"半導体発光装置と、セラミックコアと該コアの上に重なる少なくとも4ミルの厚さを有する少なくとも1つの銅層とを含む基板と、を含み、前記半導体発光装置は、前記銅層の少なくとも1つに電気的に接続され、前記基板は7.3ppm/K以下の熱膨張率と24W/mKの熱伝導率を有する、ことを特徴とする構造体。前記半導体発光装置は、III属窒化物発光層を含むことを特徴とする請求項1に記載の構造体。前記コアは、セラミック、Al2O3、AlN、アルミナ、及び窒化珪素の群から選択された材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の構造体。前記銅層の少なくとも1つに接続された少なくとも1つのリードを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の構造体。前記銅層の少なくとも1つに接続された少なくとも1つの半田パッドを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の構造体。前記銅層の少なくとも1つに接続された少なくとも1つの終端ワイヤを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の構造体。前記少なくとも1つの銅層は、直接銅結合により前記コアに結合されることを特徴とする請求項1に記載の構造体。前記少なくとも1つの銅層は、活性金属蝋着により前記コアに結合されることを特徴とする請求項1に記載の構造体。前記少なくとも1つの銅層は、約4ミルと約24ミルの間の厚さを有することを特徴とする請求項1に記載の構造体。前記基板は、第1の基板であり、前記半導体発光装置と前記第1の基板との間に配置された第2の基板、を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の構造体。前記第2の基板は、絶縁層及び少なくとも1つの金属結合パッドを含むことを特徴とする請求項10に記載の構造体。前記絶縁層は、AlNを含むことを特徴とする請求項11に記載の構造体。前記第2の基板は、シリコン集積回路を含むことを特徴とする請求項10に記載の構造体。前記基板に接続されたベースを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の構造体。前記半導体発光装置の上に配置されたレンズを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の構造体。前記銅層は、前記コアに結合されることを特徴とする請求項1に記載の構造体。前記銅層は、銅シート上に酸化物コーティングを形成する段階と、前記酸化物コーティングを前記コアに隣接して配置する段階と、前記酸化物コーティングを加熱して共晶溶融物を形成する段階と、を含む処理により前記コアに結合される、ことを特徴とする請求項1に記載の構造体。セラミックコアと少なくとも4ミルの厚さを有する少なくとも1つの銅層とを有する基板であって、7.3ppm/K以下の熱膨張率と24W/mKの熱伝導率を有する基板を準備する段階と、前記銅層の少なくとも1つに半導体発光装置を電気的に接続する段階と、を含むことを特徴とする、半導体発光装置をパッケージ化する方法。前記少なくとも1つの銅層に少なくとも1つのリードを取り付ける段階を更に含むことを特徴とする請求項18に記載の方法。前記基板は、第1の基板であり、前記半導体発光装置を第2の基板上に装着する段階と、前記半導体発光装置を前記第2の基板上に装着した後に、該第2の基板を前記第1の基板上に装着する段階と、を更に含むことを特徴とする請求項18に記載の方法。前記半導体発光装置の上にレンズを設ける段階、を更に含むことを特徴とする請求項18に記載の方法。銅シート上に酸化物コーティングを形成し、前記酸化物コーティングを前記コアに隣接して配置し、前記酸化物コーティングを加熱して共晶溶融物を形成することにより、前記銅層を前記コアに結合する段階を更に含むことを特徴とする請求項18に記載の方法。前記基板は、Cu/Al2O3/Cu構造を有することを特徴とする請求項1記載の構造体。前記基板は、Cu/AlN/Cu構造を有することを特徴とする請求項1記載の構造体。