CN1298032C - 次载具和半导体组件 - Google Patents

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Abstract

一种能够可靠地将半导体发光器件安置于其上的次载具和与所述次载具相结合的半导体组件。次载具3包括(a)次载具衬底4；以及(b)形成在次载具衬底4上表面4f上的焊料层8。焊料层8在熔化之前的表面粗糙度Ra最大为0.18μm。优选焊料层8在熔化之前的表面粗糙度Ra最大为0.15μm，尤其优选为0.10μm。半导体组件1包括次载具3和安置在次载具3焊料层8上的激光二极管2。

Description

次载具和半导体组件
技术领域
本发明涉及一种次载具和由次载具相结合的半导体组件，具体地说，涉及一种用于将半导体发光器件装载于其上的次载具和与该次载具结合的半导体组件。在本发明中，“半导体发光器件”一词用于表示诸如激光二极管或发光二极管等器件。
背景技术
配置有半导体发光器件的半导体组件是公知的。如图5所示，通过在次载具103上安载半导体发光器件，以制得这样的半导体组件。图5和6是产生常规半导体组件方法的示意截面图。下面将参考图5说明常规半导体组件的制造方法。
如图5所示，在常规半导体组件的制造方法中，预备一个次载具103，用以在其上安载半导体发光器件。所述次载具103包括：
(a)陶瓷衬底104
(b)形成在衬底104上的双层105，由含钛(Ti)的层和含铂(Pt)的层组成该层(Ti/Pt双层105)；
(c)在Ti/Pt双层1 05上形成金(Au)层，作为电极层；
(d)焊料防护阻挡层107，它包含形成于Au层106上的铂(Pt)；
(e)焊料层108，它包含形成于焊料防护阻挡层107上的金(Au)-锡(Sn)基焊料。
在次载具103上，可以利用常规形成层的过程，如气相沉积法、溅射法或蒸镀法，抑或是图案形成法，比如光刻法或金属掩模法，形成所述Ti/Pt双层105、Au层106、焊料防护阻挡层107和焊料层108。
制得图5所示的次载具103之后，加热并熔化次载具103的焊料层108。检测器200通过图象处理检测焊料层108是否熔化。具体地说，在熔化之前，焊料层108反射大量的光。因此，检测器通过利用在图象处理中的二值化将焊料层108的颜色确认为“白色”。熔化之后，焊料层108反射少量的光。然后，检测器将焊料层108的颜色确认为“黑色”。
如图6所示，当检测器200确认焊料层108的颜色为“黑色”时，把作为半导体发光器件的激光二极管102安装在焊料层108的预定位置上(执行模片粘合步骤)。随后，冷却并固化焊料层108。这一过程确保用焊料层108使激光二极管102与次载具粘合。然后，用焊料等将次载具103的背面稳固地粘合到热沉(未示出)，以完成对配置有半导体发光器件的半导体组件的制造。
图5和6所示过程制造的常规半导体组件有如下缺点。当检测器200识别出焊料层108的颜色时，如果焊料层108有粗糙的表面，则焊料层108的表面扩散地反射光束。因此，检测器200不能充分地获得入射光，以致它确认焊料层108的颜色为“黑色”。结果，若不是膜片粘合设备存在误差并停止发挥作用，便是激光二极管102在被熔化之前不能成功地使其与次载具103粘合地压到焊料层108。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，目的在于提供一种配置有将被熔化的焊料层的次载具，能够以高产率正确安装半导体发光器件；还提供一种与该次载具相结合的半导体组件。
按照本发明，提供一种次载具包括：
(a)次载具衬底；和
(b)焊料层，它
(b1)被形成于次载具衬底的上表面上；并且
(b2)在焊料层熔化之前具有表面粗糙Ra最大为0.18μm。
在具有上述结构的次载具中，因为焊料层的表面粗糙度为Ra，最大与该焊料层熔化之前一样地小，为0.18μm，所以在焊料层表面处光的扩散反射量很小。因此，当检测器通过图象处理判断焊料层的表面颜色时，可以按较高的保真度响应，以改变层表面的状态。结果，可使正确焊接半导体发光器件的可能性增大。更加理想的是，焊料层在熔化之前的最大表面粗糙度Ra为0.15μm；尤为理想的是，在熔化之前的最大表面粗糙度Ra为0.10μm。用一种按日本工业标准(JIS B0601)约定的方法测量焊料层的表面粗糙度。
