CN101212126B - 散热构件和利用其的半导体装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种散热构件和利用该散热构件的半导体装置，散热构件(1)具备由含金属材料构成的基体(7)，同时，对所述基体(7)的其它构件连接面(6)赋予相对焊料的润湿性，并且在所述其它构件连接面(6)和侧面(13)的彼此邻接的区域的至少一方形成焊料块层(14)。在所述元件连接面(5)上通过元件连接层(8)连接了半导体激光器(2)后，在其它构件连接面(6)上通过比元件连接层(8)的融点低的其它构件连接层(9)连接散热器(3)而制造半导体装置(4)时，能够利用所述焊料块层(14)抑制溶融了的焊料流到侧面(13)，因此，可防止流过的焊料导致的半导体激光器(2)的短路、或遮挡从半导体激光器(2)的射出面(12)射出的激光光束。

Description

散热构件和利用其的半导体装置
技术领域
本发明特别涉及散热构件和使用了上述散热构件的半导体装置，其中，散热构件作为激光加工用的高输出的半导体激光器等的寻求高散热性的半导体元件的散热用能够适于使用。
背景技术
为了将以半导体激光器及发光二极管等半导体发光元件为代表的半导体元件工作时产生的热，通过除上述元件以外的，更具体地说通过散热器、管座(stem)等其它构件散热到环境中等，作为介于上述半导体元件和其它构件之间使用的基座、散热器、散热基板等散热构件，目前广泛应用由Si及陶瓷等构成的构件。这是因为Si及陶瓷等构成的构件容易进行切断等加工，而且容易形成对半导体元件进行配线的图案，且能够大幅度抑制制造成本(例如，参照日本国特许公开公报JP06-350202A(1994)、JP2003-46181A等)。
图15是表示现有的半导体装置4的一例的剖面图，其在作为上述现有的散热构件的基座1上连接作为半导体元件的半导体激光器2和作为其它构件的散热器3而构成，用于将上述半导体激光器2工作时产生的热通过基座1传递到散热器3而散热到环境中。参照图15，该例的半导体装置4中，基座1如上上述由Si及陶瓷平板状形成，同时，具有基体7，其图中的上述平板的上表面为用于连接半导体激光器2的元件连接面5、下面为用于连接散热器3的其它构件连接面6。
另外，在上述基体7的元件连接面5的连接半导体激光器2的区域被覆有由焊料构成的元件连接层8，在其它构件连接面6上被覆有比形成上述元件连接层8的焊料融点低的焊料构成的其它构件连接层9。另外，对基体7的元件连接面5赋予相对形成元件连接层8的焊料良好的润湿性，故在被覆上述元件连接层之前，未图示，有时也通过溅射法、真空蒸镀法、湿式镀敷法被覆例如例如Au等金属层。
半导体激光器2通过在图中的上下方向层叠多个半导体层及电极层等形成，同时，在与上述层叠方向交叉的一侧面形成射出面12，该射出面12用于射出由设于层叠方向的中间的活性层10产生的激光11。另外，散热器3为用于将半导体激光器2工作时产生的、通过元件连接层8、基座1、其它构件连接层9传导的热散放到环境中或传到另外其它构件的构件，一般由Cu等形成。
具备上述各部的图例的半导体装置4例如依下述的顺序制造。即，首先，将基座1和半导体激光器2在夹住元件连接层8层叠的状态下加热，使形成上述元件连接层8的焊料溶融，将该基座1和半导体激光器2焊接在半导体激光器2的下面，由此连接上述基座1和半导体激光器2。接着，在夹住其它构件连接层9且层叠的状态下，加热到低于形成元件连接层8的焊料的溶融温度、且高于形成其它构件连接层9的焊料的溶融温度的温度，选择性地使上述其它构件连接层9溶融，在散热器3的上面焊料接合基座1和散热器3，由此，当将基座1和散热器3连接时就制造成半导体装置4。
基座1和半导体激光器2为了防止从射出面12射出的激光11的光束被基座1遮挡，如图所示，一般在将所述射出面12和基座1的基体7的与元件连接面5以及其它构件连接面6交叉的各侧面中的与射出面12相同侧的侧面13调整到同一平面位置的状态下进行连接。但是，在连接基座1和半导体激光器2时，形成元件连接层8的焊料因加热而溶融，有时在从上述射出面12侧溢出来的状态下被固化，此种情况下，有可能会发生从射出面12射出的激光11的光束被溢出来的焊料遮挡、或导致半导体激光器2短路的问题。
于是，不仅在元件连接面5，而且也在侧面13连续形成前面说明的用于赋予相对焊料的良好润湿性的Au等的金属层，由此通过上述金属层的作用，引导在连接也对上述侧面13赋予相对焊料的良好的润湿性的基座1和半导体激光器2时溶融溢出来的焊料，使之流到侧面13侧，防止溢出到射出面12侧，这些在前面说明的JP06-350202A(1994)及、或JP05-243690A(1993)等中有记载。另外，为了得到同样的效果，JP2003-46181A、JP08-330672A(1996)中记载，使形成于侧面13的金属层预先与元件连接层8连接，形成有焊料层。
近年来，尤其是随着半导体激光器等半导体元件的高输出化，需要在上述半导体元件中流过大电流，因此，尝试用含金属的具有导电性的材料形成基座等的散热构件的基体，并将其自身作为元件的电极起作用。例如，在JP2003-152145A中记载有，通过在W构成的多孔质体的细孔内具有溶浸Cu而形成的复合构造的Cu-W复合材料形成基座等的散热构件。
一般在利用由上述Cu-W复合材料等的含有金属的材料(以下，有时称“含金属材料”)形成基体的散热构件构成半导体装置的情况下，其基本的构造也与图15所示的一样。在将作为散热构件的基座1和作为半导体元件的半导体激光器2连接时，用于防止溶融了的焊料溢出到半导体激光器2的射出面12侧的构造，基本上也可以与目前的相同。
但是，由上述含金属材料构成的基体7与自身由现有的Si及金刚石等构成的基体相比较，其相对焊料的润湿性优良，因此存在如下问题：将基座1与散热器3连接时，形成其它构件连接层的焊料，在加热溶融了的状态下，流经基体7的侧面13，到达半导体激光器2的射出面12的附近，从而容易发生上述半导体激光器2短路、或遮挡从上述射出面12射出的激光11的光束的不良现象。
特别是作为形成其它构件连接层9的焊料，不容易产生成为散热障碍的空隙等的焊料润湿不良，能够得到良好的焊料接合，因此在使用使半导体装置4的制造成品率提高的效果优良的低温流动性好的焊料及、膏状、箔状的焊料时，容易产生上述的不良。在使用膏状、箔状的焊料时，之所以产生上述不良，是因为对其量不容易控制，容易发生溶融了焊料量过剩。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种散热构件，该散热构件虽然由含金属材料形成基体，但与其它构件连接时，溶融了的焊料难于流经所述基体的侧面而到达半导体元件的附近。由此，是因为作为所述焊料，即使在使用例如低温流动性好的焊料及膏状、箔状的焊料等的情况下，也比以前更能够抑制所述流动而造成的半导体元件的短路及在半导体元件为半导体激光器等的情况下遮挡从其射出面射出的激光等的光束的不良现象的发生，同时，能够得到不容易产生成为散热障碍的空隙等的焊料润湿不良的、良好的焊料接合。另外，本发明的目的还在于提供一种半导体装置，其利用了上述散热构件。
本发明的散热构件，其特征在于，具备基体，该基体至少由含有金属的材料平板状地形成，同时，所述平板的单面形成用于和半导体元件连接的元件连接面，其相反面形成用于和其它构件连接的其它构件连接面，
对所述基体的其它构件连接面赋予相对焊料的润湿性，同时，
对所述基体的与元件连接面以及其它构件连接面交叉的侧面的至少一部分的区域、以及其它构件连接面的与侧面邻接的区域的其中至少一方，实施用于阻止所述焊料流动的焊料块处理。
