JPH118414A - 半導体装置および半導体発光装置 - Google Patents
半導体装置および半導体発光装置Info
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- JPH118414A JPH118414A JP16109597A JP16109597A JPH118414A JP H118414 A JPH118414 A JP H118414A JP 16109597 A JP16109597 A JP 16109597A JP 16109597 A JP16109597 A JP 16109597A JP H118414 A JPH118414 A JP H118414A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発熱環境下や高温環境内で使用可能な耐環境
性の半導体装置および封止材料の光学的な変色または着
色による輝度劣化を防止することができる半導体発光装
置を提供する。 【解決手段】 GaN系半導体層が積層された基板のG
aN系半導体層の表面または基板の裏面を配線基板など
の基台上に接合する半導体発光装置や電子走行素子など
の半導体装置において、接合材料として300℃以上7
00℃以下の融点を有する金属材料、例えばAu−In
系合金を用いる。また、GaN系半導体層が積層された
基板のGaN系半導体層の表面または基板の裏面を配線
基板などの基台上に接合し、基板を封止材料で封止する
半導体発光装置において、封止材料として350℃より
高く700℃以下の融点を有し、かつ、光透過性の無機
材料、例えばガラスを用いる。
性の半導体装置および封止材料の光学的な変色または着
色による輝度劣化を防止することができる半導体発光装
置を提供する。 【解決手段】 GaN系半導体層が積層された基板のG
aN系半導体層の表面または基板の裏面を配線基板など
の基台上に接合する半導体発光装置や電子走行素子など
の半導体装置において、接合材料として300℃以上7
00℃以下の融点を有する金属材料、例えばAu−In
系合金を用いる。また、GaN系半導体層が積層された
基板のGaN系半導体層の表面または基板の裏面を配線
基板などの基台上に接合し、基板を封止材料で封止する
半導体発光装置において、封止材料として350℃より
高く700℃以下の融点を有し、かつ、光透過性の無機
材料、例えばガラスを用いる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置およ
び半導体発光装置に関し、特に、窒化物系III−V族
化合物半導体を用いた発光ダイオードや半導体レーザあ
るいは電子走行素子に適用して好適なものである。
び半導体発光装置に関し、特に、窒化物系III−V族
化合物半導体を用いた発光ダイオードや半導体レーザあ
るいは電子走行素子に適用して好適なものである。
【0002】
【従来の技術】緑色から青色、さらには紫外線の発光が
可能な半導体発光装置として、窒化ガリウム(GaN)
に代表される窒化物系III−V族化合物半導体をサフ
ァイア基板やSiC基板などの上にエピタキシャル成長
させて発光ダイオード構造を形成したGaN系発光ダイ
オードが知られている。
可能な半導体発光装置として、窒化ガリウム(GaN)
に代表される窒化物系III−V族化合物半導体をサフ
ァイア基板やSiC基板などの上にエピタキシャル成長
させて発光ダイオード構造を形成したGaN系発光ダイ
オードが知られている。
【0003】このようなGaN系発光ダイオードは、通
常、図7に示すように樹脂でモールド封止が行われた状
態で使用される(例えば、特開平8−78727号公
報)。すなわち、図7に示すように、このモールド封止
型GaN系発光ダイオードにおいては、発光ダイオード
構造を形成するGaN系半導体層101が積層されたサ
ファイア基板102の裏面が、リードフレーム103の
上部に設けられた凹部103aの底面に接着剤104で
接着されている。この凹部103aの底面および内壁面
は、動作時にGaN系発光ダイオードの発光層から発生
する光を外部に取り出すための反射面となっている。接
着剤104としては、エポキシ樹脂系の接着剤が用いら
れている。この場合、GaN系発光ダイオードのp側電
極およびn側電極(図示せず)はGaN系半導体層10
1と同じ側に設けられており、p側電極はワイヤー10
5によりリードフレーム103とボンディングされ、n
側電極はワイヤー106によりリードフレーム107と
ボンディングされている。そして、GaN系発光ダイオ
ードは、集光機能を持たせることなどを目的として、そ
の近傍の部分のリードフレーム103、107とともに
樹脂108でレンズ形状にモールドされている。樹脂1
08としては、一般的には無色透明のエポキシ樹脂が用
いられている。
常、図7に示すように樹脂でモールド封止が行われた状
態で使用される(例えば、特開平8−78727号公
報)。すなわち、図7に示すように、このモールド封止
型GaN系発光ダイオードにおいては、発光ダイオード
構造を形成するGaN系半導体層101が積層されたサ
ファイア基板102の裏面が、リードフレーム103の
上部に設けられた凹部103aの底面に接着剤104で
接着されている。この凹部103aの底面および内壁面
は、動作時にGaN系発光ダイオードの発光層から発生
する光を外部に取り出すための反射面となっている。接
着剤104としては、エポキシ樹脂系の接着剤が用いら
れている。この場合、GaN系発光ダイオードのp側電
極およびn側電極(図示せず)はGaN系半導体層10
1と同じ側に設けられており、p側電極はワイヤー10
5によりリードフレーム103とボンディングされ、n
側電極はワイヤー106によりリードフレーム107と
ボンディングされている。そして、GaN系発光ダイオ
ードは、集光機能を持たせることなどを目的として、そ
の近傍の部分のリードフレーム103、107とともに
樹脂108でレンズ形状にモールドされている。樹脂1
08としては、一般的には無色透明のエポキシ樹脂が用
いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来のモールド封止型GaN系発光ダイオードにおいて
は、使用を続けて行くと、GaN系発光ダイオードが劣
化していないにもかかわらず、急激な経時劣化、具体的
には、輝度劣化が生じてしまい、信頼性上問題があっ
た。これは、動作時にGaN系発光ダイオードの発光層
から発生する光の影響により、樹脂108として用いら
れているエポキシ樹脂が光学的に変色または着色するこ
とにより透過率が低下するためである(例えば、特開平
8−148717号公報)。
従来のモールド封止型GaN系発光ダイオードにおいて
は、使用を続けて行くと、GaN系発光ダイオードが劣
化していないにもかかわらず、急激な経時劣化、具体的
には、輝度劣化が生じてしまい、信頼性上問題があっ
た。これは、動作時にGaN系発光ダイオードの発光層