希望焊料层中的焊料在熔化之前的平均最大晶粒直径为3.5μm，更为优选的是所述最大直径为2μm。这种被减小的平均晶粒直径，能够进一步防止光在焊料层表面的扩散反射。
还希望次载具衬底的上表面的最大表面粗糙度Ra为0.10μm，更为优选的是最大为0.05μm。衬底表面粗糙度Ra的减小，可以抑制由衬底表面不均匀性向焊料层的转移导致的焊料层表面粗糙度Ra的增大。结果，可以进一步减小光束在焊料层表面的扩散反射量。
次载具还可以包括形成在次载具衬底与焊料层之间的焊料防护阻挡层。
次载具还可以包括形成在次载具衬底和焊料防护阻挡层之间的电极层。在这种情况下，电极层可以用作焊料层的底层。
次载具还可以包括处于次载具衬底和焊料防护阻挡层之间的下列各层：
(a)紧密接触层，它被形成为使得与次载具衬底的上表面接触；和
(b)元素扩散防止层，形成在紧密接触层。
在这种情况下，电极层放置在元素扩散防止层上。
次载具可以具有下列结构：
(a)所述紧密接触层包含钛；
(b)所述元素扩散防止层包含铂；
(c)所述电极层包含金；
(d)所述焊料防护阻挡层包含铂；和
(e)所述焊料层包含金-锡基焊料。
希望次载具衬底包括氮化铝烧结的主体。在这种情况下，因为氮化铝具有高的热传导性，所以可以制造具有优良热耗散特性的次载具。
按照本发明的一个方面，明提供一种半导体组件，它包括：
(a)如上所述的任一种次载具；和
(b)安置在次载具焊料层上的半导体发光器件。
半导体组件能够以良好的定时将半导体发光器件安置在次载具上，同时焊料层处于理想的条件之下。
附图说明
图1是本发明半导体组件的实施例截面图；
图2是图1所示半导体组件制造方法的示意截面图；
图3是属于抽样1的样品灰度级特性曲线；
图4是属于抽样21的样品灰度级特性曲线；
图5是常规半导体组件的制造方法第一步骤的示意截面图；
图6是常规半导体组件的制造方法第二步骤的示意截面图。
具体实施方式
以下参考附图说明本发明的实施例。下列各图中，相同和类似的部件采用相同的标号，以免重复解释。
图1是表示本发明半导体组件一种具体实施例的截面图。如图1所示，半导体组件1的结构是，其中作为半导体发光器件的激光二极管2被安置在次载具3上。所述次载具3例如包括：
(a)由包含氮化铝(AlN)的热沉体制成的次载具衬底4；
(b)由作为紧密接触层的钛(Ti)层和作为元素扩散防止层层组成的双层5(Ti/Pt双层5)的铂(Pt)；
(c)形成在Ti/Pt双层5上的金(Au)层6，作为电极层；
(d)形成在Au层6上的包括铂(Pt)的焊料防护阻挡层7；和
(e)形成在焊料防护阻挡层7上的焊料层8，它包含金(Au)-锡(Sn)基焊料。
如图1所示，激光二极管2通过焊料层8被粘结到次载具3上。激光二极管2、焊料层8和焊料防护阻挡层7的宽度几乎相同。焊料层8的宽度和长度可以比激光二极管2的大或者小。类似地，焊料防护阻挡层7的宽度和长度可以比焊料层8的大或者小。
在图1和2所示的半导体组件中，可由陶瓷、半导体或金属制成所述次载具3的衬底4。构成衬底4的陶瓷种类包括主要由上述氮化铝(AlN)、氧化铝(Al2O3)、碳化硅(SiC)或氮化硅(Si3N4)组成的陶瓷。构成衬底4的半导体种类包括硅(Si)。构成衬底4的金属种类包括铜(Cu)、钨(W)、钼(Mo)、铁(Fe)、这些物质的合金以及由这些物质组成的复合材料。
希望由具有高热传导性的材料制成衬底4。希望衬底4具有至少100W/mK的热传导性，尤其希望为170W/mK以上的热传导性。此外，希望衬底4具有可与构成激光二极管2的材料相当的热膨胀系数。例如，当激光二极管2由诸如砷化镓(GaAs)或磷化铟(InP)的材料制成时，希望衬底4具有最大为10×10-6/K的热膨胀系数，尤其希望最大为5×10-6/K的热膨胀系数。
当由陶瓷制成衬底4时，衬底既可以设置电连结衬底4的部分上表面到背面相对部分的通孔，也可以设置其中被导体材料填充的通孔。希望填充通孔的导体材料(通孔填充物)主要由具有高熔点的材料组成，主要是钨(W)或钼(Mo)。除金属材料如钨或钼之外，上述导体材料还可以包括过渡金属，如钛(Ti)、玻璃组成材料或用于形成衬底4的基础材料，如氮化铝(AlN)。
