CN101339911A - 安装半导体器件及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种用于将半导体器件安装到包括过渡热沉和热沉的复合基底的方法。根据本发明的一个方面，对过渡热沉和热沉的材料进行选取使得半导体器件的热膨胀系数值在过渡热沉和热沉的材料的热膨胀系数值之间，对过渡热沉的厚度进行选取以平衡半导体器件的热膨胀和过渡热沉表面的热膨胀，所述器件被安装到所述过渡热沉的所述表面上。根据本发明的另一个方面，半导体器件、过渡热沉和热沉在单个加热步骤被焊接到堆叠上，这促使剩余的后焊接应力减小。

Description

安装半导体器件及其制作方法
技术领域
[01]本发明涉及平面半导体器件的安装，以及特别涉及在热失配热沉上半导体激光二极管的低应力安装。
发明背景
[02]由在半导体基底上形成的图案化薄膜结构构成的平面半导体器件，在正常工作期间会产生大量的热量。例如，额定输出辐射功率为5W的单个发射激光二极管芯片在其效率为40％时，在以全额功率工作期间将产生3W的热量。这些热量需要被去除，以防止器件过热或发生故障。
[03]通过将半导体器件安装到由良好的热传导材料(例如铜)制成的热沉上，可以实现热量的去除。一旦热量被传导到铜热沉，可以通过使用例如半导体制冷器(Peltier cooler)冷却热沉来去除热量。因此需要保证半导体器件和热沉之间良好的热接触。为了提供这种接触，也为了保证器件以可靠且稳定的方式安装，通常采用焊接。
[04]将半导体器件特别是诸如激光二极管的辐射-发射半导体器件焊接到铜热沉上存在严重的缺点。激光二极管芯片必须被安装在相对准直透镜某一确定的位置。芯片相对透镜移动会降低激光器的性能，应该避免该移动。为了避免激光二极管芯片在操作期间或在变化温度下的存储过程中发生缓慢移动(creeping)，通常采用硬焊料。但是，用硬焊料将基于GaAs或硅衬底的、热膨胀系数小的半导体器件焊接到热膨胀系数相对大的铜上，会在半导体器件中产生相当大的剩余应力，这会大大降低半导体器件的可靠性。可以使用具有与半导体器件的热膨胀系数相匹配的热膨胀系数的材料，以将应力减小到足够低的值。例如，在现有技术中使用铜-钨(CuW)合金来匹配砷化镓(GaAs)的热膨胀系数。然而，制造热匹配合金通常费用高且加工困难。
[05]在现有技术中，基于使用过渡热沉(submount)建立了一种可替代的方法，将过渡热沉置于半导体器件和热沉之间，来实现半导体器件和安装到其表面的热沉之间的较好热匹配。为了减小安装到过渡热沉的半导体器件中的剩余应力，Mochida等人在美国专利申请US20050127144A1中，描述了采用加压连接(pressure bonding)以及、或产生温度梯度来抵消冷却复合热沉时产生的剩余应力的各种技术，在此通过参考将其合并入本申请中。进一步，Moriya等人在美国专利6,961,357中，优化了过渡热沉的形状，以将相应于安装二极管芯片的发光区域的特定点的剩余应力减小到低于值20Mpa，该值在美国专利6,961,357中被认为是应力阈值，如果高于该阈值缺陷率显著提高(见该专利文献的图5)，在此通过参考将其合并入本申请中。仍进一步，Yamane等人的美国专利申请US20040201029A1描述了应用以最小化复合焊料薄膜的熔点为目的的焊料复合物，以降低焊接温度并降低相应的剩余机械应力的各种方法，在此通过参考将其合并入本申请中。