から発生する光の影響により、樹脂108として用いら
れているエポキシ樹脂が光学的に変色または着色するこ
とにより透過率が低下するためである(例えば、特開平
8−148717号公報)。
【0005】一方、発光素子を実装する場合、ワイヤー
ボンディングなどによる実装方式に比べて小スペースで
高密度実装が可能な実装方式としてフリップチップ法が
ある(例えば、特開平6−104480号公報、特開平
6−177429号公報、特開平5−326520号公
報)。このフリップチップ法においては、接合材料とし
ては、通常、共晶組成のPb−Sn系合金やAu−Sn
系合金が用いられている(例えば、特開平5−9032
9号公報)。しかしながら、これらの接合材料を用いて
GaN系発光ダイオードをフリップチップ法により実装
した場合には、それらの接合材料の融点が280℃以下
と低いため(例えば、Pb−61.9wt%Snの共晶
温度は183℃、Au−90wt%Snの共晶温度は2
17℃、Au−20wt%Snの共晶温度は278
℃)、高密度実装による発熱環境下や高温の環境内で使
用すると、接合材料が溶融して不良が生じ、信頼性上問
題があった。この問題はまた、大電力用半導体素子とし
て注目されているGaN系電子走行素子においても、同
様に生じ得るものである。
ボンディングなどによる実装方式に比べて小スペースで
高密度実装が可能な実装方式としてフリップチップ法が
ある(例えば、特開平6−104480号公報、特開平
6−177429号公報、特開平5−326520号公
報)。このフリップチップ法においては、接合材料とし
ては、通常、共晶組成のPb−Sn系合金やAu−Sn
系合金が用いられている(例えば、特開平5−9032
9号公報)。しかしながら、これらの接合材料を用いて
GaN系発光ダイオードをフリップチップ法により実装
した場合には、それらの接合材料の融点が280℃以下
と低いため(例えば、Pb−61.9wt%Snの共晶
温度は183℃、Au−90wt%Snの共晶温度は2
17℃、Au−20wt%Snの共晶温度は278
℃)、高密度実装による発熱環境下や高温の環境内で使
用すると、接合材料が溶融して不良が生じ、信頼性上問
題があった。この問題はまた、大電力用半導体素子とし
て注目されているGaN系電子走行素子においても、同
様に生じ得るものである。
【0006】したがって、この発明の目的は、封止材料
の光学的な変色または着色による輝度劣化を防止するこ
とができる半導体発光装置を提供することにある。
の光学的な変色または着色による輝度劣化を防止するこ
とができる半導体発光装置を提供することにある。
【0007】この発明の他の目的は、発熱環境下や高温
環境内で使用可能な耐環境性の半導体装置を提供するこ
とにある。
環境内で使用可能な耐環境性の半導体装置を提供するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第1の発明は、素子構造を形成する窒化
物系III−V族化合物半導体層が一方の主面に積層さ
れた基板の窒化物系III−V族化合物半導体層の表面
または基板の他方の主面が基台上に接合された半導体装
置において、接合材料として300℃以上700℃以下
の融点を有する金属材料を用いたことを特徴とするもの
である。
に、この発明の第1の発明は、素子構造を形成する窒化
物系III−V族化合物半導体層が一方の主面に積層さ
れた基板の窒化物系III−V族化合物半導体層の表面
または基板の他方の主面が基台上に接合された半導体装
置において、接合材料として300℃以上700℃以下
の融点を有する金属材料を用いたことを特徴とするもの
である。
【0009】ここで、接合材料の融点の上限を700℃
としたのは、半導体発光装置などに用いられる窒化物系
III−V族化合物半導体層のうちGaInN層は通常
700〜800℃の温度で成長されることから、接合温
度はこのGaInN層の成長温度の下限である700℃
以下に限られるためである。一方、接合材料の融点の下
限を300℃としたのは、従来に比べて接合部の耐熱性
を向上させるためである。
としたのは、半導体発光装置などに用いられる窒化物系
III−V族化合物半導体層のうちGaInN層は通常
700〜800℃の温度で成長されることから、接合温
度はこのGaInN層の成長温度の下限である700℃
以下に限られるためである。一方、接合材料の融点の下
限を300℃としたのは、従来に比べて接合部の耐熱性
を向上させるためである。
【0010】この発明の第1の発明において、より高い
耐熱性を得る観点からは、接合材料として350℃以上
700℃以下の融点を有する金属材料を用いる。
耐熱性を得る観点からは、接合材料として350℃以上
700℃以下の融点を有する金属材料を用いる。
【0011】この発明の第1の発明において、接合材料
として用いられる金属材料の具体例を挙げると、Pb−
Pd系、Au−Ga系、Au−Ge系、Au−Si系、
Al−Zn系、Al−Ge系、Al−Mg系、Au−I
n系、Ag−Mg系、Al−Cu系、Al−Si系、A
l−Si−Mg系、Al−Si−Zn系、Al−Pd
系、Al−In系、Cu−Ge系、Ag−Ge系、Cu
−In系またはAu−Zn系の合金である。これらの合
金の共晶組成および共晶温度を示すと、次の通りである
(ASM Handbook,Volume 3,Alloy Phase Diagrams(ASM I
nternational,1992))。
として用いられる金属材料の具体例を挙げると、Pb−
Pd系、Au−Ga系、Au−Ge系、Au−Si系、
Al−Zn系、Al−Ge系、Al−Mg系、Au−I
n系、Ag−Mg系、Al−Cu系、Al−Si系、A
l−Si−Mg系、Al−Si−Zn系、Al−Pd
系、Al−In系、Cu−Ge系、Ag−Ge系、Cu
−In系またはAu−Zn系の合金である。これらの合
金の共晶組成および共晶温度を示すと、次の通りである
(ASM Handbook,Volume 3,Alloy Phase Diagrams(ASM I
nternational,1992))。
【0012】 合金 共晶温度(℃) Pb−25wt%Pd 474 Au−31wt%Ga 448.6 Au−15.2wt%Ga 339.4 Au−12.5wt%Ge 361 Au−3.2wt%Si 363 Al−94wt%Zn 381 Al−51.6wt%Ge 420 Al−66wt%Mg 437 Au−41.9wt%In 495.4 Ag−51.39wt%Mg 472 Al−32wt%Cu 548.2 Al−12.6wt%Si 577 Al−24wt%Pd 615 Al−17.3wt%In 639 Cu−60.4wt%Ge 644 Ag−82wt%Ge 651 Au−34wt%Zn 667 Au−12wt%Zn 683 なお、共晶組成ではないが、Cu−38.4wt%In
の融点は678℃である。
の融点は678℃である。
【0013】この発明の第1の発明において、半導体装
置は、典型的には、窒化物系III−V族化合物半導体