根据本发明，通过对含金属材料构成的基体的其它构件连接面赋予相对焊料的良好的润湿性、和对所述基体的侧面的至少一部分的区域、以及其它构件连接面的与侧面的邻接的区域的其中至少一方实施用于阻止所述焊料流动的焊料块处理的这样的双重效果，作为基体，虽然使用含金属材料构成的构件，但是，在与其它构件连接时，能够使溶融了的焊料难于流经所述基体的侧面而到达半导体元件的附近。
因此，根据本发明，例如，能够提供一种散热构件，其作为形成其它构件连接层的焊料，即使在使用低温流动性好的焊料及膏状、箔状的焊料等的情况下，也比以前更能够抑制因所述焊料的流动造成的半导体元件的短路及在半导体元件为半导体激光器等时遮挡从其射出面射出的激光等的光束的不良现象的发生，同时，能够得到不容易产生成为散热障碍的空隙等的焊料润湿不良少的、良好的焊料接合。另外，为了对所述基体的侧面的至少一部分的区域、以及其它构件连接面的与侧面邻接的区域的其中至少一方实施焊料块处理，优选通过相对焊料的润湿性以及焊料流动性低的材料构成的焊料块层被覆所述任一的区域。
作为上述材料，可以举出选自Pt、Mo、Pd、Cr以及Al中的至少一种金属、或含有这些金属的至少一种的化合物。另外，为了在基体的元件连接面的至少一部分实现与半导体元件的良好连接，优选被覆焊料构成的元件连接层。为了防止所述焊料溢出到从作为半导体元件的半导体激光器等的射出面，优选在基体的侧面的至少与元件连接面邻接的区域也被覆所述元件连接层，并能够将溶融了的焊料向侧面侧引导。
基体的侧面优选表示表面粗度的粗度曲线的算术平均粗度Ra为0.1～1.6μm。算术平均粗度Ra低于上述范围时，虽然用焊料块层被覆侧面的至少一部分的区域、以及其它构件连接面的与侧面邻接的区域的其中至少一方，但是，有可能在与其它构件连接时，溶融了的焊料流经侧面而到达半导体元件的附近。这是由于侧面的平滑性高，故阻止溶融了的焊料的流动的凹凸小且少的缘故。因此，有可能不能够充分抑制流动的焊料造成半导体元件短路、或在半导体元件为半导体激光器等时遮挡从其射出面射出的激光等的光束的不良现象发生。
另外，在算术平均粗度Ra低于上述范围时，需要对其长时间进行切断以及研磨加工，故造成基体的进而散热构件及半导体装置的生产性的下降，也是制造成本上升的主要原因。另一方面，在算术平均粗度Ra超过上述范围的情况下，存在在半导体元件连接时溶融了的焊料难于传过侧面流落的倾向。这与前面的情况相反，是由于阻止溶融了的焊料的流落的凹凸大且多的缘故。因此，即使在上述侧面被覆元件连接层，也有可能发生在不将溶融溢出的焊料向侧面侧引导，而溢出到半导体元件的侧面，从而造成所述半导体元件短路、或半导体元件为半导体激光器等时遮挡从其射出面射出的激光等的光束的不良现象。
由具有导电性的含金属材料形成基体，当考虑进一步提高即使将自身作为元件的电极也能起作用的效果时，优选由上述含金属材料构成的基体的电阻率为1.6×10-8～1.0Ωm×10-3Ωm。电阻率超过上述范围时，不仅不能充分得到将自身作为元件的电极起作用的效果，反而有可能在作为电极起作用时，其基体自身也发热。另外，电阻率不到上述范围的材料(含复合材料)需对其进行特别的限定，价格高而且不容易制造，故成为导致基体的进而散热构件及半导体装置的生产性下降、制造成本上升的主要原因。
虽然对上述基体的电阻率以外的特性没有特别的限定，但是，尤其是作为寻求激光器加工用的高输出的半导体激光器等的高散热性的半导体元件的散热用而使用的基体，当考虑将上述半导体元件工作时产生的热尽可能地向管座散热时，优选基体的热传导率为150～650W/m.K。另外，当考虑防止半导体元件工作时产生的热而大膨胀、或因其后的冷却而大收缩、或在半导体元件上产生过剩的应力而导致其特性的恶化、或半导体元件被破坏、或半导体元件及其它构件的连接被破坏时，优选上述基体的热膨胀系数为2.0×10-6～10×10-6/K。
另外，作为满足上述各特性的含金属材料构成的基体，优选通过选自W、Mo、SiC以及金刚石中的至少一种和选自Cu、Al以及Ag中的至少一种构成。作为本发明的散热构件的具体的构成之一例，可以举出上述复合材料等的由含金属材料构成的基体的元件连接面、其它构件连接面、以及侧面由紧密层被覆，紧密层由Ni或含Ni的化合物构成，使基体的各面和前面说明的焊料块层、元件连接层、其它构件连接层及、后述的防扩散层、焊料润湿层或用于以基体自身为元件的电极而起作用的电极层等的各层的密封性提高的功能优良，且相对焊料的润湿性也优良，同时，在其它构件连接面使上述紧密层露出，由此对上述其它构件连接面赋予相对焊料的润湿性的构件。
另外，作为本发明的散热构件的具体构成的其它例，可以举出如下的构件，即，上述基体的元件连接面、其它构件连接面、以及侧面由紧密层和防扩散层按顺序被覆，其中所述紧密层由选自Ni、Ti、Cr以及Cu中的至少一种的金属或含有这些金属的至少一种的化合物构成，使基体的各面和前面说明的焊料块层、元件连接层、其它构件连接层及、后述的防扩散层、焊料润湿层或用于以基体自身为元件的电极而起作用的电极层等的各层的密封性提高的功能优良；所述防扩散层由选自Pt、Mo、以及Pd中的至少一种的金属或含有这些金属的至少一种的化合物构成，具有防止因向形成上述紧密层的金属的用于连接半导体元件的焊料及、用于与其它构件连接的焊料扩散而引起的上述焊料的组成发生变化的功能，同时，由相对焊料的润湿性低的材料组成，需要说明的是，而且在侧面的至少与其它构件连接面邻接的区域、以及其它构件连接面的与侧面邻接的区域的其中至少一方，所述防扩散层作为焊料块层露出，由此对所述区域实施焊料块处理。
上述例的散热构件，为了对其它构件连接面赋予相对焊料的润湿性，优选通过选自Au、Ni、以及Ag中的至少一种的金属、或含有这些金属的至少一种的化合物构成的焊料润湿层被覆需要在上述其它构件连接面中露出防扩散层的区域以外的区域。
本发明提供半导体装置，其特征在于，在上述本发明的散热构件的基体的元件连接面，通过由焊料构成的元件连接层连接有半导体元件，同时，在其它构件连接面，通过由比形成所述元件连接层的焊料的融点低的焊料构成的其它构件连接层连接有其它构件。根据本发明，能够提供一种半导体装置，其通过前面说明的散热构件的作用，在半导体元件短路、半导体元件为半导体激光器等的情况下，不容易发生遮挡从其射出面射出的激光等的光束的不良现象，且可靠性高。
作为用于与半导体元件连接的焊料，优选使用Au-Sn系、或Au-Ge系的焊料，作为比上述焊料的融点低的、用于与其它构件连接的焊料，根据焊料块处理的效果，上述焊料优选使用难于流经基体的侧面，故低温流动性好，不容易产生成为散热障碍的空隙等的焊料润湿不良的Sn-Ag系、Sn-Cu系、Sn-In系、Sn-Ge系、Sn-Bi系、Sn-Sb系、Sn-Zn系、Sn-Ag-Cu系、Sn-Ag-Bi系或Sn-Zn-Bi系的焊料。
根据本发明，尤其是在半导体元件为寻求激光加工用的高输出的半导体激光器及高辉度的发光二极管等的高的散热性的半导体发光元件的情况下，能够得到更好的效果。作为其它构件，可以举出散热器、封装、电路基板、管座等。
附图说明
图1是表示作为本发明的散热构件之一例的基座和连接所述基座的半导体元件的半导体激光器的外观的立体图；
图2是表示上述例的基座的图1的II-II线的剖面图；
图3是表示基座的变形例的剖面图；
图4是表示基座的其它变形例的剖面图；
图5是表示基座的另外其它变形例的剖面图；
图6是表示用于形成图2～图5的基座的基体的变形例的剖面图；
图7是表示基座的另外其它变形例的剖面图；
图8是表示基座的另外其它变形例的剖面图；
图9是表示基座的另外其它变形例的剖面图；
图10是表示基座的另外其它变形例的剖面图；
图11是表示基座的另外其它变形例的剖面图；
图12是表示基座的另外其它变形例的剖面图；