[06]上述利用过渡热沉来降低半导体器件中的应力的方法均存在共同的问题。使用过渡热沉的安装方法需要额外的加工步骤：将过渡热沉安装到热沉上，或将半导体器件安装到过渡热沉上，无论首先进行哪个步骤均可以。需要开发专门的安装设备，例如，在Mochida等人的美国专利申请US20050127144A1中，需要开发加热安装卡盘(筒夹)。与直接将半导体器件安装到铜热沉相比，为了将过渡热沉与半导体器件精确热匹配，需要采用更复杂的安装工艺和使用更多的专门材料，从而增加了制造时间和成本。
发明内容
[07]因此，本发明的目的是提供一种安装半导体器件的方法，可使安装半导体器件中的剩余机械应力显著降低，而不需要使用昂贵或难于加工的机械过渡热沉材料或在制造过程中增加新的主要步骤。进一步，本发明的目的是提供一种剩余机械应力低的安装半导体器件，其剩余机械应力低于20MPa，优选低于10Mpa。
[08]本发明的器件和方法可实现上述目标。不仅如此，而且本发明的方法可以采用熔点相对高的硬焊料，以保证安装器件的高机械稳定性和可靠性。
[09]根据本发明提供了一种低应力安装平面半导体器件的方法，其包括：
提供具有平整表面的热沉和具有两个相对的第一和第二平整表面的过渡热沉，其中，三个所述表面中的两个具有粘附在其上的焊料薄膜；
将所述热沉的所述平整表面冷接触到所述过渡热沉的所述第一平整表面，以及将所述过渡热沉的所述第二平整表面冷接触到所述平整面半导体器件的平整表面，以形成堆叠，其中，将所述焊料薄膜置于所述过渡热沉的两个侧面上；
将所述过渡热沉的所述两个侧面上的所述焊料薄膜熔解；以及
将所述焊料薄膜冷却并固化；
其中，所述平面半导体器件、所述过渡热沉和所述热沉分别具有第一热膨胀系数CTE1、第二热膨胀系数CTE2和第三热膨胀系数CTE3，其中，以平行于所述平整表面的方向测量所述热膨胀系数，以及其中，所述值CTE1在所述值CTE2和所述值CTE3之间。
[10]根据本发明的另一方面，还提供了一种安装半导体器件，其包括：
热沉，其具有平整表面；过渡热沉，其具有两个相对的第一和第二平整表面；和平面半导体器件，其具有平整安装表面，其中，使用第一焊料薄膜将所述热沉的所述平整表面焊接到所述过渡热沉的所述第一平整表面，以及使用第二焊料薄膜将所述过渡热沉的所述第二平整表面焊接到所述平面半导体器件的所述平整安装表面，以形成堆叠；
其中，所述第一和第二焊料薄膜的每一个具有熔点，以及其中，所述两个薄膜的所述熔点彼此基本相等且高于290℃；以及
其中，所述平面半导体器件、所述过渡热沉和所述热沉分别具有第一热膨胀系数CTE1、第二热膨胀系数CTE2和第三热膨胀系数CTE3，其中，所述热膨胀系数是在平行于所述平整表面的方向上测得的，以及其中，CTE3＞CTE1＞CTE2，以及其中，CTE3＞15×10-6/℃，以及其中CTE1-CTE2＞2×10-6/℃。
附图说明
[11]现在根据附图描述举例实施例，其中：
[12]图1说明了现有技术激光二极管的安装方法；
[13]图2A和2B分别是热匹配和热失配热沉-过渡热沉组件的侧视图；
[14]图3是根据本发明安装半导体器件(mounted semiconductor device)的侧视图；
[15]图4A和4B是使用不同安装方法的半导体器件安装侧视图；
[16]图5A和5B分别是安装在无和有热沉的过渡热沉上的半导体器件中的计算应力的点绘图；
[17]图6是根据本发明将激光二极管安装在热沉上的流程图；
[18]图7是使用本发明的方法安装激光二极管芯片的主视图照片；
[19]图8是使用本发明的方法安装激光二极管芯片的俯视图照片。
具体实施例
