(57)【要約】【課題】優れた放熱性を有すると共に、放熱部材とＬＥＤチップとの接合が強固であるＬＥＤ素子およびその製造方法を提供すること。【解決手段】ＬＥＤ素子は、放熱部材の上面に直接形成されたＡｕＳｎ合金層によって当該ＬＥＤチップが接合されてなり、当該ＡｕＳｎ合金層が厚さ方向において放熱部材に向かうに従ってＡｕ成分の濃度が小さくなる濃度分布を有することを特徴とする。製造方法は、放熱部材の上面に直接ＡｕＳｎ合金膜を形成する工程と、ＬＥＤチップの下面にＡｕ膜を形成する工程と、放熱部材の上面に形成されたＡｕＳｎ合金膜上に、Ａｕ膜の形成されたＬＥＤチップを、当該Ａｕ膜を下方にして載置する工程と、ＬＥＤチップの載置された放熱部材を、当該ＬＥＤチップを放熱部材の上面に向かう方向に加圧しながら加熱することにより、ＬＥＤチップを放熱部材上に接合する工程とを有することを特徴とする。【選択図】図１
2008311319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤチップが放熱部材上に接合されてなる構成のＬＥＤ素子において、
当該放熱部材の上面に直接形成されたＡｕＳｎ合金層によって当該ＬＥＤチップが接合されてなり、当該ＡｕＳｎ合金層が厚さ方向において放熱部材に向かうに従ってＡｕ成分の濃度が小さくなる濃度分布を有することを特徴とするＬＥＤ素子。
【請求項２】
ＬＥＤチップが、サファイア基板の上面に窒化物系半導体層が積層されてなり、当該サファイア基板の下面が放熱部材に接合されているものであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ素子。
【請求項３】
ＬＥＤチップが放熱部材上に接合されてなる構成のＬＥＤ素子を製造するためのＬＥＤ素子の製造方法であって、
放熱部材の上面に直接ＡｕＳｎ合金膜を形成する工程と、
ＬＥＤチップの下面にＡｕ膜を形成する工程と、
放熱部材の上面に形成されたＡｕＳｎ合金膜上に、Ａｕ膜の形成されたＬＥＤチップを、当該Ａｕ膜を下方にして載置する工程と、
ＬＥＤチップの載置された放熱部材を、当該ＬＥＤチップを放熱部材の上面に向かう方向に加圧しながら加熱することにより、ＬＥＤチップを放熱部材上に接合する工程
とを有することを特徴とするＬＥＤ素子の製造方法。
【請求項４】
サファイア基板の上面に窒化物系半導体層が積層されてなるＬＥＤチップが放熱部材上に接合されてなる構成のＬＥＤ素子を製造するためのＬＥＤ素子の製造方法であって、
放熱部材の上面に直接ＡｕＳｎ合金膜を形成する工程と、
ＬＥＤチップにおけるサファイア基板の下面にＡｕ膜を形成する工程と、
放熱部材の上面に形成されたＡｕＳｎ合金膜上に、Ａｕ膜の形成されたＬＥＤチップを、当該Ａｕ膜を下方にして載置する工程と、
ＬＥＤチップの載置された放熱部材を、当該ＬＥＤチップを放熱部材の上面に向かう方向に加圧しながら加熱することにより、ＬＥＤチップを放熱部材上に接合する工程
とを有することを特徴とするＬＥＤ素子の製造方法。
【請求項５】
ＡｕＳｎ合金膜は、Ａｕ成分が１５〜４０％であって、Ｓｎ成分が８５〜６０％である組成比を有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載のＬＥＤ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ素子およびその製造方法に関し、更に詳しくは、表示装置や照明装置などにおける光源として用いられるＬＥＤ素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置や照明装置の光源として、ＬＥＤチップが放熱部材に接合されてなる構成のＬＥＤ素子が用いられてきており、このようなＬＥＤ素子においては、通常、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）、銅（Ｃｕ）およびアルミニウム（Ａｌ）などよりなる放熱部材、あるいは放熱部材として作用する照明器具本体と、ＬＥＤチップとの接合に、シリコーン樹脂などの樹脂が接合部材として用いられている。
