KR100564303B1 - Light emitting diode and fabrication method thereof - Google Patents

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조명수
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Abstract

AlGaInP계 발광 다이오드 및 그 제조방법에 관하여 개시한다. 본 발명에 따른 발광 다이오드는, p형 투명 기판과; p형 투명 기판 하부에 형성되는 p형 전극과; p형 투명 기판의 상부에 순차적으로 형성되는 p형 윈도우층, p형 클래드층, 활성층, n형 클래드층, n형 윈도우층 및 n형 전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, 나아가 p형 투명 기판과 p형 윈도우층은 기판 융합에 의해 접합되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 흡수성 기판을 사용할 때 보다 광출력효율이 높고, n형 투명 기판을 사용하는 경우보다 기판 융합 이후의 저항을 줄일 수 있으며, 투명 기판의 결합과 흡수 기판의 제거가 용이하고, 공정의 위험도가 감소하므로 생산성을 향상시킬 수 있다.An AlGaInP-based light emitting diode and a manufacturing method thereof are disclosed. A light emitting diode according to the present invention comprises a p-type transparent substrate; a p-type electrode formed under the p-type transparent substrate; and a p-type window layer, a p-type cladding layer, an active layer, an n-type cladding layer, an n-type window layer, and an n-type electrode, which are sequentially formed on the p-type transparent substrate. And the p-type window layer are bonded by substrate fusion. According to the present invention, the light output efficiency is higher than when using the absorbent substrate, the resistance after substrate fusion can be reduced than when using the n-type transparent substrate, the bonding of the transparent substrate and the removal of the absorbent substrate are easy, and the process Can reduce productivity and increase productivity.

AlGaInP계 발광 다이오드, 흡수성 기판, 투명 기판, 기판 융합, 공융 금속AlGaInP-based light emitting diode, absorbent substrate, transparent substrate, substrate fusion, eutectic metal

Description

AlGaInP계 발광 다이오드 및 그 제조방법{Light emitting diode and fabrication method thereof} Light emitting diode and fabrication method             

도 1a 내지 도 1c는 종래의 발광 다이오드를 나타낸 개략도들;1A-1C are schematic views showing a conventional light emitting diode;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED를 나타낸 개략도;2 is a schematic diagram illustrating an LED according to an embodiment of the present invention;

도 3은 도 2에 따른 LED의 제조방법을 설명하기 위한 개략도들; 및3 is a schematic view for explaining a method of manufacturing an LED according to FIG. And

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 LED의 패키징 구조를 설명하기 위한 개략도들이다.4A and 4B are schematic diagrams for describing a packaging structure of an LED according to an embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 참조번호의 설명 ><Description of Reference Numbers for Main Parts of Drawings>

[종래기술][Private Technology]

11 : n형 GaAs 기판 12 : 브래그 반사경11 n-type GaAs substrate 12 Bragg reflector

13 : n형 클래드층 14 : 활성층13: n-type cladding layer 14: active layer

15 : p형 클래드층 16 : p형 전극15 p-type cladding layer 16 p-type electrode

18 : n형 전극 19 : n형 윈도우층18: n-type electrode 19: n-type window layer

21 : n형 투명 기판 22 : 접착제21: n-type transparent substrate 22: adhesive

[본 발명][Invention]

110 : p형 투명 기판 120 : p형 윈도우층110: p-type transparent substrate 120: p-type window layer

130 : p형 클래드층 140 : 활성층130: p-type cladding layer 140: active layer

150 : n형 클래드층 160 : n형 윈도우층150: n-type cladding layer 160: n-type window layer

170 : n형 전극 180 : p형 전극170: n-type electrode 180: p-type electrode

210 : 공융 금속층 220 : 서브 마운트210: eutectic metal layer 220: sub-mount

본 발명은 AlGaInP계 발광 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 p형 투명 기판과 기판 융합을 이용한 AlGaInP계 발광 다이오드에 관한 것이다.The present invention relates to an AlGaInP-based light emitting diode and a method for manufacturing the same, and more particularly, to an AlGaInP-based light emitting diode using a p-type transparent substrate and substrate fusion.