層が発光素子構造を形成する半導体発光装置である。こ
の場合、基板は光透過性を有し、例えば、この基板に関
して窒化物系III−V族化合物半導体層と同じ側にp
側電極およびn側電極が設けられる。そして、p側電極
およびn側電極が基台に設けられた第1の電極部および
第2の電極部とそれぞれ電気的に接続されるように窒化
物系III−V族化合物半導体層の表面が基台上に接合
される。また、好適には、基台に窒化物系III−V族
化合物半導体層から発生する光を反射させるための反射
構造を有する凹部が設けられ、この凹部の底面に基板の
窒化物系III−V族化合物半導体層の表面が接合され
る。基台は例えば配線基板であり、この場合、この配線
基板に設けられた配線により凹部の反射構造を形成する
ことができる。この基台は、リードフレームやヘッダー
などであってもよい。
置は、典型的には、窒化物系III−V族化合物半導体
層が発光素子構造を形成する半導体発光装置である。こ
の場合、基板は光透過性を有し、例えば、この基板に関
して窒化物系III−V族化合物半導体層と同じ側にp
側電極およびn側電極が設けられる。そして、p側電極
およびn側電極が基台に設けられた第1の電極部および
第2の電極部とそれぞれ電気的に接続されるように窒化
物系III−V族化合物半導体層の表面が基台上に接合
される。また、好適には、基台に窒化物系III−V族
化合物半導体層から発生する光を反射させるための反射
構造を有する凹部が設けられ、この凹部の底面に基板の
窒化物系III−V族化合物半導体層の表面が接合され
る。基台は例えば配線基板であり、この場合、この配線
基板に設けられた配線により凹部の反射構造を形成する
ことができる。この基台は、リードフレームやヘッダー
などであってもよい。
【0014】この発明の第1の発明において、半導体装
置は、電子走行素子、具体的には、電界効果トランジス
タ(FET)などであってもよい。
置は、電子走行素子、具体的には、電界効果トランジス
タ(FET)などであってもよい。
【0015】この発明の第2の発明は、発光素子構造を
形成する窒化物系III−V族化合物半導体層が一方の
主面に積層された光透過性の基板の窒化物系III−V
族化合物半導体層の表面または基板の他方の主面が基台
上に接合され、基板が封止材料で封止された半導体発光
装置において、封止材料として350℃より高く700
℃以下の融点を有し、かつ、光透過性を有する無機材料
を用いたことを特徴とするものである。
形成する窒化物系III−V族化合物半導体層が一方の
主面に積層された光透過性の基板の窒化物系III−V
族化合物半導体層の表面または基板の他方の主面が基台
上に接合され、基板が封止材料で封止された半導体発光
装置において、封止材料として350℃より高く700
℃以下の融点を有し、かつ、光透過性を有する無機材料
を用いたことを特徴とするものである。
【0016】ここで、封止材料の融点の上限を700℃
としたのは、半導体発光装置などに用いられる窒化物系
III−V族化合物半導体層のうちGaInN層は通常
700〜800℃の温度で成長されることから、封止温
度はこのGaInN層の成長温度の下限である700℃
以下に限られるためである。一方、封止材料の融点の下
限を350℃としたのは、十分な耐熱性を得るためであ
る。
としたのは、半導体発光装置などに用いられる窒化物系
III−V族化合物半導体層のうちGaInN層は通常
700〜800℃の温度で成長されることから、封止温
度はこのGaInN層の成長温度の下限である700℃
以下に限られるためである。一方、封止材料の融点の下
限を350℃としたのは、十分な耐熱性を得るためであ
る。
【0017】この発明の第2の発明においては、好適に
は、封止材料として用いられる無機材料の融点は、接合
の温度よりも低い。この無機材料は、典型的には、ガラ
スである。
は、封止材料として用いられる無機材料の融点は、接合
の温度よりも低い。この無機材料は、典型的には、ガラ
スである。
【0018】この発明において、窒化物系III−V族
化合物半導体層は、Ga、Al、InおよびBからなる
群より選ばれた少なくとも一種類のIII族元素と、少
なくともNを含み、場合によってさらにAsまたはPを
含むV族元素とからなる。この窒化物系III−V族化
合物半導体層の具体例を挙げると、GaN層、AlGa
N層、GaInN層、AlGaInN層などである。
化合物半導体層は、Ga、Al、InおよびBからなる
群より選ばれた少なくとも一種類のIII族元素と、少
なくともNを含み、場合によってさらにAsまたはPを
含むV族元素とからなる。この窒化物系III−V族化
合物半導体層の具体例を挙げると、GaN層、AlGa
N層、GaInN層、AlGaInN層などである。
【0019】上述のように構成されたこの発明の第1の
発明においては、接合材料として300℃以上700℃
以下の融点を有する金属材料を用いたことにより、従来
のように接合材料としてPb−Sn系合金やAu−Sn
系合金を用いた場合に比べて接合部の耐熱性が向上し、
発熱環境下や高温環境内での耐久性が向上する。
発明においては、接合材料として300℃以上700℃
以下の融点を有する金属材料を用いたことにより、従来
のように接合材料としてPb−Sn系合金やAu−Sn
系合金を用いた場合に比べて接合部の耐熱性が向上し、
発熱環境下や高温環境内での耐久性が向上する。
【0020】上述のように構成されたこの発明の第2の
発明においては、封止材料として350℃より高く70
0℃以下の融点を有し、かつ、光透過性を有する無機材
料を用いたことにより、従来のように封止材料としてエ
ポキシ樹脂などの樹脂を用いた場合と異なり、半導体発
光装置の使用に伴う、封止材料の光学的な変色または着
色を防止することができる。
発明においては、封止材料として350℃より高く70
0℃以下の融点を有し、かつ、光透過性を有する無機材
料を用いたことにより、従来のように封止材料としてエ
ポキシ樹脂などの樹脂を用いた場合と異なり、半導体発
光装置の使用に伴う、封止材料の光学的な変色または着
色を防止することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図
において、同一または対応する部分には同一の符号を付
す。
て図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図
において、同一または対応する部分には同一の符号を付
す。
【0022】まず、この発明の第1の実施形態によるモ
ールド封止型GaN系発光ダイオードについて説明す
る。図1はGaN系発光ダイオードを示し、図2は図1
に示すGaN系発光ダイオードをガラスで封止したモー
ルド封止型GaN系発光ダイオードを示す。
ールド封止型GaN系発光ダイオードについて説明す
る。図1はGaN系発光ダイオードを示し、図2は図1
に示すGaN系発光ダイオードをガラスで封止したモー
ルド封止型GaN系発光ダイオードを示す。
【0023】図1に示すように、このGaN系発光ダイ
