JP2013508995A - 発光ダイオード及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

生産性を向上されることができる発光ダイオード及びその製造方法を開示する。開示された発光ダイオードは、Ｎ型半導体層、活性層及びＰ型半導体層が形成された発光半導体チップと、発光半導体チップから出力される光が所望の光に変換されるように、発光半導体チップから出力された光の波長に基づく蛍光体の配合比を有し、発光半導体チップの上面にコーティングされる蛍光物質層と、蛍光物質層と発光半導体チップとの間に配置されて、蛍光物質層を発光半導体チップに結合する結合層と、を備えることを特徴とする。

Description

本発明は、発光ダイオード及びその製造方法に係り、さらに詳細には、生産性を向上させることができる発光ダイオード及びその製造方法に関する。
発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）は、エネルギー効率的な製品であって、その使用が増加しつつあり、それに対する研究開発が続いている。このような方面から、発光ダイオードから出力される白色光を具現することも容易ではない。過去には白色光を具現するための多様な新しい方法が試みられた。
しかし、このような多くの接近方式は、ウエハーレベルの代りにチップレベルでそのような過程を行った。それらの接近方式はチップの無駄遣いをもたらす。
さらに、現存する如何なる接近方式も、出力される光の波長のような根源的な測定結果に基づいて蛍光体（蛍光物質）の割合を変更することができない。しがって、新しい接近方式による発光ダイオード及びその製造方法が要求される。
図１は、従来のチップレベルにおけるパッケージング工程によって製造された発光ダイオードチップ１を概略的に示す。図１に示すように、従来、ダイシング完了した個別の発光ダイオードチップ１をリードフレーム２に搭載し、チップレベルでパッケージング工程を図式的に示す。まず、コップ状のダム２ｂが存在するリードフレーム２の中心部に発光ダイオードチップ１を付着させた後、チップ１上の電極パッド３とリードフレーム２に形成された電極２ａとを互いにワイヤ１０でポンディングする。その後、白色光を出力するために、ホワイト・ターゲット色座標を考慮して、前記発光ダイオードチップ１の表面に対応する蛍光体及びＳｉが配合された蛍光体／Ｓｉの配合物質をディスペンサーＤでディスフェンシングする。
前述のチップレベルにおける蛍光体の塗布技術は、次のようないくつかの問題点を有する。
第一に、パッケージングレベル（チップレベル）で蛍光体／Ｓｉの配合物質（蛍光物質）がディスフェンシングされることにより工程が複雑になり、それにより、生産性が低下する。
第二に、蛍光体／Ｓｉの配合物質（層）が単独で発光ダイオードチップ１と接着するが、蛍光体／Ｓｉの配合物質において蛍光体の配合比が上昇する場合、前記発光ダイオードチップ１との接着力が低下して、後続工程中に前記蛍光体／Ｓｉの配合層が剥離する恐れがある。それは、チップレベル工程以外にも、ウエハーレベル工程中に蛍光体／Ｓｉの配合層がディスフェンシングされる場合、剥離問題がさらに深刻化する。
第三に、蛍光体／Ｓｉの配合層の厚さ（最小３００ｕｍ以上）が厚いため、発光ダイオードチップ１の表面位置によって平均光路（ＯＰＴＩＣＡＬ ＭＥＡＮ ＦＲＥＥ ＰＡＴＨ）が変わり、色偏差が発生する（ＬＥＤビニング現象）。このような色偏差の発生は、光学設計の際に多くの制限的な要素をもたらす。したがって、蛍光体／Ｓｉの配合層の厚さが一定であるコンフォーマル・コーティング（ＣＯＮＦＯＲＭＡＬ ＣＯＡＴＩＮＧ）が要求される。
米国特許第６，５７６，４８８号明細書及び米国特許第６，６８６，５８１号明細書は、蛍光体の構造が電気泳動によってＬＥＤチップの表面上に形成されることを開示する。蛍光体粉末は、電荷によってゲルに変化し、その後に印加する電圧による電場によって形成されねばならない。導電性プレートが蛍光体を引っ張ってプレートに付着させるように、ＬＥＤチップの表面上に付加されねばならない。
米国特許第６、６５０、０４４号明細書は、蛍光体の構造がスクリーン印刷法によってＬＥＤチップの表面上に形成されることを開示する。スクリーン印刷法において、まず、ステンシルが製造され、ＬＥＤチップの表面上に蛍光体粉末を固形化させるために、固形化剤が蛍光体粉末に添加されねばならない。
韓国特許第８６９６９４号明細書では、蛍光体粉末層を半導体発光装置（発光ダイオードチップ）の上部にコーティングした後、保護層１、２を導入して保護することを特徴とする。しかし、前記蛍光体粉末層が前記半導体発光装置の上面に直接コーティングされることにより蛍光体粉末層が剥離するという問題点がある。
したがって、本発明の目的は、生産性を向上させることができる発光ダイオード及びその製造方法を提供するところにある。
本発明の他の目的は、蛍光体／Ｓｉの配合物質が剥離することを防止することができる発光ダイオード及びその製造方法を提供するところにある。
また、本発明の他の目的は、蛍光体／Ｓｉの配合層の厚さを比較的に一定にすることができる発光ダイオード及びその製造方法を提供するところにある。
前記目的は、本発明によって、発光ダイオードにおいて、Ｎ型半導体層、活性層及びＰ型半導体層が形成された発光半導体チップと、前記発光半導体チップから出力される光が所望の光に変換されるように、前記発光半導体チップから出力された光の波長に基づく蛍光体の配合比を有し、前記発光半導体チップの上面にコーティングされる蛍光物質層と、前記蛍光物質層と前記発光半導体チップとの間に配置されて、前記蛍光物質層を前記発光半導体チップに結合する結合層と、を備えることを特徴とする発光ダイオードによって達成されることができる。
また、前記結合層は、Ｓｉ樹脂、エポキシ樹脂、有機ポリマー、ガラス樹脂のうち少なくとも何れか一つを含むことができる。ここで、前記蛍光物質層を保護するために、前記蛍光物質層の上面にコーティングされた保護層をさらに備えることができる。また、前記保護層は、Ｓｉ樹脂、エポキシ樹脂、有機ポリマー、ガラス樹脂のうち少なくとも何れか一つを含むことができる。
そして、前記発光半導体チップから出力される前記光の波長は、青色の波長または紫外線の波長であってもよい。
また、前記目的は、本発明によって、発光ダイオードの製造方法において、ウエハー基板上にＮ型半導体層、活性層及びＰ型半導体層を蒸着して発光半導体チップを形成するステップと、前記発光半導体チップから出力される光の波長を検出するステップと、前記検出された発光半導体チップの波長データを利用して、前記発光半導体チップが所望の光を出力するように、それに対応する蛍光体の配合比を決定するステップと、前記決定された蛍光体の配合比による蛍光物質を前記発光半導体チップ上に塗布する前に、前記発光半導体チップの上面に結合層を形成するステップと、前記結合層の上面に前記決定された配合比による蛍光物質層を形成するステップと、を含むことを特徴とする発光ダイオードの製造方法によっても達成されることができる。
ここで、前記結合層を形成する前に、前記発光半導体チップの一領域をマスキングするステップをさらに含むことができる。
また、前記蛍光物質層の上面に保護層を形成するステップをさらに含むことができる。
ここで、前記目的は、本発明によって、発光ダイオードの製造方法において、ウエハー基板上にＮ型半導体層、活性層及びＰ型半導体層を蒸着して発光半導体チップを形成するステップと、前記発光半導体チップから出力される光の波長を検出するステップと、前記検出された発光半導体チップの波長データを利用して、前記発光半導体チップが所望の光を出力するように、それに対応する蛍光体の配合比を決定するステップと、前記決定された配合比による蛍光物質層を形成するステップと、前記蛍光物質層の上面に保護層を形成するステップと、を含むことを特徴とする発光ダイオードの製造方法によっても達成されることができる。
ここで、前記蛍光物質層を形成する前に、前記発光半導体チップの一領域をマスキングするステップをさらに含むことができる。
前述の本発明による発光ダイオード及びその製造方法によれば、次のような効果がある。
第一に、ウエハーレベルでそれぞれの単位チップ別に色座標上の同一のターゲットの白色光に変換するための蛍光体及びＳｉを含む蛍光物質が決定されてそれぞれのチップに塗布されるため、それぞれのチップに出力される白色光の色偏差が低減する。それにより、白色光ダイオードの工程収率が向上する。
第二に、色偏差の最小化により、それぞれの白色光の発光ダイオードチップを用いた光学レンズの設計時、設計余裕が増加する。