图13是表示基座的另外其它变形例的剖面图；
图14是表示利用图11的基座形成的本发明的半导体装置的一例的剖面图；
图15是表示利用目前的基座形成的目前的半导体装置的一例的剖面图。
具体实施方式
图1是表示作为本发明的散热构件之一例的基座1和作为连接上述基座1的半导体元件的半导体激光器2的外观的立体图，图2是上述基座1的图1的II-II线剖面图。参照两图，该例的基座1平板状地形成，同时，其具有基体7，该基体7在上述平板的两图中，其上面形成用于连接半导体激光器2的元件连接面5、其下面形成用于连接作为其它构件的散热装置3(参照图14)的其它构件连接面6。基体7的平面形状为矩形状。参照图1，半导体激光器2在图中的上下方向层叠多个半导体层及电极层等形成，同时，与上述层叠方向交叉的一侧面形成用于射出通过设于层叠方向中间的活性层产生的激光的射出面12。
上述基座1和半导体激光器2为了防止从射出面12射出的激光光束被基座1遮挡，如图中的点划线的箭头所示，在将上述射出面12和与基座1的基体7的元件连接面5以及其它构件连接面6交叉的各侧面中与射出面12相同一侧的侧面13调整到同一平面的位置的状态下连接。为了使基体7即使以其自身做成元件的电极也能发挥作用，其通过含金属材料形成。作为上述含金属材料，可以举出Cu、Ag、W、Mo、Al等的金属单体、上述金属的二种以上的合金或复合材料、上述金属一种或二种以上和、Si、SiC、金刚石等的复合材料等。
作为上述复合材料的具体例子，可以举出：
(1)在由W或Mo构成的多孔质体的细孔内，具有使Cu溶浸而形成的复合构造的Cu-W复合材料、Cu-Mo复合材料；
(2)具有将多数微小的金刚石粒子通过作为结合材料的Cu结合的复合构造的Cu-金刚石复合材料；
(3)在Al中具有SiC粒子状分散存在的复合构造的Al-SiC的复合材料；
(4)在Al中具有Si粒子状分散存在的复合构造的Al-Si合金等。
另外，具有层叠上述任一种金属及合金、复合材料等构成的二种以上的层的层叠构造的金属包层材料也能够作为形成基体7的含金属材料而很好地使用。作为上述金属包层材料的具体例子，可以举出：
(5)具有在上述(1)的Mo构成的多孔质体的细孔内，使Cu溶浸而形成的复合构造的Cu-Mo复合材料层的两面，层叠有Cu层的Cu/Cu-Mo/Cu金属包层材料；
(6)将Cu层和Mo层和Cu层依次层叠的Cu/Mo/Cu金属包层材料；
(7)在具有将上述(2)的多数的微小金刚石粒子通过作为结合材料的Cu结合的复合构造的Cu-金刚石复合材料层的两面，层叠有Cu层的Cu/Cu-金刚石/Cu金属包层材料；
(8)在上述(3)的Al中具有SiC粒子状分散存在的复合构造的Al-SiC的复合材料层的两面，层叠Al层的Al/Al-SiC/Al金属包层材料等。
当考虑上述复合材料及金属包层材料等的由含金属材料形成的基体7进一步提高即使将自身作为元件的电极也能发挥作用的效果时，优选电阻率为1.6×10-8～1.0Ωm×10-3Ωm，特别优选1.6×10-8～4.0Ωm×10-4Ωm。电阻率超过上述范围时，不仅不能充分得到其自身作为元件的电极发挥作用的效果，而且在作为电极发挥作用时，有可能发热。另外，电阻率低于上述范围的材料，需进行特别的限定，价格高，而且不容易制造，故此成为造成基体的进而基座1及利用上述基座1形成的半导体装置4(参照图14)的生产性下降、制造成本上升的主要原因。
另外，当考虑上述基体7尤其在作为激光加工用的高输出的半导体激光器2的散热用而使用的情况下，将其工作时产生的热尽可能地稳定地散热时，优选热传导率为150～650W/m.K，特别优选300～650W/m.K。热传导率低于上述范围的基体，有可能不能将半导体激光器2产生的热高效地传到吸热装置3，故有可能造成半导体激光器2的工作效率下降、或缩短寿命，或在寿命前造成半导体激光器2被破坏。另外，热传导率超过上述范围的基体，作为含有金属的含金属材料制作困难。
另外，当考虑防止基体7因上述工作时产生的热而大幅度膨胀、或因其后的冷却而大幅度收缩、或半导体激光器2产生过剩的应力而造成其特性恶化或破坏、或连接中断时，优选热膨胀系数为2.0×10-6～10×10-6/K，尤其是作为半导体激光器2使用由GaAs系及GaN系的半导体材料构成的情况下，优选与上述半导体材料的热膨胀系数相近的4.0×10-6～8.0×10-6/K。
为了将上述各特性调整到适宜的范围内，只要调整形成基体7的含金属材料的组成、或调整复合材料的复合构造、或调整金属包层材料的复合构造以及各层的厚度即可。通过这些调整，作为能够形成各特性均满足上述范围的基体7的适宜的含金属材料，可以举出选自前面说明的各种材料当中由W、Mo、SiC以及金刚石中的至少一种和选自Cu、Al以及Ag中的至少一种构成的材料。尤其是，从热传导率的观点来看，优选上述(2)的Cu-金刚石复合材料。另一方面，从电阻率的观点以及制造成本的观点来看，优选(1)的Cu-W复合材料及Cu-Mo复合材料、(5)的Cu/Cu-Mo/Cu金属包层材料。
参照图2，图1例的基座1对通过上述复合材料等的含金属材料形成的基体7的其它构件连接面6赋予相对焊料润湿性，同时，在与上述基体7的半导体激光器2连接时，成为其射出面12侧的侧面13上的与上述其它构件连接面6邻接的图中的下侧区域，被由相对上述焊料的润湿性以及焊料的流动性低的材料构成、具有阻止其流动的功能焊料块层14被覆，并对其进行焊料块处理。
与形成上述焊料块层14同样对侧面13进行焊料块处理时，通过对基体7的其它构件连接面6赋予相对焊料的润湿性的双重效果，在与散热装置3连接时，溶融了的焊料、从其它构件连接面6溢出到侧面13的溢出来的焊料，不容易流经侧面13而到达半导体激光器2的射出面12的附近，所以，例如作为焊料，即使在使用低温流动性好的焊料及膏状、箔状的焊料等的情况下，也比以前更能够抑制因流动的焊料造成半导体激光器2短路、或遮挡从上述半导体激光器2的射出面12射出的激光的光束的不良现象的发生，同时，能够得到成为散热障碍的空隙等的焊料润湿不良少的良好的焊料结合。
作为形成焊料块层14的、相对焊料的润湿性以及焊料的流动性低的材料，可以举出选自Pt、Mo、Pd、Cr以及Al中的至少一种的金属、或含有这些金属的至少一种的化合物。特别优选单独使用Pt、Mo、Pd等形成焊料块层14的材料。由上述任一个单独的金属构成的焊料块层14，其优点是使焊料结块的功能优良，而且容易通过真空蒸镀法等形成。另外，也容易兼用作为防扩散层。
焊料块层14的厚度优选0.01～1μm。厚度未达到上述范围时，有可能不能充分得到阻止因上述焊料块层14而引起的焊料的流动的效果。另外，厚度超过上述范围不仅得不到以上效果，还会成为使基座1的进而半导体装置4的制造成本上升的主要原因。在焊料块层14的基体7的厚度方向的形成宽度W1优选0.025mm以上。形成宽度W1未达到上述范围时，可能不能充分得到阻止作为焊料块层的焊料的流动的效果。
形成宽度W1的上限也可以达到基体7的厚度，即在基体7的侧面13的整面形成焊料块层14。但是，优选在上述侧面13的与元件连接面5相接的上侧的区域，如图所示，设置基体7的厚度方向的宽度超过0.075mm的、未形成焊料块层14的区域。由此，帮助在半导体激光器2连接时溶融的焊料在侧面传递流落，能够防止上述焊料溢出到半导体激光器2的射出面12。焊料块层14例如能够通过真空蒸镀法、溅射法、离子镀敷法、湿式镀敷法等的各种成膜方法形成。
