２では、目視観察によれば、Ｓｎ単層からなる半田層３Ａが最初に融解した。ＤＳＣ測定によれば、Ｓｎ単層である半田層３Ａが２４２℃で融解を開始するが、Ａｕ単層である半田層２が融解を開始するのは２８０℃からで完全に半田が融解したのは３１５℃であり、実施例よりも高かった。また、比較例２のＤＳＣ測定によれば、約２８０℃付近に発熱ピークが存在し、融解現象とは異なる現象が生じていることが分かった。
【００３７】
次に、実施例及び比較例の接合強度評価について説明する。
半田接合強度を調べるために、加熱装置によりサブマウント１の半田層３を融解させた後に、半導体素子７を上部から接合し、接合後に冷却しサンプルを作製した。その後、評価用テープによるテープ剥離テストと、剥離状態の観察を行った。テープ剥離テストは、一般に金属の密着強度測定に用いられる手法と同じであり、使用するテープは、一定の粘着力を持つものを使用した。接合した半導体素子７の電極のうち、テープ剥離テストにより剥離の起こったものを接合不良とし、不良個数の割合を持って接合状態とした。
ここで、半導体素子７としては、発光ダイオードを用い、サンプル数は、実施例及び比較例共に各１００個とした。
【００３８】
表３は、実施例及び比較例の発光ダイオード７を接合したときのテープ剥離率を示す表である。各実施例及び比較例について接合温度を２７０〜３００℃まで変えて半導体素子７を接合し、テープテストを実施した。
その結果、実施例１において、２７０℃，２７５℃，２８０℃のテープ剥離率は、それぞれ、８％，５％，３％であり、２８５℃以上の接合温度では、半導体素子７の剥離は生じなかった。
【表３】
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【００３９】
実施例２では、２７０℃，２７５℃，２８０℃のテープ剥離率は、それぞれ１５％，７％，３％であり、２８５℃以上の接合温度では、半導体素子７の剥離は生じなかった。
【００４０】
比較例１では、２７０℃，２７５℃，２８０℃，２８５℃のテープ剥離率は、それぞれ６０％，２０％，１５％，４％，であり、２９０℃以上の接合温度では、半導体素子７の剥離は生じなかった。
【００４１】
一方、比較例２では、２７０℃〜３００℃までのテープ剥離率は、８０％から５％までとなり、３００℃における接合でも半導体素子７の剥離が発生した。
【００４２】
上記実施例及び比較例によれば、実施例の融点の異なる２層からなる半田層３と半田保護層４を備えたサブマウント１においては、半田層３の融解開始温度を低温の２３０〜２４０℃程度の低温とし、２層からなる半田層の融解を段階的に進行させることができる。このため、半田保護層４を含む完全融解を２８０℃とすることができ、半導体素子７と半田層３とを強固に接合することができた。
【００４３】
本発明は、上記実施例に記載の発光ダイオードやパッケージ構造に限定されるものではなく、サブマウントを有する半導体装置であれば適用でき、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれることはいうまでもない。例えば、ステムを用いた発光ダイオードだけに限定されることなく、各種リードフレームや表面実装パッケージを用いた半導体装置７に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明のサブマウントの構造を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明のサブマウントに半導体素子を搭載した構造を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
1 ：サブマウント
2 ：サブマウント基板
3 ：半田層
３Ａ：半田層（電極層側）
３Ｂ：３Ａ上の半田層
４：半田保護層
５：電極層
７：半導体素子（発光ダイオード）
【図１】
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【図２】
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