第三に、ウエハー単位でそれぞれのチップに蛍光体の塗布工程が行われるため、パッケージングステップでそれぞれのチップに類似した範囲の波長を有するＬＥＤを分類するソーティング（ｓｏｒｔｉｎｇ）工程が不要となる。また、パッケージングステップではなく、ウエハーレベルで既にホワイト・ターゲット色座標が得られるため、別途のパッケージング工程及び材料コストが追加的に発生しない。
第四に、ウエハーレベルで白色光チップが製作されるため、生産装備の投資コスト及び白色光ダイオードチップの管理コストが削減され、特にソーティングのためのソーティング装備などのパッケージング工程を行うための装備が不要となる。
第五に、ウエハーレベルでチップ別に白色光ダイオードチップが仕上がるため、フリップチップ方式を利用したＣＯＭ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｍｏｄｕｌｅ）、ＣＯＢ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｂｏａｒｄ）で対応する場合、別途のダイ・アタッチ（ｄｉｅ ａｔｔａｃｈ）、ワイヤリング、蛍光体の塗布などの既存の工程を省略することができるため、工程コスト、材料コストなどを節減することができる。
第六に、モジュール内に構成された発光ダイオードチップ間の距離が最小化するため、高密度集積化した点光源（ｐｏｉｎｔ ｓｏｕｒｃｅ）概念の光源を構成することが可能であるため光学設計に有利であり、また、モジュール内の発光ダイオードチップの数の増加による高輝度な照明を構成することが可能である。
第七に、一つの発光ダイオードチップ内の輝度を向上させるために、チップのサイズを大きくする場合、一つのチップ内でも波長の撒布が発生し得るが、本発明は、単位チップ別に波長を補償することが可能であるため、均一な色具現が可能である。
第八に、ワイヤリングが行われる電極パッドの数が減少するため、実際にワイヤリングが行われない電極パッドのサイズを画期的に縮小させることができる。それにより、工程がさらに単純化し、生産性が向上する。また、該当電極パッドの面積が縮小する分だけ輝度が向上する付加的な効果を期待することができる。
第九に、ワイヤリングされる電極パッドの数が減少するため、パッケージング工程のコストも節減することが可能であり、量産性の効果が期待される。
第十に、ウエハーレベルで一つのモジュールが赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）から構成されて形成される場合、一つのモジュールで多様な色の組合せが可能である。それは、屋内外の電光板及び高級なデザインの照明などに活用されることが可能であり、ＲＧＢ色が最も近接した距離に存在するように設計されているため、多様な色の具現に活用されることができる。特に、多様な色を要求するインテリアーなどの高級な照明、屋内外の電光板などにおいて、最小ピクセルの単位でＲＧＢを用いた多様な色の具現が可能である。
第十一に、チップレベルとウエハーレベルの両方は蛍光体の形成工程に適用可能であり、蛍光体の形成工程で要求されるビニング（ＢＩＮＮＩＮＧ）現象を最小化する蛍光体／Ｓｉの配合層のコンフォーマル・コーティングが可能である。また、チップの波長撒布を補償可能にする蛍光体／Ｓｉの配合比を容易に制御することができる。
第十二に、発光半導体装置の基板と蛍光体／Ｓｉの配合層とを接着させる機能を行い、接着力の向上に寄与する役割を行う。
第十三に、蛍光体保護層の導入により、後続するパッケージ工程中に蛍光体／Ｓｉの配合層に発生し得る表面損傷、スクラッチなどを防止することができる。
従来のパッケージングレベルでの蛍光体／Ｓｉの配合層のコーティングされた発光ダイオードを概略的に示す図である。 発光ダイオードウエハー内のチップ波長の分布図及びグラフである。 色座標系及び同一の色座標の白色光を具現するための３つのチップ１、２、及び３に対して測定されたチップ波長及びそれに対応する蛍光体とＳｉの配合比を示す表である。 本発明の発光ダイオードの製造方法のウエハーレベルでのそれぞれのチップに行われるコンフォーマル・コーティング方式を概略的に示す図である。 本発明の第１の実施形態による発光ダイオードの製造方法のコンフォーマル・コーティングステップを図式的に示す図である。 本発明の第２の実施形態による発光ダイオードの製造方法のコンフォーマル・コーティングステップを図式的に示す図である。 本発明の第３の実施形態による発光ダイオードの製造方法のコンフォーマル・コーティングステップを図式的に示す図である。 本発明の第４の実施形態による発光ダイオードの製造方法を概略的に示すフローチャートである。 本発明の第５の実施形態による半導体モジュール１００が形成されたウエハー１１０の概略的な平面図である。 本発明の第５の実施形態による半導体モジュール１００の蛍光層１２７を形成するために、それぞれのチップに行われるコンフォーマル・コーティング方式を概略的に示す図である。 本発明の第６の実施形態による半導体モジュール２００が形成されたウエハー１１０の概略的な平面図である。 本発明の第７の実施形態による半導体モジュール３００の概略的な平面図である。 本発明の第８の実施形態による半導体モジュール４００の概略的な平面図である。 本発明の第９の実施形態による半導体モジュール５００の概略的な平面図である。 本発明の第１０の実施形態による発光ダイオードの構造を概略的に示す図である。 本発明の第１１の実施形態による発光ダイオードの構造を概略的に示す図である。 本発明の第１２の実施形態による発光ダイオードの製造方法を説明するための図である。 本発明の第１３の実施形態による発光ダイオードの製造方法を説明するための図である。
前述のように、本発明は、蛍光体／Ｓｉの配合層をコーティングすることにより、所望の波長の光を出力することができる発光ダイオード及びその製造方法に関する。さらに詳細には、発光ダイオード（ＬＥＤ）（例えば、ブルーＬＥＤ、紫外線（ＵＶ）ＬＥＤ）から放出される光の波長が、例えば、ウエハーレベルで測定される。前記波長の測定結果に基づいて、コンフォーマル・コーティングが前記ＬＥＤに塗布される。前記コンフォーマル・コーティングは、前記波長に基づく蛍光体の配合比を有する。また、蛍光体の配合比は、黄色、緑色、及び赤色のうち少なくとも一つの色を含む。それにより、前記ＬＥＤから出力される光は、コンフォーマル・コーティングを使用して白色光に変換される。本発明の実施形態において、それらのステップがウエハーレベルで行われて、さらに良好な均一性及び一貫性が得られることができる。
一方、ＬＥＤチップのＥＰＩ工程中、ＭＯＣＶＤ（ｍｅｔａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程で工程偏差及び設備偏差によってＬＥＤウエハー内のそれぞれのチップの間に波長撒布が存在する。図２は、任意のＬＥＤウエハー１２内のチップ１０の青色光の波長を測定した結果を示す。ウエハー１２内のチップ１０が一つの同一の単一波長を有さずに、チップ１０間の波長撒布を有する。通常、チップ１０間の波長において５ｎｍ以上の差異が発生する場合、人間が肉眼で認知することが可能である。
図３は、ＲＧＢ色座標系を示す。図２に示すように、同一のウエハー１２内でチップ１０間の波長撒布が存在する状態で、同一のウエハー１２上のチップ１０を白色光に変換するために、ウエハーレベルで同一の蛍光体を一括して適用する場合、ホワイト・ターゲット色座標がチップ別に変わる。したがって、それぞれのチップ１０の波長によって相異なる蛍光体の配合比を適用して初めて、同一のホワイト・ターゲット色座標の白色光を具現することができる。
図３の色座標系で青色の部分の１番は、チップの波長がａである場合であるが、この場合、ホワイト・ターゲット色座標を形成するためには、黄色、緑色及び赤色（Ｙ、Ｒ、Ｇ）の蛍光体の配合比はＡが適用されねばならない。また、２番及び３番のように、チップの波長がそれぞれｂ及びｃである場合、１番と同一のホワイト・ターゲット色座標を形成するためには、蛍光体の配合比はＡとは異なるそれぞれＢ及びＣが適用されねばならない。ここで、前記配合比の蛍光体はＳｉと共に配合されることができる。
たとえば、波長がａ、ｂ、ｃであり、相異なるチップに対して同一の配合比を有する蛍光体及びＳｉ Ａの蛍光層が適用されれば、３つのチップが相異なるホワイト・ターゲット色座標を有する。ホワイト・ターゲット色座標が変われば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）装置に使用されるＢＬＵ（Ｂａｃｋ Ｌｉｇｈｔ Ｕｎｉｔ）、照明などにＬＥＤを使用する際に、色撒布の発生によって製品の構成に困難さがある。このような問題により、蛍光体を塗布する工程がウエハーレベルではなく、ＬＥＤパッケージ工程の際にそれぞれのチップレベルで行われ、蛍光体をコーティングする工程以前にそれぞれのチップをそれぞれのチップが出力する青色光の波長別にソーティング（ＲＡＮＫＩＮＧ）する工程が先に行われる。