【０００３】
しかしながら、ＬＥＤチップと放熱部材との接合部を形成する接合部材として用いられている樹脂が、その耐熱温度が例えば１００℃以下と、ＬＥＤチップから発生する熱に対して十分な耐熱性を有するものではないことから、ＬＥＤ素子においては、ＬＥＤチップからの熱によって接合部に変質が生じたり、膜クラックが生じてしまう、という問題がある。また、ＬＥＤ素子においては、ＬＥＤチップから発生する熱が、接合部を介して放熱部材に十分に伝導されないことから、所期の放熱性を得ることができず、このことが、例えば高輝度化の弊害となっている。
【０００４】
而して、ＬＥＤチップと放熱部材との接合部材として、樹脂ではなく、ＡｕＳｎ合金（金スズ合金）などの共晶合金を用いることが提案されている（特許文献１参照）。
この特許文献１には、図５に示すように、放熱部材１１の上面（図５において上面）全面にＡｕ（金）膜５１を形成し、そのＡｕ膜５１上に、ＡｕＳｎ合金などの共晶合金よりなる接合部材によって合金膜５２を形成し、この合金膜５２よりなる接合部によってＬＥＤチップ１２を接合することが記載されている。
図５の例において、ＬＥＤチップ１２は、サファイア基板１３上に、ｎ型半導体層１４Ａ、発光層１４Ｂおよびｐ型半導体層１４Ｃがこの順に積層されてなる窒化物系半導体層が形成されてなるものである。
【０００５】
しかしながら、本発明者らの実験により、Ａｕ膜５１が形成されてなる放熱部材１１上に接合部材としてＡｕＳｎ合金を用いて接合部を形成した場合には、ＬＥＤチップ１２を接合するための熱処理中において、金属拡散が生じ、Ａｕ膜５１中にＡｕＳｎ合金に係るＳｎ原子が拡散することに起因してＬＥＤチップ１２と放熱部材１１との接合強度が小さくなり、剥離が生じてしまう、という問題があることが明らかとなった。
このことは、図５に示したように放熱部材１１の上面全面にＡｕ膜５１が形成されている場合に顕著となるため、このような構成のＬＥＤ素子には製品としての所望の接合強度を十分に確保することが困難となる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１３４７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、優れた放熱性を有すると共に、放熱部材とＬＥＤチップとの接合が強固であるＬＥＤ素子およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のＬＥＤ素子は、ＬＥＤチップが放熱部材上に接合されてなる構成のＬＥＤ素子において、
当該放熱部材の上面に直接形成されたＡｕＳｎ合金層によって当該ＬＥＤチップが接合されてなり、当該ＡｕＳｎ合金層が厚さ方向において放熱部材に向かうに従ってＡｕ成分の濃度が小さくなる濃度分布を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明のＬＥＤ素子においては、ＬＥＤチップが、サファイア基板の上面に窒化物系半導体層が積層されてなり、当該サファイア基板の下面が放熱部材に接合されているものであることが好ましい。
【００１０】
本発明のＬＥＤ素子の製造方法は、ＬＥＤチップが放熱部材上に接合されてなる構成のＬＥＤ素子を製造するためのＬＥＤ素子の製造方法であって、
放熱部材の上面に直接ＡｕＳｎ合金膜を形成する工程と、
ＬＥＤチップの下面にＡｕ膜を形成する工程と、