[20]虽然结合各种实施例和事例来描述本发明所教授的，但并不意味着本发明所教授的仅限于这些实施例。相反，本发明所教授的包括本领域的技术人员可理解的各种替代实施例、修改实施例和等效实施例。
[21]参考图1，说明了现有技术中将激光二极管芯片安装在过渡热沉上的方法。用来夹持半导体激光器部件1的真空卡盘(chuck)或筒夹(collet)4被加热，以防止在焊接过程中到筒夹4的热流。可替代的，用筒夹4为部件1施加压力使其弯曲，该弯曲方向与激光二极管芯片和热失配过渡热沉(未示出)之间的焊接接头的冷却产生的剩余应力导致出现的弯曲方向相反。该压力方向如图1中以箭头象征性的示出。由于在焊接过程中施加压力使总的剩余机械应力下降。
[22]本发明的方法与图1中的方法之间有利的区别在于：不需要外部压力来减小安装器件的机械应力。当其温度变化而膨胀或收缩的程度不同的两部件被焊接在一起时，就出现了机械应力。当温度接近焊料的熔化温度或熔点时，焊料变硬，被焊接的部分开始以不同的速率收缩。因为部件被固化的焊料层紧紧的粘附在一起，应力就出现了。由于材料温度的上升而导致材料膨胀程度的定量测量单位为材料的热膨胀系数(CTE)。可将其方便地定义为温度每上升1度时的线性尺寸的相对变化。例如，可以以每摄氏度百万分之几为测量单位。
[23]图2A和2B说明了本发明的一个方面，示出了在不改变过渡热沉的材料组分的情况下，如何调节过渡热沉的表面热膨胀系数。在图2A中，热沉202支撑被焊接到其上的过渡热沉204，其中，线206表示焊料层。在这个例子中，热沉202和过渡热沉204的热膨胀系数完美匹配。在高温的焊接的过程中，热沉202和过渡热沉204膨胀，如长方形201和203象征性地示出。当降温时，两部分如箭头208A、208B、208C和208D所示收缩。由于热膨胀系数匹配，在过渡热沉204中没有形成明显的应力。这种情况的出现是因为冷却时热沉202和过渡热沉204的表面以相同的相对量收缩，而由于焊料层206和过渡热沉204的热膨胀系数失配引起的剩余应力小。
[24]现在转到图2B，示出了过渡热沉214被焊接到热沉212上的例子，其中，线216表示焊料层。在这个例子中，热沉212的热膨胀系数大于过渡热沉214的热膨胀系数。在高温的焊接过程中，热沉212和过渡热沉214都膨胀，分别如长方形211和213象征性所示。当降温时，两部件如箭头218A、218B，、218C、218D、218E和218F所示收缩。因为热沉212的热膨胀系数大于过渡热沉214的热膨胀系数，冷却时热沉212收缩的收缩百分比大于过渡热沉214。但是，因为在收缩过程中焊料层216已经被固化，过渡热沉214的下部将以比所述过渡热沉的较高部以更快的速率收缩。这如图2B中所示：箭头218E和218F象征性地表示过渡热沉214上部的收缩，箭头218B和218C表示用焊料层216焊接到热沉212的过渡热沉214底部的收缩，箭头218E和218F小于箭头218B和218C。如果过渡热沉被制作的较薄使得线220A-220E表示过渡热沉214的上表面，线220A-220E代表过渡热沉214的顶表面的不同收缩程度。例如，如果过渡热沉被以如线220A所示的级切割，过渡热沉的上表面的热膨胀系数接近热沉212的热膨胀系数。如果，另一方面，过渡热沉以如线220B或线220C或线220D或线220E所示的较高级切割，过渡热沉的上表面的热膨胀系数将逐渐变小，接近过渡热沉214的体材料的热膨胀系数。因此，通过调节过渡热沉214的厚度，可以将过渡热沉214的上表面的有效热膨胀系数调节为在热沉212和过渡热沉214的热膨胀系数之间的范围内的任何值。如果被安装在过渡热沉214上的半导体器件的热膨胀系数(CTE)在热沉212和过渡热沉214的CTE之间的范围内，可使该器件与过渡热沉214之间的热匹配近乎完美。因此，根据本发明，半导体器件、过渡热沉和热沉的材料的热膨胀系数分别表示为CTE1、CTE2和CTE3，它们的之间的关系可以表示如下：
