特許 6492645 半導体装置および半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6492645

(24)【登録日】2019年3月15日

(45)【発行日】2019年4月3日

(54)【発明の名称】半導体装置および半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/36 20060101AFI20190325BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20190325BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/36 D

   H05K7/20 D

【請求項の数】14

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-263577(P2014-263577)

(22)【出願日】2014年12月25日

(65)【公開番号】特開2016-122813(P2016-122813A)

(43)【公開日】2016年7月7日

【審査請求日】2017年9月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000226057

【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100158

【弁理士】

【氏名又は名称】鮫島 睦

(74)【代理人】

【識別番号】100138863

【弁理士】

【氏名又は名称】言上 惠一

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(72)【発明者】

【氏名】市川 将嗣

(72)【発明者】

【氏名】七條 聡

(72)【発明者】

【氏名】島津 武仁

【審査官】 ▲吉▼澤 雅博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２４４５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２０７２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２３５３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２５８３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３３５７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２５８４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３２７９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２６９３９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２３／３６

Ｈ０５Ｋ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体素子が上面に載置された基板と、
放熱部材と、
前記基板の下面と前記放熱部材の上面とを接合する金属接合層とを含み、
前記放熱部材の上面の面積は、前記基板の下面の面積よりも大きく、
前記金属接合層は、前記基板の下面全体と接触するとともに、前記基板の下面よりも大きい面積を有し、
前記金属接合層の熱伝導率は前記放熱部材の熱伝導率よりも高く、
前記金属接合層の厚さが２０〜２００ｎｍであることを特徴とする半導体装置。

【請求項2】

前記金属接合層が、前記放熱部材の前記上面の全面を被覆していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記半導体素子が、発光ダイオードまたはパワー半導体素子であり、前記金属接合層は、融点３５０℃以上の金属材料から成ることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記金属接合層が、少なくとも、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｓｉ、Ｒｈ、Ｒｕおよびそれらの合金からなる群から選択される金属を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記金属接合層が、ＡｕまたはＡｕ合金から成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。

【請求項6】

前記金属接合層が、前記基板の下面側に位置する第１の金属層と、前記放熱部材の上面側に位置する第２の金属層とから成ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置。

【請求項7】

前記基板は、ガラスエポキシ材料、樹脂材料およびセラミック材料から成る群から選択される１つから成り、
前記セラミック材料は、アルミナ、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＧａＮまたはＬＴＣＣであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置。

【請求項8】

１）基板の上面に半導体素子を載置する工程と、
２）前記基板の下面に第１の金属層を形成する工程と、
３）放熱部材の上面に、前記基板の下面より大きい面積を有する第２の金属層を形成する工程と、
４）前記第１の金属層と前記第２の金属層とを接触させてそれらを接合する工程と、を含み、
前記第１の金属層と前記第２の金属層とから成る金属接合層が、前記放熱部材の熱伝導率よりも高く、前記金属接合層の厚さが２０〜２００ｎｍであることを特徴とする半導体装置の製造方法。

【請求項9】

前記半導体素子が、発光ダイオードまたはパワー半導体素子であり、
前記金属接合層は、融点３５０℃以上の金属材料から成ることを特徴とする請求項８に記載の製造方法。

【請求項10】

工程２）および工程３）において、前記第１の金属層および前記第２の金属層は、スパッタリング法により成膜されることを特徴とする請求項８または９に記載の製造方法。

【請求項11】

前記第１の金属層と前記第２の金属層とが同じ金属材料から成り、
工程２）および工程３）は同一工程として行われることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の製造方法。

【請求項12】

前記金属接合層が、少なくとも、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｓｉ、Ｒｈ、Ｒｕおよびそれらの合金からなる群から選択される金属を含み、
工程２）、工程３）および工程４）は、真空チャンバ内で行われることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の製造方法。

【請求項13】

前記第１の金属層の表面および前記第２の金属層の表面が、ＡｕまたはＡｕ合金から成り、
工程４）は大気中で行われることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の製造方法。

【請求項14】

前記基板は、ガラスエポキシ材料、樹脂材料およびセラミック材料から成る群から選択される１つから成り、
前記セラミック材料は、アルミナ、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＧａＮまたはＬＴＣＣであることを特徴とする請求項８〜１３のいずれか１項に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置に関し、特に放熱効率の高い半導体装置及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

高出力の半導体素子（例えば、車載用の半導体発光素子）を含む半導体部品では、使用時に半導体素子で発生する熱を効率よく放熱することが重要である。そこで、熱伝導率の高い材料から形成された放熱部材に半導体部品を取り付けて、放熱性を向上させている。
半導体部品において、半導体素子を載置する基板には、熱伝導性に優れたセラミック基板が利用できる（特許文献１〜３）。半導体部品を放熱部材に取り付ける際には、半導体部品のセラミック基板を放熱部材に接合する。その際の接合方法としては、例えば、はんだ（特許文献１、２）や、銀ペースト（特許文献３）を用いることが知られている。
また、複数の部材を接合する別の方法として、常温接合法が知られている（特許文献４）。常温接合法では、真空下で各部材の接合面に金属膜を形成し、その金属膜を互いに接触させることによって複数の部材を接合することができる。この常温接合法を、半導体部品と放熱部材との接合に使用することにより、放熱性能、熱拡散性能等が向上すると考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−１９４２７５号公報

【特許文献2】特開２０１３−０５５２１８号公報

【特許文献3】特開２０１０−１６６０１９号公報

【特許文献4】特開２００８−２０７２２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１〜３に開示された接合方法では、はんだや銀ペーストの熱伝導率が十分に高いとはいえず、半導体部品から放熱部材への放熱効率が十分ではなかった。
特許文献４に開示された常温接合法では、半導体部品と放熱部材とを、熱伝導率の高い金属材料によって接合するので、特許文献１〜３に比べると、半導体部品から放熱部材への放熱効率は高い。しかしながら、半導体素子の高出力化に伴う発熱量の増加により、放熱効率のさらなる向上が求められている。
そこで、本発明に係る実施形態は、半導体部品から放熱部材への放熱効率の高い半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の実施形態に係る半導体装置は、半導体素子が上面に載置された基板と、放熱部材と、前記基板の下面と前記放熱部材の上面とを接合する金属接合層とを含み、前記放熱部材の上面の面積は、前記基板の下面の面積よりも大きく、前記金属接合層は、前記基板の下面全体と接触するとともに、前記基板の下面よりも大きい面積を有し、前記金属接合層の熱伝導率は前記放熱部材の熱伝導率よりも高いことを特徴とする。