放熱部材の上面に形成されたＡｕＳｎ合金膜上に、Ａｕ膜の形成されたＬＥＤチップを、当該Ａｕ膜を下方にして載置する工程と、
ＬＥＤチップの載置された放熱部材を、当該ＬＥＤチップを放熱部材の上面に向かう方向に加圧しながら加熱することにより、ＬＥＤチップを放熱部材上に接合する工程
とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明のＬＥＤ素子の製造方法は、サファイア基板の上面に窒化物系半導体層が積層されてなるＬＥＤチップが放熱部材上に接合されてなる構成のＬＥＤ素子を製造するためのＬＥＤ素子の製造方法であって、
放熱部材の上面に直接ＡｕＳｎ合金膜を形成する工程と、
ＬＥＤチップにおけるサファイア基板の下面にＡｕ膜を形成する工程と、
放熱部材の上面に形成されたＡｕＳｎ合金膜上に、Ａｕ膜の形成されたＬＥＤチップを、当該Ａｕ膜を下方にして載置する工程と、
ＬＥＤチップの載置された放熱部材を、当該ＬＥＤチップを放熱部材の上面に向かう方向に加圧しながら加熱することにより、ＬＥＤチップを放熱部材上に接合する工程
とを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明のＬＥＤ素子の製造方法においては、ＡｕＳｎ合金膜は、Ａｕ成分が１５〜４０％であって、Ｓｎ成分が８５〜６０％である組成比を有するものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のＬＥＤ素子によれば、放熱部材の上面に直接形成されたＡｕＳｎ合金層によってＬＥＤチップが接合されており、当該ＡｕＳｎ合金層がその厚さ方向において放熱部材に向かうに従ってＡｕ成分の濃度が小さくなる濃度分布を有するものであることから、このような濃度勾配を有するＡｕＳｎ合金層には材質の異なる放熱部材およびＬＥＤチップの各々に対して大きな被着強度が得られるため、放熱部材とＬＥＤチップとの接合が強固となると共に、そのＡｕＳｎ合金層よりなる接合部に優れた耐熱性および熱伝導性が得られるため、ＬＥＤチップから発生する熱が接合部を介して放熱部材に伝導され、当該放熱部材において十分に放熱されることとなることから、優れた放熱性が得られる。
【００１４】
また、本発明のＬＥＤ素子の製造方法によれば、放熱部材の上面に直接ＡｕＳｎ合金膜を形成すると共に、ＬＥＤチップの下面にＡｕ膜を形成し、これらの膜を重ね合わせるようにして放熱部材上にＬＥＤチップを載置し、当該ＬＥＤチップを加圧しながら加熱することにより、Ａｕ膜に係るＡｕ原子がＡｕＳｎ合金膜中に拡散、あるいはＡｕ膜中にＡｕＳｎ合金膜に係るＳｎ原子が拡散されることによってＡｕ膜がＡｕＳｎ合金膜と一体化されるため、放熱部材の上面に所期の濃度勾配を有するＡｎＳｎ合金層を形成することができることから、優れた放熱性を有すると共に、放熱部材とＬＥＤチップとの接合が強固であるＬＥＤ素子を容易に製造することができる。
【００１５】
また、本発明のＬＥＤ素子の製造方法においては、放熱部材の上面に形成するＡｕＳｎ合金膜を、特定の組成比を有するものとすることにより、得られるＬＥＤ素子において、形成されるＡｕＳｎ合金層による放熱部材とＬＥＤチップとの接合をより一層強固とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明のＬＥＤ素子の構成を示す説明図である。
このＬＥＤ素子は、ＬＥＤチップ１２が放熱部材１１の上面（図１において上面）に直接形成されたＡｕＳｎ合金（金スズ合金）層１５により接合されてなる構成を有するものである。
【００１８】