[25]CTE3＞CTE1＞CTE2            (1)
或，对于热沉的热膨胀系数小于半导体器件的热膨胀系数，
[26]CTE3＜CTE1＜CTE2            (2)
[27]现在参考图3，根据本发明的一个方面进一步说明热匹配的原理。在堆叠300中，过渡热沉304被焊接到热沉302，焊料层用线306表示。平面半导体器件通过焊料层311被焊接到过渡热沉304。热沉302、过渡热沉304和半导体器件310的材料的热膨胀系数之间的关系如上述条件(1)所描述，其中，过渡热沉304的热膨胀系数是这三个中最小的，并且热沉302的热膨胀系数是最大的。在焊接过程中热沉302的形状如虚线长方形301所示，以及过渡热沉304和平面半导体器件310的形状分别如点画线长方形303和309所示。焊料层306和311具有相同的熔解温度或熔点，并且在单个加热步骤被熔解。当冷却堆叠300时，焊料层306和311几乎在同一时间固化，之后，过渡热沉304开始经历应力，这是因为，过渡热沉304的底表面与焊料层306接触，其顶表面与焊料层311接触，底表面收缩比顶表面快。需对过渡热沉304的厚度进行选取，以使其上表面的有效热膨胀系数接近平面半导体器件310的有效热膨胀系数，如上面所解释。因此，图3的堆叠300的热匹配条件可以被记录为
[28](c’-c)/c＝(b’-b)/b，              (3)
其中，根据上述条件(1)
[29](b’-b)/b＜(a’-a)/a                (4)
[30]现在转到图4A和4B，通过着重描述图4A所示的安装方法与如图4B所示的本发明的优选方法之间的区别，来说明本发明安装方法的另一方面。在图4A中，堆叠400A包括热沉402、过渡热沉404以及半导体器件410，该堆叠400A以两个独立的焊接步骤形成，它们的热膨胀系数满足上述条件(1)。在第一步骤中，过渡热沉404通过焊料层406被焊接到热沉202。注意，因为热沉402和过渡热沉404之间的热失配，当降温时，后者会变形，并且其上表面涂覆焊料层408会变形且呈凸形。在第二个步骤，半导体器件410被安装到过渡热沉404，如箭头411所示，并且堆叠400A被再次加热以熔解焊料层408。为了防止焊料层406的再熔解，选取焊料层408的熔点小于焊料层406的熔点。在将半导体器件410焊接到过渡热沉404的第二步骤的过程中，整个堆叠400A的温度低于较低焊料层406的熔点，并且过渡热沉404的上表面的一些弯曲仍存在；因此在第二焊接步骤中，平半导体器件410被焊接到过渡热沉404的微曲表面，导致在第二焊接步骤结束冷却堆叠时，弯曲应力被施加到半导体器件410。