【0006】

また、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、
１）基板の上面に半導体素子を載置する工程と、
２）前記基板の下面に第１の金属層を形成する工程と、
３）放熱部材の上面に、前記基板の下面より大きい面積を有する第２の金属層を形成する工程と、
４）前記第１の金属層と前記第２の金属層とを接触させてそれらを接合する工程と、を含み、
前記第１の金属層と前記第２の金属層とから成る金属接合層が、前記放熱部材の熱伝導率よりも高いことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明に係る実施形態の半導体装置によれば、発光素子を載置する基板と放熱部材との接合に、放熱部材よりも熱伝導率の高い金属接合層を使用し、且つその金属接合層の面積を基板の面積より大きくすることにより、発光素子で発生した熱を金属接合層によって広げてから放熱部材に移動させることができるので、放熱効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体装置を、外部放熱部材に載置した状態を示す概略斜視図である。

【図2】図２は、図１に示す半導体装置および外部放熱部材の部分拡大上面図である。

【図3】図３は、図２のＡ−Ａ線における半導体装置の概略断面図である。

【図4】図４は、実施の形態１に係る半導体装置の放熱経路を説明するための部分拡大断面図である。

【図5】図５は、実施の形態１に係る半導体装置の変形例を示す断面図である。

【図6】図６（ａ）〜（ｆ）は、半導体装置に含まれる金属接合層の様々な態様を示す部分拡大断面図である。

【図7】図７は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の別の変形例を示す断面図である。

【図8】図８（ａ）〜（ｃ）は、半導体装置の製造工程を説明するための断面図である。

【図9】図９（ａ）、（ｂ）は、半導体装置の製造工程を説明するための断面図である。

【図10】図１０（ａ）、（ｂ）は、半導体装置の製造工程を説明するための断面図である。

【図11】図１１は、図６（ａ）〜（ｆ）に図示した金属接合層を形成するための金属膜の積層の態様を示す部分拡大断面図である。

【図12】図１２は、金属接合層の断面ＴＥＭ像である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」および、それらの用語を含む別の用語）を用いる。それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分または部材を示す。

【0010】

＜実施の形態１＞
本実施の形態では、半導体素子が発光素子である半導体装置（即ち、半導体発光装置）を例にとって説明する。
図１〜３には、本実施の形態に係る半導体装置（半導体発光装置）１と、半導体装置１が載置される外部放熱部材（ヒートシンク）５０とが図示されている。半導体発光装置１は、半導体部品（発光部品）１０と、放熱部材（ヒートスプレッダ）２０と、金属接合層３０とを含んでいる。

【0011】

図２〜図３に示すように、発光部品１０は、基板１１と、その上面１１ａに載置された半導体素子（発光素子）１２とを含んでいる。基板１１としては、放熱性の良好な絶縁材料の本体に、発光素子１２に通電するための金属配線を設けたものが使用できる。本実施の形態では、本体にセラミック材料を使用したセラミック基板が使用されている。

【0012】

ヒートスプレッダ２０は、発光素子１２で発生する熱を放熱するための板状部材であり、ヒートスプレッダ２０単独で、またはヒートシンクと組み合わせて、放熱効率を向上させることができる。ヒートスプレッダ２０の上面２０ａの面積は、基板１１の下面１１ｂ全体の面積よりも大きくされている（図１、図２参照）。なお、本実施の形態では、発光部品１０を取り付ける放熱部材としてヒートスプレッダ２０を例示しているが、ヒートシンク５０を放熱部材として使用してもよい。その場合には、発光部品１０は、ヒートスプレッダ２０なしで、ヒートシンク５０に直接取り付けられる。

【0013】

ヒートスプレッダ２０の上面２０ａには、その上面２０ａの少なくとも一部を被覆する金属接合層３０が設けられている。この金属接合層３０により、発光部品１０はヒートスプレッダ２０に接合される。より詳細には、金属接合層３０は、発光部品１０の基板１１の下面１１ｂを、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａに接合する。金属接合層３０の面積は、発光部品１０の基板１１の下面１１ｂの面積より大きい。そして、発光部品１０を金属接合層３０上に配置する際には、金属接合層３０の形成されている領域内に、基板１１の下面１１ｂが全て入るように配置される。これにより、基板１１の下面１１ｂ全体が、金属接合層３０に接触する。金属接合層３０の熱伝導率は、ヒートスプレッダ２０の熱伝導率よりも高い。
金属接合層３０が上述の特徴を有することにより、半導体発光装置１の放熱効率を向上させることができる。

【0014】

放熱効率が向上する理由は定かではないが、以下のようなメカニズムによるものであると考えられる。
図４に示すように、発光素子１２で発生した熱は、基板１１の中を広がって金属接合層３０に伝わり、さらにヒートスプレッダ２０へと移動する。熱は、ヒートスプレッダ２０のうち、基板１１の直下領域２０ｕに集中しやすい。放熱効率を高めるためには、直下領域２０ｕよりも外側の領域（外縁領域２０ｘ）への熱伝導を促進することが有効である。

【0015】

本実施の形態に係る半導体発光装置１では、金属接合層３０の面積が基板１１の下面１１ｂ全体の面積より大きいので、金属接合層３０の上に発光部品１０を配置すると、金属接合層３０の外周の少なくとも一部分は、基板１１の外側に延在する（この延在する部分を「外延部分３０ｘ」と称する）。
基板１１（例えば点Ｐ_１）から、ヒートスプレッダ２０の外縁領域２０ｘ（例えば点Ｐ_２）までの放熱経路には、金属接合層３０の外延部分３０ｘを通らない第１の放熱経路Ｔ_１と、外延部分３０ｘを通る第１の放熱経路Ｔ_２とがある。
第１の放熱経路Ｔ_１では、まず、点Ｐ_１から、金属接合層３０をその厚さ方向（−ｚ方向）に通り抜けて、ヒートスプレッダ２０の直下領域２０ｕに進む（経路ｔ_１ａ）。その後に、ヒートスプレッダ２０内を横方向（−ｘ方向）に進んで、点Ｐ_２に到達する（経路ｔ_１ｂ）。
一方、第２の放熱経路Ｔ_２では、まず、点Ｐ_１から金属接合層３０に進んだ後、金属接合層３０内をその厚さ方向と直交する方向（図４の−ｘ方向）に進んで、外延部分３０ｘまで達する（経路ｔ_２ａ）。その後、金属接合層３０の厚さ方向（−ｚ方向）に進んで、点Ｐ_２に到達する（経路ｔ_２ｂ）。