발광 다이오드(light emitting diode, 이하 LED라 한다.) 표시, 통신, 조명등 다양한 응용 분야에 사용되고 있다. 그런데, LED 층들은 흡수성 기판 위에 성장되면 낮은 광추출 효율을 나타내고, 투명 기판 상에 성장되면 격자상수에 의한 격자 부정합(lattice mismatch)이 발생한다. Light emitting diodes (hereinafter referred to as LEDs) are used in various applications such as display, communication, and lighting. However, when the LED layers are grown on the absorbent substrate, they exhibit low light extraction efficiency, and when grown on the transparent substrate, lattice mismatch due to lattice constant occurs.

도 1a는 종래의 흡수성 기판 상에 형성된 이중이종접합(double heterojunction,DH) LED를 나타낸 개략도이다. 1A is a schematic diagram illustrating a double heterojunction (DH) LED formed on a conventional absorbent substrate.

도 1a를 참조하면, n형 GaAs 기판(11) 상에 브래그 반사경(12), n형 클래드층(13), 발광 활성층(14), p형 클래드층(15), p형 윈도우층(16)이 순차적으로 형성 되고, p형 윈도우층(16) 상에는 p형 전극(17)이, n형 GaAs 기판(11) 하부에는 n형 전극(18)이 각각 형성된다. Referring to FIG. 1A, a Bragg reflector 12, an n-type cladding layer 13, a light emitting active layer 14, a p-type cladding layer 15, and a p-type window layer 16 are formed on an n-type GaAs substrate 11. The p-type electrode 17 is formed on the p-type window layer 16, and the n-type electrode 18 is formed below the n-type GaAs substrate 11, respectively.

이 경우에는, 흡수성 기판 상에 브래그 반사경과 표준 LED 성장층을 순차적으로 형성함으로써, 발광 활성층의 아래로 방출되는 광을 브래그 반사경이 반사시켜 흡수성 기판의 영향을 줄이고 광추출 효율을 향상시켰다. 하지만, 입사각이 거의 수직에 가까운 경우에만 브래그 반사경에 의하여 반사되므로 그 효과는 적다. In this case, by forming the Bragg reflector and the standard LED growth layer sequentially on the absorbent substrate, the Bragg reflector reflects the light emitted under the light emitting active layer, thereby reducing the influence of the absorbent substrate and improving the light extraction efficiency. However, since the reflection is reflected by the Bragg reflector only when the angle of incidence is nearly perpendicular, the effect is small.

따라서, 기판을 투명 기판으로 대체하는 시도가 있어 왔으며, 그 대표적인 방법을 도 1b 및 도 1c에 도시하였다.Thus, attempts have been made to replace the substrate with a transparent substrate, a representative method of which is shown in FIGS. 1B and 1C.

도 1b 및 도 1c는 종래의 투명 기판 상에 형성된 LED를 나타낸 개략도들이다. 이 때, 도 1a와 동일한 참조번호는 동일한 구성을 나타내는 것이므로 반복되는 설명은 생략한다.1B and 1C are schematic diagrams showing LEDs formed on a conventional transparent substrate. In this case, since the same reference numerals as in FIG. 1A represent the same configuration, repeated descriptions thereof will be omitted.

도 1b를 참조하면, SOG(Spin-On Glass)와 같이 투명하며 접착성이 좋은 접착제(22)를 이용하여 p형 윈도우층(16)을 사파이어 같은 투명 기판(21)에 접착시켰다. Referring to FIG. 1B, the p-type window layer 16 is adhered to the transparent substrate 21 such as sapphire using a transparent and adhesive adhesive 22 such as SOG (Spin-On Glass).

이 경우에는 광 투과성이 높은 기판의 채용으로 광 출력효율은 증가하나, 사파이어는 전도성이 없는 투명 기판이므로 p형과 n형의 두 전극 모두가 발광면에 배치되게 되어 광 손실이 많아지는 단점이 있다.In this case, the light output efficiency is increased by adopting a substrate having high light transmittance, but since sapphire is a transparent substrate having no conductivity, both electrodes of p-type and n-type are disposed on the light emitting surface, which leads to a high light loss. .