为了对基体7的其它构件连接面6赋予相对焊料的润湿性，没有图示，但只要通过由上述焊料的润湿性好的材料构成的层被覆上述其它构件连接面6即可。作为形成上述层的、焊料的润湿性好的材料，可以举出选自Au、Ni以及Ag中的至少一种的金属、或含有这些金属的至少一种的化合物。基体7的侧面13，理想的是，加工其整面，以使在JIS B0601：2001“制品的几何特性状态(GPS)-表面性状：轮廓曲线方式-用语，定义以及表面性状参数”(与ISO 4287：1997一致)中规定的表示表面粗度的粗度曲线的算术平均粗度Ra达到0.1～1.6μm，尤特别达到0.1～0.9μm。
在算术平均粗度Ra未达到上述范围时，虽然由焊料块层14被覆侧面13的上述区域等并对其进行焊料块处理，但在与散热装置3连接时，溶融了的焊料有可能流经侧面13到达半导体激光器2的射出面12的附近。这主要考虑是因侧面13的平滑性高，所以阻止溶融了的焊料的流动的凹凸小且少的缘故。为此，有可能不能够充分抑制流动的焊料造成半导体激光器2的短路、或遮挡从其射出面12射出的激光光束的不良现象的发生。
另外，为了加工侧面13以使算术平均粗度Ra低于上述范围，需要长时间进行切削以及研磨加工，因此也成为基体7的进而基座1及半导体装置4的生产性下降、制造成本上升的主要原因。另一方面，在算术平均粗度Ra超过上述范围的情况下，存在半导体激光器2连接时溶融了的焊料难于经过侧面流下的倾向。这个与前面的情况相反，考虑主要为阻止溶融了的焊料的流落的凹凸大、且多的的缘故。因此，有可能容易发生溶融溢出来的焊料不向侧面13引导，而溢出到半导体激光器2的射出面12侧，从而发生遮挡从射出面12射出的激光等的光束等的不良现象。
对基体7的其它的构成没有特别的限定，但元件连接面5以及其它构件连接面6的算术平均粗度Ra优选1.6μm以下，特别优选0.01～0.9μm。在算术平均粗度Ra超过上述范围时，上述两面5、6的凹凸增大，在连接半导体激光器2及散热装置3时，在其连接的界面，上述凹凸容易作为妨碍热传导的空隙残留。因此，可能不能够将半导体激光器2产生的热高效地由散热器3散热，从而造成半导体激光器2的工作效率下降、或寿命缩短、或在寿命之前半导体激光器2被破坏。
另一方面，为了加工元件连接面5及其它构件连接面6以使其算术平均粗度Ra低于上述范围，需要长时间进行研磨加工，因此，也成为基体7的进而基座1及半导体装置4的生产性下降、制造成本上升的主要原因。基体7的厚度优选0.15～10mm。在厚度低于上述范围时，即使与用焊料块层14被覆其侧面13一样进行了焊料块处理，也有可能在与散热器3连接时，溶融了的焊料流经侧面13而达到半导体激光器2的射出面12的附近。这主要是由侧面13隔开的元件连接面5和其它构件连接面6的距离较近的缘故。
因此，有可能不能够充分抑制流动的焊料造成半导体激光器2的短路、或遮挡由其射出面12射出的激光的光束的不良现象的发生。另一方面，即使厚度超过上述范围，也难于得到防止其以上的焊料的流动的效果及增加散热量的效果，同时，由于材料费高，也成为基体7的进而基座1及半导体装置4的制造成本上升的主要原因。
为了将基体7加工成规定的形状和规定的表面粗度，可以采用各种加工方法。例如，前面说明的(1)的Cu-W复合材料及Cu-Mo复合材料，(2)的Cu-金刚石复合材料、(5)的Cu/Cu-Mo/Cu金属包层材料等的情况，能够通过金属丝放电加工将平板状形成的基体的前躯体切成规定的平面形状，或在其侧面加工成规定的表面粗度。尤其是，将金属丝放电加工分成切断工程、切断面的粗加工工程以及切断面的最终加工工程，在各自的工程中，当一边改变放电条件一边进行加工时，能够很容易将侧面加工成规定的表面粗度。
对基体7的规定的面实施了上述各种处理的作为本发明的散热构件的基座1，其元件连接面5侧的平面的对角线方向的挠曲量，优选每1mm上述对角线方向的长度为1μm以下，特别优选0.5μm以下。在挠曲量超过上述范围的情况下，不能够使基座1和半导体激光器2及散热器3无空隙地密封，在其连接界面容易产生间隙。因此，不能够高效地将半导体激光器2产生的热通过散热器3散热，从而有可能造成半导体激光器2的工作效率下降、或寿命缩短、或在寿命前半导体激光器2被破坏。另外，挠曲量的最小值优选每1mm为0μm，最好没有挠曲量。
图3是表示基座1的变形例的剖面图。参照图3，该例的基座1，其焊料块层14形成于侧面13的厚度方向的中间的区域，这一点与前面的图2的例子不一样。但是，基体7自身的构成与前面的图2的例子相同。与在其它构件连接面6的没有形成焊料块层14的区域被与焊料的润湿性好的层被覆一样，同样也优选赋予润湿性及将侧面13加工成规定的表面粗度。焊料块层14的厚度也优选相同的大小。焊料块层14的在基体7的厚度方向的形成宽度W1优选为0.025mm以上。形成宽度W1低于上述范围时，有可能不能够充分得到阻止作为焊料块层14的焊料的流动的效果。
该例子中，也通过对基体7的其它构件连接面6赋予相对用于与散热器3连接的焊料的润湿性和形成焊料块层14的这些双重效果，在与散热器3连接时溶融了的焊料从其它构件连接面6溢出到侧面13，溢出来的焊料难于流经侧面13到达半导体激光器2的射出面12的附近，因此，例如，作为上述焊料，即使在使用低温流动性好的焊料及膏状、箔状的焊料等的情况下，也比以前更能够抑制因流动的焊料而造成半导体激光器2的短路、或遮挡从上述半导体激光器2的射出面12射出的激光光束的不良现象的发生，同时，能够得到成为散热障碍的空隙等的焊料润湿不良少的良好的焊料结合。
图4是表示基座1的其它变形例的剖面图。参照图4，该例的基座1，其焊料块层14不在侧面13而是在其它构件连接面6的与侧面13邻接的区域形成，这一点与前面的图2、3的例子不一样。但是，基体7自身的构成与前面的图2、3的例子相同。与在其它构件连接面6的没有形成焊料块层14的区域被覆与焊料的润湿性良好的层一样，同样也优选赋予润湿性及将侧面13加工成规定的表面粗度。
焊料块层14的厚度也优选相同的大小。另外，焊料块层14的在基体7的厚度方向的形成宽度W2优选为0.025～0.5mm。形成宽度W2低于上述范围时，有可能不能够充分得到阻止作为焊料块层的焊料的流动的效果。另外，形成宽度W2超过上述范围时也有可能得不到以上的效果。
该例子中，也通过对基体7的其它构件连接面6赋予相对用于与散热器3连接的焊料的润湿性和形成焊料块层14的这些双重效果，在与散热器3的连接时溶融了的焊料从其它构件连接面6溢出到侧面13，溢出来的焊料难于流经侧面13达到半导体激光器2的射出面12的附近，因此，例如作为上述焊料，即使在使用低温流动性好的焊料及膏状、箔状的焊料等的情况下，也比以前更能够抑制因流动的焊料而造成的半导体激光器2短路、或遮挡从上述半导体激光器2的射出面12射出的激光光束的不良现象的发生，同时，能够得到成为散热障碍的空隙等的焊料润湿不良少的良好的焊料结合。
图5是表示基座1的另外其它变形例的剖面图。参照图5，该例的基座1，其焊料块层14在侧面13的与其它构件连接面6邻接的图中下半部的区域、其它构件连接面6的与侧面13邻接的区域，彼此连接形成，这一点与前面的图2～4的例子不一样。在该例中，基体7自身的构成也与前面的图2的例子相同。在其它构件连接面6的没有形成焊料块层14的区域，虽然没有图示，但和被覆与焊料的润湿性良好的层一样，同样也优选赋予润湿性及将侧面13加工成规定的表面粗度。
焊料块层14的厚度也优选相同的大小。另外，焊料块层14的在基体7的宽度方向以及厚度方向的形成宽度W3与上述一样优选0.025～0.5mm。形成宽度W3低于上述范围时，有可能不能够充分得到阻止作为焊料块层的焊料的流动的效果。另外，形成宽度W3超过上述范围时，也有可能得不到以上的效果。基体7的侧面13的焊料块层14也可以在其整面形成。但是，由于与图2例的情况相同的原因，在侧面13的与元件连接面5连接的上侧的区域，优选设置基体7的厚度方向的宽度为0.075mm以上的、不形成焊料块层14的区域。