前記基板は、Cu/Al2O3/Cu構造及びCu/AlN/Cu構造の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項18記載の方法。前記基板を銅の直接結合工程を使用して形成することを特徴とする請求項18記載の方法。前記基板を活性金属蝋着工程を使用して形成することを特徴とする請求項18記載の方法。前記基板は、DBC銅の直接結合構造を有することを特徴とする請求項1記載の構造。前記基板は、AMB活性金属蝋着構造を有することを特徴とする請求項1記載の構造。従来的に、LEDは、低電力、例えば300mWよりも小さい電力で作動されてきた。より新しい世代のLEDがより高い電力、例えば1Wから500Wの電力、及びより高い温度環境で作動するように計画され、作動温度及び熱生成の増大が生じる時、図1のパッケージの問題点は深刻な設計上の制限になる。本発明の実施形態によれば、半導体発光装置パッケージは、コア及びコアの上に重なる銅層を有する基板を含む。発光装置は、直接又は配線基板を通じて間接的に基板に接続される。基板のコアは、例えば、セラミック、Al2O3、AlN、アルミナ、又は窒化珪素とすることができる。銅層は、銅の直接結合又は活性金属蝋着のような処理によってコアに結合することができる。パッケージに用いる材料は、発光装置から効率的に熱を除去し、複数のチップの装着及び接続を容易にするための絶縁層を有し、発光装置及び介在するいずれの構造体の熱膨張率CTEとも緊密に符合するように選択することができる。本発明の実施形態によれば、半導体発光装置は、銅層を含む基板上に直接又は間接的に装着される。基板は、1発光装置から効率的に熱を除去し、2複数のチップの装着及び接続を容易にし、3発光装置及び介在するいずれの構造体の熱膨張率CTEとも緊密に符合するように選択することができる。図2及び図3は、本発明の一実施形態の平面図及び断面図である。半導体発光装置20は、厚い銅層を含む基板30以下、銅基板という上に装着される。銅基板30は、絶縁コア24と、1つ又はそれ以上の厚い金属領域25及び29とを含む。コア層24及び金属領域25及び29は、コア層24及び金属領域25及び29の複合体がLED20に符合する熱膨張率を有するように選択され、かつ、高い熱伝導率を有するように選択される。コア24は、例えば、セラミック、Al2O3、AlN、アルミナ、又は窒化珪素とすることができる。金属領域25及び29は銅であることが多いが、適切な任意の金属とすることができる。金属領域25及び29は、効率的に熱を横方向に伝達するのに十分な厚さ、すなわち、一般的に約4ミル101.6μmから約24ミル609.6μmである。LEDが装着される銅基板30の側面上に形成された複数の金属領域29は、リード27をLEDに電気的に接続する。これらの金属領域29は、コア24によって互いに電気的に隔離される。図2には2つの金属領域29が示されているが、追加の装置を銅基板30上に形成する場合は、より多くの金属領域及びより多くのリード27を設けることができる。銅基板30の反対側の金属領域25は、通常は電気的接続をもたらさず、従って金属の連続的な層である。金属層25及び29は、銅の直接結合DBCdirectbondingofcopper及び活性金属蝋着AMBactivemetalbrazingのような当業技術で公知の処理により、コア層24に結合することができる。好ましい実施形態では、銅基板30はDBC基板である。DBC基板は、銅箔のシートを酸化し、次に箔をコア層24上に配置して複合基板を形成することにより製造される。複合基板は、約1065°Cと約1083°Cの間の処理温度まで加熱され、コアと金属層の間に連続な均一結合を作り出す共晶溶融物を形成し、次に室温まで冷却される。基板上の銅は、異なる領域を形成するようにリソグラフィ的にパターン化することができる。DBC基板は、本明細書において引用により組み込まれる、米国特許第6,093,443号及び第5,924,191号により詳細に説明されている。DBC基板は、ドイツ所在のキュラミックエレクトロニクスから入手可能である。DBC基板は、優れた熱伝導率及びIII属窒化物LEDに緊密に符合する熱膨張率を提供する。例えば、半導体発光装置は、約5ppm/Kの熱膨張率を有することができる。