放熱部材１１とＬＥＤチップ１２との接合部を構成するＡｕＳｎ合金層１５は、その厚さ方向（図１において上下方向）において放熱部材１１に向かうに従ってＡｕ（金）成分濃度が小さくなる濃度分布を有しており、ＬＥＤチップ１２との接合面部分（以下、「ＬＥＤチップ側部分」ともいう。）におけるＡｕ成分濃度が高く、放熱部材１１との接合面部分（以下、「放熱部材側部分」ともいう。）におけるＡｕ成分濃度が低く、しかもその間のＡｕ成分濃度の変化は、ＬＥＤチップ１２との接合面から放熱部材１１との接合面まで漸減するものである。
【００１９】
ＡｕＳｎ合金層１５においては、ＬＥＤチップ１２との接合面部分（ＬＥＤチップ側部分）におけるＡｕ成分濃度が２０〜４０％であり、放熱部材１１との接合面部分（放熱部材側部分）におけるＡｕ成分濃度が１０〜３０％であることが好ましい。
具体的な一例としては、厚み６μｍのＡｕＳｎ合金層１５において、ＬＥＤチップ１２との接合面側の厚み０．２μｍまでの領域よりなるＬＥＤチップ側部分におけるＡｕ成分濃度が３３％であって、放熱部材１１との接合面側の厚み０．２μｍまでの領域よりなる放熱部材側部分におけるＡｕ成分濃度が２８％であると共に、放熱部材１１の接合面からの厚みが０．２〜５．６μｍの領域よりなる中間部分におけるＡｕ成分濃度が３０％である。
【００２０】
このＡｕＳｎ合金層１５におけるＡｕ成分の濃度勾配は、Ａｕ成分濃度が実質的に連続して変化することによって形成されるものであればよい。
【００２１】
このような構成を有するＡｕＳｎ合金層１５は、ＬＥＤ素子の製造上において、放熱部材１１の上面に直接形成されたＡｕＳｎ合金膜と、ＬＥＤチップ１２の下面（図１において下面）に形成されたＡｕ膜とにより形成されるものである。
【００２２】
ＬＥＤチップ１２は、青色発光ＬＥＤチップであって、サファイア基板１３上に窒化物系半導体層が積層されてなる構成を有するものであり、窒化物系半導体層として、ＧａＮ（窒化ガリウム）に例えばＰ（リン）、Ｔｅ（テルル）またはＳｅ（セレン）などがドープされてなるｎ−ＧａＮよりなるｎ型半導体層１４Ａ、ＩｎＧａＮよりなる発光層１４ＢおよびＧａＮに例えばＺｎ（亜鉛）またはＣ（炭素）などがドープされてなるｐ−ＧａＮよりなるｐ型半導体層１４Ｃがこの順にサファイア基板１３上に積層されてなるものである。
【００２３】
放熱部材１１としては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、銅（Ｃｕ）およびアルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）よりなるものが用いられ、放熱性および形成されるＡｕＳｎ合金膜との密着性の観点から、窒化アルミニウムよりなるものが好ましい。
図１の例において、放熱部材１１は平板状のものである。
【００２４】
このような構成を有するＬＥＤ素子は、図２に示すように、放熱部材１１の上面（図２において上面）にＡｕＳｎ合金膜２１を形成すると共に、ＬＥＤチップ１２の下面（図２において下面）、すなわち最下層のサファイア基板１３の下面にＡｕ膜２３を形成し、放熱部材１１の上面に形成されたＡｕＳｎ合金膜２１上に、Ａｕ膜２３の形成されたＬＥＤチップ１２を載置し、このＬＥＤチップ１２の載置された放熱部材１１を、当該ＬＥＤチップ１２を放熱部材１１の上面に向かう方向に加圧しながら加熱することにより、製造することができる。
【００２５】
すなわち、放熱部材１１の上面に直接ＡｕＳｎ合金膜２１を形成する放熱部材ＡｕＳｎ合金膜形成工程と、ＬＥＤチップ１２の下面にＡｕ膜２３を形成するＬＥＤチップＡｕ膜形成工程と、放熱部材１１の上面に形成されたＡｕＳｎ合金膜２１上に、Ａｕ膜２３の形成されたＬＥＤチップ１２を、当該Ａｕ膜２１を下方にして載置する載置工程と、ＬＥＤチップ１２の載置された放熱部材１１を、当該ＬＥＤチップ１２を放熱部材１１の上面に向かう方向に加圧しながら加熱することにより、ＬＥＤチップ１２を放熱部材１１上に接合する接合工程とを経ることにより、放熱部材１１の上面に形成されたＡｕＳｎ合金膜２１と、ＬＥＤチップ１２の下面に形成されたＡｕ膜２３とによってＡｕＳｎ合金層１５が形成され、その結果、ＬＥＤチップ１２が放熱部材１１の上面に形成されたＡｕＳｎ合金層１５により接合されてなる構成のＬＥＤ素子が得られる。