オードにおいては、例えばc面のサファイア基板1上
に、GaNバッファ層2、n型GaN層3、n型AlG
aN層4、GaInNからなる発光層5、p型AlGa
N層6およびp型GaN層7が順次積層されている。こ
こで、n型GaN層3の上層部、n型AlGaN層4、
発光層5、p型AlGaN層6およびp型GaN層7は
メサ形状にパターニングされている。これらの表面を覆
うようにSiO2 膜のような絶縁膜8が設けられてい
る。この絶縁膜8は、電気的絶縁および表面保護のため
のものである。この絶縁膜8には、p型GaN層7の上
およびn型GaN層3の上にそれぞれ開口8a、8bが
設けられている。そして、開口8aを通じてp型GaN
層7にp側電極9がコンタクトしているとともに、開口
8bを通じてn型GaN層3にn側電極10がコンタク
トしている。p側電極9としては例えばNi/Au膜が
用いられ、n側電極10としては例えばTi/Al/A
u膜が用いられる。
オードにおいては、例えばc面のサファイア基板1上
に、GaNバッファ層2、n型GaN層3、n型AlG
aN層4、GaInNからなる発光層5、p型AlGa
N層6およびp型GaN層7が順次積層されている。こ
こで、n型GaN層3の上層部、n型AlGaN層4、
発光層5、p型AlGaN層6およびp型GaN層7は
メサ形状にパターニングされている。これらの表面を覆
うようにSiO2 膜のような絶縁膜8が設けられてい
る。この絶縁膜8は、電気的絶縁および表面保護のため
のものである。この絶縁膜8には、p型GaN層7の上
およびn型GaN層3の上にそれぞれ開口8a、8bが
設けられている。そして、開口8aを通じてp型GaN
層7にp側電極9がコンタクトしているとともに、開口
8bを通じてn型GaN層3にn側電極10がコンタク
トしている。p側電極9としては例えばNi/Au膜が
用いられ、n側電極10としては例えばTi/Al/A
u膜が用いられる。
【0024】図2に示すモールド封止型GaN系発光ダ
イオードにおいては、配線基板11の上部に設けられた
逆台形状の断面形状を有する凹部11の底面に、図1に
示すGaN系発光ダイオードがそのGaN系半導体層を
下にしてフリップチップ実装されている。
イオードにおいては、配線基板11の上部に設けられた
逆台形状の断面形状を有する凹部11の底面に、図1に
示すGaN系発光ダイオードがそのGaN系半導体層を
下にしてフリップチップ実装されている。
【0025】すなわち、配線基板11の上面には、凹部
11aの底面から凹部11aの外側の平坦部にかけて延
在するように所定パターンの配線12、13が設けられ
ている。これらの配線12、13はさらに、配線基板1
1に設けられたスルーホール11b、11cを通じて配
線基板11の下面まで延在しており、この下面から突出
した部分が電極部を構成している。凹部11aの底面上
の配線12、13の端部は電極部(パッド部)を構成し
ており、これらの電極部の上に接合材料14が設けられ
ている。そして、図1に示すGaN系発光ダイオードの
p側電極9およびn側電極10の上にそれぞれ設けられ
た例えばAuからなるバンプ15、16が接合材料14
により配線12、13の端部の電極部とそれぞれ接合さ
れ、互いに機械的および電気的に接続されている。ここ
で、これらの配線12、13は、GaN系発光ダイオー
ドの発光層5から発生する光を反射させて外部に取り出
すための反射鏡の役割も果たす。
11aの底面から凹部11aの外側の平坦部にかけて延
在するように所定パターンの配線12、13が設けられ
ている。これらの配線12、13はさらに、配線基板1
1に設けられたスルーホール11b、11cを通じて配
線基板11の下面まで延在しており、この下面から突出
した部分が電極部を構成している。凹部11aの底面上
の配線12、13の端部は電極部(パッド部)を構成し
ており、これらの電極部の上に接合材料14が設けられ
ている。そして、図1に示すGaN系発光ダイオードの
p側電極9およびn側電極10の上にそれぞれ設けられ
た例えばAuからなるバンプ15、16が接合材料14
により配線12、13の端部の電極部とそれぞれ接合さ
れ、互いに機械的および電気的に接続されている。ここ
で、これらの配線12、13は、GaN系発光ダイオー
ドの発光層5から発生する光を反射させて外部に取り出
すための反射鏡の役割も果たす。
【0026】この場合、接合材料14としては、先に挙
げた300℃以上700℃以下の融点を有する金属材料
のうちから必要に応じて選択されたものが用いられ、具
体的には、例えば、共晶温度が495.4℃のAu−4
1.9wt%Inが用いられる。
げた300℃以上700℃以下の融点を有する金属材料
のうちから必要に応じて選択されたものが用いられ、具
体的には、例えば、共晶温度が495.4℃のAu−4
1.9wt%Inが用いられる。
【0027】配線基板11としては、少なくとも接合材
料14による接合温度および後述のモールド封止の温度
より高い耐熱温度および電気的絶縁性を有し、さらに熱
伝導が良好なものが用いられ、具体的には例えばアルミ
ナ基板のようなセラミックス基板が用いられる。
料14による接合温度および後述のモールド封止の温度
より高い耐熱温度および電気的絶縁性を有し、さらに熱
伝導が良好なものが用いられ、具体的には例えばアルミ
ナ基板のようなセラミックス基板が用いられる。
【0028】この場合、GaN系発光ダイオードは、配
線基板11の上面とともに、ガラス17でレンズ形状に
モールド封止されている。このガラス17としては、融
点が350℃より高く700℃以下で光透過性のものが
用いられ、具体的には例えばSiO2 にPbO、B2 O
3 、Na2 O、ZnOなどを混合したものが用いられ
る。例えば、SiO2 にPbOおよびB2 O3 を混合し
たガラスは430〜490℃の融点を有する。PbOお
よびB2 O3 を主体とし、SiO2 がほとんど入ってい
ないガラスでも350〜400℃の融点を得ることがで
きる。
線基板11の上面とともに、ガラス17でレンズ形状に
モールド封止されている。このガラス17としては、融
点が350℃より高く700℃以下で光透過性のものが
用いられ、具体的には例えばSiO2 にPbO、B2 O
3 、Na2 O、ZnOなどを混合したものが用いられ
る。例えば、SiO2 にPbOおよびB2 O3 を混合し
たガラスは430〜490℃の融点を有する。PbOお
よびB2 O3 を主体とし、SiO2 がほとんど入ってい
ないガラスでも350〜400℃の融点を得ることがで
きる。
【0029】また、配線基板11の材料とガラス17の
材料との組み合せによっては、配線基板11とガラス1
7との間に熱膨張係数差があり、これが封止後のガラス
17に割れなどを生じさせることもあり得るが、この場
合には、ガラス17に熱膨張係数の小さい透明なフィラ
ーを入れるなどして配線基板11とガラス17との間の
熱膨張係数差を十分に小さくすることにより、この問題
を解決することができる。
材料との組み合せによっては、配線基板11とガラス1