Cu/Al2O3/CuDBCは、約24W/mKの熱伝導率及び約7.3ppm/Kの熱膨張率を有することができる。Cu/AlN/CuDBC基板は、約180W/mKの熱伝導率及び約5.1ppm/Kの熱膨張率を有することができる。それと対照的に、エポキシで誘電体層に結合され、次にエポキシでアルミニウム層に結合された薄い銅トレースを有する標準的な金属コアプリント回路基板MCPCBは、2~5W/mKだけの熱伝導率と25~30ppm/Kの熱膨張率とを有することができる。更に、250°Cまでの処理温度にのみ耐えることができ、140°Cまでの温度でのみ作動することができる標準的なMCPCBと対照的に、DBC基板は、約800°Cまでの温度で処理及び作動することができる。AMB基板は、DBC基板の直接結合ではなく、蝋着層を用いて厚い銅領域25及び29をコア24に結合することにより形成される。AlNコアを有する好ましいAMB基板は、東芝から入手可能である。図2及び図3の発光装置20は、通常は、高出力装置、すなわち、約400×400μm2よりも大きい面積を有し、少なくとも50A/cm2の電流密度で作動することができる装置である。高出力装置に対する一般的な大きさは、1×1mm2に等しいか又はそれ以上の面積及び1Wに等しいか又はそれ以上の電力消費量である。図2及び図3に示す装置はフリップチップであり、すなわち、接点と反対側の装置の側を通じて光が抽出されるように、両方の接点が装置の同じ側にあって銅基板30に面して装着されているが、他の構成も可能であり、本発明の範囲内である。例えば、2つの金属領域29の上に装着せずに、図2及び図3のLED20は、LED上の第2の接点を銅基板30上の第2の金属領域29に接続するワイヤ結合を用いて単一の金属領域29の上に装着してもよい。ワイヤ結合に適する装置は、例えば、導電性SiC基板上に形成されたIII属窒化物装置であるとしてもよい。図2及び図3のパッケージと共に用いるのに適する高出力半導体発光装置の例を図4~図6に示す。図4~図6の装置は、本明細書において引用により組み込まれる、2002年6月13日申請の米国特許出願一連番号第10/172,311号により詳細に説明されている。図4は平面図、図5は図4の軸線AAに沿った断面図、図6は図4の軸線BBに沿った断面図である。図4~図6の装置の半導体層31は、SiC又はサファイアのような透明基板図示せず上に成長したIII属窒化物層とすることができる。通常、層31は、基板の上に形成されたn型領域、n型領域の上に形成された活性領域、及び活性領域の上に形成されたp型領域を含む。活性領域及びp型領域の一部分は、n接点32が形成されるn型領域の部分を露出させるためにエッチングで除去される。図4~図6の装置において、装置のn側への接触は、装置のn型領域までエッチングした複数の正孔によって行われる。正孔は、p接点33の上に形成されて電気的にそれから隔離された一連の相互接続により結合される。図4に、9個のp接点領域を取り囲む16個のn接点正孔を示す。p接点33は、1つ又はそれ以上の誘電体層35によってn接点32から隔離される。図4の装置の左側には、n接点32ではなくp接点33を露出させるために、上部誘電体層がパターン形成される。次に、装置の左側の上にp相互接続領域37が堆積される。右側には、p接点33ではなくn接点32を露出させるために、上部誘電体層がパターン形成される。次に、装置の右側の上にn相互接続領域36が堆積される。相互接続領域36及び37により、LED20と銅基板30の間の接触が容易になる。LEDが銅基板30に半田装着される場合、相互接続領域36及び37は、例えば、半田付け可能な金属とすることができる。図4~図6の装置においては、相互接続領域36及び37の形状及び配置は、下に重なる接点32及び33の形状及び配置に対して任意である。すなわち、相互接続領域36及び37は、銅基板30への直接接続を可能にするのに十分に大きく、十分な距離を置くことができる。リード27は、それを使用する場合は、銅基板30上の金属領域29に接続させることができる。リード27は、図に示すように直線的であっても、又は応力を緩和するように形成してもよい。リード27を形成するのに用いる材料は、スリップオンコネクタをリードに半田付けし、スポット溶接し、かつ取り付けるのを容易にするように耐熱性とすることができる。