【0016】

この２つの放熱経路を比較すると、第１の放熱経路Ｔ１の経路ｔ_１ａと第２の放熱経路Ｔ_２の経路ｔ_２ｂは、いずれもヒートスプレッダ２０内を、ほぼ同じ距離だけ、垂直下向き（−ｚ方向）に進むので、熱伝導しやすさ（熱伝導性）に違いはない。
一方、第１の放熱経路Ｔ１の経路ｔ_１ｂと第２の放熱経路Ｔ_２の経路ｔ_２ａは、ほぼ同じ距離だけ、横方向（−ｘ方向）に進むが、経路ｔ_１ｂは金属接合層３０内を通り、経路ｔ_２ａはヒートスプレッダ２０を通るため、熱伝導性が異なってくる。上述したように、金属接合層３０の熱伝導率がヒートスプレッダ２０の熱伝導率よりも高いので、金属接合層３０内を通る経路ｔ_２ａのほうが、ヒートスプレッダ２０内を通る経路ｔ_１ｂよりも、熱伝導性に優れている。
即ち、第２の放熱経路Ｔ_２のほうが、第１の放熱経路Ｔ_１よりも、放熱効率が高い。本実施の形態に係る半導体発光装置１は、金属接合層３０が外延部分３０ｘを備えており、且つ金属接合層３０の熱伝導率がヒートスプレッダ２０の熱伝導率よりも高いので、基板１１からヒートスプレッダ２０の外縁領域２０ｘまでの間に、放熱効率の高い第２の放熱経路Ｔ_２が形成される。これにより、外縁領域２０ｘへの熱伝導が促進され、半導体発光装置１の放熱効率を向上することができる。

【0017】

図１〜図４に示す半導体発光装置１では、金属接合層３０は、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａのうち、縁部２０ｅを除く範囲に形成されている（つまり、上面２０ａの縁部２０ｅは金属接合層３０で覆われていない）。より好ましくは、図５に示す半導体発光装置２のように、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａの全面を金属接合層３０で被覆する。これにより、金属接合層３０の外延部分３０ｘの面積がさらに広くなるので、半導体発光装置２の放熱効率をさらに向上することができる。

【0018】

金属接合層３０の厚さは、１ｎｍ以上１０μｍ以下であるのが好ましい。膜厚がこの範囲にあると、金属接合層３０を通る放熱経路の放熱効率を高めることができ、且つ、基板１１とヒートスプレッダ２０との間の適切な結合強度を得ることができる。半導体発光装置１の生産性を考慮すると、厚さは２０ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましい。

【0019】

金属接合層３０は、単一の金属膜から構成することができる（図６（ａ）参照）。また、金属接合層３０は、複数の金属膜を積層して構成することもできる（図６（ｂ）〜図６（ｆ）参照）。複数の金属膜を含む金属接合層３０は、さらに、奇数の金属膜を含む金属接合層３０（図６（ｂ）〜図６（ｃ））と、偶数の金属膜を含む金属接合層３０とがある（図６（ｄ）〜図６（ｆ））。

【0020】

図６（ｂ）には、３層の金属膜３０ａ、３０ｂ、３０ｃから成る金属接合層３０が示されている。この例では、基板１１の下面１１ｂ側と、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａ側に、厚さの厚い２層の金属膜３０ａ、３０ｃが設けられ、それらの間に厚さの薄い１層の金属膜３０ｂが設けられている。この形態では、２層の金属膜３０ａ、３０ｃを、熱伝導率の高い金属材料（例えばＡｇなど）から形成し、１層の金属膜３０ｂを、接合性が良好な高い金属材料（例えばＡｕなど）から形成することにより、熱伝導率が高く、且つ接合性の良好な金属接合層３０を得ることができる。

【0021】

図６（ｃ）には、同じく３層の金属膜３０ｄ、３０ｅ、３０ｆから成る金属接合層３０が示されている。この例では、基板１１の下面１１ｂ側と、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａ側に、厚さの薄い２層の金属膜３０ｄ、３０ｆが設けられ、それらの間に厚さの厚い１層の金属膜３０ｅが設けられている。この形態では、２層の金属膜３０ｄ、３０ｆを、基板１１およびヒートスプレッダ２０と接合性の良好な金属材料（例えばＣｒなど）から形成し、１層の金属膜３０ｅを、熱伝導率の高い金属材料（例えばＡｇなど）から形成することにより、熱伝導率が高く、且つ接合性の良好な金属接合層３０を得ることができる。

【0022】

図６（ｄ）には、２層の金属膜から成る金属接合層３０が示されている。この例では、基板１１の下面１１ｂ側の金属膜を第１の金属層３１、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａ側の金属膜を第２の金属層３２と称する。この形態では、第１の金属層３１、第２の金属層３２の両方とも、熱伝導率と接合性がいずれも比較的良好な金属材料（例えばＡｕなど）から形成することにより、熱伝導率と接合性が比較的良好な金属接合層３０を得ることができる。