希望衬底4的“平坦度”最大为5μm，更为希望的是最大为1μm的“平坦度”。如果平坦度大于5μm，则在粘结激光二极管2时，在次载具3与激光二极管2之间会形成缝隙。这种缝隙使冷却激光二极管2的效果减低。“平坦度”一词定义为与平面形式的几何精确平面的偏离幅度，以JISB0621约定。
使构成Ti/Pt双层5一部分的Ti层，即包含(Ti)的层，被形成为与衬底4的上表面接触。因此，由能够与衬底4紧密接触的材料制成所述Ti层，以致被称作紧密接触层。紧密接触层可以由上述材料制成，如钛(Ti)、镉(Cr)、镍化铬(NiCr)合金、钽(Ta)，或者它们的化合物。
使构成Ti/pt双层5剩余部分的铂(Pt)层形成于Ti层的上表面上，并被称作元素扩散防止层。元素扩散防止层可以由上述材料制成，如铂(Pt)、钯(Pd)、镍-铬(NiCr)合金、钨-钛(TiW)化合物、镍(Ni)或钼(Mo)。Au层6是所谓电极层，通常主要由Au组成。
可以由诸如铂(Pt)、镍-铬(NiCr)或镍(Ni)制成所述焊料防护阻挡层7。可由诸如锡化金(AuSn)基焊料、锗化金(AuGe)基焊料、锡化铅(PbSn)基焊料、锡化铟(InSn)基焊料、锡化银(AgSn)基焊料及其它合金焊料并且通过熔合这些材料产生的焊料或者由用在这些合金焊料中的金属组成的层叠体等材料，制成焊料层8。当由锡化金(AuSn)基焊料制成所述焊料层8时，焊料最好包含至少为65wt％，最大为85wt％的金(Au)的焊料，也可以包含至少为5wt％，最大为20wt％的金(Au)焊料。
以下将上述的Ti/Pt双层5、Au层6、焊料防护阻挡层7和焊料层8称作金属化层。可以根据需要，通过利用常规的层形成法形成这些金属化层。具体地说，金属化层形成法的类型包括比如气相沉积法和溅射法以及蒸镀工艺等层形成工艺。可以利用图案化工艺，使上述Ti/Pt双层5、Au层6、焊料防护阻挡层7和焊料层8形成为具有一种特殊的图案。图案化工艺的类型包括结合光刻的拼装法、化学蚀刻法、干蚀刻法和金属掩模法。
希望构成Ti/Pt双层5的紧密接触层的钛(Ti)层5b的厚度至少为0.01μm，最大为1.0μm。希望构成Ti/Pt双层5的元素扩散防止层的铂(Pt)层5的厚度至少为0.01μm，最大为1.5μm。希望作为电极层的Au层6的厚度至少为0.1μm，最大为10μm。希望焊料防护层7的厚度至少为0.0lμm，最大为1.5μm。希望焊料层8的厚度至少为0.1μm，最大为10μm。
本发明中的“半导体发光器件”一词用于表示诸如激光二极管或发光二极管一类的器件。构成这种器件的半导体材料可以是比如GaAs半导体、InP半导体或另一种III-V组化合物半导体之类的材料。这种器件既可以是面向上(face-up)型、也可以是面向下(face-down)型。面向上型器件的结构是，其中发光部分形成在接近上表面的位置处，光既可以从上表面出射，也可以从侧面出射。相反，面向下型器件的结构是，其中发光部分形成在接近背面的位置，使得与焊料层8接触，并且光从侧面出射。当把面向下型器件用作图1所示的激光二极管2时，产生热量的发光部分定位在比面向上型器件更接近衬底4的位置。因此，这种配置可以进一步提高半导体组件1的热耗散特性。
激光二极管2在其表面上设置一个绝缘层，如二氧化硅(SiO2)层，并且设置作为电极层的金属化层，如金(Au)层。希望作为电极层的金(Au)层的厚度至少为0.1μm，最大为10μm，以便确保与焊料层8良好的可湿性。
可以通过利用焊料等将图1所示的半导体组件1粘结到热沉上。具体地说，首先，在衬底4的背面上以及在与Ti/Pt双层5形成在上表面上的位置相对的位置处，形成诸如紧密接触层和元素扩散防止层等这些层。然后，通过呈片状的焊料将热沉置于衬底4的背面一侧。衬底4经被置于衬底4背面一侧的焊料被稳固地粘结到热沉上。用来把衬底4粘结到热沉上的焊料可以是上述呈片状的焊料(焊料箔)。作为选择，可将焊料层提前置于热沉的上表面上。也是作为选择，可将焊料层形成于衬底4背面的金属化层上。在这种情况下，希望将所述激光二极管2和热沉一致地粘结到衬底4。