しかし、パッケージング工程でそれぞれのチップに蛍光体の塗布が行われる場合、前述のソーティング工程以外にも、ソーティングされたそれぞれのチップに保持せねばならず、工程数が多くなり複雑になるため、製品コストの上昇の主な要因となる。
図１では、それぞれのチップレベルで蛍光体の塗布が行われる工程を図式的に示す。まず、ＣＵＰ １８が存在するリードフレーム１６で、ＣＵＰ １８の中心にＬＥＤチップ１０が付着し、前記ＬＥＤチップ１０のメタル・パッド２０と前記リードフレーム１６の電極ライン２２とがワイヤ２４によって互いにポンディングされる。ホワイト・ターゲット色座標を形成するために、前記ＬＥＤチップ１０の表面に該当チップの波長に合わせて設計されたコーティング層１４（蛍光物質）が分配（ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ）される。
前述のチップレベルでの蛍光体塗布技術（コーティング技術）はいくつかの問題点を有する。
第一に、蛍光体及びＳｉを含む蛍光物質の厚さ（最小３００ｕｍ以上）が厚いため、ＬＥＤチップの表面位置によって平均光路が変わり、色偏差が発生する（ＬＥＤビニング現象）。このような色偏差の発生は、光学設計の際に多くの制限的要素をもたらす。
第二に、蛍光体を塗布する工程がウエハーレベルではなく、チップレベルで行われるため、パッケージ後にホワイト・ターゲット色座標の偏差によって不良が発生するとき、チップコスト以外に別途のパッケージ材料及び工程コストが追加的に発生する。
第三に、チップレベルのコーティングを行うために、予めウエハー内のチップの波長撒布に対して同一の波長帯別にソーティング工程が伴われるが、この場合、長い工程時間及び設備投資コストなどが発生する。たとえば、ウエハーレベルでそれぞれの単位チップに対する蛍光体の塗布工程が行われれば、別途のソーティング工程が不要であり、パッケージレベルではなく、ウエハーレベルで既にホワイト・ターゲット色座標が得られるため、不良チップの発生時、別途のパッケージ工程及び材料コストが追加的に発生しない。
前述のように、本発明に係る白色発光ダイオードの製造方法は、チップレベルパッケージング方法とは異なり、ウエハーレベルで白色発光ダイオードの製造工程が行われる。特に、前述の相対的に低いステップであるウエハーレベルでそれぞれの単位チップ別に波長データを予め測定して、それぞれの単位チップに該当波長別に同一のターゲットの白色光に変換するために測定された波長に適した蛍光体（黄色（Ｙ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ））の配合比を正確に決定して、ウエハーレベルでそれぞれの単位チップに対して前記決定された配合比を有する蛍光体を分配する方法で、単位チップ別にその表面で所定の厚さを有するコーティング層が形成される。このような方式により、前記蛍光物質のコンフォーマル・コーティングは、チップレベルで行われるものに比べて、その厚さが相対的に薄い。
図４では、本発明に共通的に適用される発光ダイオードの製造方法の蛍光物質のコーティング過程を図式的に示す。ウエハー３２内のすべてのチップ３０に対して同一のホワイト・ターゲット色座標を具現するためにすべてのチップ３０の波長を測定した結果に基づいて、それぞれの単位チップ３０に塗布されるべき適した蛍光体の配合比が決定される。例えば、波長ａの場合にはＡの配合比、波長ｂの場合にはＢの配合比、そして波長ｃの場合にはＣの配合比が決定されることができる。前記３種類以上の複数の配合比に対して同一の３つのディスペンサー ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃが用意され、それぞれのディスペンサーは配合比を異にした蛍光体を備える。前記複数のディスペンサー３４Ａないし３４Ｃは、図４に示すように、ウエハーレベルでそれぞれの単位チップに該当する蛍光体及びＳｉを含む蛍光物質をディスペンシングして、チップの上面に蛍光体のコンフォーマル・コーティングを形成する。それにより、ウエハーレベルで蛍光体のコーティングによる白色光を出力するホワイトＬＥＤが具現されることができる。
ここで、前記ウエハー３２上の蛍光物質が塗布される前のＬＥＤチップ３０は発光部と称することができる。前記発光部は、Ｎ層、Ｐ層及び活性層から構成され、このような構成は周知であるため、その詳細な説明を省略する。
ここで、ウエハーレベルという意味は、ウエハー上に形成されたそれぞれの単位別のＬＥＤチップ３０を切り取って分離する前のウエハー工程を意味する。
ここで、ディスペンサーの数を増加させれば増加させるほど、ウエハーレベルで形成された多様な波長撒布を有するそれぞれの単位チップにより正確な配合比を有する蛍光物質のコーティングが可能である。
場合によって、前述の複数のディスペンサー３４Ａないし３４Ｃにより任意の配合比を有する蛍光物質をウエハーレベルの単位チップ別に塗布することも可能である。さらに詳細に説明すれば、前記複数のディスペンサー３４Ａないし３４Ｃのうち、相異なる配合比を有する少なくとも２つ以上のディスペンサーを使用して一つのダンウィチップに相異なる配合比を有する蛍光物質を複数回塗布することによって、所望の任意の配合比を有する蛍光物質をコーティングすることも可能である。すなわち、前記複数回塗布された蛍光物質が最終的に所望の任意の配合比を有する蛍光層になる。
以下、本発明では、ウエハーレベルでそれぞれの単位チップ３０に蛍光体及びＳｉ（蛍光物質）が独立的にコーティングされる３つの実施形態を提示する。
図５は第１の実施形態を示す。この場合、ウエハー３２内のチップ３０とチップ３０間のスクライブ・ライン（ｓｃｒｉｂｅ ｌｉｎｅ）は、パラフィン３６を含む物質（他のものを含んでもよい）で印刷する。それにより、前記蛍光物質が前記スクライブ・ラインにコーティングされることを防止することができる。次いで、メタル・パッドの部分もパッド・ラインに沿ってパラフィン３６などを含む物質で印刷されて、メタル・パッド３５の部分にディスペンサーによってディスフェンシングされるべき蛍光体及びＳｉを含む蛍光物質が侵透することを防止する。この場合、パラフィンなどの物質が印刷される場合、前記蛍光物質コーティング層の厚さは約１００ｕｍである。パラフィン物質の主な機能は、前記チップ３０上にコーティングされる蛍光物質を流動させずにその内部に存在させるガイド・ダム（ｇｕｉｄｅ ｄａｍ）３８の役割を行う。
本実施形態による発光ダイオードの製造方法は次の通りである。
（１）ウエハーレベルでそれぞれのダイオードチップ３０の波長を測定する。
（２）測定された波長群別にホワイト・ターゲット色座標に対応する蛍光体（Ｙ、Ｇ、Ｂ）とＳｉの配合比を決定する。
（３）図５に示すように、ウエハー３２内のそれぞれのチップ３０でスクライブ・ラインとメタル・パッド３５の部分にパラフィン３６などの物質を印刷してガイド・ダム３８を形成する。
（４）ホワイト・ターゲット色座標を具現するために、ウエハー３２内でそれぞれのチップ３０の波長に対して、該当する配合比を有する蛍光体と、前記蛍光体を前記チップ３０の上部に良好に付着させるためのＳｉから構成された蛍光物質をコーティングする。
ここで、前記特定の配合比を有する蛍光体と前記Ｓｉを含む蛍光物質が、前述の複数のディスペンサー（図４の３４Ａないし３４Ｃ）によって分配されることができる。
（５）前記蛍光体及びＳｉを含む蛍光物質をオーブンでハード硬化（ｈａｒｄ ｃｕｒｉｎｇ）する。
（６）次いで、前記スクライブ・ラインに沿って前記ウエハー３２上で蛍光物質のコーティングされた前記チップ３０を切り取る。
ここで、図５では、それぞれのチップ３０にスクライブ・ラインを形成することを説明したが、波長撒布が誤差範囲内に存在して、同一のディスペンサーによって前記蛍光物質の塗布が可能な場合のように、２つのチップ３０に同時に一つのディスペンサーにより蛍光物質をコーティングすることが可能な場合、必要によってスクライブ・ラインも２つのチップ３０を取り囲むように形成することも可能である。
必要によって、互いに隣接した３０つ以上の複数のチップ３が誤差範囲内の波長撒布を有して、一つのディスペンサーによって蛍光物質をコーティングすることが可能な場合、前記３つ以上の複数のチップ３０を取り囲むようにスクライブ・ラインを形成することも可能である。
また、前述のステップ（３）とステップ（４）との間に、前記ウエハー３２上のそれぞれのチップ３０の測定された波長データから、前記それぞれのチップ３０にいずれのディスペンサーによって蛍光物質を塗布すべきかを判別するステップをさらに含むことができる。すなわち、前記それぞれのチップ３０の波長撒布は多様に表れ得るため、限定されたディスペンサーによって蛍光物質を塗布するためには、それぞれのディスペンサーで補償できる波長撒布の範囲を決定することができる。