【0023】

図６（ｅ）には、４層の金属膜３１ａ、３１ｂ、３２ｃ、３２ｄから成る金属接合層３０が示されている。この例では、基板１１の下面１１ｂ側と、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａ側に、厚さの厚い２層の金属膜（第１の金属膜３１ａ、第４の金属膜３２ｄ）が設けられ、それらの間に厚さの薄い２層の金属膜（第２の金属膜３１ｂ、第３の金属膜３２ｃ）が設けられている。この形態では、第１の金属膜３１ａ、第４の金属膜３２ｄを、熱伝導率の高い金属材料（例えばＡｇなど）から形成し、それらの間の第２の金属膜３１ｂ、第３の金属膜３２ｃを、接合性が良好で耐酸化性の高い金属材料（例えばＡｕなど）から形成することにより、熱伝導率が高く、且つ接合性の良好な金属接合層３０を得ることができる。
図６（ｅ）の金属接合層３０は、基板１１の下面１１ｂ側に設けた第１の金属層３１を、２層の金属膜（第１の金属膜３１ａ、第２の金属膜３１ｂ）から形成し、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａ側に設けた第２の金属層３２を、２層の金属膜（第３の金属膜３２ｃ、第４の金属膜３２ｄ）から形成し、その後に第２の金属膜３１ｂと第３の金属膜３２ｃとを接合することより形成することができる。

【0024】

図６（ｆ）には、同じく４層の金属膜３１ｅ、３１ｆ、３２ｇ、３２ｈから成る金属接合層３０が示されている。この例では、基板１１の下面１１ｂ側と、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａ側に、厚さの薄い２層の金属膜３１ｅ、３２ｈが設けられ、それらの間に厚さの厚い２層の金属膜３１ｆ、３１ｇが設けられている。この形態では、２層の金属膜３１ｅ、３２ｈを、基板１１およびヒートスプレッダ２０と接合性の良好な金属材料（例えばＣｒなど）から形成し、それらの間の２層の金属膜３１ｆ、３１ｇを、熱伝導率の高い金属材料（例えばＡｇなど）から形成することにより、熱伝導率が高く、且つ接合性の良好な金属接合層３０を得ることができる。
図６（ｆ）の金属接合層３０は、基板１１の下面１１ｂ側に設けた第１の金属層３１を、２層の金属膜３１ｅ、３１ｆから形成し、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａ側に設けた第２の金属層３２を、２層の金属膜３２ｇ、３２ｈから形成し、その後に金属膜３１ｆ、３２ｇを接合することより形成することができる。

【0025】

なお、図６（ａ）〜図６（ｃ）のような金属接合層３０の形態と、図６（ｄ）〜図６（ｆ）のような金属接合層３０の形態との相違は、主に、製造方法の相違に起因する。詳細は後述するが、図６（ａ）〜図６（ｃ）のような金属接合層３０は、基板１１の下面１１ｂに形成した金属膜と、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａ側に形成した金属膜とを、真空下で接触させて接合することによって形成できる。一方、図６（ｄ）〜図６（ｆ）のような金属接合層３０は、基板１１の下面１１ｂに形成した第１の金属層３１と、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａ側に形成した第２の金属層３２とを、大気中（つまり、酸素含有雰囲気下）で接触させて接合することによって形成できる。

【0026】

なお、「金属接合層３０の熱伝導率」とは、図６（ａ）のように金属接合層３０が単一の金属膜から形成されている場合には、その金属膜を形成する金属材料の熱伝導率のことを意味する。金属接合層３０が、複数の金属膜の積層体から形成される場合には、金属接合層３０の熱伝導率は、金属接合層３０全体の熱伝導率のことを意味する。よって、複数の金属膜のうちの１つが、熱伝導率の低い金属材料から形成されていたとしても、その他の金属膜が熱伝導率の高い金属材料から形成されていれば、金属接合層３０全体としての熱伝導率を高くすることができる。

【0027】

また、本実施の形態では、「金属接合層３０の熱伝導率はヒートスプレッダ２０の熱伝導率よりも高い」と規定されている。この規定は、金属接合層３０が複数の金属膜から形成されている場合には、金属接合層３０全体としての熱伝導率が、ヒートスプレッダ２０の熱伝導率よりも高いことを意図している。つまり、当該規定は、金属接合層３０に含まれる全ての金属材料が、ヒートスプレッダ２０の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有していることを意図するものではない。よって、複数の金属膜のうちの一部が、ヒートスプレッダ２０よりも小さい熱伝導率を有する金属材料から形成されていたとしても、他の金属膜が、ヒートスプレッダ２０よりも大きい熱伝導率を有する金属材料から形成されることにより、金属接合層３０全体としてヒートスプレッダ２０よりも高い熱伝導率を有する場合には、「金属接合層３０の熱伝導率はヒートスプレッダ２０の熱伝導率よりも高い」との規定を満たし、本実施の形態において金属接合層３０として使用するのに何ら問題ない。

【0028】

複数の金属膜から成る金属接合層３０全体の熱伝導率は、金属接合層３０の熱抵抗の測定値から求めることができる。例えば、図３のような半導体装置１において、（１）基板１１の上面１１ａから、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａまでの熱抵抗Ｒ１を測定し、（２）基板１１の熱抵抗Ｒ２（規定値）を用いることにより、金属接合層３０の熱抵抗Ｒｍ＝Ｒ１−Ｒ２を求めることができる。また、本明細書においては、金属接合層３０の厚さｔ_３０（m）を、金属接合層３０の熱抵抗Ｒｍ（k/W）と、金属接合層３０の総面積Ａ（m²）で除すること（計算式：ｔ_３０／（Ｒｍ×Ａ））により金属接合層３０全体の熱伝導率（W・m^-1・K^-1）を求めることができる。

【0029】

また、本明細書においては、複数の金属膜から成る金属多層膜の熱伝導率Ｔの計算式は、以下のように規定する。
熱伝導率Ｔ_αの金属αから成る金属層と、熱伝導率Ｔ_βの金属βから成る金属層とを、膜厚比ａ：ｂで積層した金属多層膜の熱伝導率Ｔは、以下の式（１）で求めることができる。
Ｔ＝Ｔ_α×Ｔ_β×（ａ＋ｂ）/（ａ×Ｔ_β+ｂ×Ｔ_α）・・・（１）