可以由比如金属或陶瓷之类的材料制成热沉。构成热沉的金属种类包括铜(Cu)、钨(W)、钼(Mo)、铁(Fe)，以及含有这些金属的合金和由这些材料组成的复合材料。希望在热沉的表面上形成镍(Ni)层、金(Au)层或包含前述金属的层。可以通过蒸汽沉积法和蒸镀法形成这些层。希望热沉的热传导率至少高达100W/mK。
接下来，以假定将由氮化铝烧结体制成所述衬底的方式来解释图1中所示半导体组件的制造方法。图2是解释图1所示半导体组件制造方法的截面示意图。
第一步是制作衬底。衬底可以具有比如50mm的宽度，50mm的长度以及0.4mm的厚度。衬底的尺寸大于次载具3的衬底4的尺寸。在衬底的表面上形成所需的结构。按下述切割步骤切割并分离衬底，以获得次载具3。按照普通衬底制造法制作用作次载具3的衬底4的衬底。在这种情况下，由氮化铝(AlN)烧结体制成衬底4。可以通过采用制造普通陶瓷结构的方法制造由比如氮化铝烧结体之类的陶瓷制成的衬底4。
第二步是对在第一步中得到的由氮化铝烧结体制成的粗糙的衬底表面进行研磨或抛光。希望使用为衬底4的氮化铝衬底受到研磨或抛光，从而达到最大0.10μm的表面粗糙度，尤为希望最大为0.05μm的粗糙度。可以通过应用普通方法实行研磨或抛光操作，比如用砂纸研磨或用研磨料抛光。作为选择，可以采用研磨机械或者喷沙。
第三步如图2所示，提供一种图案，用于由特定的图案形成Ti层5b作为紧密接触层，形成Pt层5a作为元素扩散防止层，以及形成Au层6作为电极层。在这一图案化的步骤中，利用光刻法，对衬底的表面上除形成Ti层5b、Pt层5a和Au层6的区域以外的其它区域提供抗蚀层。
第四步是蒸汽沉积解密接触层。具体地说，在衬底的表面上蒸汽沉积用作Ti层5b的Ti层，成为紧密接触层。比如可使所形成的Ti层具有0.1μm的厚度。
第五步是在被用作紧密接触层的Ti层5b的Ti层上形成用作Pt层5a的Pt层，成为元素扩散防止层。比如，可使所述Pt层具有0.2μm的厚度。
第六步是通过蒸汽沉积法形成Au层6作为电极层。比如，该Au层可以具有0.6μm的厚度。
第七步是取去步骤。在这一步，用抗蚀剂去除液去除在第三步，即图案化步骤中形成的抗蚀层以及部分Ti层、Pt层和位于抗蚀层上的Au层。这种去除可以形成Ti层5b、Pt层5a和Au层6，所有这些在衬底的表面上都有具体的图案。
第八步是形成焊料防护阻挡层7。在这一步，利用金属掩模法在Au层6上形成由铂(Pt)制成的焊料防护阻挡层7。焊料防护阻挡层7具有0.2μm的厚度。
第九步是通过蒸汽沉积法在焊料防护阻挡层7上形成焊料层8。
在用来形成焊料层8的步骤中，形成所述的层之前，腔内大气压(终极真空度)的降低使焊料的晶粒直径减小。希望所述的终极真空度最大为5.0×10-4Pa。如果超过5.0×10-4Pa，则杂质气体，如水蒸气和氧气趋于剩留在焊料层中。结果，具有较大直径颗粒的异物会包含在焊料层8中。所希望的终极真空度最大为1.0×10-4Pa。
当焊料的层形成速率改变时，晶粒直径和表面粗糙度Ra可以改变。希望所述层形成速率至少为0.1nm/s，最大为1.0nm/s，尤为希望的是至少为0.3nm/s，最大为0.7nm/s。如果小于0.1nm/s，则会促使核的生长，也就增大了晶粒直径。因此，表面粗糙度Ra也增大。如果大于1.0nm/s，则衬底温度升高，造成因下面有述的原因而使晶粒直径趋于增大。结果是，表面粗糙度Ra趋于增大。
当衬底4的表面温度改变时，晶粒直径和表面粗糙度Ra可以改变。希望这一温度至少为20℃，最大为150℃，尤为希望的是至少为20℃，最大为120℃。如果大于150℃，则衬底温度升高，促使核的生长。于是，晶粒直径增大，也就增大了表面粗糙度Ra。
可以通过金属掩模法形成具有特定图案的焊料层8。作为选择，也可以通过有如制造本发明半导体组件的方法中的第三至第七步骤所示的光刻法形成。
第十步是切割第一步中制得的衬底，如上所述，该衬底的表面上形成特定图案。切割之后，得到图1所示的次载具3。