7との間に熱膨張係数差があり、これが封止後のガラス
17に割れなどを生じさせることもあり得るが、この場
合には、ガラス17に熱膨張係数の小さい透明なフィラ
ーを入れるなどして配線基板11とガラス17との間の
熱膨張係数差を十分に小さくすることにより、この問題
を解決することができる。
【0030】次に、上述のように構成されたモールド封
止型GaN系発光ダイオードの製造方法について説明す
る。
止型GaN系発光ダイオードの製造方法について説明す
る。
【0031】まず、配線基板11の凹部11aの底面の
配線12、13の端部の電極部上に真空蒸着法、スパッ
タリング法、めっき法などにより接合材料14を形成す
る。一方、図1に示すGaN系発光ダイオードのp側電
極9およびn側電極10の上には例えばボールボンディ
ング法などによりバンプ15、16を形成する。そし
て、配線基板11の凹部11aの底面に、GaN系発光
ダイオードを、そのp側電極9およびn側電極10上に
形成されたバンプ15、16が、配線12、13の端部
の電極部上に形成された接合材料14の上にくるように
位置合わせして置く。この後、この配線基板11を、接
合材料14の融点以上の温度に加熱されたリフロー炉
(図示せず)内に通し、接合材料14をリフローさせ
る。これによって、この接合材料14によりGaN系発
光ダイオードのバンプ15、16と配線12、13の端
部とが接合される。
配線12、13の端部の電極部上に真空蒸着法、スパッ
タリング法、めっき法などにより接合材料14を形成す
る。一方、図1に示すGaN系発光ダイオードのp側電
極9およびn側電極10の上には例えばボールボンディ
ング法などによりバンプ15、16を形成する。そし
て、配線基板11の凹部11aの底面に、GaN系発光
ダイオードを、そのp側電極9およびn側電極10上に
形成されたバンプ15、16が、配線12、13の端部
の電極部上に形成された接合材料14の上にくるように
位置合わせして置く。この後、この配線基板11を、接
合材料14の融点以上の温度に加熱されたリフロー炉
(図示せず)内に通し、接合材料14をリフローさせ
る。これによって、この接合材料14によりGaN系発
光ダイオードのバンプ15、16と配線12、13の端
部とが接合される。
【0032】次に、このようにして配線基板11上にフ
リップチップ実装されたGaN系発光ダイオードをガラ
ス17でモールド封止する。このモールド封止は、具体
的には例えば次のようにして行うことができる。
リップチップ実装されたGaN系発光ダイオードをガラ
ス17でモールド封止する。このモールド封止は、具体
的には例えば次のようにして行うことができる。
【0033】第1の方法では、例えば粉末状のガラス原
料をモールドの鋳型に入れ、この鋳型中のガラス原料
に、GaN系発光ダイオードがフリップチップ実装され
た配線基板11の上面を押し付け、この状態で鋳型をガ
ラス原料の融点よりも高い温度に加熱してガラス原料を
溶融させる。この後、鋳型を冷却して配線基板11を取
り出す。これによって、ガラス16によりGaN系発光
ダイオードがモールド封止される。この方法では、粉末
状のガラス原料を用いていることにより、鋳型にガラス
原料を入れやすく、また、ガラス原料の表面積の増大に
よって溶融しやすくなるという利点がある。
料をモールドの鋳型に入れ、この鋳型中のガラス原料
に、GaN系発光ダイオードがフリップチップ実装され
た配線基板11の上面を押し付け、この状態で鋳型をガ
ラス原料の融点よりも高い温度に加熱してガラス原料を
溶融させる。この後、鋳型を冷却して配線基板11を取
り出す。これによって、ガラス16によりGaN系発光
ダイオードがモールド封止される。この方法では、粉末
状のガラス原料を用いていることにより、鋳型にガラス
原料を入れやすく、また、ガラス原料の表面積の増大に
よって溶融しやすくなるという利点がある。
【0034】第2の方法では、GaN系発光ダイオード
がフリップチップ実装された配線基板11の上面にこの
GaN系発光ダイオードを覆うように例えば粉末状のガ
ラス原料を盛り上げる。この場合、ガラス原料をプレス
することにより、あらかじめ所定の形状に整形してもよ
い。次に、この配線基板11をガラス原料の融点よりも
高い温度に加熱することによりガラス原料を溶融させ、
この溶融ガラスを表面張力によりレンズ形状に盛り上が
らせた後、冷却する。これによって、ガラス16により
GaN系発光ダイオードがモールド封止される。ここ
で、ガラス原料を溶融させるための加熱は、加熱炉によ
る加熱、ランプ加熱、集光加熱、熱風の吹き付けなどに
より行うことができる。
がフリップチップ実装された配線基板11の上面にこの
GaN系発光ダイオードを覆うように例えば粉末状のガ
ラス原料を盛り上げる。この場合、ガラス原料をプレス
することにより、あらかじめ所定の形状に整形してもよ
い。次に、この配線基板11をガラス原料の融点よりも
高い温度に加熱することによりガラス原料を溶融させ、
この溶融ガラスを表面張力によりレンズ形状に盛り上が
らせた後、冷却する。これによって、ガラス16により
GaN系発光ダイオードがモールド封止される。ここ
で、ガラス原料を溶融させるための加熱は、加熱炉によ
る加熱、ランプ加熱、集光加熱、熱風の吹き付けなどに
より行うことができる。
【0035】第3の方法では、GaN系発光ダイオード
がフリップチップ実装された配線基板11の上面にこの
GaN系発光ダイオードを覆うように溶融ガラスをレン
ズ形状に盛り上げ、その後冷却する。これによって、ガ
ラス16によりGaN系発光ダイオードがモールド封止
される。この場合、溶融ガラスの表面張力によりこの溶
融ガラスがレンズ形状に自己形成されるようにすること
ができる。
がフリップチップ実装された配線基板11の上面にこの
GaN系発光ダイオードを覆うように溶融ガラスをレン
ズ形状に盛り上げ、その後冷却する。これによって、ガ
ラス16によりGaN系発光ダイオードがモールド封止
される。この場合、溶融ガラスの表面張力によりこの溶
融ガラスがレンズ形状に自己形成されるようにすること
ができる。
【0036】以上のように、この第1の実施形態によれ
ば、GaN系発光ダイオードをフリップチップ実装する
ための接合材料14として融点が300℃以上700℃
以下の金属材料を用い、また、GaN系発光ダイオード
の封止材料として融点が350℃以上700℃以下で光
透過性のガラス17を用いていることにより、発熱環境
下や高温環境内でも優れた耐久性を示す耐環境性のモー
ルド封止型GaN系発光ダイオードを実現することがで
きる。さらに、このモールド封止型GaN系発光ダイオ
ードは、封止材料として無機材料であるガラス17を用
いていることにより、封止材料としてエポキシ樹脂など
の樹脂を用いた場合のように、使用に伴い封止材料の変
色や着色が生じることがなく、経時的な輝度劣化が生じ
るのを防止することができる。また、配線基板11の配
線12、13が反射鏡の役割も果たすことにより、別に
反射構造を設けなくても、GaN系発光ダイオードから