【００２６】
放熱部材ＡｕＳｎ合金膜形成工程において、放熱部材１１の上面に形成されるＡｕＳｎ合金膜２１は、例えばＥＢ蒸着法（電子ビーム蒸着法）によって形成され、その膜厚は、通常、１〜８μｍであり、一例としては、１μｍである。
また、ＡｕＳｎ合金膜２１は、接合すべきＬＥＤチップ１２の下面の形状に適合した形状を有するＬＥＤチップ接合領域内に形成され、またＬＥＤチップ接合領域に適合した形状を有するものであることが好ましい。
【００２７】
そして、ＡｕＳｎ合金膜２１は、当該ＡｕＳｎ合金膜２１を構成するＡｕ成分が１５〜４０％であって、Ｓｎ成分が８５〜６０％である組成比を有するものであることが好ましく、特に、Ａｕ成分が３０％でＳｎ成分が７０％であることが好ましく、更に好ましくはＡｕ成分が２０％でＳｎ成分が８０％である。
Ａｕ成分の割合が過大、すなわちＳｎ成分の割合が過小である場合には、接合が不完全となり、接着がなされないおそれがある。一方、Ａｕ成分の割合が過小、すなわちＳｎ成分の割合が過大である場合には、接着はなされるものの、Ｓｎ成分に係るＳｎ面の表面に酸化膜が生成されやすくなるため、接着にばらつきが発生しやすくなるおそれがある。
【００２８】
ＬＥＤチップＡｕ膜形成工程において、ＬＥＤチップ１２の下面に形成されるＡｕ膜２３は、例えばＥＢ蒸着法によって形成され、その膜厚は、通常、０．１〜１．０μｍであり、一例としては、０．２μｍである。
また、Ａｕ膜２３は、ＬＥＤチップ１２の下面全面に形成される。
【００２９】
載置工程においては、放熱部材１１の上面に形成されたＡｕＳｎ合金膜２１上に、Ａｕ膜２３の形成されたＬＥＤチップ１２を、当該Ａｕ膜２３を下方にして載置することにより、放熱部材１１上に、ＬＥＤチップ１２が、当該放熱部材１１に形成されたＡｕＳｎ合金膜２１と、当該ＬＥＤチップ１２に形成されたＡｕ膜２３とを介して積重した状態とされる。
【００３０】
接合工程においては、例えばＬＥＤチップ１２が載置された放熱部材１１を熱処理容器内に配置し、この熱処理容器内にフォーミングガスを流入することによってフォーミングガスが充填された状態とし、その状態でＬＥＤチップ１２が載置された放熱部材１１を、当該ＬＥＤチップ１２を加圧しながら加熱する。
そして、ＬＥＤチップ１２が載置されている放熱部材１１が、当該ＬＥＤチップ１２が加圧された状態で加熱されることにより、放熱部材１１とＬＥＤチップ１２との間に積層されているＡｕＳｎ合金膜２１とＡｕ膜２３との間においてＡｕ膜２３に係るＡｕ原子がＡｕＳｎ合金膜２１中に拡散、あるいはＡｕ膜２３中にＡｕＳｎ合金膜２１に係るＳｎ原子が拡散され、その結果、ＡｕＳｎ合金膜２１とＡｕ膜２３とが一体化されてなるＡｕＳｎ合金層１５が形成され、これにより、ＬＥＤチップ１２がＡｕＳｎ合金層１５よりなる接合部によって放熱部材１１上に接合される。
ここに、接合部として形成されるＡｕＳｎ合金層１５は、放熱部材１１とＬＥＤチップ１２との間に介在するＡｕＳｎ合金膜２１とＡｕ膜２３とよりなる積層体の厚みと同様の厚みを有するものとされる。
【００３１】
接合工程における加熱・加圧処理条件は、加熱温度（ダイボンド温度）が、例えば３００〜４５０℃であり、加圧力が、例えば１０〜５０ｇ／ｃｍ2 であり、処理時間は、例えば１０〜３０秒間である。
加圧・加熱処理条件の一例としては、加熱温度３８０℃、加圧力２０ｇ／ｃｍ2 、処理時間１５秒間である。
【００３２】
この接合工程において用いられるフォーミングガスは、水素ガスと窒素ガスとの混合ガスである。