ここで、複数のディスペンサー別に所定の蛍光体の配合比が既に決定されている場合なら、前述のステップ（２）は、ステップ（１）を通じて前記ウエハー３２上のそれぞれのチップ３０の測定された波長データから、前記それぞれのチップ３０が前記複数のディスペンサーのうちいずれに適しているかを判別するステップに代替されることも可能である。
図６を参照して、本発明の第２の実施形態を説明すれば次の通りである。この場合、チップ３０とチップ３０間のスクライブ・ラインとメタル・パッド３５の部分は、ディスフェンシングされるべき蛍光体及びＳｉを含む蛍光物質が侵透できないように、シルク・スクリーン（ｓｉｌｋ ｓｃｒｅｅｎ）４０またはメタル・マスク（ｍｅｔａｌ ｍａｓｋ）４０などでブロッキングされることができる。ブロッキングを行った後、ディスフェンシング方法でウエハーレベルでそれぞれの単位チップの波長に合わせて蛍光体及びＳｉを含む蛍光物質がディスフェンシングされる。さらに詳細には、本発明による発光ダイオードの製造方法を説明すれば次の通りである。
（１）ウエハーレベルでそれぞれ構成されたダイオードチップの波長を測定する。
（２）測定された波長群別にホワイト・ターゲット色座標に対応する蛍光体（Ｙ、Ｇ、Ｂ）とＳｉの配合比を決定する。
（３）図６に示すように、ウエハー内のそれぞれのチップにおいて、スクライブ・ライン３７とメタル・パッド３５の部分をシルク・スクリーン４０を使用してブロッキングする。
（４）ホワイト・ターゲット色座標を具現するために、ウエハー内でそれぞれのチップの波長に対して該当する配合比を有する蛍光体及びＳｉを含む蛍光物質をそれぞれのチップにコーティングする。
（５）蛍光物質を簡易硬貨する。
（６）シルク・スクリーン及び／またはメタル・マスク・ブロックを取り除く。
（７）蛍光体及びＳｉを含む蛍光物質をオーブンでハード硬貨する。
ここで、場合によって前述の（５）の簡易硬貨ステップは省略してもよい。図７を参照して、本発明の第３の実施形態を説明すれば次の通りである。
この場合、チップ３０とチップ３０間のスクライブ・ライン３７とメタル・パッド３５の部分は、ディスフェンシングされた蛍光体及びＳｉを含む蛍光物質が侵透できないようにフォトレジスト（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ：ＰＲ）の犠牲層４２及び／または有機物によってマスキングされる。マスキングを行った後、ディスフェンシング方法でウエハー単位でそれぞれのチップの波長に合わせて蛍光体及びＳｉを含む蛍光物質がディスフェンシングされる。本実施形態による発光ダイオードの製造方法をさらに詳細に説明すれば次の通りである。
（１）ウエハー単位でそれぞれ構成されたダイオードチップの波長を測定する。
（２）測定された波長群別にホワイト・ターゲット色座標に合わせて蛍光体Ｙ、Ｇ、ＲとＳｉとの配合比を決定する。
（３）図７に示すように、ウエハー内のそれぞれのチップにおいて、前記犠牲層を利用してスクライブ・ラインとメタル・パッドの部分をマスキングする。
（４）ホワイト・ターゲット色座標を具現するために、ウエハー内でそれぞれのチップの波長に対して該当する配合比を有する蛍光体及びＳｉを含む蛍光物質をコーティングする。
（５）前記蛍光体及びＳｉを含む蛍光物質をオーブンでハード硬貨する。
（６）前記スクライブ・ラインとメタル・パッドの部分の犠牲層ＰＲなどを取り除く。
以下では、図８を参照して本発明の第４の実施形態による発光ダイオードの製造方法を詳細に説明すれば次の通りである。
まず、ウエハー上に複数のＬＥＤチップを形成する（Ｓ１０）。ここで、前記ＬＥＤは、青色または紫外線を出力するブルーＬＥＤまたはＵＶ ＬＥＤであってもよい。次いで、前記ウエハー上にそれぞれのＬＥＤチップが出力する固有な波長値を測定する（Ｓ２０）。
次いで、前記ＬＥＤチップの波長撒布を補償するために、ウエハー上にそれぞれのＬＥＤチップの波長値に対応する蛍光体の配合比を決定する（Ｓ３０）。ここで、 ステップＳ１０で、半導体工程によって形成されたそれぞれのＬＥＤが同一の波長を出力するのではなく、誤差を持って波長が撒布されているため、それぞれのＬＥＤチップが同一の色座標上の白色光を出力するように光変換するために、それぞれのＬＥＤチップの測定された波長に対応する蛍光体の配合比を決定する。
次いで、図３に示すように、ウエハー上のそれぞれのＬＥＤチップの測定された波長値に正確に対応する蛍光体の配合比を示すマッチングマップを得る（Ｓ４０）。
前記マッチングマップの配合比によって配合比の種類別に複数の蛍光体とＳｉを混合して脱泡する（Ｓ５０）。
前記マッチングマップによって混合された蛍光物質（適切な配合比を有する蛍光体及びＳｉ）をウエハー上のそれぞれのＬＥＤチップに塗布する（Ｓ６０）。前記ウエハー状態で前記蛍光物質を硬化させる（Ｓ７０）。前記ウエハー上のスクライブ・ラインに沿って前記それぞれのＬＥＤチップを切り取ってウエハーから分離する（Ｓ８０）。
ここで、前記スクライブ・ライン及び前記ＬＥＤチップのメタル・パッドをマスキングした後に前記蛍光物質を塗布することは、前記第１ないし第３の実施形態で説明したため省略する。
以上では、ウエハーレベルでの蛍光体／Ｓｉの配合層を塗布することによって単一のＬＥＤチップを製造する方法について説明し、以下では、単一のＬＥＤチップをウエハーレベルで互いに電気的に連結した発光ダイオードモジュール（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ Ｍｏｄｕｌｅ）を製造する方法について説明する。
本発明の第５の実施形態による発光ダイオードモジュール１００は、図９に示すように、ウエハー１１０に形成された２つ以上の発光ダイオードチップ１２０、１２０ａ、１２０ｂを互いに電気的に連結することで形成される。すなわち、前記発光ダイオードモジュール１００は、ウエハー１１０上で互いに電気的に連結された複数の発光ダイオードチップ１２０、１２０ａ、１２０ｂを意味する。
前記複数の発光ダイオードチップ１２０、１２０ａ、１２０ｂは、互いに直列または並列に連結されることができる。
ここで、前記複数の発光ダイオードチップ１２０、１２０ａ、１２０ｂは、ウエハー１１０上に蒸着形成されたＮ型半導体層（図示せず）、活性層（図示せず）及びＰ型半導体層（図示せず）をそれぞれ備える。
図９において、右側の図面は、左側の少なくとも一つの発光ダイオードモジュール１００が形成されたウエハー１１０の要部の拡大平面図である。一例として２つの発光ダイオードチップ、すなわち、メタル・ライン１２５、１２６によって互いに電気的に連結された第１発光ダイオードチップ１２０ａ及び第２発光ダイオードチップ１２０ｂから構成された発光ダイオードモジュール１００を示す。もちろん、前記発光ダイオードモジュール１００は、３つ以上の発光ダイオードチップから構成されることも可能である。
第１発光ダイオードチップ１２０ａ及び第２発光ダイオードチップ１２０ｂは、それぞれＮ型半導体層（図示せず）及びＰ型半導体層（図示せず）にバイアス電圧を印加するためのＮ型電極パッド１２４ａ、１２４ｂ及びＰ型電極パッド１２１ａ、１２１ｂを備える。
前記第１発光ダイオードチップ１２０ａの前記Ｐ型電極パッド１２１ａと前記第２発光ダイオードチップ１２０ｂの前記Ｐ型電極パッド１２１ｂは、前記ウエハー１１０の表面上に半導体工程によって形成されるメタル・ライン１２５によって互いに電気的に連結される。また、前記第１発光ダイオードチップ１２０ａの前記Ｎ型電極パッド１２４ａと前記第２発光ダイオードチップ１２０ｂの前記Ｎ型電極パッド１２４ｂはさらに他のメタル・ライン１２６によって互いに電気的に連結されることができる。
前記メタル・ライン１２５、１２６は、前記Ｐ型及びＮ型電極パッド１２１ａ、１２１ｂ、１２４ａ、１２４ｂを形成すると同時に形成するか、または別途のメタル薄膜蒸着を通じてフォト／エッチング工程によって形成することが可能である。前記メタル・ライン１２５、１２６によって発光ダイオードの光放出が邪魔されないように、前記メタル・ライン１２５、１２６はスクライブ・ラインに隣接するように配置されることが好ましい。前記スクライブ・ラインに沿って後でモジュール別にダイシングされる。ここで、前記スクライブ・ラインは、発光ダイオードモジュール１００を取り囲むように形成されることができる。
ここで、前記メタル・ライン１２５、１２６を形成する前に、前記ウエハー１１０上の第１発光ダイオードチップ１２０ａ及び第２発光ダイオードチップ１２０ｂを備えるすべての個別の発光ダイオードチップ１２０の波長を検出することも可能である。これは、前記それぞれの発光ダイオードチップ１２０に形成されたＮ型及びＰ型電極パッドにバイアス電圧を印加して、それぞれの発光ダイオードチップ１２０の出力光の波長を検出することができる。
