[发明专利]LED用晶片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种保持作为半导体元件的LED的同时起到防止对其蓄热的功能的LED用晶片及其制造方法。 

背景技术

在半导体装置、例如LED（发光二极管）、半导体集成电路等中，因近来的高密度化及高输出化，有散热量增加的倾向，因此在其晶片中要求良好的高散热性能的同时，倾向于要求细密化、纤细化及与之相伴的耐腐蚀性、耐冲击性等。并且，关于高散热性能，也要求为了保持与LED等的接触所需的不变形的稳定性或低热膨胀率。现有技术中，将蓝宝石基板作为该LED用晶片使用，但近来在热传导性、耐冲击性方面实际上已经显得不足。 

当半导体元件是LED时，该LED搭载到蓝宝石基板上，但这样一来，因接触电阻从LED的发光部发出的热容易滞留于蓝宝石基板间，在大多数的半导体元件中，当存在该蓄热时，功能下降，尤其是在LED中，其辉度衰减，或产生蓝宝石基板的破损等弊端，因此对承受它的部分使用热的比较接触电阻少、导热性良好、有强度的金属制的散热基板（晶片）。例如，是铜、钼、钨、钛等称为金属晶片的金属。并且，已知主要将钼（Mo）夹入电镀铜（Cu，Cu）中的材料（称为“DMD”）是良好的。但是，这些金属在耐蚀性、耐化学性、与LED的导热接触性等方面存在问题。 

一般情况下，对晶片所要求的性质或性能等，要求具有良好的导热性。该导热率当然例如在安装到LED时，要求热的接触电阻少，或者无变形、翘曲的稳定性、及较高的机械强度、机械加工性。并且， 也要求适于安装的粘合、钎焊等，或具有良好的耐化学性。这些性质在现有技术中通过多种金属材料（覆盖材料）的层结合可综合发挥地进行开发。作为采用该多层构造的方法，现有技术中使用压着覆盖材料并重合的压延法，或单轴热加工法。但是，尤其在压延法中，难以获得层厚的均一性。 

为解决这一问题，本申请人提出了以下方案（专利文献1）：以芯材为中心将镀层对称地层压在上下两面，使这两面作为较具柔性、可成为反射面的镀Au层，从而成功解决了问题。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本特开2012－109288号公报 

发明内容

根据现有的上述LED用晶片，因两个面是镀Au层，从而具有弹性、反射性，半导体的接合面成为保护面，但在接合半导体时，施加约300℃的温度，因此高热影响到接合面的相反一侧的下表面，与晶片的Ni、Cu等镀金属进行合金化，从而在切割步骤中产生问题。 

并且，进行各种实验的结果是，当该下表面是AuSn等合金镀层时，也因接合时的热使其自身的合金的状态发生变化，这种情况下用户使用时会产生问题。 

本发明鉴于上述情况，其课题在于提供一种LED用晶片及其制造方法，其采用因金属层均匀且浑然一体地形成、层间不产生剥离、且与LED的接触热阻极少，从而可保持稳定的散热性及机械强度的镀金属方法，同时不会因与半导体接合时产生的高热而使相反的下表面产生因高热造成的问题。 

为解决上述课题，第1发明提供一种LED用晶片，其特征在于，以由Mo构成的薄板状的芯材为中心上下对称地在两面形成镀Au层，在芯材和该两个镀Au层之间介入形成对其进行补充和维持的至少由镀Cu层构成的复合衬层，在设置LED的上表面，在上述镀Au层上形成由AuSn合金、Au/Sn层压、In的任意一种形成的连接镀层，下表面是镀Au层。 

并且，第2发明提供一种LED用晶片的制造方法，其特征在于，在由Mo构成的芯材的两面形成Ni或Ni合金的镀Ni层夹持镀Cu层的两面的夹层状的复合衬层，进一步在其上下形成镀Au层，在上下镀Au层上形成由AuSn合金、Au/Sn层压、In的任意一种形成的连接镀层，并且在下表面中通过对该连接镀层进行切削，使镀Au层露出，保存并具有上表面留有AuSn合金、Au/Sn层压、In的镀层的与LED的连接镀层。 

根据上述构成，不仅层间的导热性良好，而且在Mo的芯材的上下具有镀铜层，构成用Cu（导热率420W/（m.k））夹持Mo的所谓“DMD”，上表面是柔软性、反射性、湿润性良好的AuSn合金、Au/Sn层压、In的任意一种镀层，因此即使不另行使用粘合剂也可直接紧密结合LED，导热的接触电阻变得极少。 

当上表面是AuSn合金、Au/Sn层压、In的连接镀层时，无需为了LED的粘合在后续步骤（客户方）通过溅射（干式电镀）附加AuSn等的工序，从这一点而言对客户有益。