【0030】

なお、上述の式（１）は、以下の手順により求めた。
熱伝導率Ｔ_αの金属αから成る金属層と、熱伝導率Ｔ_βの金属βから成る金属層とを、膜厚比ａ：ｂで積層した金属多層膜の熱伝導率Ｔの計算式を検討する。
金属多層膜全体の熱抵抗Rmは、金属αの熱抵抗R_αと金属βの熱抵抗R_βを用いてRm=R_α+R_βとなる。これは、Rm=t_α/(T_α×A)+t_β/(T_β×A)・・・（１−１）と記載される。
(t_α：金属αの厚み、t_β：金属βの厚み、A：金属多層膜の面積)
また、金属多層膜全体の熱伝導率Tは、T=t₃₀/(Rm×A)・・・（１−２）の関係がある。
よって、上記(1-2)に、(1-1)を代入すると、T=t₃₀/(t_α/T_α+t_β/T_β)となり、まとめると、T=T_α×T_β×t₃₀/(t_α×T_β+t_β×T_α)となる。
ここで、t_αに膜厚a、t_βに膜厚b、t₃₀に膜厚a+bを代入すると、
T=T_α×T_β×(a+b)/(a×T_β+b×T_α)・・・(1)となる。

【0031】

なお、後述するように、金属接合層３０が段差を有する場合（図１０参照）、外延部分３０ｘの厚さｔ_３２を「金属接合層３０の厚さｔ_３０」とし、外延部分３０ｘを含む金属接合層３０の面積を「総面積Ａ」とする。上述の式（１）で算出される熱伝導率は、図１１（ｂ）、（ｃ）における第２の金属層３２の熱伝導率に相当する。

【0032】

式（１）に具体的な数値を代入して、金属接合層３０の熱伝導率を求める。図６（ｂ）のように３層積層されている金属接合層３０の熱伝導率を求める。２つの層（金属膜３０ａ、３０ｃ）はＡｇ（熱伝導率427W・m^-1・K^-1）から形成されており、それらの間の１つの層（金属膜３０ｂ）はＡｕ（熱伝導率315W・m^-1・K^-1）から形成されている。金属膜３０ａ、３０ｃの膜厚を合計した膜厚と、金属膜３０ｂの膜厚との比率は５：１とする（つまり、Ａｇの膜厚がＡｕの５倍厚い）。
金属接合層３０の熱伝導率Ｔの近似値は、
Ｔ＝315×427×6/(1×427+5×315)=403.1W・m^-1・K^-1
となる。つまり、この金属接合層３０は、Ｃｕ（398W・m^-1・K^-1）よりも熱伝導率が高い。よって、ＡｇとＡｕから成る金属接合層３０を、Ｃｕから成る放熱部材と組み合わせて使用することができる。

【0033】

再び図１および図２を参照すると、半導体発光装置１をヒートシンク５０に固定する際には、例えば半導体発光装置１のヒートスプレッダ２０とヒートシンク５０とにねじ穴を設けて、ねじで固定することもできる。この場合には、ヒートスプレッダ２０とヒートシンク５０との間の熱伝導性を高めるために、放熱グリース８０等を介在させるのが好ましい。また、半導体発光装置１をヒートシンク５０に固定する際には、はんだ付けすることもできる。

【0034】

金属接合層３０に使用する金属材料としては、融点３５０℃以上のものが好ましい。半導体発光装置１をヒートシンク５０にはんだ付けする場合、はんだリフロー（２８０〜３４０℃に加熱する）の際に金属接合層３０が溶融するのを回避できるので、発光部品１０とヒートスプレッダ２０との接合不良等の発生を抑制することができる。

【0035】

再び図３を参照すると、本実施の形態に係る半導体発光装置１では、発光部品１０は、発光素子１２と、基板１１の他に、波長変換部材１３と光反射性成形体１５とを含んでいてもよい。波長変換部材１３は、発光素子１２からの光を波長変換するための部材であり、例えば、青色発光を黄色光に変換する蛍光体を含有する板状部材を使用することができる。光反射性成形体１５は、光を反射する材料（例えば、酸化チタン粒子などの光反射物質を含む白色の樹脂材料）から形成されている。光反射性成形体１５で発光素子１２の側面および波長変換部材１３の側面を覆うことにより、横方向（ｘ方向）に進む光を反射して、横方向への光の漏れを抑制することができる。

【0036】

また、図７に示す半導体発光装置３のように、別のタイプの発光部品２１０を使用することもできる。発光部品２１０は、基板１１の上面１１ａに載置された発光素子１２と、発光素子１２の上面および側面を覆う波長変換層２１３と、発光素子１２および波長変換層２１３を覆う樹脂成形体２１４と、を含んでいる。波長変換層２１３は、例えば、青色発光を黄色光に変換する蛍光体等を含有する材料から形成することができる。樹脂成形体２１４の表面は、凸状レンズのように半球状に成形されており、発光素子１２からの光の配向を制御することができる。樹脂成形体２１４は、透光性樹脂材料から形成されている。

【0037】

次に図８〜図１０を参照しながら、本実施の形態に係る半導体発光装置１の製造方法について説明する。

【0038】

＜工程１）発光部品１０の準備＞
配線が設けられた基板１１の上面１１ａに、発光素子１２を載置する（図８（ａ）参照）。なお、発光素子１２は、１つまたは複数（図８（ａ）では３つ）載置することができる。発光部品１０が波長変換部材１３および光反射性成形体１５を含む場合には、それらを順次形成する。まず、発光素子１２の上に、波長変換部材１３を透明な接着材等で固定する（図８（ｂ）参照）。次いで、発光素子１２の側面および波長変換部材１３の側面を、光反射性成形体１５で覆う（図８（ｃ）参照）。

【0039】

＜工程２）第１の金属層３１の形成＞
スパッタリング法により、発光部品１０の基板１１の下面１１ｂに、第１の金属層３１を形成する（図９（ａ）参照）。まず、発光部品１０をスパッタリング装置７０の真空チャンバ７１内に配置する。このとき、基板１１の下面１１ｂがスパッタリングターゲット７２と対向するように、発光部品１０の位置および向きを調節する。図９（ａ）では、スパッタリングターゲット７２が真空チャンバ７１の上側に配置されているので、発光部品１０は、スパッタリングターゲット７２の直下において、基板１１の下面１１ｂが上向きになるように配置される。なお、発光部品１０を所定の位置および方向に保持するための保持部材７３を用いてもよい。