もちろん、必要によって、前記メタル・ライン１２５、１２６を形成した後、ウエハー１１０上に形成された複数の発光ダイオードモジュール１００別に発光ダイオードモジュール１００から出力される出力光の波長を検出することも可能である。さらに詳細に説明すれば、前記メタル・ライン１２５、１２６が形成された前記第１発光ダイオードチップ１２０ａ及び第２発光ダイオードチップ１２０ｂの出力光の波長を検出するために、前記Ｐ型電極パッド１２１ａと前記Ｎ型電極パッド１２４ｂにバイアス電圧を印加する。
前記発光ダイオードモジュール１００は、前記出力光の波長を補償して所望の光に変換するための、蛍光体の配合比による蛍光物質の塗布された蛍光層１２７をさらに備える。ここで、前記蛍光層１２７を塗布する際に、前記発光ダイオードモジュール１００が外部リードフレーム（図示せず）に電気的に連結されるように、少なくとも一つのＰ型電極パッド及びＮ型電極パッドには前記蛍光層１２７が塗布されないようにマスキングすることができる。また、前記蛍光層１２７が流動せずにその内部に存在するように、前記発光ダイオードモジュール１００の境界領域にパラフィン物質などでガイド・ダム（図示せず）を形成することも可能である。前記ガイド・ダム（図示せず）内に後述するディスペンサーで前記蛍光物質を塗布する。
場合によって、前記蛍光層１２７を形成する前に、前記発光ダイオードモジュール１００のＰ型電極パッド１２１ａ、１２１ｂのうち何れか一つ及びＮ型電極パッド１２４ａ、１２４ｂのうち何れか一つにワイヤ１２８を形成することも可能である。ワイヤ１２８が形成された前記発光ダイオードモジュール１００に、前述の別途のマスキングを実施せずに前記蛍光層１２７を形成することも可能である。前記発光ダイオードモジュール１００は、前記ワイヤ１２８を介して外部のリードフレームに電気的に連結されることができる。
図３に示すように、ウエハー１１０上の発光ダイオードチップ１２０の間には波長撒布が存在する。例えば、青色光を出力するブルーＬＥＤは約４４０ないし４７０ｎｍの波長範囲を有するが、通常、チップ１２０間の波長に５ｎｍ以上の差異が発生する場合、人間が肉眼で認知することが可能である。したがって、他の波長撒布を有する発光ダイオードチップ１２０を利用して所望の光を出力するためには、相異なる蛍光体の配合比を有する蛍光層を適用する必要がある。
さらに詳細に説明すれば、図３の色座標系で青色の部分の１番は、チップの波長がａである場合であるが、この場合、ホワイト・ターゲット色座標を形成するためには、黄色Ｙ、緑色Ｒ及び赤色Ｇの蛍光体の配合比にはＡが適用されねばならない。また、２番及び３番のように、それぞれチップの波長がｂ及びｃである場合、１番と同一のホワイト・ターゲット色座標を形成するためには、蛍光体の配合比は、Ａとは異なる、それぞれＢ及びＣが適用されねばならない。ここで、前記配合比の蛍光体はＳｉと共に配合されることができる。
例えば、波長がａ、ｂ、ｃであり、相異なるチップに対して同一の配合比を有する蛍光体及びＳｉ Ａの蛍光層が適用されれば、３つのチップがそれぞれ異なるホワイト・ターゲット色座標を有する。ホワイト・ターゲット色座標が変われば、ＬＣＤ装置に使用されるＢＬＵ、照明などにＬＥＤを使用する際に、色撒布の発生によって製品の構成に困難さが発生する。
図１０では、本発明に共通的に適用される、ウエハー１１０上の発光ダイオードチップ１２０の蛍光物質のコーティング過程を図式的に示す。図１０の左側に示すように、ウエハー１１０上のすべての発光ダイオードチップ１２０の出力光が“ａ”、“ｂ”、“ｃ”の３つのタイプの撒布を有するものが検出されることができる。
ウエハー１１０内のすべてのチップ１２０に対してそれぞれのチップ１２０が所望の出力光を出力するようにすべてのチップ１２０の波長を測定した結果に基づいて、それぞれの単位チップ１２０に塗布されるべき適した蛍光体の配合比が決定される。所望の出力光が白色光である場合、すなわち、ホワイト・ターゲット色座標の場合、前記図３で説明したように、チップ１２０の検出された波長が“ａ”である場合にはＡの配合比、検出された波長“ｂ”である場合にはＢの配合比、そして波長“ｃ”である場合にはＣの配合比になる。前記３種類以上の複数の配合比に対して同一の３つのディスペンサー３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃが用意され、それぞれのディスペンサーは配合比を異にした蛍光体を備える。前記複数のディスペンサー３４Ａないし３４Ｃは、図１０に示すように、ウエハーレベルでそれぞれの単位チップに該当する蛍光体及びＳｉを含む蛍光物質をディスペンシングして、チップの上面に蛍光体のコンフォーマル・コーティング（ｃｏｎｆｏｒｍａｌｃｏａｔｉｎｇ）を形成する。それにより、チップの上面には前述のコーティング層１２７が形成される。それにより、ウエハーレベルで蛍光体のコーティングによる所望の光を出力する発光ダイオードモジュール１００が形成されることができる。
ここで、前記複数の発光ダイオードチップ１２０ａ、１２０ｂから構成された発光ダイオードモジュール１００から出力される出力光の波長は、それぞれの発光ダイオードチップ１２０ａ、１２０ｂの出力光が合算されたものであって、前記波長の検出時、発光ダイオードモジュール１００別に検出する場合、波長の補償も発光ダイオードモジュール１００別に行うことが可能である。例えば、２つの発光ダイオードチップ１２０ａ、１２０ｂから構成された前記発光ダイオードモジュール１００に同一の配合比を有する蛍光物質をコーティングすることができる。例えば、図４に示すように、前記発光ダイオードモジュール１００の出力光の波長が“ａ”であり、最終的に変換しようとする所望の光が白色光である場合、前記発光ダイオードモジュール１００にはそれに対応するディスペンサー３４Ａでコンフォーマル・コーティングして蛍光層１２７を形成することができる。
前述のように、ウエハー１１０上に形成された少なくとも一つの発光ダイオードモジュール１００は、前記ウエハー１１０をオーブン硬貨によって前記塗布された蛍光体１２７を硬化させた後、前述のスクライブ・ラインに沿って切り取られることで最終的に形成されることができる。
以上では、前記第１発光ダイオードチップ１２０ａ及び第２発光ダイオードチップ１２０ｂは並列に連結されているが、場合によっては直列に連結されることも可能である。
図９を参照して、前述の発光ダイオードモジュール１００の製造方法について説明すれば次の通りである。まず、ウエハー１１０上にＮ型半導体層、活性層及びＰ型半導体層を蒸着して形成する（Ｓ１１０）。次いで、前記ウエハー１１０上の前記Ｎ型半導体層に連結されるＮ型電極パッド及び前記Ｐ型半導体層に連結されるＰ型電極パッドを形成する（Ｓ１２０）。
前記Ｎ型電極パッド１２４ａ、１２４ｂ及びＰ型電極パッド１２１ａ、１２１ｂにバイアス電圧を印加して、前記ウエハー１１０上のそれぞれの発光ダイオードチップ１２０の出力光の波長を検出する（Ｓ１３０）。ここで、前記Ｎ型電極パッド及び前記Ｐ型電極パッドを形成するステップ（Ｓ１２０）は、前記波長検出ステップ（Ｓ１３０）の後に、後述するコーティング層の形成ステップ（Ｓ１６０）以前の過程中に任意のステップで行われることができる。
前記検出された波長に基づいて前記複数の発光ダイオードチップ１２０の出力光を所望の光に変換するための蛍光体の配合比を決定する（Ｓ１４０）。前記複数の発光ダイオードチップ１２０のうち少なくとも２つ以上を互いに電気的に連結するメタル・ライン１２５、１２６を前記ウエハー１１０上に形成して発光ダイオードモジュール１００を形成する（Ｓ１５０）。
ここで、前記ステップＳ１５０のメタル・ライン１２５、１２６を形成する過程が、前記波長検出ステップ（Ｓ１３０）及び前記電極パッドの形成ステップ（Ｓ１２０）以前に行われることができる。この場合、前記出力光の波長検出は、それぞれの発光ダイオードチップ１２０ではなく、発光ダイオードモジュール１００別に行われることができる。そして、後述する蛍光体コーティング層１２７も、それぞれの発光ダイオードチップ１２０ではなく、発光ダイオードモジュール１００別にコーティングされることができる。すなわち、図３に示すように、前述の２つの発光ダイオードチップ１２０ａ、１２０ｂから構成された発光ダイオードモジュール１００の出力光の波長が “ａ”である場合、それに対応する蛍光体の配合比“Ａ”を有するディスペンサー３４Ａにより蛍光物質を発光ダイオードモジュール１００上に塗布することで波長の補償を行うことができる。