[31]比较图4A的焊接方法，图4B所示的本发明优选的安装方法包括焊接整个堆叠400B的单个步骤。所述堆叠400B包括基底412、过渡热沉414和半导体器件420。过渡热沉414包括两个粘附在其相对表面的匹配的焊料层416和418。在这里，词语“匹配”的意思是两个焊料层具有基本相同的熔点。对过渡热沉414的厚度和材料的热膨胀系数进行选取，以使它们满足上述条件(1)和(3)。如箭头421A和421B所示，将三部件412、414和420冷接触或不通过加热而将它们连接在一起。然后，加热整个堆叠以熔解焊料层416和418。接下来，冷却堆叠400B。有利的是，在焊料层416和418的固化过程中，过渡热沉414是平直的，也就是既不凹也不凸。此外，满足上述条件(3)，结果当焊料层416和418固化并冷却堆叠400B时，过渡热沉414保持基本平直。当堆叠400B冷却，比较图4A中的堆叠400A的应力值，半导体部件420中的剩余机械应力的法向和切向分量下降。
[32]现在转到图5A和5B，以图的形式示出了被焊接到碳化硅(SiC)过渡热沉的砷化镓(GaAs)半导体器件中的剩余应力的计算机模拟结果，该图描绘了法向或弯曲应力以及侧向或剪切应力的大小，所述法向或弯曲应力以及侧向或剪切应力是距离半导体器件中心的距离的函数。图5A对应于当不存在铜热沉的情况，而图5B对应于当使用图4B的方法将铜(Cu)热沉、过渡热沉和半导体器件同时焊接并满足上述条件(1)和(3)的情况。计算基于下面的假设：铜热沉的厚度是1mm、过渡热沉的厚度是0.24mm，以及半导体器件的厚度是0.1mm；焊料是含金70％而含锡30％的金-锡(Au-Sn)合金，并且最大加热温度是297℃。热沉、过渡热沉和半导体器件的材料的热膨胀系数分别采用17×10-6/℃、2.8×10-6/℃和5.7×10-6/℃。可以看出，在选取的热膨胀系数组中，满足上述条件(1)。比较图5A和图5B，可以看出根据本发明的安装方法，可使剩余应力显著降低。剪切应力以及尤其是法向应力降低到低于10Mpa的水平，其中，图5B中的剪切应力大约降低到图5A中的剪切应力的二分之一，而图5B中的法向应力大约降低到图5A中的剪切应力的三分之一。因此，图5B中的图表明：根据图4B中的本发明安装方法，将半导体器件安装到由热失配材料制作的衬底上，可获得低应力的半导体器件。
[33]本发明方法可通过调节过渡热沉的厚度来实现被安装的半导体器件的应力的最小化，这与现有技术方法(即通常要求采用诸如具有定制的铜和钨的百分比的铜-钨合金的定制昂贵合金来实现体积热膨胀系数的匹配)相对。结果表明，有利的是：可以将本方法用于将诸如GaAs激光二极管的半导体器件安装到廉价的热膨胀系数失配超过2×10-6/℃的陶瓷基底。与此同时，非预期且有利的是：可以使用廉价的、热膨胀系数超过15×10-6/℃的高热膨胀系数热沉材料，例如铜。
[34]本发明的一个重要特征是采用单个焊接步骤来实现安装过程。当由于冷却堆叠而使焊料开始固化时，单个步骤焊接允许通过保证过渡热沉和半导体器件是平的来进一步平衡剩余应力水平的减小。当使用单个步骤焊接，半导体器件的剩余应力的法向和切向分量比可接受剩余应力水平值20Mpa要低得多。厚度是0.1mm的GaAs激光二极管芯片使用单个步骤焊接已经被安装到1mm厚的铜热沉，结果已经表明本发明的单个步骤焊接可节省制造成本以及安装的激光二极管具有优秀的可靠性。
[35]现在转到图6，根据图4B的方法，此过程图表示安装平面半导体器件(例如，激光二极管芯片)的过程。在图6中，点602表示过程的开始点。方框604表示用焊料涂覆过渡热沉的两个面。优选的，焊料薄膜在包含多个沉积层的多层结构上形成，该多层结构中的多个层的沉积顺序为：0.1mm厚的钛(Ti)层、0.2um厚的铂(Pt)层、以及0.5um厚的金(Au)层。进一步，优选的，为了确保适合的熔点，焊料层或焊料薄膜是由70％+-10％的Au和30％-+10％的Sn组成的金-锡(AuSn)合金焊料薄膜。仍进一步，优选的，焊料薄膜的厚度为4um和11um。然后，在步骤606，将过渡热沉置于热沉上，且11um厚的焊料薄膜与热沉接触。在步骤608，将激光二极管芯片置于过渡热沉上。在步骤610，使用控制传导加热将由此形成的堆叠加热至297℃，以熔解焊料薄膜。在这个步骤后，下一步骤是冷却堆叠，或用强迫风(forced air)冷却。最后，在点614处过程结束。