【0040】

＜工程３）第２の金属層３２の形成＞
スパッタリング法により、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａに、第２の金属層３２を形成する（図９（ｂ）参照）。このとき、第２の金属層３２の面積が、少なくとも基板１１の下面１１ｂより大きい面積となるように、第２の金属層３２を形成する。
まず、ヒートスプレッダ２０をスパッタリング装置７０の真空チャンバ７１内に配置する。このとき、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａがスパッタリングターゲット７２と対向するように、ヒートスプレッダ２０の位置および向きを調節する。発光部品１０への成膜と同様に、ヒートスプレッダ２０は、スパッタリングターゲット７２の直下において、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａが上向きになるように配置される。
なお、ヒートスプレッダ２０を所定の位置および方向に保持するための保持部材７４を用いてもよい。この図では、保持部材７４は、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａの一部（例えば縁部２０ｅ）を押さえているため、保持部材７４で押さえられた上面２０ａの縁部２０ｅには、第２の金属層３２が成膜されない。

【0041】

＜工程４）金属層３１、３２の接合工程＞
スパッタリング装置７０の真空チャンバ７１内において、発光部品１０の基板１１の下面１１ｂに形成された第１の金属層３１と、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａに形成された第２の金属層３２とを、常温で接触させる（図１０（ａ）参照）。真空チャンバ７１内で成膜した後、そのまま真空下に置かれていた第１の金属層３１および第２の金属層３２は、表面エネルギーが高く、それらを常温で接触させるだけで原子拡散が生じて、互いを接合させることができる。この接合により、第１の金属層３１と第２の金属層３２との間の境界線がほぼ消失して、例えば図６（ａ）に示すような１層の金属膜から成る金属接合層３０が形成される。
なお、第１の金属層３１と第２の金属層３２とを接触させる際には、発光部品１０の基板１１の下面１１ｂが、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａに形成された第２の金属層３２の所望の位置に配置されるように、発光部品１０とヒートスプレッダ２０とを位置合わせする。

【0042】

第１の金属層３１および第２の金属層３２が、耐酸化性に優れ、且つ拡散係数が大きい金属材料（例えばＡｕやＡｕ合金）から形成されている場合には、それらの金属層３１、３２を大気中（酸素含有雰囲気下）で接合させることもできる。具体的には、第１の金属層３１および第２の金属層３２を真空チャンバ７１内で成膜し、その後に発光部品１０およびヒートスプレッダ２０を真空チャンバ７１から大気中に取り出す。そして大気中において、常温で、発光部品１０の基板１１の下面１１ｂに形成された第１の金属層３１と、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａに形成された第２の金属層３２とを接触させる。これにより、第１の金属層３１と第２の金属層３２とを互いを接合させることができる。但し、大気中に取り出したことにより、第１の金属層３１および第２の金属層３２の表面エネルギーが低下するため、第１の金属層３１と第２の金属層３２との間の境界線は消失しない。そのため、例えば図６（ｄ）に示すように、第１の金属層３１と第２の金属層３２とが識別可能な状態で、金属接合層３０が形成される。

【0043】

各雰囲気下での接合の効果をまとめると、真空下で金属層３１、３２を接合すると、それら金属層３１、３２の間の接合力を高めることができる。
一方、大気中で金属層３１、３２を接合すると、接合の際の発光部品１０とヒートスプレッダ２０との位置合わせの操作がしやすい。よって、ヒートスプレッダ２０に対する発光部品１０の位置精度を高くすることが容易になり、不良品発生率の抑制、歩留まりの向上が期待できる。

【0044】

工程１）〜４）により、発光部品１０とヒートスプレッダ２０とを金属接合層３０で接合した半導体発光装置１を得ることができる（図１０（ｂ）参照）。なお、上述の方法により形成された金属接合層３０は、２つの厚さを有する。一方は、発光部品１０の直下領域における、相対的に厚い部分の膜厚ｔ_３３（第１の金属層３１の膜厚ｔ_３１と第２の金属層３２の膜厚ｔ_３２との合計）である。他方は、外延部分３０ｘにおける、相対的に薄い部分の膜厚ｔ_３２（第２の金属層３２の膜厚ｔ_３２と一致）である。このように厚さの異なる部分を有する金属接合層３０の場合第２の金属層３２の膜厚ｔ_３２を、金属接合層３０の厚さｔ_３０とする。主に放熱性に寄与するのが、金属接合層３０の外延部分３０ｘであることから、外延部分３０ｘの厚さ（つまり、膜厚ｔ_３２）を、金属接合層３０の膜厚ｔ_３０として取り扱うこととした。

【0045】

また、上述した図６（ａ）〜図６（ｆ）に図示する金属接合層３０は、工程２）第１の金属層３１の形成工程、工程３）第２の金属層３２の形成工程、および工程４）金属層３１、３２の接合工程の条件を以下のように変更することによって形成することができる。

【0046】

（図６（ａ）、図６（ｄ）の金属接合層３０について）
まず、発光部品１０の基板１１の下面１１ｂに第１の金属層３１を形成し、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａに第２の金属層３２を、それぞれ形成する（図１１（ａ）参照）。このとき、第１の金属層３１と第２の金属層３２とを、同一の金属材料から形成する。次の金属膜の接合工程において、第１の金属層３１と第２の金属層３２とを真空下で接触させれば、図６（ａ）に示すように、単一の金属膜から成る金属接合層３０が形成される。一方、第１の金属層３１と第２の金属層３２とを大気中で接触させれば、図６（ｄ）に示すように、２層の金属層３１、３２から成る金属接合層３０が形成される。

【0047】

（図６（ｂ）、図６（ｅ）の金属接合層３０について）
まず、発光部品１０の基板１１の下面１１ｂに、第１の金属膜３１ａ、第２の金属膜３１ｂをこの順に積層して、第１の金属層３１を形成する（図１１（ｂ）参照）。ヒートスプレッダ２０の上面２０ａに、第４の金属膜３２ｄ、第３の金属膜３２ｃをこの順に積層して、第２の金属層３２を形成する（図１１（ｂ）参照）。このとき、第２の金属膜３１ｂと第３の金属膜３２ｃとを、同一の金属材料から形成する。次の金属膜の接合工程において、第１の金属層３１と第２の金属層３２とを真空下で接触させれば、第２の金属膜３１ｂと第３の金属膜３２ｃが接合して単一の金属膜３０ｂとなり、図６（ｂ）に示すように、３層の金属膜３０ａ、３０ｂ、３０ｃから成る金属接合層３０が形成される。一方、第１の金属層３１と第２の金属層３２とを大気中で接触させれば、図６（ｅ）に示すように、４層の金属膜３１ａ、３１ｂ、３２ｃ、３３ｄから成る金属接合層３０が形成される。