前記ステップＳ１４０で、前記決定された蛍光体の配合比によって前記複数の発光ダイオードチップ１２０別に蛍光物質を塗布して蛍光体コーティング層１２７を形成する（Ｓ１６０）。ここで、前記蛍光体コーティング層１２７を形成する前に、前記ウエハー１１０上の発光ダイオードチップ１２０別に、前記コーティング層１２７の境界となるガイド・ダム（図示せず）をパラフィンで形成することも可能である。
それぞれの発光ダイオードチップ１２０に前記蛍光体コーティング層１２７が形成された前記ウエハー１１０をオーブンで硬貨する（Ｓ１７０）。それにより、前記蛍光体コーティング層１２７が硬化される。
最終的に、前記ウエハー１１０で前記発光ダイオードモジュール１００をダイシングする（Ｓ１８０）。ここで、ダイシングはレーザーカットなどによって行われることができる。
以上の第５の実施形態では、２つの発光ダイオードチップ１２０ａ、１２０ｂから構成された発光ダイオードモジュール１００について説明した。それは一例に過ぎず、３つ以上の発光ダイオードチップから構成されたモジュールを構成することも可能であるということは言うまでもない。
また、前記ウエハー１１０上には、１種のモジュールのみを形成することができるが、場合によっては複数種のモジュールを形成してもよい。ここで、モジュールの種類は、前記発光ダイオードチップの数だけでなく、構成される発光ダイオードチップの配列によって変わる。例えば、一列に４つの発光ダイオードチップが連結されたモジュール、すなわち、４行Ｘ１列に配列されたモジュールと、２行Ｘ２列に配列されたモジュールは相異なる種類に該当すると認められる。
図１１は、本発明の第６の実施形態による発光ダイオードモジュール２００の概略的な平面図である。図１に示すチップレベルパッケージング方法と異なり、ウエハーレベル上の発光ダイオードチップ２２０のうち２つ以上（図１１では４つ）の発光ダイオードチップ２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄ間のＰ型電極パッド２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄ及びＮ型電極パッド２２４ａ、２２４ｂ、２２４ｃ、２２４ｄがそれぞれメタル・ライン２２５、２２６によって連結されることによって形成された発光ダイオードモジュール２００を示す。
このように、４つの発光ダイオードチップ２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄを互いに電気的に並列に連結した発光ダイオードモジュール２００がウエハーレベルで形成される。次いで、前述のように、所望の光に変換するための蛍光体及びＳｉが配合されたコーティング層２２７が形成される。
前記コーティング層２２７が形成された前記ウエハー１１０をオーブンで硬貨して前記コーティング層２２７を硬化し、前記発光ダイオードモジュール２００をダイシングする。
ダイシングされた前記発光ダイオードモジュール２００は、後でパッケージング工程によってリードフレーム（図示せず）の電極にワイヤリングされる。この場合、既存のパッケージング工程ではリードフレーム（図示せず）に付着するすべての発光ダイオードチップの電極パッドと前記電極をワイヤリングせねばならなかった。一方、前記発光ダイオードモジュール２００の場合は、既にメタル・ライン２２５、２２６によって複数の発光ダイオードチップ２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄが互いに電気的に連結されているため、モジュール２００内の複数の電極パッドのうち何れか一つと電極とを互いに連結すれば良い。すなわち、図１１に示すように、発光ダイオードモジュール２００のＰ型電極パッド２２４ａとＮ型電極パッド２２１ｄを前記リードフレーム（図示せず）の電極にワイヤリングすればよい。それにより、パッケージングの際にワイヤリング工程がさらに簡素化して、生産性が向上することができる。
本発明の第６の実施形態の発光ダイオードモジュール２００を第５の実施形態の発光ダイオードモジュール１００と比較すれば、モジュールを構成する発光ダイオードチップの数のみが異なり、残りは同一である。したがって、前記第５の実施形態で説明した内容は第６の実施形態にも適用されることができる。例えば、波長の検出、波長の補償のための蛍光物質の配合比の決定、決定された配合比によって発光ダイオードチップ上に形成される蛍光体のコーティング層についての説明が第６の実施形態にも適用されることができる。したがって、重複する説明を省略する。
本発明の第７の実施形態による発光ダイオードモジュール３００は、図１２に示すように、ウエハー１１０上に形成された４つの発光ダイオードチップ３２０と、前記発光ダイオードチップ３２０を互いに電気的に連結する複数のメタル・ライン３２５、３２６、３２７、３２８、３２９、３３０とを備える。
前記メタル・ライン３２５、３２６、３２７は、前記４つの発光ダイオードチップ３２０上のＰ型電極パッド３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃ、３２４ｄを互いに電気的に連結する。前記メタル・ライン３２８、３２９、３３０は、前記４つの発光ダイオードチップ３２０上のＮ型電極パッド３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃ、３２１ｄを互いに電気的に連結する。
前記発光ダイオードモジュール３００は、前記発光ダイオードチップ３２０のそれぞれの上側に形成された蛍光体コーティング層３２７をさらに備える。前記発光ダイオードモジュール３００は、複数のＮ型電極パッド３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃ、３２１ｄのうち一つのＮ型電極パッド３２１ｄ及び複数のＰ型電極パッド３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃ、３２４ｄのうち一つのＰ型電極パッド３２４ａとリードフレーム（図示せず）の電極とをワイヤ３３３、３３５で連結することによりパッケージングされることができる。
本発明の第８の実施形態による発光ダイオードモジュール４００は、図１３に示すように、ウエハー１１０上に形成された４つの発光ダイオードチップ４１０、４２０、４３０、４４０と、前記４つの発光ダイオードチップ４１０、４２０、４３０、４４０を互いに電気的に連結する複数のメタル・ライン４０１、４０２、４０３とを備える。４つの発光ダイオードチップ４１０、４２０、４３０、４４０が２行ｘ２列のマトリックス構造に配置されていることから、第６の実施形態の発光ダイオードモジュール３００と同一である。
前記複数のメタル・ライン４０１、４０２、４０３は、前記４つの発光ダイオードチップ４１０、４２０、４３０、４４０のＰ型電極パッド４１１、４２１、４３１、４４１を互いに電気的に連結する。それにより、前記４つの発光ダイオードチップ４１０、４２０、４３０、４４０は互いに並列に連結される。
一方、前記４つの発光ダイオードチップ４１０、４２０、４３０、４４０のそれぞれのＮ型電極パッドは、蛍光体層４２７がコーティングされた面の反対面、すなわち、図１３のウエハー１１０の背面に形成される。ここで、前記Ｎ型電極パッドは共通電極として形成されることができる。もちろん、場合によって、Ｎ型電極パッドの代りにＰ型電極パッドが共通電極として形成されることも可能である。ここで、前記蛍光体層４２７は、波長撒布を補償して所望の光を出力させるためのものであって、その形成方法については、第５の実施形態で詳細に説明したため、本実施形態では省略する。
パッケージングの際には、前記Ｐ型電極パッド４１１、４２１、４３１、４４１のうち一つと、リードフレーム（図示せず）の電極（＋）とを互いにワイヤ４５０で連結し、前記ウエハー１１０の背面のＮ型電極パッドと前記リードフレーム（図示せず）の電極（−）とを互いにワイヤで連結することができる。
本発明の第９の実施形態による発光ダイオードモジュール５００は、図１４に示すように、６つの発光ダイオードチップ５１０、５２０、５３０、５４０、５５０、５６０から構成される。参照までに、説明を容易にするために、図１４は、ダイシングされた発光ダイオードモジュール５００を示す。
一例として、前記発光ダイオードモジュール５００を構成する複数の発光ダイオードチップのうち、左側の２つの発光ダイオードチップ５１０、５２０は赤色光を所望の光（ターゲット光）として出力するためのものであり、中央の２つの発光ダイオードチップ５３０、５４０は、緑色光をターゲット光とし、右側の２つの発光ダイオードチップ５５０、５６０は青色光をターゲット光とすることができる。