リード以外の他の方法を用いて、銅基板30を別の装置に電気的及び物理的に取り付けることができる。例えば、リード27の代わりに、半田パッド、ワイヤ結合、又は終端ワイヤを金属領域29上に形成することができる。一般的に、銅基板30は非常に効率的に熱を伝導するので、表面に対する半田のような直接結合手段を濡らすのに十分なほど銅基板30の金属領域を加熱することが困難である可能性があるために、装置を銅基板30上の金属領域のうちの1つに直接接続するのではなく、銅基板30を別の装置に接続するリード又は他の方法が用いられる。図7及び図8に、本発明の代替実施形態を示す。図7及び図8のパッケージでは、半導体発光装置20は、銅基板30上に直接ではなく、任意的な配線基板23上に装着される。次に、配線基板23及び設計に含まれる任意の他の装置21静電放電保護ダイオードのようなが銅基板30上に装着される。配線基板23は、LED20上の相互接続領域が銅基板への直接接続を実際的でないか又は不可能にするように寸法が決められ、成形され、又は配置される場合に用いることができる。そのような相互接続領域を有するLEDの例を図9及び図10に示す。図9は平面図、図10は、図9の線DDに沿った断面図である。n接点32は、活性領域を4つのセグメントに分割する単一の連続接点である。p接点33は、p型領域の残った部分上に形成される。n接点及びp接点は、空気又は任意的な誘電体層35によって電気的に隔離される。n相互接続領域36及びp相互接続領域37は、n接点32及びp接点33上に形成される。図9及び図10に示すLED実施形態では、相互接続領域は、下に重なる接点に対応しており、従って、かなり小さく、注意深く間隔を空けて配置すべきである。好都合な熱拡散特性を有するのに十分な厚さの、図9及び図10の装置により要求される大きさ及び間隔の銅の形態を形成するのが困難であるために、相互接続領域36及び37の大きさ及び間隔は、LED20を銅基板30に直接結合することを実行不可能にする。従って、図9及び図10のLED20は、配線基板23上に装着される。配線基板23の主要な機能は、LED20と銅基板30の間に電気的接続を形成することである。配線基板23は、例えば、本明細書において引用により組み込まれる米国特許第6,413,620号に説明されている金属/セラミック複合配線基板とすることができる。セラミックは、例えば、AlN又はアルミナ、又は窒化珪素とすることができ、金属は、例えば、タングステン又はモリブデンとすることができる。好ましい配線基板は、日本の京都所在の京セラから入手可能である。配線基板23は、図9及び図10に示す装置の相互接続領域への結合に適合する十分に小さな相互接続領域を有して形成することができる。同じ成長基板上又は別々の成長基板上に作製された複数のLEDは、4つの基板上に形成された図9及び図10に示す16個の装置に対する相互接続領域を示す図7に示すように、配線基板上に装着して配線基板によって電気的に接続することができる。配線基板23内の材料は、LED20及び銅基板30にCTEが符合し、LED20から熱を伝達して放出するために高い熱伝導率を有するように選択される。配線基板23が金属/セラミック基板である実施形態では、静電放電保護回路又は電力調整回路のような回路は、通常は配線基板23内に形成することはできず、配線基板23上又は直接に銅基板30上に装着された別々のチップ21として設けられる。いくつかの実施形態では、配線基板23は、任意の必要な回路を含むシリコン集積回路である。いくつかの実施形態では、銅基板30は、銅基板30をヒートシンク又は他の装置に接続するために用いられるベース26に接続される。図7に示すベースは、ベース26のヒートシンクに対するボルト締め又はリベット打ちを容易にする2つの切り欠きを有するが、半田又は他の任意の適する技術を用いてベース26をヒートシンクに取り付けることができる。通常は、ベース26とベース26が上に装着されるヒートシンクとの間に接続材料が配置され、ベース26からヒートシンクへ熱を誘導する。そのような材料の例は、熱グリース、相変化テープ、半田、又は熱ブランケットである。接続材料は、通常は伝導性が低い熱伝導体である。