第十一步是把作为半导体发光器件的激光二极管2粘结到次载具3。首先，通过加热熔化焊料层8。检测器200通过图象处理检测焊料层8是否熔化。具体地说，将入射到检测器上的光的照射强度比如分成256个灰度等级。衬底4中最暗部分的等级定为“0”，Au层6中的最亮部分的等级定位“255”。当从焊料层8入射的光的灰度等级超过“50”时，其颜色确认为“白色”，并且判定焊料层8未熔化。相反，当从焊料层8入射的光的灰度等级为“50或更低”时，其颜色被确认为“黑色”，并且判定焊料层8被熔化。因而，图象处理中的二值化判断焊料层是否熔化。
激光二极管2被置于被判定为要熔化的焊料层8上。因而，激光二极管2，即GaAs制成的芯片被焊料层8粘结到次载具3上。这就完成制造图1所示的半导体组件1。
在通过上述过程制造的本发明次载具中，焊料层8的表面8f在其熔化之前具有小至0.18μm的表面粗糙度Ra。因此，可以抑制焊料层8表面处的光的扩散反射，以致可有充足的反射光量进入检测器200。在模片粘结步骤中，这种充分的光量可以显著地减小检测器200将焊料层8在熔化之前误判为“黑色”，即“熔化”。换言之，能以较高的可能性正确地判断焊料层8是否被熔化。结果，可以在焊料层熔化的同时以良好的计时把激光二极管2焊接到次载具3。
实例
(样品的制造及评估)
如表I和II所示，通过下述程序制造样品1-30。样品1-20的制造作为实例，样品21-30的制造作为比较例。
表I
    样品编号     样品类别     焊接成分     终极真空度(×10-4Pa)   层形成速率(nm/s)     衬底4的温度(℃)
    1     实例     Au∶Sn＝80∶20     0.8   0.5     80
    2     Au∶Sn＝80∶20     1.5   0.5     80
    3     Au∶Sn＝80∶20     4.0   0.5     80
    4     Au∶Sn＝80∶20     0.8   0.2     80
    5     Au∶Sn＝80∶20     0.8   0.8     80
    6     Au∶Sn＝80∶20     0.8   0.5     50
    7     Au∶Sn＝80∶20     0.8   0.5     130
    8     Au∶Sn＝80∶20     0.8   0.5     80
    9     Au∶Sn＝80∶20     0.8   0.5     80
    10     Au∶Sn＝80∶20     0.8   0.5     80
    11     Au∶Sn＝80∶20     1.1   0.6     100
    12     Au∶Sn＝80∶20     3.0   0.8     130
    13     Au∶Sn＝80∶20     3.0   0.8     80
    14     Au∶Sn＝80∶20     3.0   0.5     130
    15     Au∶Sn＝80∶20     0.8   0.8     130
    16     Au∶Sn＝10∶90     0.8   0.5     80
    17     Au∶Sn＝10∶90     3.0   0.8     130
    18     Au∶Sn＝10∶90     3.0   0.5     80
    19     Au∶Sn＝10∶90     0.8   0.2     80
    20     Au∶Sn＝10∶90     0.8   0.5     130
    21     比较例     Au∶Sn＝80∶20     8.0   0.05     170
    22     Au∶Sn＝80∶20     6.0   0.5     80
    23     Au∶Sn＝80∶20     0.8   0.05     80
    24     Au∶Sn＝80∶20     0.8   1.2     80
    25     Au∶Sn＝80∶20     0.8   0.5     170
    26     Au∶Sn＝80∶20     0.8   0.5     80