発生する光を効率よく外部に取り出すことができる。
ば、GaN系発光ダイオードをフリップチップ実装する
ための接合材料14として融点が300℃以上700℃
以下の金属材料を用い、また、GaN系発光ダイオード
の封止材料として融点が350℃以上700℃以下で光
透過性のガラス17を用いていることにより、発熱環境
下や高温環境内でも優れた耐久性を示す耐環境性のモー
ルド封止型GaN系発光ダイオードを実現することがで
きる。さらに、このモールド封止型GaN系発光ダイオ
ードは、封止材料として無機材料であるガラス17を用
いていることにより、封止材料としてエポキシ樹脂など
の樹脂を用いた場合のように、使用に伴い封止材料の変
色や着色が生じることがなく、経時的な輝度劣化が生じ
るのを防止することができる。また、配線基板11の配
線12、13が反射鏡の役割も果たすことにより、別に
反射構造を設けなくても、GaN系発光ダイオードから
発生する光を効率よく外部に取り出すことができる。
【0037】次に、この発明の第2の実施形態によるモ
ールド封止型GaN系発光ダイオードについて説明す
る。図3に、このモールド封止型GaN系発光ダイオー
ドを示す。
ールド封止型GaN系発光ダイオードについて説明す
る。図3に、このモールド封止型GaN系発光ダイオー
ドを示す。
【0038】図3に示すように、この第2の実施形態に
よるモールド封止型GaN系発光ダイオードにおいて
は、配線基板11のスルーホール11b、11cが、バ
ンプ15、16の直下に設けられている。そして、配線
12、13は凹部11aの底面および内壁面にのみ設け
られており、この凹部11aの外側の平坦部には延在し
ていない。その他のことは、第1の実施形態によるモー
ルド封止型GaN系発光ダイオードと同様であるので、
説明を省略する。
よるモールド封止型GaN系発光ダイオードにおいて
は、配線基板11のスルーホール11b、11cが、バ
ンプ15、16の直下に設けられている。そして、配線
12、13は凹部11aの底面および内壁面にのみ設け
られており、この凹部11aの外側の平坦部には延在し
ていない。その他のことは、第1の実施形態によるモー
ルド封止型GaN系発光ダイオードと同様であるので、
説明を省略する。
【0039】また、この第2の実施形態によるモールド
封止型GaN系発光ダイオードの製造方法は第1の実施
形態によるモールド封止型GaN系発光ダイオードの製
造方法と同様であるので、説明を省略する。
封止型GaN系発光ダイオードの製造方法は第1の実施
形態によるモールド封止型GaN系発光ダイオードの製
造方法と同様であるので、説明を省略する。
【0040】次に、この発明の第3の実施形態によるフ
リップチップ実装GaN系半導体レーザについて説明す
る。図4に、このフリップチップ実装GaN系半導体レ
ーザを示す。
リップチップ実装GaN系半導体レーザについて説明す
る。図4に、このフリップチップ実装GaN系半導体レ
ーザを示す。
【0041】図4に示すように、この第3の実施形態に
よるフリップチップ実装GaN系半導体レーザにおいて
は、配線基板11の上に、図1に示すGaN系発光ダイ
オードと同様な構造を有するGaN系半導体レーザがそ
のGaN系半導体層を下にしてフリップチップ実装され
ている。すなわち、GaN系半導体レーザのp側電極9
およびn側電極10の上にそれぞれ設けられたバンプ1
5、16が接合材料14により配線12、13の端部の
電極部と接合され、互いに機械的および電気的に接続さ
れている。この場合、GaN系半導体レーザのGaN系
半導体層の発光領域18が配線12の端部の電極部の直
上にくるようにする。これは、このGaN系半導体層の
発光領域18はGaN系半導体レーザの動作時に最も温
度が上昇するため、この発光領域18で発生した熱を迅
速に配線12、さらには配線基板11に伝導させて冷却
を行う必要があるからである。配線基板11は、実装面
である上面が平坦であることを除いて、第1の実施形態
によるモールド封止型GaN系発光ダイオードにおける
配線基板11と同様な構造を有する。
よるフリップチップ実装GaN系半導体レーザにおいて
は、配線基板11の上に、図1に示すGaN系発光ダイ
オードと同様な構造を有するGaN系半導体レーザがそ
のGaN系半導体層を下にしてフリップチップ実装され
ている。すなわち、GaN系半導体レーザのp側電極9
およびn側電極10の上にそれぞれ設けられたバンプ1
5、16が接合材料14により配線12、13の端部の
電極部と接合され、互いに機械的および電気的に接続さ
れている。この場合、GaN系半導体レーザのGaN系
半導体層の発光領域18が配線12の端部の電極部の直
上にくるようにする。これは、このGaN系半導体層の
発光領域18はGaN系半導体レーザの動作時に最も温
度が上昇するため、この発光領域18で発生した熱を迅
速に配線12、さらには配線基板11に伝導させて冷却
を行う必要があるからである。配線基板11は、実装面
である上面が平坦であることを除いて、第1の実施形態
によるモールド封止型GaN系発光ダイオードにおける
配線基板11と同様な構造を有する。
【0042】接合材料14および配線基板11の材料に
ついては第1の実施形態と同様であるので、説明を省略
する。
ついては第1の実施形態と同様であるので、説明を省略
する。
【0043】この第3の実施形態によるフリップチップ
実装GaN系半導体レーザは、第1の実施形態によるモ
ールド封止型GaN系発光ダイオードの製造方法におけ
るフリップチップ実装の方法と同様の方法により製造す
ることができる。
実装GaN系半導体レーザは、第1の実施形態によるモ
ールド封止型GaN系発光ダイオードの製造方法におけ
るフリップチップ実装の方法と同様の方法により製造す
ることができる。
【0044】この第3の実施形態によれば、GaN系半
導体レーザをフリップチップ実装するための接合材料1
4として融点が300℃以上700℃以下の金属材料を
用いていることにより、発熱環境下や高温環境内でも優
れた耐久性を示す耐環境性のフリップチップ実装GaN
系半導体レーザを実現することができる。
導体レーザをフリップチップ実装するための接合材料1
4として融点が300℃以上700℃以下の金属材料を
用いていることにより、発熱環境下や高温環境内でも優
れた耐久性を示す耐環境性のフリップチップ実装GaN
系半導体レーザを実現することができる。
【0045】次に、この発明の第4の実施形態によるG
aN系半導体レーザ装置について説明する。図5に、こ
のGaN系半導体レーザ装置を示す。
aN系半導体レーザ装置について説明する。図5に、こ
のGaN系半導体レーザ装置を示す。
【0046】図5に示すように、この第4の実施形態に
よるGaN系半導体レーザ装置においては、例えばCu
製のヒートシンク19上にGaN系半導体レーザ20が
実装されている。この場合、このGaN系半導体レーザ
20は導電性のSiC基板21の表面に図1に示すGa
N系発光ダイオードと同様なGaN系半導体層22が積