また、フォーミングガスの流量は、通常、５０〜３５０ｃｃ／ｍｉｎであり、一例としては３００ｃｃ／ｍｉｎである。
【００３３】
このような構成のＬＥＤ素子によれば、放熱部材１１の上面に直接形成されたＡｕＳｎ合金層１５によってＬＥＤチップ１２が接合されており、当該ＡｕＳｎ合金層１５がその厚さ方向において放熱部材１１に向かうに従ってＡｕ成分の濃度が小さくなる濃度分布を有するものであることから、このような濃度勾配を有するＡｕＳｎ合金層１５には材質の異なる放熱部材１１およびＬＥＤチップ１２の各々に対して大きな被着強度が得られるため、放熱部材１１とＬＥＤチップ１２との接合が強固となると共に、そのＡｕＳｎ合金層１５よりなる接合部に優れた耐熱性および熱伝導性が得られるため、ＬＥＤチップ１２から発生する熱が接合部を介して放熱部材１１に伝導され、当該放熱部材１１において十分に放熱されることとなることから、優れた放熱性が得られる。
【００３４】
また、このような構成のＬＥＤ素子は、放熱部材１１の上面に直接ＡｕＳｎ合金膜２１を形成すると共に、ＬＥＤチップ１２の下面にＡｕ膜２３を形成し、これらの膜を重ね合わせるようにして放熱部材１１上にＬＥＤチップ１２を載置し、当該ＬＥＤチップ１２を加圧しながら加熱することにより、Ａｕ膜２３に係るＡｕ原子がＡｕＳｎ合金膜２１中に拡散、あるいはＡｕ膜２３中にＡｕＳｎ合金膜２１に係るＳｎ原子が拡散されることによってＡｕ膜２３がＡｕＳｎ合金膜２１と一体化されるため、放熱部材１１の上面に所期の濃度勾配を有するＡｎＳｎ合金層１５を形成することができることから、容易に製造することができる。
【００３５】
しかも、このような製造工程中において、放熱部材１１の上面に形成するＡｕＳｎ合金膜２１を、特定の組成比を有するものとすることにより、得られるＬＥＤ素子において、形成されるＡｕＳｎ合金層１５を所望の濃度勾配を有するものとすることができることから、当該ＡｕＳｎ合金層１５による放熱部材１１とＬＥＤチップ１２との接合をより一層強固とすることができる。
【００３６】
本発明においては、上記の実施の形態に限定されず種々の変更を加えることが可能である。
例えば、ＬＥＤチップは、サファイア基板上に窒化物系半導体層が積層されてなる構成の青色発光ＬＥＤチップ以外のものであってもよい。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３８】
〔実施例１〕
窒化アルミニウム製の平板よりなる放熱部材、およびサファイア基板上に窒化物半導体として、ｎ−ＧａＮよりなるｎ型半導体層、ＩｎＧａＮよりなる発光層およびｐ−ＧａＮよりなるｐ型半導体層がこの順に積層されてなる構成を有する直方体状のＬＥＤチップを用意した。
先ず、ＬＥＤチップには、サファイア基板の下面全面に対してＥＢ蒸着法によって膜厚０．２μｍのＡｕ膜を形成した。
また、放熱部材には、接合すべきＬＥＤチップの下面に適合する形状のＬＥＤチップ接合領域に、ＥＢ蒸着法により、その組成比がＡｕ成分が２０％、Ｓｎ成分が８０％となるよう、膜厚１μｍのＡｕＳｎ合金ＡｕＳｎ合金膜を形成した。
形成されたＡｕＳｎ合金膜におけるＡｕ成分とＳｎ成分との組成比を、ＥＤＸ分析（エネルギー分散型Ｘ線分析）により確認したところ、組成比（Ａｕ：Ｓｎ）は２０：８０であった。
【００３９】
次いで、放熱部材の上面に形成されたＡｕＳｎ合金膜上に、その下面にＡｕ膜が形成されたＬＥＤチップを、当該Ａｕ膜がＡｕＳｎ膜に接触するよう載置した後、そのＬＥＤチップが載置された放熱部材を、熱処理容器内に配置し、この熱処理容器内に、窒素ガスと水素ガスとの混合ガス（水素ガス濃度５％）を流量３００ｃｃ／ｍｉｎの条件で流入させて充填し、この混合ガスが充填された状態において、加熱温度３８０℃、加圧力２０ｇ／ｃｍ2 、処理時間１５秒間の条件により、ＬＥＤチップを加圧しながら加熱する加熱・加圧処理を行うことにより、放熱部材上にＬＥＤチップが接合されてなる構成のＬＥＤ素子を得た。