    27     Au∶Sn＝80∶20     6.0   0.5     80
    28     Au∶Sn＝10∶90     6.0   0.5     80
    29     Au∶Sn＝10∶90     0.8   1.2     80
    30     Au∶Sn＝10∶90     0.8   0.5     170
表II
    样品编号     样品类别  焊料防护阻挡层7存在与否   上表面4f的表面粗糙度Ra(μm)   表面8f的表面粗糙度Ra(μm)  焊层8的平均晶粒直径(μm)   成功的图象处理
    1     实例  ○   0.04   0.08  1.3   20/20
    2  ○   0.04   0.12  2.3   19/20
    3  ○   0.04   0.15  3.0   18/20
    4  ○   0.04   0.14  2.8   18/20
    5  ○   0.04   0.13  2.7   19/20
    6  ○   0.04   0.08  1.2   20/20
    7  ○   0.04   0.15  3.0   17/20
    8  ○   0.06   0.11  1.4   19/20
    9  ×   0.08   0.12  1.3   19/20
    10  ×   0.04   0.08  1.3   20/20
    11  ×   0.04   0.13  2.6   18/20
    12  ○   0.80   0.18  3.4   16/20
    13  ○   0.04   0.16  3.2   17/20
    14  ○   0.04   0.17  3.3   16/20
    15  ○   0.04   0.16  3.2   16/20
    16  ○   0.04   0.09  1.4   20/20
    17  ○   0.08   0.17  3.3   17/20
    18  ○   0.04   0.14  2.7   19/20
    19  ○   0.04   0.14  2.8   19/20
    20  ○   0.04   0.15  3.1   18/20
    21     比较例  ○   0.12   0.32  6.2   0/20
    22  ○   0.04   0.20  3.8   10/20
    23  ○   0.04   0.25  4.9   4/20
    24  ○   0.04   0.22  4.2   7/20
    25  ○   0.04   0.23  4.5   5/20
    26  ○   0.12   0.20  1.4   11/20
    27  ×   0.04   0.21  4.2   8/20
    28  ○   0.04   0.21  4.1   8/20
    29  ○   0.04   0.23  4.4   6/20
    30  ○   0.04   0.23  4.5   5/20
说明：在“焊料防护阻挡层7存在或不存在”一栏中，符号“○”表示焊料防护阻挡层7存在，符号“×”表示焊料防护阻挡层7不存在。
首先，制备宽度为50mm、长度为50mm、厚度为0.4mm的氮化铝烧结体作为衬底。抛光各个烧结体的表面，以导致上表面4f具有表II所示的表面粗糙度Ra。利用与光刻法相结合的取去法和蒸汽沉积法的操作，形成金属化层，该层包括厚度为0.1μm的Ti层5b、0.2μm的Pt层5a，0.6μm的Au层6。对除样品10、11、12以外的样品设置焊料防护阻挡层7，该层通过利用金属掩模和蒸汽沉积法形成于金属化层上，具有0.2μm的厚度，由铂制成。
通过利用金属掩模和蒸汽沉积法对所有的样品都设置厚度为3μm的焊料层8。焊料层8的成分和蒸汽沉积的条件示于表I。在表I中，“焊料成分”表示构成焊料层8的元素的重量比。通过切割衬底4，从样品1-30的每一个中获得宽度为1.2mm、长度为1.5mm、厚度为0.3mm的二十个次载具。对每个样品检查在激光二极管2的焊接时由检测器200进行成功的图象处理的比例。结果示于表II。