層されてレーザ構造が形成されたものであり、p側電極
9はこのGaN系半導体層22の上に形成されている
が、n側電極10はSiC基板21の裏面に形成されて
いる。そして、このGaN系半導体レーザ20のp側電
極9が接合材料14によりヒートシンク19に接合さ
れ、互いに機械的および電気的に接続されている。この
接合材料14としては、第1の実施形態における接合材
料14として用いたものと同様なものを用いることがで
きる。一方、n側電極10の電気的接続は、例えばAu
製のワイヤー23をボンディングすることにより行われ
る。
よるGaN系半導体レーザ装置においては、例えばCu
製のヒートシンク19上にGaN系半導体レーザ20が
実装されている。この場合、このGaN系半導体レーザ
20は導電性のSiC基板21の表面に図1に示すGa
N系発光ダイオードと同様なGaN系半導体層22が積
層されてレーザ構造が形成されたものであり、p側電極
9はこのGaN系半導体層22の上に形成されている
が、n側電極10はSiC基板21の裏面に形成されて
いる。そして、このGaN系半導体レーザ20のp側電
極9が接合材料14によりヒートシンク19に接合さ
れ、互いに機械的および電気的に接続されている。この
接合材料14としては、第1の実施形態における接合材
料14として用いたものと同様なものを用いることがで
きる。一方、n側電極10の電気的接続は、例えばAu
製のワイヤー23をボンディングすることにより行われ
る。
【0047】この第4の実施形態によれば、GaN系半
導体レーザ20を実装するための接合材料14として融
点が300℃以上700℃以下の金属材料を用いている
ことにより、発熱環境下や高温環境内でも優れた耐久性
を示す耐環境性のGaN系半導体レーザ装置を実現する
ことができる。
導体レーザ20を実装するための接合材料14として融
点が300℃以上700℃以下の金属材料を用いている
ことにより、発熱環境下や高温環境内でも優れた耐久性
を示す耐環境性のGaN系半導体レーザ装置を実現する
ことができる。
【0048】次に、この発明の第5の実施形態によるG
aN系半導体レーザ装置について説明する。図6に、こ
のGaN系半導体レーザ装置を示す。
aN系半導体レーザ装置について説明する。図6に、こ
のGaN系半導体レーザ装置を示す。
【0049】図6に示すように、この第5の実施形態に
よるGaN系半導体レーザ装置においては、GaN系半
導体レーザ20のn側電極10が接合材料14によりヒ
ートシンク19に接合されている。そして、p側電極9
にワイヤー23がボンディングされている。その他のこ
とは、第4の実施形態によるGaN系半導体レーザ装置
と同様であるので、説明を省略する。
よるGaN系半導体レーザ装置においては、GaN系半
導体レーザ20のn側電極10が接合材料14によりヒ
ートシンク19に接合されている。そして、p側電極9
にワイヤー23がボンディングされている。その他のこ
とは、第4の実施形態によるGaN系半導体レーザ装置
と同様であるので、説明を省略する。
【0050】この第5の実施形態によれば、第4の実施
形態と同様な利点を得ることができる。
形態と同様な利点を得ることができる。
【0051】以上、この発明の実施形態について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。
【0052】例えば、上述の第1、第2および第3の実
施形態において、バンプ15、16の表面にも接合材料
14を形成しておくことにより、融着による接合をより
容易かつ確実に行うことができる。また、接合材料14
による融着に超音波ボンディング法や熱圧着ボンディン
グ法を用いることにより、接合温度の低温化を図ること
ができる。
施形態において、バンプ15、16の表面にも接合材料
14を形成しておくことにより、融着による接合をより
容易かつ確実に行うことができる。また、接合材料14
による融着に超音波ボンディング法や熱圧着ボンディン
グ法を用いることにより、接合温度の低温化を図ること
ができる。
【0053】また、上述の第1、第2および第3の実施
形態におけるバンプ15、16の代わりに、例えばめっ
き法などにより厚膜のAu膜を形成して接合面積を大き
くするようにしてもよい。
形態におけるバンプ15、16の代わりに、例えばめっ
き法などにより厚膜のAu膜を形成して接合面積を大き
くするようにしてもよい。
【0054】さらに、上述の第1、第2および第3の実
施形態においては、GaN系発光ダイオードまたはGa
N系半導体レーザの基板としてサファイア基板1を用い
ているが、必要に応じて、このサファイア基板1の代わ
りに他の基板、具体的にはSiC基板やGaN基板など
を用いてもよい。同様に、第4および第5の実施形態に
おいて、SiC基板21の代わりにGaN基板を用いて
もよい。
施形態においては、GaN系発光ダイオードまたはGa
N系半導体レーザの基板としてサファイア基板1を用い
ているが、必要に応じて、このサファイア基板1の代わ
りに他の基板、具体的にはSiC基板やGaN基板など
を用いてもよい。同様に、第4および第5の実施形態に
おいて、SiC基板21の代わりにGaN基板を用いて
もよい。
【0055】また、上述の第4および第5の実施形態に
おいては、ダブルヘテロ構造のGaN系半導体レーザに
この発明を適用した場合について説明したが、この発明
は、活性層とクラッド層との間に光導波層を設けたいわ
ゆるSCH(Separate Confinement Heterostructure)
構造のGaN系半導体レーザに適用することも可能であ
り、また、活性層として多重量子井戸構造(MQW)や
単一量子井戸構造(SQW)のものを用いてもよい。さ
らに、レーザ構造としては、利得導波や屈折率導波を実
現するリッジ導波路型、内部狭窄型、構造基板型、縦モ
ード制御型(分布帰還(DFB)型またはブラッグ反射
(DBR)型)などの各種のレーザ構造を用いることが
可能である。
おいては、ダブルヘテロ構造のGaN系半導体レーザに
この発明を適用した場合について説明したが、この発明
は、活性層とクラッド層との間に光導波層を設けたいわ
ゆるSCH(Separate Confinement Heterostructure)
構造のGaN系半導体レーザに適用することも可能であ
り、また、活性層として多重量子井戸構造(MQW)や
単一量子井戸構造(SQW)のものを用いてもよい。さ
らに、レーザ構造としては、利得導波や屈折率導波を実
現するリッジ導波路型、内部狭窄型、構造基板型、縦モ
ード制御型(分布帰還(DFB)型またはブラッグ反射
(DBR)型)などの各種のレーザ構造を用いることが
可能である。
【0056】さらに、上述の第1、第2、第3、第4お
よび第5の実施形態においては、GaN系発光素子にこ
の発明を適用した場合について説明したが、例えばGa
N系FETを実装する場合にもこの発明を適用すること
ができる。
よび第5の実施形態においては、GaN系発光素子にこ
の発明を適用した場合について説明したが、例えばGa