该例中，也通过对基体7的其它构件连接面6赋予相对用于与散热器3的连接的焊料的润湿性、和形成焊料块层14的双重效果，在与散热器3的连接时溶融了的焊料从其它构件连接面6溢出到侧面13，溢出来的焊料难于流经侧面13达到半导体激光器2的射出面12的附近，因此，例如作为上述焊料，即使在使用低温流动性优良的焊料及膏状、箔状的焊料等的情况下，也比以前更能够抑制因流动的焊料而造成的半导体激光器2短路、或遮挡从上述半导体激光器2的射出面12射出的激光光束的不良现象的发生，同时，能够得到成为散热障碍的空隙等的焊料润湿不良少的、良好的焊料结合。
图6是表示用于形成上述图2～图5的基座1的基体7的变形例的剖面图。参照图6，该例的基体7在侧面13和其它构件连接面6的棱线上设有C面15，这一点与前面的各例的基体7不同。在上述位置设有C面15的情况下，在基座1和散热器3的连接时，上述C面15的部分作为从基体7的侧面13凹入的焊料槽，具有用于收容溶融了的焊料的功能。
因此，能够进一步可靠地防止流动的焊料造成半导体激光器2的短路、或遮挡从其射出面12射出的激光光束的不良现象的发生。上述C面15的大小优选0.05～0.3mm。焊料块层14只要在侧面13的至少与C面15邻接的图中的下侧区域、C面15、以及其它构件连接面6的与C面15邻接的区域的其中至少一个部位形成即可。
图7～图9分别表示基座1的另外其它变形例的剖面图。参照图7，该例的基座1，其基体7的元件连接面5上的连接半导体激光器2的区域，通过由用于与上述半导体激光器2的连接的焊料构成的元件连接层16被覆，这一点与前面的图2的例子不同。作为形成元件连接层16的焊料，可以使用由选自In、Sn、Ag、Au、Ge、Si、Cu以及Al中的至少一种金属，或包含这些金属的至少一种的化合物构成的、融点比用于连接散热器3的焊料高的各种焊料。
特别是，适宜使用融点270℃以上的Au-Sn系、或Au-Ge系的焊料。由于上述焊料其融点高，比较难于流动，因此，不容易通过例如加热溶融箔状的锡片(solder preform)而使之均匀膜化，但是，如果通过真空蒸镀法预先将上述焊料作为元件连接层16被覆在元件连接面5上，就能够利用最小限需要量的焊料实现与半导体激光器2的良好连接。元件连接层16的厚度优选1～15μm，特别优选3～7μm。
厚度低于上述范围时，由于焊料的量不足，就容易在基座1和半导体激光器2的连接面产生成为热传导障碍的空隙。另外，厚度超过上述范围时，焊料作为热电阻起作用，容易成为热传导的障碍。因此，不论在什么情况下，都不能够将半导体激光器2产生的热高效地由散热器3散热，有可能造成半导体激光器2的工作效率下降、或寿命缩短、或在寿命前半导体激光器2被破坏。
元件连接层16例如可以通过真空蒸镀法、溅射法、离子镀敷法、湿式镀敷法等各种成膜方法形成。另外，将箔状的锡片在与基体7的规定位置重合的状态下加热溶融，也能够形成元件连接层16。尤其是，为了形成厚度以及组成均匀的元件连接层16，优选真空蒸镀法、溅射法、离子镀敷法。元件连接层16也可以做成由组成不同的焊料构成的二层以上的层叠构造。
上述元件连接层16如图8所示，也可以在基体7的元件连接面5上的连接半导体激光器2的区域和侧面13的与元件连接面5邻接的形成焊料块层14的区域的上侧的区域连续形成。由此，通过元件连接层16的作用，引导在半导体激光器2向元件连接面5连接时溶融溢出来的焊料流向侧面13，从而能够防止溢出到上述半导体激光器2的射出面12侧。
另外，如图9所示，元件连接层16不仅能够在靠基体7的元件连接面5的整面和侧面13上的与元件连接面5邻接的形成焊料块层14的区域上侧的区域，而且也能够在其它侧面17的与元件连接面5邻接的上侧的区域等连续形成。由此，通过元件连接层16的作用，引导半导体激光器2向元件连接面5连接时溶融溢出来的焊料向侧面13、17流动，从而能够防止溢出到上述半导体激光器2的射出面12侧。另外，图中的例子，不仅在侧面13，而且也在侧面17的与其它构件连接面6邻接的下侧的区域形成焊料块层14，但是，上述焊料块层14与前面的二个例子一样，既可以只在侧面13形成，也可以在整个侧面形成。
图10是表示基座1的另外其它变形例的剖面图。参照图10，该例的基座1，其基体7的整个表面，即元件连接面5、其它构件连接面6、侧面13、以及侧面17等，通过由使基体7的各面与形成于其上的各种层的密封性提高的功能优良且相对焊料的润湿性也优良的材料构成的紧密层18被覆，同时，在其它构件连接面6，使上述紧密层18露出，由此对上述其它构件连接面6赋予相对焊料的润湿性。作为形成上述紧密层18的具有上述功能的材料，可以举出Ni或含有Ni的化合物。
紧密层18的厚度优选0.01～5μm。厚度低于上述范围时，有可能不能够充分得到提高利用上述紧密层18而使焊料的密封性提高的效果。另外，厚度超过上述范围的情况下，紧密层18作为热电阻起作用，容易成为热传导的障碍。因此，不能够将半导体激光器2产生的热高效率地由散热器3散热，有可能造成半导体激光器2的工作效率下降、或寿命缩短、或在寿命前半导体激光器2被破坏。另外，也有可能产生紧密层容易剥离的问题。紧密层18可以通过真空蒸镀法、溅射法、离子镀敷法、湿式镀敷法等的各种成膜方法形成。
基体7的上述其它构件连接面6以外的表面，即元件连接面5、侧面13、以及侧面17等的紧密层18，具有防止形成被覆其上的上述紧密层18的金属的、因向焊料的扩散而引起的上述焊料的组成发生变化的功能，同时，通过相对焊料的润湿性低的材料构成的防扩散层19被覆而被隐蔽。作为形成上述防扩散层的、具有上述功能的材料，可以举出选自Pt、Mo、以及Pd中的至少一种金属、或含有这些金属的至少一种的化合物。而且，图例中，在基体7的侧面13、17等中，使上述防扩散层19作为焊料块层露出，对上述两侧面13、17等进行焊料块处理。另外，在元件连接面5的防扩散层19的上面，被覆有由用于与半导体激光器2连接的焊料构成的元件连接层16。
防扩散层19的厚度优选0.01～1μm。厚度低于上述范围时，有可能不能够充分得到防止由上述防扩散层19而引起的形成紧密层18的金属的扩散的效果。另外，厚度超过上述范围，不仅得不到上述的效果，而且，还成为基座1的进而半导体装置4的制造成本上升的主要原因。防扩散层19，例如可以通过真空蒸镀法、溅射法、离子镀敷法、湿式镀敷法等的各种成膜方法形成。
根据上述例的基座1，通过在基体7的其它构件连接面6使紧密层18露出，并赋予相对用于与散热器3连接的焊料的润湿型和在两侧面13、17等使防扩散层19露出，并进行焊料块处理的双重效果，抑制在与散热器3连接时溶融了的焊料从其它构件连接面6向侧面13、17溢出、或溢出来的焊料经过侧面13、17流到半导体激光器2的射出面12的附近，能够防止因流动的焊料造成半导体激光器2的短路、或遮挡从上述半导体激光器2的射出面12射出的激光的光束的不良现象的发生。
图11是表示基座1的另外其它变形例的剖面图。参照图11，该例的基座1，其元件连接层16也在基体7的元件连接面5的整面、侧面13、17等中的与元件连接面5邻接的上侧的区域连接形成，这一点与前面图10的例子不同。如图所示，当形成元件连接层16时，通过上述元件连接层16的作用，引导半导体激光器2向元件连接面5连接时溶融溢出来的焊料流向侧面13、17，从而能够防止溢出到上述半导体激光器2的射出面12侧。
图12是表示基座1的另外其它的变形例的剖面图。参照图12，该例的基座1，其基体7的整表面、即元件连接面5、其它构件连接面6、侧面13以及侧面17等由紧密层18和防扩散层19依次被覆，其中上述紧密层18使基体7的各个面与形成其上的各种层的密封性提高功能优良；防扩散层19为前面说明的防扩散层，同时，在侧面13、17等的与其它构件连接面6邻接的区域、以及其它构件连接面6的与侧面13、17等邻接区域，通过使上述防扩散层19作为焊料块层露出，由此对上述区域进行焊料块处理。作为形成上述紧密层18的具有上述功能的材料，可以举出选自Ni、Ti、Cr以及Cu中的至少一种金属或含有这些金属的至少一种的化合物。