在表II中，“成功的图象处理”表示在检测器200判定焊料层8熔化时焊料层8实际上已经熔化的次载具的数量比例。该比例接近1意味着检测器200以很高的几率正确地测得焊料层8的熔化。从表II中可以看出，要增大本发明半导体组件1(见图1)的次载具3中的这种几率，希望焊料层8的表面8f具有最大为0.18μm的表面粗糙度，优选最大为0.15μm，尤其优选最大为0.10μm。类似的，希望构成焊料层8的焊料具有平均最大3.5μm的平均晶粒直径，优选为最大2.0μm的平均晶粒直径。希望衬底4的上表面具有最大0.10μm的表面粗糙度Ra，尤其优选最大为0.05μm的表面粗糙度Ra。
(关于灰度级的具体数据)
对发明实例的样品1进行下列测试。检测器200测量从作为次载具衬底的衬底4、从熔化前的焊料层8以及从Au层6反射的光强度(照射强度)。部分结果示于图3。
在图3中，纵坐标表示256个灰度级中反射光的照射强度，横坐标表示次载具的位置。例如，标号“4”、“8”和“6”分别表示图1和2中所示的衬底4、焊料层8和Au层6；纵坐标表示从各个位置反射的光强度。
从图3中可以看出，在本发明中，因为从焊料层8反射的光强度很高，所以检测器200可以很容易地识别焊料层8的状态为未熔化。
对作为比较例的样品21进行前述测试。检测器200测量从衬底104、从熔化前的焊料层108以及从Au层106反射的光强度(照射强度)。部分结果示于图4。
在图4中，纵坐标表示256个灰度级中反射光的照射强度，横坐标表示次载具的位置。例如，标号“104”、“108”和“106”分别表示图5和6中所示的衬底104、焊料层108和Au层106；纵坐标表示从各个位置反射的光强度。
从图4中可以看出，在作为比较例的样品21中，因为从焊料层108反射的光强度很高，所以检测器200很难正确地识别焊料层8的状态为未熔化。
应能理解，上述各实施例和实例只为示意性举例，并未在任何方面进行限定。本发明的范围仅由所附的权利要求限定。本发明将覆盖所有包含在与权利要求范围等同范围内的各种改型。
工业实用性
如上所述，本发明可以提供一种能通过用检测器识别焊料层的熔化，从而可靠地将半导体发光器件安置有其上的次载具，以及与该次载具相结合的半导体组件。

Claims (11)

1.一种次载具，包括：
(a)次载具衬底；和
(b)焊料层，它：
(b1)被形成于次载具衬底的上表面上；并且
(b2)在焊料层熔化之前具有表面粗糙度Ra最大为0.18μm。
2.如权利要求1所述的次载具，其中，所述焊料层在熔化之前的表面粗糙度Ra最大为0.15μm。
3.如权利要求1所述的次载具，其中，所述焊料层在熔化之前的表面粗糙度Ra最大为0.10μm。
4.如权利要求1所述的次载具，其中，所述焊料层中的焊料在熔化之前的平均晶粒直径最大为3.5μm
5.如权利要求1所述的次载具，其中，所述次载具衬底的上表面的表面粗糙度Ra最大为0.10μm。
6.如权利要求1所述的次载具，其中，所述次载具还包括形成于次载具衬底和焊料层之间的焊料防护阻挡层。
7.如权利要求6所述的次载具，其中，所述次载具还包括形成于次载具衬底和焊料防护阻挡层之间的电极层。
8.如权利要求7所述的次载具，其中，所述次载具还包括处于次载具衬底和焊料防护阻挡层之间的下述各层：
(a)紧密接触层，它被形成在次载具衬底的上表面上；和
(b)元素扩散防止层，它形成在紧密接触层上；
所述电极层被置于元素扩散防止层上。
9.如权利要求8所述的次载具，其中，
(a)所述紧密接触层包含钛；
(b)所述元素扩散防止层包含铂；
(c)所述电极层包含金；
(d)所述焊料防护阻挡层包含铂；以及
(e)所述焊料层包含金-锡基焊料。
10.如权利要求1所述的次载具，其中，所述次载具衬底包括氮化铝烧结的主体。
11.一种半导体组件，它包括权利要求1所述的次载具和被安置在焊料层上的半导体发光器件。
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