【００４０】
得られたＬＥＤ素子について、ＥＤＸ分析により、接合部を確認したところ、ＡｕＳｎ合金膜およびＡｕ膜が一体化された、厚み１．２μｍのＡｕＳｎ合金層が形成されており、このＡｕＳｎ合金層は、放熱部材との接合面側の厚み０．２μｍまでの領域におけるＡｕ成分濃度が２９％、放熱部材の接合面からの厚みが０．２〜１．０μｍの領域よりなる中間部分におけるＡｕ成分濃度が３０％、ＬＥＤチップとの接合面側の厚み０．２μｍまでの領域におけるＡｕ成分濃度が３２％であって、放熱部材に向かうに従ってＡｕ成分濃度が小さくなる濃度分布を有するものであった。
【００４１】
さらに、得られたＬＥＤ素子について、先端が尖った針状体に荷重（ｇ）目盛りを付した針突き強度測定用器具を用い、当該針突き強度測定用器具によって接合部を突くことによって針突き強度を測定したところ、２００ｇであった。
さらに、得られたＬＥＤ素子を加熱炉によって５００℃、５分間の条件で加熱した後、再度、針突き強度を測定したところ、その強度は変化しなかった。
以上の結果から、ＬＥＤ素子におけるＡｕＳｎ合金層よりなる接合部が良好な耐熱性を有するものであることが確認された。
【００４２】
ここに、針突き強度測定によれば、図３および図４に示すように、針突き強度が１５０ｇであることにより、良好な耐熱性を有するものであることが確認できる。
図３は、放熱部材上にＬＥＤチップがＡｕＳｎ合金よりなる接合部によって接合されてなる構成を有し、針突き強度が５０ｇとなるようなサンプルを作製し、当該サンプルを加熱した後に針突き強度測定することにより、加熱温度、具体的には加熱された接合部の温度による針突き強度の変化を確認し、その結果を示したグラフである。また、図４は、放熱部材上にＬＥＤチップがＡｕＳｎ合金よりなる接合部によって接合されてなる構成を有し、針突き強度が１５０ｇとなるようなサンプルを作製し、当該サンプルを加熱した後に針突き強度測定することにより、加熱温度、具体的には加熱された接合部の温度による針突き強度の変化を確認し、その結果を示したグラフである。
図３および図４の結果から、針突き強度が５０ｇであるサンプルは、加熱温度が高くなるに従ってその針突き強度が次第に小さくなるが、一方、針突き強度が１５０ｇであるサンプルは、加熱することによって針突き強度が変化しないことが確認された。従って、針突き強度が１５０ｇ以上である場合には、接合部に十分な耐熱性が得られているということが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のＬＥＤ素子の構成を示す説明図である。
【図２】図１のＬＥＤ素子の製造工程を示す説明図である。
【図３】針突き強度５０ｇであるサンプルに係る針突き強度と接合部温度との関係を示すグラフである。
【図４】針突き強度１５０ｇであるサンプルに係る針突き強度と接合部温度との関係を示すグラフである。
【図５】従来のＬＥＤ素子の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１１    放熱部材
１２    ＬＥＤチップ
１３    サファイア基板
１４Ａ    ｎ型半導体層
１４Ｂ    発光層
１４Ｃ    ｐ型半導体層  
１５    ＡｕＳｎ合金層
２１    ＡｕＳｎ合金膜
２３    Ａｕ膜
５１    Ａｕ膜
５２    合金膜
【図１】
2008311319.tif 000003
【図２】
2008311319.tif 000004
【図３】
2008311319.tif 000005
【図４】
2008311319.tif 000006
【図５】
2008311319.tif 000007