前記ウエハー１１０上にＮ型半導体層（図示せず）、活性層（図示せず）及びＰ型半導体層（図示せず）を形成し、それぞれの半導体層に連結されるＮ型電極パッド（図示せず）及びＰ型電極パッド５１１、５２１、５３１、５４１、５５１、５６１を形成する。それにより、前記ウエハー１１０上には波長撒布を有する複数の発光ダイオードチップが形成される。ここで、一例として、前記ウエハー１１０に青色光を出力する発光ダイオードチップを形成した場合、前記発光ダイオードチップは約４２０ないし４７０ｎｍの範囲の波長撒布を有することができる。
赤色光をターゲット光とする前記複数の発光ダイオードチップ５１０、５２０の場合は、前記複数の発光ダイオードチップ５１０、５２０の青色光を赤色光に変換するための蛍光体の配合比を有する蛍光物質を前記発光ダイオードチップ５１０、５２０の上面にコーティングする。それにより、赤色光の変換コーティング層５１７が前記発光ダイオードチップ５１０、５２０に形成される。ここで、前記複数の発光ダイオードチップ５１０、５２０のそれぞれの青色光の波長が相異なる場合、同一の波長の赤色光に補償するために、相異なる配合比を有する蛍光物質を前記複数のそれぞれの発光ダイオードチップ５１０、５２０に塗布することができる。
緑色光をターゲット光とする前記複数の発光ダイオードチップ５３０、５４０の場合は、前記複数の発光ダイオードチップ５３０、５４０の青色光を緑色光に変換するための蛍光体の配合比を有する蛍光物質を前記発光ダイオードチップ５３０、５４０の上面にコーティングする。それにより、緑色光の変換コーティング層５３７が発光ダイオードチップ５３０、５４０に形成される。ここで、前記複数のそれぞれの発光ダイオードチップ５３０、５４０の青色光の波長が相異なる場合、同一の波長の緑色光に補償するために、相異なる配合比を有する蛍光物質を前記複数のそれぞれの発光ダイオードチップ５３０、５４０に塗布することができる。
青色光をターゲット光とする前記複数の発光ダイオードチップ５５０、５６０の場合は、前記複数の発光ダイオードチップ５５０、５６０の青色光の波長が互いに同一であるように、相異なる配合比を有する蛍光物質を前記複数のそれぞれの発光ダイオードチップ５５０、５６０に塗布することができる。場合によって、何れか一つの発光ダイオードチップ５５０を基準に残りの発光ダイオードチップ５６０の波長を補償することも可能である。前記複数の発光ダイオードチップ５５０、５６０の青色光の波長の出力誤差が所定の範囲（例えば、人間が認知可能な程度である４ｎｍ）以内である場合、前記蛍光物質が配合されていないＳｉのみを前記発光ダイオードチップ５５０、５６０にコーティングすることが可能である。それにより、前記チップ５５０、５６０の上面にチップを保護するためのコーティング層５５７が形成されることができる。
前記発光ダイオードモジュール５００は、前記複数の発光ダイオードチップ５１０、５２０、５３０、５４０、５５０、５６０を色別に電気的に連結するためのメタル・ライン５１５、５３５、５５５を備えることができる。
前記メタル・ライン５１５は、前記赤色光をターゲット光とする複数の発光ダイオードチップ５１０、５２０のＰ型電極パッド５１１、５２１を連結する。ここで、赤色光を出力するためのバイアス電圧を印加するために、前記発光ダイオードチップ５１０の前記Ｐ型電極パッド５１１は、図示していないリードフレームの（＋）電極とワイヤ５０１を介して連結されることができる。
前記メタル・ライン５３５は、前記緑色光をターゲット光とする複数の発光ダイオードチップ５３０、５４０のＰ型電極パッド５３１、５４１を連結する。ここで、緑色光を出力するためのバイアス電圧を印加するために、前記発光ダイオードチップ５３０の前記Ｐ型電極パッド５３１は、図示していないリードフレームの（＋）電極とワイヤ５０２を介して連結されることができる。
前記メタル・ライン５５５は、前記青色光をターゲット光とする複数の発光ダイオードチップ５５０、５６０のＰ型電極パッド５５１、５６１を連結する。ここで、青色光を出力するためのバイアス電圧を印加するために、前記発光ダイオードチップ５５０の前記Ｐ型電極パッド５５１は、図示していないリードフレームの（＋）電極とワイヤ５０３を介して連結されることができる。
前記ウエハー１１０の背面には、共通電極としてＮ型電極パッド（図示せず）が形成されることができる。
前記Ｎ型電極パッド（図示せず）も、ワイヤ（図示せず）を介して前記リードフレームの（−）電極に連結されることができる。
以上のように構成された第９の実施形態による発光ダイオードモジュール５００は、前記複数のワイヤ５０１、５０２、５０３のうち何れか一つのみにバイアス電圧を印加する場合には、それに対応する色の光が出力される。
また、前記複数のワイヤ５０１、５０２、５０３のうち２つにバイアス電圧が印加される場合には、混色に対応する光が出力される。もし、前記複数のワイヤ５０１、５０２、５０３に同時にバイアス電圧が印加される場合には、白色光が出力されることができる。
このように、一つの発光ダイオードモジュール５００によって多様な色の出力光を得ることができる。この場合は、一つのモジュールでＲＧＢ色が個別に制御されるようにメタル・ラインが設計され、ワイヤが色別に連結される。それぞれの発光ダイオードチップは、赤色、緑色、青色の光が具現されるように蛍光体／Ｓｉの配合層がコーティングされた後、ダイシングまたはレーザーカットなどの方法によってモジュール単位で分離される。分離されたモジュールは、電気的な連結によって光が制御されるが、ＲＧＢ光の色具現及び組合せが可能であるように設計されて、多様な色具現に活用されることができる。特に、多様な色を要求するインテリアーなどの高級な照明、屋内外の電光板などにおいて、最小ピクセルの単位でＲＧＢを利用した多様な色具現が可能である。
一方、本発明の第１０の実施形態による発光ダイオード６００は、図１５に示すように、Ｎ型半導体層（図示せず）、活性層（図示せず）及びＰ型半導体層（図示せず）から構成された発光半導体チップ６１０と、前記発光半導体チップ６１０から出力される光が所望の光に変換されるように、前記発光半導体チップ６１０から出力された光の波長に基づく蛍光体の配合比を有し、前記発光半導体チップ６１０の上面にコーティングされる蛍光物質層６３０と、前記蛍光物質層６３０と前記発光半導体チップ６１０との間に配置されて、前記蛍光物質層６３０を前記発光半導体チップに結合する結合層６２０と、を備える。
ここで、前記蛍光物質層６３０は、前述の蛍光体の配合比に対応する蛍光体及びＳｉが配合された蛍光体／Ｓｉの配合層であってもよい。すなわち、前述の蛍光物質からなる層を意味する。ここで、Ｓｉの代りに等価の他の物質に代替されるか、または等価の物質が混合されることも可能である。
ここで、前記結合層６２０及び前記蛍光物質層６３０を形成する工程は、ウエハーレベルだけでなくパッケージングレベルで行われることも可能である。
図１５において、前記結合層６２０は、発光半導体チップ６１０と蛍光物質層６３０とを互いに接着させる機能を行い、接着力を向上させる役割を行う。これは、前述のように、蛍光物質層６３０で蛍光体の配合比が上昇すれば上昇するほど、前記発光半導体チップ６１０の基板との接着特性が劣化し、それにより、後続工程中（ワイヤーボンディング、フリップチップ接合など）に蛍光物質層６３０が剥離し得るが、前記結合層６２０はその剥離現象を防止するためのものである。
前記結合層６２０は、Ｓｉ樹脂、エポキシ樹脂、有機ポリマー、ガラス樹脂などが使用可能である。ここで、蛍光物質層６３０の形成工程がチップレベル（パッケージングレベル）ではなく、ウエハーレベルで行われる場合、前記蛍光物質層６３０と前記発光半導体チップ６１０の基板との結合（接着）特性がさらに重要になる。
図１５において、蛍光物質層６３０は、前記結合層６２０の上部に形成され、前記蛍光物質層６３０の厚さの偏差によって色偏差が発生するビニング現象を防止するために、コンフォーマル・コーティングが行われる。また、ＥＰＩ ＭＯＣＶＤ工程中に発生するチップの波長撒布を補償するために、蛍光体／Ｓｉの配合比が制御される。
本発明の第１１の実施形態による発光ダイオードは、図１６に示すように、蛍光物質層６３０を形成する前に導入した結合層６２０及び前記蛍光物質層６３０を備え、蛍光物質層６３０を保護するための保護層６４０をさらに備える。蛍光物質の保護層６４０は、図１５に示すように、蛍光物質層６３０の導入後、後続するパッケージ工程を行う際に蛍光物質層６３０に発生し得る表面損傷／スクラッチなどを防止するためのものである。前記蛍光物質の保護層６４０は、Ｓｉ樹脂、エポキシ樹脂、有機ポリマー、ガラス樹脂などを使用することができる。
ここで、前記結合層６２０と前記保護層６４０の両方が形成されてもよく、何れか一つのみが形成されてもよい。
前述のように、図１５及び図１６で提示された２つの実施形態による発光ダイオードの製造方法を提示する。