在其它构件连接面6中的露出防扩散层19的区域以外的区域，被覆焊料润湿层20，并对其赋予相对焊料的润湿性。作为形成上述焊料润湿层20的焊料润湿性优良的材料，可以举出选自Au、Ni以及Ag中的至少一种金属或含有这些金属的至少一种的化合物。
焊料润湿层20的厚度优选0.01～5μm。厚度低于上述范围时，可能不能充分得到使上述焊料润湿层20带来的焊料的润湿性提高的效果。另外，厚度超过上述范围，不仅不能得到上述的效果，而且，还成为基座1的进而半导体装置4的制造成本上升的主要原因。焊料润湿层20，例如可以通过真空蒸镀法、溅射法、离子镀敷法、湿式镀敷法等的各种成膜方法形成。
图13是表示基座1的另外其它变形例的剖面图。参照图13，该例的基座1，其防扩散层19只在基体7的元件连接面5以及其它构件连接面6的整面和侧面13、17等上的与元件连接面5邻接的上侧的区域选择性地形成，同时，上述元件连接面5和侧面13、17等的防扩散层19被由元件连接层16被覆，且其它构件连接面6的防扩散层19只在其它构件连接面6的、与侧面13、17等邻接的区域露出，由此对上述区域进行焊料块处理，这一点与图12的例子不同。在使其它构件连接面6中的防扩散层19露出的区域以外的区域，被覆焊料润湿层20，并对其赋予相对焊料的润湿性。
上述图10～图13的例中的基座1，在其它构件连接面6露出的紧密层18及焊料润湿层20的表面，也可以形成由前面说明的用于与散热器3连接的焊料构成的其它构件连接层，但为了降低制造成本，不形成上述其它构件连接层，与散热器3连接时，在上述各层的表面，优选涂敷膏状的焊料、或夹持箔状的锡片。
图14是表示利用图11的基座1形成的本发明的半导体装置4的一例的剖面图。即，该例的半导体装置4通过元件连接层16在上述基座1的基体7的元件连接面5上连接有半导体激光器2，同时，通过比形成上述元件连接层16的焊料融点低的焊料构成的其它构件连接层21，在上述基体7的其它构件连接面6连接有散热器3。
上述例的半导体4，不仅在元件连接面5，而且也在侧面13、17等连续形成基座1的元件连接层16，故能够通过上述元件连接层16的作用，引导连接半导体激光器2连接时溶融溢出来的焊料流向侧面13、17，从而抑制溢出到上述半导体激光器2的射出面射出12侧，并能够防止因溢出来的焊料而遮挡从射出面12射出的激光光束11的光束、或造成的半导体激光器2短路。
另外，通过在基体7的其它构件连接面6使紧密层18露出、赋予相对用于与散热器3连接的焊料的润湿性和在两侧面13、17等使防扩散层19露出并进行焊料块处理的双重效果，在与散热器3连接时溶融了的焊料不容易从其它构件连接面6向侧面13、17溢出、或溢出来的焊料不容易经过侧面13、17流到半导体激光器2的射出面12的附近，因此，例如作为上述焊料，即使在使用低温流动性好的焊料及膏状、箔状的焊料等的情况下，也比以前更能够抑制因流动的焊料而导致的半导体激光器2的短路、或遮挡从上述半导体激光器2的射出面12射出的激光的光束的不良现象的发生，同时，能够得到成为散热障碍的空隙等的焊料润湿不良少的、良好的焊料结合。因此，能够高效率地制造不容易产生上述各种不良的可靠性高的半导体装置4。
作为形成其它构件连接层21的用于与散热器3连接的焊料，由选自In、Sn、Ag、Au、Ge、Si、Cu、Al、Bi、Sb以及Zn中的至少一种金属、特别是选自In、Sn、Ag、Ge、Si、Cu、Al、Bi、Sb以及Zn中的至少一种金属构成，融点低于270℃，即低温流动性好，不容易产生成为散热障碍的空隙等的焊料润湿不良的焊料可以很好使用。作为上述焊料，可以举例Sn-Ag系、Sn-Cu系、Sn-In系、Sn-Ge系、Sn-Bi系、Sn-Sb系、Sn-Zn系、Sn-Ag-Cu系、Sn-Ag-Bi系、或Sn-Zn-Bi系的焊料。上述焊料在膏状、箔状等的状态下也可以使用。通过在其它构件连接面6露出来的紧密层18的表面涂敷上述膏状的焊料、或夹持箔状的锡片，从而形成其它构件连接层21。
本发明的构成不限定于以上说明的各图的例子，在不变更本发明的宗旨的范围内，可以进行各种的设计变更。例如，在上述各例中，说明了散热构件为基座1的情况，但本发明的散热构件不限定于基座1。本发明的构成可以适用于由至少含有金属的材料平板状地形成的、介于半导体元件和其它构件之间的、将发自上述半导体元件的热传递到其它构件的各种散热构件。
另外，作为与基座1的元件连接面5连接的构成半导体4的半导体元件，除激光加工用的高输出的半导体激光器等的半导体激光器2之外，不仅可以举出高辉度的发光二极管等的其它的半导体发光元件，还可以举出例如寻求得到与电子元件等的半导体发光元件同样高散热性的其它的半导体元件。
作为与基座1的其它构件连接面6连接的构成半导体装置4的其它构件，可以举出各种构件，该构件构成用于将由半导体激光器2通过基座1传递来的热，散热到例如大气中等的、设置半导体装置4的环境中等的散热系。作为上述其它构件，除散热器3之外，可以举出例如封装、电路基板、管座等。
实施例1
根据特开昭59-21032号公报记载的制造方法，在由W构成的多孔质体的细孔内，形成通过具有使Cu溶浸而形成的复合构造的Cu-W复合材料(Cu含量：10重量％)构成的长30mm×横30mm×厚1.5mm的基体的前躯体。使用安装有#400MA砥石的两头研磨机将上述前躯体平面粗研磨到厚度成为1.0mm，接着，使用铝游离砥粒进行研磨加工，达到厚度为0.6mm、粗度曲线的算术平均粗度Ra为0.4μm，另外，在通过金属丝放电加工切断后，一边改变放电输出，一边进行切断面的粗加工和最终加工，制成长2mm×横10mm×厚0.6mm的平板状且切断面的侧面的算术平均粗度Ra为0.7μm的基体。基体7的电阻率为15.3×10-8、热传导率为180W/m.K，热膨胀系数为6.5×10-6/K。
而且，利用上述基体7制造成具有图12所示的层构造的作为散热构件的基座1。即，在上述基体7的整表面，被覆厚度2μm的Ni镀层作为紧密层18，在上述紧密层18的上面，通过溅射法被覆厚度0.2μm的Pt层作为防扩散层19。接着，通过夹具隐蔽上述基体7的侧面13、17等和元件连接面5，同时，露出其它构件连接面6的中央的长1.6mm×横9.6mm的区域，在利用金属掩膜隐蔽了其周围的区域的状态下，通过真空蒸镀法，在上述露出来的区域被覆厚度0.1μm的Au作为焊料润湿层20。
接着，从上述基体7的其它构件连接面6和侧面13、17等的上述其它构件连接面6侧的端缘，利用夹具隐蔽基体7的厚度方向的宽度0.3mm的区域，从元件连接面5和侧面13、17等的上述元件连接面5侧的端缘，在露出了基体的厚度方向的宽度0.3mm的区域的状态下，通过真空蒸镀法，在上述露出来的区域，被覆由厚度3μm的Au-Sn焊料(Sn含量：20重量％)构成的元件连接层16，如图12所示，在侧面13、17等的与其它构件连接面6邻接的区域和其它构件连接面6的与侧面13、17等邻接的区域，制造成防扩散层19作为焊料块层露出来的基座1。
挠曲量的测定
利用表面粗度形状测定机〔(株)东京精密制的サ一フコム(注册商标)14基座D〕测定长度10mm内的制成的基座1的、元件连接面5侧的平面的对角线方向的表面形状，从测定结果将日本工业规格JISB0610：2001“产品的几何特性状态(GPS)-表面性状：轮廓曲线方式-波浪的定义以及表示”中规定的滚动圆的最大高度波浪WEM，作为上述对角线方向的每1mm长度的挠曲量求出，此时为0.35μm。