インタフェースの熱的性能を向上させ、ヒートシンクへのベース26のボルト締めを容易にするために、ベース26の摂氏面積は、銅基板30よりも大きいことが多い。LEDから導いて放出すべきである熱の量が増大する時、例えば、LEDに印加されるワット数が増加する時は、ベースの設置面積の大きさも増大することになる。ベースの設置面積の大きさは、LEDが所定の最大温度を超えるのを防止するように選択することができる。いくつかの実施形態では、静電放電保護回路を含む装置のようなLED20以外の他の装置21を銅基板30又は配線基板23に取り付けることができる。いくつかの実施形態では、レンズ28がLED20の上に形成される。レンズ28は、例えば、LED20、配線基板23、又は銅基板30に結合された高屈折率光学材料とすることができる。代替的に、レンズ28は、LED20の上に成形された硬質又は軟質シリコーンレンズ、又は、硬質エポキシ又は他の透明プラスチックレンズとすることができる。いくつかの実施形態では、硬質又は軟質シリコーンレンズは、軟質シリコーンゲル又は他の光学透明材料を用いて1つ又はそれ以上のLEDに結合される。図8に示す実施形態では、レンズは、各LEDチップの上に形成される。図7及び図8に示す装置では、各LEDチップは、4つの個々のLEDを含む。代替的に、1つのレンズを各LED装置に形成するか又はそれに取り付けてもよく、又は、単一のレンズを装置内の全てのLEDに形成するか又は取り付けてもよい。エポキシのような硬質プラスチック材料はLEDと大きく異なるCTEを有する傾向があるために例えば、プラスチックに対する50~60ppm/K対半導体素子に対する5ppm/K、装置内の全てのLEDの上に形成されるレンズは、通常、シリコーン材料のような軟質の可撓性材料で形成すべきである。レンズを個々のチップ又は個々の装置の上に形成する場合、エポキシのような硬質材料を用いてもよい。図2及び図3、又は、図7及び図8に示すパッケージ化された装置は、以下のようにして組み立てることができる。最初に、配線基板23が用いられる場合、LED20は、例えば、半田、元素金属、合金、半導体合金、導熱性及び導電性ペースト又は化合物、共晶接合、及び金スタッドバンプを含む任意の適する結合材料により、配線基板23に電気的及び物理的に接続される。LED20に直接結合されるレンズ28は、LED20が配線基板23に接続される前に、LED20上に装着することができる。リード27及び任意的なベース26は、次に、金属領域と銅基板30のコアとの間の酸化物結合の損傷を回避するために、水素又は水素及び窒素の混合気ではなく窒素の雰囲気中で、通常約800°Cの温度で銅基板30に蝋着される。最後に、配線基板23又は配線基板が用いられない場合はLED20、及び他の任意の必要な装置21は、例えば、半田により、電気的及び物理的に銅基板30に接続される。半導体発光装置パッケージにおける厚い銅層を含む基板の使用は、いくつかの利点を提供することができる。最初に、図2、図3、図7、及び図8に示すパッケージが高導熱性材料を使用していることにより、パッケージは、効率的にLED20から熱を伝達して放出することができる。また、リード13aを通じて垂直方向にのみ熱を拡散する図1に示すパッケージとは異なり、図2、図3、図7、及び図8のパッケージのデザインは、金属領域29内を横方向に、及び、金属領域29、コア24、及び金属領域25を通じて垂直方向に熱を拡散する。横方向に熱を拡散することにより、LED20を損傷し得るホットスポットが除去される。効率的にLED20から熱を導いて放出する能力は、潜在的に、LEDに対する損傷の危険性を有することなく、より高い電流密度での作動を可能にする。更に、図2、図3、図7、及び図8のパッケージの全ての要素は、緊密に符合する熱膨張率を有しており、LEDに対する損傷の危険性を有することなく、潜在的に、より高い温度での作動を可能にする。更に、銅基板30の絶縁コア24により、異なる金属領域29の電気的な隔離が可能になり、単一基板上に複数の装置を組み込むことを可能にする。本発明を詳細に説明したが、当業者は、本発明が開示されると、本明細書に説明した発明的概念の精神を逸脱することなく本発明に修正を為し得ることを認めるであろう。従って、本発明の範囲は、例示して説明した特定の実施形態に限定されないものとする。"