本発明の第１２の実施形態による発光ダイオードの製造方法は、図１５に示すように、ウエハー基板６０１上にＮ型半導体層、活性層及びＰ型半導体層を蒸着して発光半導体チップ６１０を形成するステップと、前記発光半導体チップ６１０から出力される光の波長を検出するステップと、前記検出された発光半導体チップの波長データを利用して、前記発光半導体チップが所望の光を出力するように、それに対応する蛍光体の配合比を決定するステップと、前記決定された蛍光体の配合比による蛍光物質を前記発光半導体チップ上に塗布する前に、前記発光半導体チップの上面に結合層を形成するステップと、前記結合層の上面に前記決定された配合比による蛍光物質層を形成するステップとを含む。第１２の実施形態による発光ダイオードの製造方法において、結合層の形成ステップ及び蛍光物質層の形成ステップは、チップレベルまたはウエハーレベルで同時に適用可能である。
ここで、図１7に示すように、発光半導体チップ６１０の切断線（スクライブ・ライン）は、パラフィンなどの物質を印刷して保護し、メタル・パッド６１１、６１３の部分は、パッド・ラインに沿ってパラフィンなどの物質が印刷されて、メタル・パッド６１１、６１３の部分にディスペンシングされた結合層６２０、蛍光物質層６３０及び保護層６４０の物質が侵透することができない。この場合、パラフィンなどの物質が印刷される場合、厚さは約１００ｕｍであり、パラフィン物質の主な機能は、ガイド・ダムの役割を行うことである。実施形態の主要工程は次の通りである。
前述の本発明の第１２の実施形態による発光ダイオードの製造方法は、ウエハー基板６０１内のそれぞれの発光半導体チップ６１０において、スクライブ・ライン６１５と電極パッド６１１、６１３の部分にパラフィンなどの物質を印刷してガイド・ダムを形成するステップをさらに含むことができる。ここで、前記パラフィンなどの物質を印刷してガイド・ダムを形成するステップは、マスキングステップと称することができる。
ここで、前記ガイド・ダムを形成するステップは、前記結合層を形成するステップ以前に行われることができる。
一方、前記蛍光物質層を形成するステップは、前記ウエハー状態で決定された蛍光体の配合比による蛍光物質層６３０をそれぞれの発光半導体チップ６１０に塗布することにより、それぞれのチップにそれぞれのチップの波長を補償するステップを含むことができる。
ここで、前述の本発明の第１２の実施形態による発光ダイオードの製造方法は、前記蛍光物質層６３０の上部に形成されて、前記蛍光物質層６３０を保護するための保護層６４０を形成するステップをさらに含むことができる。
本発明の第１３の実施形態による発光ダイオードの製造方法は、図１６に示すように、ウエハー基板６０１上にＮ型半導体層、活性層及びＰ型半導体層を蒸着して発光半導体チップ６１０を形成するステップと、前記発光半導体チップ６１０から出力される光の波長を検出するステップと、前記検出された発光半導体チップ６１０の波長データを利用して、前記発光半導体チップ６１０が所望の光を出力するように、それに対応する蛍光体の配合比を決定するステップと、前記決定された配合比による蛍光物質層を形成するステップと、前記蛍光物質層の上面に保護層を形成するステップとを含むことができる。ここで、この方法は、パッケージングレベル（チップレベル）及びウエハーレベルのうち何れか一つのステップで適用されることができる。
この場合、図１8に示すように、半導体チップ６１０とチップ６１０との間の切断線（スクライブ・ライン）６１５とメタル・パッド６１１、６１３の部分は、シルク・スクリーン６５０またはメタル・マスク６５０などでマスキングされることができる。マスキングが行われた後にコーティングが行われるため、メタル・パッド６１１、６１３の部分には前記結合層６２０、蛍光物質層６３０、蛍光物質の保護層６４０の物質が侵透することができない。
すなわち、前記シルク・スクリーン６５０またはメタル・マスク６５０を用いたマスキングステップは、前記蛍光物質層６３０の形成ステップ以前に行われることができる。
また、前述の本発明の第１３の実施形態による発光ダイオードの製造方法は、前記マスキングステップと前記蛍光物質層６３０を形成するステップとの間に行われる前記結合層６２０の形成ステップをさらに含むことができる。
一方、前記蛍光物質層６３０を形成するステップは、前記ウエハー状態で決定された蛍光体の配合比による蛍光物質層６３０をそれぞれの発光半導体チップ６１０に塗布することにより、それぞれのチップにそれぞれのチップの波長を補償するステップを含むことができる。
一方、前述の実施形態は例示的なものに過ぎないものであって、当業者ならこれから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能である。
したがって、本発明の真正な技術的な保護範囲は、下記の特許請求の範囲に記載された発明の技術的思想によって定められねばならないであろう。

Claims (10)

  1. 発光ダイオードにおいて、
    Ｎ型半導体層、活性層及びＰ型半導体層が形成された発光半導体チップと、
    前記発光半導体チップから出力される光が所望の光に変換されるように、前記発光半導体チップから出力された光の波長に基づく蛍光体の配合比を有し、前記発光半導体チップの上面にコーティングされる蛍光物質層と、
    前記蛍光物質層と前記発光半導体チップとの間に配置されて、前記蛍光物質層を前記発光半導体チップに結合する結合層と、を備えることを特徴とする発光ダイオード。
  2. 前記結合層は、シリコン（Ｓｉ）樹脂、エポキシ樹脂、有機ポリマー、ガラス樹脂のうち少なくとも何れか一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
  3. 前記蛍光物質層を保護するために、前記蛍光物質層の上面にコーティングされた保護層をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
  4. 前記保護層は、Ｓｉ樹脂、エポキシ樹脂、有機ポリマー、ガラス樹脂のうち少なくとも何れか一つを含むことを特徴とする請求項３に記載の発光ダイオード。
  5. 前記発光半導体チップから出力される前記光の波長は、青色の波長または紫外線の波長であることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
  6. 発光ダイオードの製造方法において、
    ウエハー基板上にＮ型半導体層、活性層及びＰ型半導体層を蒸着して発光半導体チップを形成するステップと、
    前記発光半導体チップから出力される光の波長を検出するステップと、
    前記検出された発光半導体チップの波長データを利用して、前記発光半導体チップが所望の光を出力するように、それに対応する蛍光体の配合比を決定するステップと、
    前記決定された蛍光体の配合比による蛍光物質を前記発光半導体チップ上に塗布する前に、前記発光半導体チップの上面に結合層を形成するステップと、
    前記結合層の上面に前記決定された配合比による蛍光物質層を形成するステップと、を含むことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
  7. 前記結合層を形成する前に、前記発光半導体チップの一領域をマスキングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の発光ダイオードの製造方法。
  8. 前記蛍光物質層の上面に保護層を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の発光ダイオードの製造方法。
  9. 発光ダイオードの製造方法において、
    ウエハー基板上にＮ型半導体層、活性層及びＰ型半導体層を蒸着して発光半導体チップを形成するステップと、
    前記発光半導体チップから出力される光の波長を検出するステップと、
    前記検出された発光半導体チップの波長データを利用して、前記発光半導体チップが所望の光を出力するように、それに対応する蛍光体の配合比を決定するステップと、
    前記決定された配合比による蛍光物質層を形成するステップと、
    前記蛍光物質層の上面に保護層を形成するステップと、を含むことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
  10. 前記蛍光物質層を形成する前に、前記発光半導体チップの一領域をマスキングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の発光ダイオードの製造方法。
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