实施例2
除将基体7的其它构件连接面6的整面被覆Au层作为焊料润湿层20以外，与实施例1相同，只在侧面13、17等的与其它构件连接面6邻接的区域，制成防扩散层19作为焊料块层露出的基座1。每1mm制成的基座1的对角线方向的长度的挠曲量为0.22μm。
《实施例3》
使用与在实施例1使用的一样基体7，制成具有图13所示的层构造的作为散热构件的基座1。即，在上述基体7的整表面被覆厚度2μm的Ni镀层作为紧密层18，接着，利用夹具隐蔽上述基体7的侧面13、17等和元件连接面5，同时，在使其它构件连接面6露出的状态下，在上述其它构件连接面6的整面，通过溅射法，被覆厚度0.2μm的Pt作为防扩散层19。接着，通过夹具隐蔽上述基体7的侧面13、17等和元件连接面5，同时，使其它构件连接面6的中央的长1.6mm×横9.6mm的区域露出，在利用金属掩膜隐蔽了其周围的区域的状态下，通过真空蒸镀法，在上述露出来的区域被覆厚度0.1μm的Au作为焊料润湿层20。
接着，在利用夹具使上述基体7的其它构件连接面6和距侧面13、17等的上述其它构件连接面6侧的端缘在基体7的厚度方向的宽度为0.3mm的区域隐蔽，使元件连接面5和距侧面13、17等的上述元件连接面5侧的端缘在基体的厚度方向的宽度为0.3mm的区域露出的状态下，通过真空蒸镀法，在上述露出来的区域，被覆厚度0.2μm的Pt层作为防扩散层19。接着，在上述露出来的区域，通过真空蒸镀法，被覆由厚度3μm的Au-Sn(Sn含量：20重量％)构成的元件连接层16，如图1所示，只在其它构件连接面6的与侧面13、17邻接的区域，制成防扩散层19作为焊料块层露出来的基座1。制成的每1mm基座1的对角线方向的长度的挠曲量为0.22μm。
实施例4
平面粗研磨基体的前躯体，研磨加工完成后，除使用通过金属丝放电加工切断制成的长2mm×横10mm×厚0.6mm的平板状且切断面的侧面的算术平均粗度Ra为2.0μm的基体之外，与实施例1相同，制成侧面13、17等的与其它构件连接面6邻接的区域和其它构件连接面6的与侧面13、17等邻接的区域的防扩散层19作为焊料块层露出来的基座1。每1mm长度制成的基座1的对角线长度的挠曲量为0.22μm。
实施例5
除使用在平面粗研磨基体的前躯体，研磨加工完成，而且通过金属丝放电加工切断后，一边改变放电输出，一边进行切断面的粗加工和最终加工制成的长2mm×横10mm×厚0.6mm的平板状且切断面的侧面的算术平均粗度Ra为0.02μm的基体之外，与实施例1相同，制成在侧面13、17等的与其它构件连接面6邻接的区域和其它构件连接面6的与侧面13、17等邻接的区域，防扩散层19作为焊料块层露出来的基座1。每1mm长度制成的基座1的对角线长度的挠曲量为0.35μm。
实施例6
使用与实施例1中使用的相同的基体7，制成具有图11所示的层构造的作为散热构件的基座1。即，在上述基体7的整表面被覆厚度2μm的Ni镀层作为紧密层18，接着，利用夹具使上述基体7的其它构件连接面6隐蔽，同时，在使侧面13、17等和元件连接面5露出的状态下，在上述各面的整面，通过溅射法被覆厚度0.2μm的Pt层作为防扩散层19。另外，在其它构件连接面6使紧密层18露出，并对其它构件连接面6赋予相对焊料的润湿性。
接着，在利用夹具使上述基体7的其它构件连接面6和距侧面13、17等的上述其它构件连接面6侧的端缘在基体7的厚度方向的宽度为0.3mm的区域隐蔽、使元件连接面5和距侧面13、17等的上述元件连接面5侧的端缘在基体的厚度方向的宽度为0.3mm的区域露出的状态下，通过溅射法，在上述露出来的区域，通过真空蒸镀法，被覆由厚度3μm的Au-Sn焊料(Sn含量：20重量％)构成的元件连接层16，如图11所示，只在侧面13、17等的与其它构件连接面6邻接的区域，制成防扩散层19作为焊料块层露出来的基座1。制成的每1mm基座1的对角线方向的长度的挠曲量为0.22μm。
比较例1
除不在其它构件连接面6上形成防扩散层19，且在上述其它构件连接面6的整面形成有焊料润湿层20之外，与实施例3相同，制成防扩散层19不在任何面上作为焊料块层露出的基座1。制作的基座1的每1mm对角线方向的长度的挠曲量为0.22μm。
比较例2
除不在其它构件连接面6上形成焊料润湿层20之外，与比较例1相同，制成防扩散层19不在任何面上作为焊料块层露出的基座1。制成的基座1的每1mm对角线方向的长度的挠曲量为0.22μm。
半导体装置的制造
在利用上述各实施例、比较例制成的基座的元件连接面上，通过元件连接层调整半导体激光器使其射出面达到与基体的一侧面为同一平面的位置并重合固定的状态下，在N2含有15体积％的H2的还原性氛围气中，加热300℃×2分钟，使形成元件连接层的焊料溶融，焊料结合在半导体激光器的下面，由此，将上述基座和半导体激光器连接。
接着，在上述基座和长15mm×横25mm×厚3mm的Cu制的散热器之间，作为其它构件连接层，夹住Sn-Ag-Cu焊料(Ag含量：3.0重量％、Cu含量：0.5重量％)构成的长2mm×横10mm×厚0.05mm的箔状的锡片，调整上述各部位置以使和基体的与半导体激光器的射出面同一平面吻合的侧面和散热器的一侧面成为同一平面而进行固定的状态下，在N2氛围气中加热240℃×3分钟，使形成其它构件连接层的焊料溶融，在设于基座的基体的下面的焊料润湿层和散热器的上面分别进行焊料结合，由此连接基座和其它构件而制成半导体装置。
特性评价
针对各实施例、比较例的每个基座，分别对制造的50个的每一个的半导体装置的半导体激光器通电时，将不能够使上述半导体激光器工作、或虽然能够工作，但观察从射出面射出来的激光的光束的断面形状的时候，光束被焊料遮挡不能形成规定的断面形状的定为不良品，算出不良品占半导体装置的全部的不良品的个数的比例作为次品率。其结果表1所示。
表1
挠曲量(μm/mm) 侧面的Ra(μm)     焊料块层的露出     不良品
侧面 其它构件连接面   个数(个)   比例(％)
实施例1   0.35   0.7   有   有   0   0
实施例2   0.22   0.7   有   无   2   4
实施例3   0.22   0.7   无   有   3   6
实施例4   0.22   2.0   有   有   18   36
实施例5   0.35   0.02   有   有   5   10
实施例6   0.22   0.7   有   无   2   4
比较例1   0.22   2.0   无   无   41   82
比较例2   0.22   0.7   无   无   38   76
从表中可知，在基体的侧面以及其它构件连接面的任何面，使用不将防扩散层作为焊料块层露出的比较例1、2的基座的情况下，次品率高达82％，因此，判断为不能高效得到阻止焊料在侧面流动、不发生上述不良的、良好的焊料结合。对此，在基体的侧面以及其它构件连接面的任一面，使用将防扩散层作为焊料块层露出的实施例1～6的基座的情况下，次品率为36％以下，因此确认能够高效得到阻止焊料在侧面流动、不发生上述不良的、良好的焊料结合。另外，从对实施例1～3、6进行比较的结果判断为防扩散层即使在基体的侧面以及其它构件连接面的任何面露出，也能够得到大致相同的效果。据对实施例1、4、5进行比较的结果判断为基体的侧面的算术平均粗度Ra优选0.1～1.6μm。
实施例7～12、比较例3、4
作为基体的前躯体，除在根据特开昭59-21032号公报记载的制造方法制成的由Mo构成的多孔质体的细孔内，使用由具有使Cu溶浸而形成的复合构造的Cu-Mo复合材料(Cu含量：15重量％)构成的材料之外，与实施例1～6、比较例1、2相同，制造表2所示的基座，使用上述基座制造半导体，求出次品率。其结果表2所示。另外，基体的电阻率为5.3×10-8Ωm、热传导率为160W/m.K，热膨胀系数为7.0×10-6/K。