[36]在图7中，示出了所安装的激光二极管堆叠700的主视显微照片图，其包括铜热沉702、碳化硅过渡热沉704、以及砷化镓激光二极管芯片710。通过焊料层706和708使该堆叠固定在一起。
[37]图8中的所安装的激光二极管堆叠800的俯视显微照片图示出了铜热沉802、碳化硅过渡热沉804以及激光器芯片810。通过引线键合(未示出)利用电极812为芯片810提供电流。
[38]用于将半导体器件安装到基底上的本发明的方法可以被用于安装激光二极管、光发射二极管，或任何其它在工作期间产生热量的平面半导体器件。只要满足上述条件(1)或(2)以及条件(3)，各种材料均可以被用作热沉和过渡热沉。根据本发明的方法，为了减小安装半导体器件中的剩余应力，半导体元件的热膨胀系数值必须在热沉和过渡热沉的热膨胀系数值之间。例如，当铜被用作砷化镓半导体器件的热沉时，热沉的热膨胀系数比半导体器件的热膨胀系数大。因此，应该使用低膨胀过渡热沉，例如碳化硅过渡热沉。另一方面，当诸如氮化铝的低膨胀材料被用作砷化镓器件的热沉时，可以使用高膨胀的过渡热沉。无论在何种情况下，只要选取的过渡热沉的厚度满足上述条件(3)即可。

Claims (25)

1、一种低应力安装平面半导体器件的方法，其包括：
提供具有平整表面的热沉和具有两个相对的第一和第二平整表面的过渡热沉，其中，三个所述表面中的两个具有粘附在其上的焊料薄膜；
将所述热沉的所述平整表面冷接触到所述过渡热沉的所述第一平整表面，以及将所述过渡热沉的所述第二平整表面冷接触到所述平整面半导体器件的平整表面，以形成堆叠，其中，将所述焊料薄膜置于所述过渡热沉的两个侧面上；
将所述过渡热沉的所述两个侧面上的所述焊料薄膜熔解；以及
将所述焊料薄膜冷却并固化；
其中，所述平面半导体器件、所述过渡热沉和所述热沉分别具有第一热膨胀系数CTE1、第二热膨胀系数CTE2和第三热膨胀系数CTE3，其中，以平行于所述平整表面的方向测量所述热膨胀系数，以及其中，所述值CTE1在所述值CTE2和所述值CTE3之间。
2、如权利要求1所述的方法，其中，CTE3＞CTE1＞CTE2。
3、如权利要求1所述的方法，其中，CTE3＜CTE1＜CTE2。
4、如权利要求1所述的方法，其中，所述热沉、所述过渡热沉和所述平面半导体器件在垂直于所述平整表面的方向上具有厚度，并且对所述过渡热沉的所述厚度进行选取，以使当将所述过渡热沉的所述第一表面焊接到所述热沉上之后，所述过渡热沉的所述第二表面的所述热膨胀系数与CTE1匹配。
5、如权利要求2所述的方法，其中，CTE3＞15×10-6/℃，而且CTE1-CTE2＞2×10-6/℃。
6、如权利要求4所述的方法，其中，所述热沉的所述厚度小于1.2mm；所述过渡热沉的所述厚度小于0.25mm；以及所述平面半导体器件的所述厚度小于0.12mm。
7、如权利要求1所述的方法，其中，采用单个加热步骤来熔解所述焊料薄膜。
8、如权利要求1所述的方法，其中，所述两个焊料薄膜的每一个具有熔点，以及其中，所述两个薄膜的所述熔点彼此基本相等。