【0048】

なお、図６（e）のような金属接合層３０の場合、第１の金属膜３１ａ、第４の金属膜３２ｄを、熱伝導率の高い金属材料（Ａｇ）から形成し、第２の金属膜３１ｂ、第３の金属膜３２ｃを、接合性が良好な高い金属材料（Ａｕ）から形成することにより、熱伝導率が高く、且つ接合性の良好な金属接合層３０を得ることができる。なお、外延部分３０ｘでは、第２の金属層３２の第３の金属膜３２ｃが表面に露出する。第３の金属膜３２ｃを形成するＡｕは、第４の金属膜３２ｄを形成するＡｇに比べて反射率が低い。そこで、第３の金属膜３２ｃを極めて薄くする（例えば２０ｎｍ以下）ことにより、光反射における第３の金属膜３２ｃの影響を極めて低くすることができる。これにより、外延部分３０ｘを光反射部材として利用することができる。

【0049】

（図６（ｃ）、図６（ｆ）の金属接合層３０について）
まず、発光部品１０の基板１１の下面１１ｂに、第１の金属膜３１ｅ、第２の金属膜３１ｆをこの順に積層して、第１の金属層３１を形成する（図１１（ｃ）参照）。ヒートスプレッダ２０の上面２０ａに、第４の金属膜３２ｈ、第３の金属膜３２ｇをこの順に積層して、第２の金属層３２を形成する（図１１（ｃ）参照）。このとき、第２の金属膜３１ｆと第３の金属膜３２ｇとを、同一の金属材料から形成する。次の金属膜の接合工程において、第１の金属層３１と第２の金属層３２とを真空下で接触させれば、第２の金属膜３１ｆと第３の金属膜３２ｇが接合して単一の金属膜３０ｅとなり、図６（ｃ）に示すように、３層の金属膜３０ｄ、３０ｅ、３０ｆから成る金属接合層３０が形成される。一方、第１の金属層３１と第２の金属層３２とを大気中で接触させれば、図６（ｆ）に示すように、４層の金属膜３１ｅ、３１ｆ、３２ｇ、３３ｈから成る金属接合層３０が形成される。

【0050】

図１２は、図１１（ｃ）のように第１の金属層３１、第２の金属層３２を積層し、大気中で接合した場合の金属接合層３０（つまり、図６（ｆ）に示す金属接合層３０）の断面ＴＥＭ像である。第１の金属層３１中の第１の金属膜３１ｅと、第２の金属層３２中の第４の金属膜３２ｈは、Ｃｒ膜（膜厚０．５ｎｍ）である。第１の金属層３１中の第２の金属膜３１ｆと、第２の金属層３２中の第３の金属膜３２ｇは、Ａｕ膜（膜厚５ｎｍ）である。第２の金属膜３１ｆと第３の金属膜３２ｇとの間の界面は消失しておらず、２つの層として認識することができる。

【0051】

第１の金属層３１と、第２の金属層３２とを形成する順は変更することができる。例えば、先にヒートスプレッダ２０の上面２０ａに、第２の金属層３２を形成し、後で発光部品１０の基板１１の下面１１ｂに、第１の金属層３１を形成してもよい。
さらに、第１の金属層３１と第２の金属層３２とが同じ金属材料から成る場合には、それらの成膜を同一工程として行ってもよい。つまり、ヒートスプレッダ２０と発光部品１０を真空チャンバ７１内に並べて配置した状態で、スパッタリングターゲット７２をスパッタすることにより、第１の金属層３１の成膜と第２の金属層３２の成膜とを同一工程で行うことができる。第１の金属層３１および第２の金属層３２が複数の金属膜から形成されている場合（例えば、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）など）も、複数の金属膜の層構成、各金属膜の膜厚等が同一であれば、それらの成膜を同一工程の中で同時に行うことができる。

【0052】

図５に示すように、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａ全体に金属接合層３０を形成する場合には、図９（ｂ）に図示した保持部材７４に代えて、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａの縁部２０ｅを押さえない（つまり、ヒートスプレッダ２０の上面２０ａを全く覆わない）形態の保持部材７４を使用することができる。また、ヒートスプレッダ２０が真空チャンバ７１内で安定して配置できる場合には、保持部材７４を使用せずに、ヒートスプレッダ２０に第２の金属層３２を形成してもよい。

【0053】

なお、上述の第１の金属層３１および第２の金属層３２の形成工程では、スパッタリング法により成膜している。しかしながら、スパッタリング法に限らず、既知の成膜方法（例えば、真空蒸着法、イオンプレーティング法など）を用いることもできる。スパッタリング法、真空チャンバを使用するＣＤ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法は、その後の真空下での金属層３１、３２の接合工程を行うことができる点で有利である。

【0054】

以下に、実施の形態１に係る半導体装置の各構成部材に適した材料を説明する。

【0055】

（基板１１）
基板１１は、絶縁性の本体に、金属配線を設けたものが使用される。基板１１に適した材料としては、ガラスエポキシ、樹脂、セラミックなどの絶縁材料が挙げられる。特に、放熱性に優れたセラミック材料が好適である。基板１１に適したセラミック材料としては、例えば、アルミナ、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＬＴＣＣなどが挙げられる。特に、加工性が良く、熱伝導率に優れたＡｌＮが特に好適である。

【0056】

（半導体素子１２）
本実施の形態に係る半導体装置に好適な半導体素子１２としては、発光ダイオード、レーザーダイオード、パワー半導体素子等が挙げられる。これらの半導体素子１２は、使用時に発熱するため、放熱性に優れた本実施の形態に係る半導体装置に使用することにより、半導体素子の誤作動の低減や、長寿命化等の効果を奏し得る。