表2
挠曲量(m/mm) 侧面的Ra(μm)     焊料块层的露出   不良品
侧面 其它构件连接面   个数(个)     比例(％)
  实施例7   0.36     0.7     有   有   0     0
  实施例8   0.28     0.7     有   无   2     4
  实施例9   0.28     0.7     无   有   4     8
  实施例10   0.28     2.0     有   有   21     42
  实施例11   0.36     0.018     有   有   7     14
  实施例12   0.28     0.7     有   无   3     6
  比较例3   0.28     2.0     无   无   45     90
  比较例4   0.28     0.7     无   无   40     80
从表中可知，在基体的侧面以及其它构件连接面的任何面，在使用不将防扩散层作为焊料块层露出的比较例3、4的基座的情况下，次品率高达90％，因此，判断为不能高效得到阻止焊料在侧面流动、不发生上述不良的、良好的焊料结合。对此，在基体的侧面以及其它构件连接面的任一面，使用将防扩散层作为焊料块层露出的实施例7～12的基座的情况下，次品率为42％以下，因此确认能够高效得到阻止焊料在侧面流动、不发生上述不良的、良好的焊料结合。另外，从对实施例7～9、12进行比较的结果判断为防扩散层即使在基体的侧面以及其它构件连接面的任何面露出，也能够得到大致相同的效果。根据对实施例7、10、11的进行比较结果判断为基体的侧面的算术平均粗度Ra优选0.1～1.6μm。
实施例13、比较例5
根据特开2004-175626号公报记载的制造方法，形成由具有通过将多数的微小的金刚石粒子作为结合材料的Cu结合成的复合材料(Cu含量：50重量％)构成的直径50mm、厚度1.0mm的基体的前躯体。接着，使用安装有#400的金刚石砥石的平面研磨机将上述前躯体平面研磨加工到厚度为0.6mm、粗度曲线的算术平均粗度Ra为0.5μm，通过金属丝放电加工切断后，一边改变放电输出，一边进行切断面的粗加工和最终加工，制成长2mm×横10mm×厚0.6mm的平板状且切断面的侧面的算术平均粗度Ra为0.7μm的基体。上述基体的电阻率为2.6×10-4Ωm、热传导率为550W/m.K，热膨胀系数为6×10-6/K。而且，除使用上述基体之外，与实施例1、比较例1一样制造基座，使用上述基座制造半导体装置，求出次品率。其结果表3所示。
实施例14、比较例6
根据特开平10-335538号公报记载的制造方法，形成由具有在Al中SiC粒子状分散存在的复合构造的复合材料(Al含量：30重量％)构成的长30mm×横30mm×厚1.5mm的基体的前躯体。接着，使用安装有#800的金刚石砥石的两头研磨机将上述前躯体平面粗研磨到厚度为0.6mm、粗度曲线的算术平均粗度Ra为0.8μm，通过金属丝放电加工切断后，一边改变放电输出，一边进行切断面的粗加工和最终加工，制成长2mm×横10mm×厚0.6mm的平板状且切断面的侧面的算术平均粗度Ra为1.0μm的基体。上述基体的电阻率为2.0×10-8Ωm、热传导率为150W/m.K，热膨胀系数为8×10-6/K。而且，除使用上述基体之外，与实施例1、比较例1一样制造基座，利用上述基座制造半导体装置，求出次品率。其结果表3所示。
实施例15、比较例7
根据特开平6-268117号公报记载的制造方法，形成长30mm×横30mm×厚0.6mm的基体的前躯体，该前躯体由具有按Cu层、在Mo构成的多孔质体的细孔内使Cu溶浸而形成的复合构造的Cu-Mo复合材料(Cu含量：40重量％)、Cu层的顺序层叠的复合构造的金属包层构成。接着，在将上述前躯体冲切成长3mm×横11mm的平板状后，利用#400WA的砥石研磨其侧面，制成长2mm×横10mm×厚0.6mm的平板状且侧面的算术平均粗度Ra为0.6μm的基体。上述基体的电阻率为4.0×10-8Ωm、热传导率为220W/m.K，热膨胀系数为8×10-6/K。而且，除使用上述基体之外，与实施例1、比较例1一样制造基座，利用上述基座制造半导体装置，求出次品率。其结果表3所示。
表3
挠曲量(μm/mm) 侧面的Ra(μm)     焊料块层的露出     不良品
侧面 其它构件连接面     个数(个)     比例(％)
实施例13     0.43     0.7     有     有     0     0
比较例5     0.43     0.7     无     无     43     86
实施例14     0.41     1.0     有     有     0     0
比较例6     0.41     1.0     无     无     48     96
实施例15     0.54     0.6     有     有     0     0
比较例7     0.54     0.6     无     无     39     78
根据表中的各实施例、比较例的结果，即使在使用由各种材料构成的基体的前躯体的情况下，在基体的侧面以及其它构件连接面，通过使防扩散层作为焊料块层露出，由此阻止焊料在侧面的流动，确认能够得到没有上述不良的良好的焊料结合。

Claims (9)

1.一种散热构件，其特征在于，具备基体，该基体由至少含有金属的材料平板状地形成，并且，所述平板的单面形成用于和半导体元件连接的元件连接面，其对向面形成用于和其它构件连接的其它构件连接面，
对所述基体的其它构件连接面赋予了相对焊料的润湿性，并且，
对所述基体的与元件连接面以及其它构件连接面交叉的侧面的至少一部分的区域、以及其它构件连接面的与侧面邻接的区域中的至少一处，实施了用于阻止所述焊料流动的基于形成由金属或化合物构成的层的焊料块处理。
2.如权利要求1所述的散热构件，其特征在于，所述侧面的至少一部分的区域、以及其它构件连接面的与侧面邻接的区域中的至少一处，被由选自Pt、Mo、Pd、Cr以及Al中的至少一种金属、或含有这些金属的至少一种的化合物构成的焊料块层被覆，由此进行了焊料块处理。
3.如权利要求1所述的散热构件，其特征在于，所述元件连接面的至少一部分通过由焊料构成的元件连接层被覆。
4.如权利要求3所述的散热构件，其特征在于，在所述侧面的至少与元件连接面邻接的区域也被覆有元件连接层。
5.如权利要求1所述的散热构件，其特征在于，基体侧面的表示表面粗度的粗度曲线的算术平均粗度Ra为0.1～1.6μm。
6.如权利要求1所述的散热构件，其特征在于，基体的电阻率为1.6×10-8～1.0×10-3Ωm。
7.如权利要求1所述的散热构件，其特征在于，基体的热传导率为150～650W/m.K，热膨胀系数为2.0×10-6～10×10-6/K。
8.如权利要求1所述的散热构件，其特征在于，基体由选自W、Mo、SiC以及金刚石中的至少一种、和选自Cu、Al以及Ag中的至少一种构成。
9.如权利要求1所述的散热构件，其特征在于，基体的元件连接面、其它构件连接面、以及侧面通过由Ni或含有Ni的化合物构成的紧密层被覆，并且，在其它构件连接面使所述紧密层露出，由此所述其它构件连接面被赋予相对焊料的润湿性。
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