N系FETを実装する場合にもこの発明を適用すること
ができる。
【0057】
【発明の効果】以上説明したように、この発明による半
導体装置によれば、接合材料として300℃以上700
℃以下の融点を有する金属材料を用いたことにより、従
来のように接合材料としてPb−Sn系合金やAu−S
n系合金を用いた場合に比べて接合部の耐熱性が向上
し、これによって発熱環境下や高温環境内で使用可能な
耐環境性の半導体装置を提供することができる。
導体装置によれば、接合材料として300℃以上700
℃以下の融点を有する金属材料を用いたことにより、従
来のように接合材料としてPb−Sn系合金やAu−S
n系合金を用いた場合に比べて接合部の耐熱性が向上
し、これによって発熱環境下や高温環境内で使用可能な
耐環境性の半導体装置を提供することができる。
【0058】また、この発明による半導体発光装置によ
れば、封止材料として350℃より高く700℃以下の
融点を有し、かつ、光透過性を有する無機材料を用いた
ことにより、従来のように封止材料としてエポキシ樹脂
などの樹脂を用いた場合と異なり、半導体発光装置の使
用に伴う、封止材料の光学的な変色または着色を防止す
ることができ、これによって封止材料の光学的な変色ま
たは着色による輝度劣化を防止することができる。
れば、封止材料として350℃より高く700℃以下の
融点を有し、かつ、光透過性を有する無機材料を用いた
ことにより、従来のように封止材料としてエポキシ樹脂
などの樹脂を用いた場合と異なり、半導体発光装置の使
用に伴う、封止材料の光学的な変色または着色を防止す
ることができ、これによって封止材料の光学的な変色ま
たは着色による輝度劣化を防止することができる。
【図1】この発明の第1の実施形態によるモールド封止
型GaN系発光ダイオードにおけるGaN系発光ダイオ
ードを示す断面図である。
型GaN系発光ダイオードにおけるGaN系発光ダイオ
ードを示す断面図である。
【図2】この発明の第1の実施形態によるモールド封止
型GaN系発光ダイオードを示す断面図である。
型GaN系発光ダイオードを示す断面図である。
【図3】この発明の第2の実施形態によるモールド封止
型GaN系発光ダイオードを示す断面図である。
型GaN系発光ダイオードを示す断面図である。
【図4】この発明の第2の実施形態によるフリップチッ
プ実装GaN系半導体レーザを示す断面図である。
プ実装GaN系半導体レーザを示す断面図である。
【図5】この発明の第3の実施形態によるGaN系半導
体レーザ装置を示す断面図である。
体レーザ装置を示す断面図である。
【図6】この発明の第4の実施形態によるGaN系半導
体レーザ装置を示す断面図である。
体レーザ装置を示す断面図である。
【図7】従来のモールド封止型GaN系発光ダイオード
を示す断面図である。
を示す断面図である。
1・・・サファイア基板、9・・・p側電極、10・・
・n側電極、11・・・配線基板、11a・・・凹部、
12、13・・・配線、14・・・接合材料、15、1
6・・・バンプ、17・・・ガラス、18・・・発光領
域、19・・・ヒートシンク、20・・・GaN系半導
体レーザ、21・・・SiC基板、22・・・GaN系
半導体層
・n側電極、11・・・配線基板、11a・・・凹部、
12、13・・・配線、14・・・接合材料、15、1
6・・・バンプ、17・・・ガラス、18・・・発光領
域、19・・・ヒートシンク、20・・・GaN系半導
体レーザ、21・・・SiC基板、22・・・GaN系
半導体層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/812 H01L 29/80 G H01S 3/18
Claims (10)
- 【請求項1】 素子構造を形成する窒化物系III−V
族化合物半導体層が一方の主面に積層された基板の上記
窒化物系III−V族化合物半導体層の表面または上記
基板の他方の主面が基台上に接合された半導体装置にお
いて、 接合材料として300℃以上700℃以下の融点を有す
る金属材料を用いたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 接合材料として350℃以上700℃以
下の融点を有する金属材料を用いたことを特徴とする請
求項1記載の半導体装置。 - 【請求項3】 上記金属材料がPb−Pd系、Au−G
a系、Au−Ge系、Au−Si系、Al−Zn系、A
l−Ge系、Al−Mg系、Au−In系、Ag−Mg
系、Al−Cu系、Al−Si系、Al−Si−Mg
系、Al−Si−Zn系、Al−Pd系、Al−In
系、Cu−Ge系、Ag−Ge系、Cu−In系または
Au−Zn系の合金であることを特徴とする請求項1記
載の半導体装置。 - 【請求項4】 上記半導体装置は上記窒化物系III−
V族化合物半導体層が発光素子構造を形成する半導体発
光装置であり、上記基板は光透過性を有し、上記基板に
関して上記窒化物系III−V族化合物半導体層と同じ
側にp側電極およびn側電極が設けられ、上記p側電極
および上記n側電極が上記基台に設けられた第1の電極
部および第2の電極部とそれぞれ電気的に接続されるよ
うに上記窒化物系III−V族化合物半導体層の表面が
上記基台上に接合されていることを特徴とする請求項1
記載の半導体装置。 - 【請求項5】 上記基台に上記窒化物系III−V族化
合物半導体層から発生する光を反射させるための反射構
造を有する凹部が設けられ、この凹部の底面に上記基板
の上記窒化物系III−V族化合物半導体層の表面が接
合されていることを特徴とする請求項4記載の半導体装
置。 - 【請求項6】 上記基台は配線基板であり、上記配線基
板に設けられた配線により上記凹部の上記反射構造が形
成されていることを特徴とする請求項5記載の半導体装
置。 - 【請求項7】 上記半導体装置は電子走行素子であるこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項8】 発光素子構造を形成する窒化物系III
−V族化合物半導体層が一方の主面に積層された光透過
性の基板の上記窒化物系III−V族化合物半導体層の
表面または上記基板の他方の主面が基台上に接合され、
上記基板が封止材料で封止された半導体発光装置におい
て、 上記封止材料として350℃より高く700℃以下の融
点を有し、かつ、光透過性を有する無機材料を用いたこ
とを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項9】 上記無機材料の融点は上記接合の温度よ
り低いことを特徴とする請求項8記載の半導体発光装
置。 - 【請求項10】 上記無機材料がガラスであることを特
徴とする請求項8記載の半導体発光装置。
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ID=15728520
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