【0057】

（放熱部材２０）
本明細書において、放熱部材とは、半導体素子が載置される基板よりも高い熱伝導率を有する部材のことを意味する。
放熱部材２０には、ヒートスプレッダ、ヒートシンク等が含まれる。放熱部材２０は、半導体部品１０で発生した熱を外気に放熱するため、熱伝導率の高い材料から形成される。また、放熱効率を高めるために、フィンなどの突起を設けて表面積を増加させる場合もあり、ダイカスト用合金等の鋳造性のよい金属材料も好適である。使用できる具体的な材料としては、ＡＤＣ１２（アルミニウムダイカスト用Al-Si-Cu系合金）、Ａｌ、Ｃｕなどの金属材料が挙げられる。

【0058】

（金属接合層３０）
金属接合層３０は、その全体として、ヒートスプレッダ２０等の放熱部材よりも熱伝導率の高い部材である。よって、金属接合層３０に好適な材料としては、放熱部材に使用される材料よりも熱伝導率の高い金属材料が挙げられる。具体的には、金属接合層３０は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｓｉ、Ｒｈ、Ｒｕおよびそれらの合金からなる群から選択される金属を含むことが好ましく、ＡｕまたはＡｕ合金からなる金属を含むことがより好ましい。本明細書において「金属材料」には、金属、半金属、合金が含まれる。
具体的な金属材料の例としては、放熱部材としてＡＤＣ１２（熱伝導率96.3W/mk）を使用する場合には、ＡＤＣ１２より熱伝導率の高い金属材料、例えばＡｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｓｉ、Ｒｈ、Ｒｕ等が好適である。放熱部材としてＡｌ（熱伝導率237W・m^-1・K^-1）を使用する場合には、Ａｌより熱伝導率の高い金属材料、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ等が好適である。放熱部材としてＣｕ（熱伝導率389W・m^-1・K^-1）を使用する場合には、Ｃｕより熱伝導率の高い金属材料、例えばＡｇ等が好適である。

【0059】

なお、上述したように、金属接合層３０を複数の金属膜から形成する場合いは、そのうちの一部の金属膜については、放熱部材に使用される材料よりも熱伝導率の低い金属材料を使用することもできる。例えば、放熱部材としてＣｕを使用する場合に、Ｃｕより熱伝導率の高いＡｇ膜の表面に、Ｃｕより熱伝導率の低いＡｕ薄膜を積層して成る金属接合層３０とすることもできる。

【0060】

以上、本発明に係るいくつかの実施の形態について例示したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることは言うまでもない。
例えば、実施の形態において、半導体装置として半導体発光装置を例にとって説明しているが、本発明の半導体装置には、半導体メモリ、パワー半導体等の様々な半導体装置が含まれるものと理解されるべきである。
本明細書の開示内容は、以下の態様を含み得る。
（態様１）
半導体素子が上面に載置された基板と、
放熱部材と、
前記基板の下面と前記放熱部材の上面とを接合する金属接合層とを含み、
前記放熱部材の上面の面積は、前記基板の下面の面積よりも大きく、
前記金属接合層は、前記基板の下面全体と接触するとともに、前記基板の下面よりも大きい面積を有し、
前記金属接合層の熱伝導率は前記放熱部材の熱伝導率よりも高いことを特徴とする半導体装置。
（態様２）
前記金属接合層が、前記放熱部材の前記上面の全面を被覆していることを特徴とする態様１に記載の半導体装置。
（態様３）
前記金属接合層の厚さが１ｎｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする態様１または２に記載の半導体装置。
（態様４）
前記金属接合層は、融点３５０℃以上の金属材料から成ることを特徴とする態様１〜３のいずれか１つに記載の半導体装置。
（態様５）
前記金属接合層が、少なくとも、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｓｉ、Ｒｈ、Ｒｕおよびそれらの合金からなる群から選択される金属を含むことを特徴とする態様１〜４のいずれか１つに記載の半導体装置。
（態様６）
前記金属接合層が、ＡｕまたはＡｕ合金から成ることを特徴とする態様１〜５のいずれか１つに記載の半導体装置。
（態様７）
前記金属接合層が、前記基板の下面側に位置する第１の金属層と、前記放熱部材の上面側に位置する第２の金属層とから成ることを特徴とする態様１〜６のいずれか１つに記載の半導体装置。
（態様８）
１）基板の上面に半導体素子を載置する工程と、
２）前記基板の下面に第１の金属層を形成する工程と、
３）放熱部材の上面に、前記基板の下面より大きい面積を有する第２の金属層を形成する工程と、
４）前記第１の金属層と前記第２の金属層とを接触させてそれらを接合する工程と、を含み、
前記第１の金属層と前記第２の金属層とから成る金属接合層が、前記放熱部材の熱伝導率よりも高いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
（態様９）
前記金属接合層は、融点３５０℃以上の金属材料から成ることを特徴とする態様８に記載の製造方法。
（態様１０）
工程２）および工程３）において、前記第１の金属層および前記第２の金属層は、スパッタリング法により成膜されることを特徴とする態様８または９に記載の製造方法。
（態様１１）
前記第１の金属層と前記第２の金属層とが同じ金属材料から成り、
工程２）および工程３）は同一工程として行われることを特徴とする態様８〜１０のいずれか１つに記載の製造方法。
（態様１２）
前記金属接合層が、少なくとも、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｓｉ、Ｒｈ、Ｒｕおよびそれらの合金からなる群から選択される金属を含み、
工程２）、工程３）および工程４）は、真空チャンバ内で行われることを特徴とする態様８〜１１のいずれか１つに記載の製造方法。
（態様１３）
前記第１の金属層の表面および前記第２の金属層の表面が、ＡｕまたはＡｕ合金から成り、
工程４）は大気中で行われることを特徴とする態様８〜１１のいずれか１つに記載の製造方法。

【符号の説明】

【0061】

１、２ 半導体装置（半導体発光装置）
１０ 半導体部品（発光部品）
１１ 基板
１２ 半導体素子（発光素子）
２０ 放熱部材（ヒートスプレッダ）
３０ 金属接合層
３０ｘ 外延部分
５０ 外部放熱部材
７０ スパッタリング装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】