9、如权利要求1所述的方法，其中，所述两个焊料薄膜的每一个具有熔点，以及其中，所述两个薄膜的所述熔点彼此相差在10℃之内。
10、如权利要求2所述的方法，其中，所述热沉包括铜Cu，所述过渡热沉包括碳化硅SiC，以及所述平面半导体器件包括砷化镓GaAs。
11、如权利要求1所述的方法，其中，所述焊料薄膜包括金-锡合金AuSn，其具有下述成分：Au(70+-10％)；Sn(30-+10％)。
12、如权利要求1所述的方法，其中，所述两个焊料薄膜中的每一个在包含多个沉积层的多层结构上形成，所述多层结构中的所述多个沉积层的沉积顺序为：钛Ti层；铂Pt层；和金Au层，其中，所述层和所述焊接薄膜的每一个具有厚度，以及：
所述Ti层的厚度为0.1um；所述Pt层的厚度为0.2um；所述Au层的厚度为0.5um；
其中，在熔解所述焊料薄膜的所述步骤之前，与所述热沉接触的焊料薄膜的厚度为11um，以及与所述平面半导体器件接触的焊料薄膜的厚度为4um；以及
其中，所述厚度的公差为+-10％。
13、如权利要求1所述的方法，其中，所述焊料薄膜使用焊料蒸发方法形成。
14、如权利要求1所述的方法，其中，采用控制传导加热将所述整个堆叠的温度加热到至少290℃来进行所述熔解所述焊料薄膜的步骤。
15、如权利要求1所述的方法，其中，在所述安装时平面半导体器件中的所述剩余机械应力小于20Mpa。
16、如权利要求1所述的方法，其中，在所述安装时平面半导体器件中的所述剩余机械应力小于10Mpa。
17、如权利要求1所述的方法，其中，所述平面半导体器件是激光二极管。
18、如权利要求1所述的方法，其中，所述平面半导体器件是发光二极管LED。
19、一种安装半导体器件，其包括：
热沉，其具有平整表面；过渡热沉，其具有两个相对的第一和第二平整表面；和平面半导体器件，其具有平整安装表面，其中，使用第一焊料薄膜将所述热沉的所述平整表面焊接到所述过渡热沉的所述第一平整表面，以及使用第二焊料薄膜将所述过渡热沉的所述第二平整表面焊接到所述平面半导体器件的所述平整安装表面，以形成堆叠；
其中，所述第一和第二焊料薄膜的每一个具有熔点，以及其中，所述两个薄膜的所述熔点彼此基本相等且高于290℃；以及
其中，所述平面半导体器件、所述过渡热沉和所述热沉分别具有第一热膨胀系数CTE1、第二热膨胀系数CTE2和第三热膨胀系数CTE3，其中，所述热膨胀系数是在平行于所述平整表面的方向上测得的，以及其中，CTE3＞CTE1＞CTE2，以及其中，CTE3＞15×10-6/℃，以及其中CTE1-CTE2＞2×10-6/℃。
20、如权利要求19所述的安装平面半导体器件，其中，所述热沉包括铜Cu；所述过渡热沉包括碳化硅SiC；以及所述平面半导体器件包括砷化镓GaAs；所述焊料薄膜包括金-锡合金AuSn，其中，所述金-锡合金的成分如下：Au(70+-10％)；Sn(30-+10％)。
21、如权利要求19所述的安装平面半导体器件，其中，在所述平面半导体器件中的所述剩余机械应力小于20Mpa。
22、如权利要求19所述的安装平面半导体器件，其中，在所述平面半导体器件中的所述剩余机械应力小于10Mpa。
23、如权利要求19所述的安装平面半导体器件，其中，所述热沉是半导体器件封装的基座。
24、如权利要求19所述的安装平面半导体器件，其中，所述平面半导体器件是激光二极管。
25、如权利要求19所述的安装平面半导体器件，其中，所述平面半导体器件是发光二极管LED。
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