이런 단점이 없는 경우로, 도 1c를 참조하면, 산화막이 제거된 200㎛ 정도 두께의 n형 투명 기판(21, n형 GaP 기판)과 도 1a에서 n형 GaAs 기판(11) 및 브래그 반사경(12)이 제거된 성장층의 n형 클래드층(13)을 흑연 부재(미도시)를 이용하 여 접합시킨 후, 화로관(furnace tube)내에서 기판 융합을 실시하였다. 이 때의 조건은 수소 분위기에서 800℃의 온도와 2∼8 kg중/㎠의 압력으로 0.5∼1시간 동안 실시한다.1C, the n-type transparent substrate 21 (n-type GaP substrate) having a thickness of about 200 μm and the n-type GaAs substrate 11 and the Bragg reflector 12 of FIG. 1A are removed. After the n-type cladding layer 13 of the growth layer having been removed) was bonded using a graphite member (not shown), the substrate was fused in a furnace tube. The conditions at this time are carried out in a hydrogen atmosphere at a temperature of 800 ° C. and a pressure of 2 to 8 kg / cm 2 for 0.5 to 1 hour.

그런데, 이 경우에는 성장층의 두께가 10㎛ 정도여서 크랙이나 깨짐이 발생할 위험이 있다. 따라서, 도 1c와 같은 경우에는 p형 윈도우층(16)의 두께가 50∼100㎛ 정도는 되어야 한다. 그런데, 다른 활성층 영역을 성장시키는 데 이용하는 유기금속화학기상증착법(Metalorganic Chemical Vapor Deposition, MOCVD) 및 분자빔 에피탁시(Molecular Beam Epitaxy, MBE)를 이용하여 p형 윈도우층을 상기의 두께만큼 성장시키기에는 수십 시간이 소요되기 때문에 생산성이 낮아지게 된다. 따라서, p형 윈도우층(16)만은 성장률이 비교적 빠른 기상증착장비(Vapor phase epitaxy, VPE)를 이용하여 성장시키기도 하지만, 다른 활성층 영역의 성장을 유기금속화학기상증착 장비나 분자빔 에피탁시 장비로 선행시켜야 하는 번거로움이 있다.In this case, however, the growth layer has a thickness of about 10 μm, and there is a risk of cracking or cracking. Therefore, in the case of FIG. 1C, the thickness of the p-type window layer 16 should be about 50 to 100 μm. However, in order to grow the p-type window layer by the thickness using the organic metal chemical vapor deposition (MOCVD) and molecular beam epitaxy (MBE) used to grow the other active layer region Will take several tens of hours, resulting in low productivity. Therefore, only the p-type window layer 16 is grown using vapor phase epitaxy (VPE), which has a relatively high growth rate. There is a hassle to precede.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 높은 광출력효율을 가지며, 제조 공정을 단순화시킬 수 있고, 단락이 방지되며, 방열 효과가 향상되어 고출력 대면적의 발광 소자를 제작할 수 있는 AlGaInP계 발광 다이오드 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an AlGaInP-based light emitting diode having high light output efficiency, simplifying a manufacturing process, preventing short circuit, and improving heat dissipation, so that a light emitting device having a large output can be manufactured. And to provide a method for producing the same.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 AlGaInP계 발광 다이오드는: 50 ~ 350㎛ 두께의 p형 투명 기판과; 상기 p형 투명 기판 하부에 형성되는 p형 전극과; 상기 p형 투명 기판의 상부에 순차적으로 형성되는 p형 윈도우층, p형 클래드층, 활성층, n형 클래드층, n형 윈도우층과; 상기 n형 윈도우층 상에 형성되는 공융금속층과; 상기 공융금속층 상에 형성되는 서브 마운트층과; 상기 서브 마운트층 상에 형성되는 n형 전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.AlGaInP-based light emitting diode according to the present invention for achieving the above technical problem: a p-type transparent substrate having a thickness of 50 ~ 350㎛; A p-type electrode formed under the p-type transparent substrate; A p-type window layer, a p-type cladding layer, an active layer, an n-type cladding layer, and an n-type window layer sequentially formed on the p-type transparent substrate; A eutectic metal layer formed on the n-type window layer; A submount layer formed on the eutectic metal layer; And an n-type electrode formed on the submount layer.

이 때, 상기 p형 투명 기판과 상기 p형 윈도우층은 기판 융합에 의해 접합되는 것을 특징으로 한다.At this time, the p-type transparent substrate and the p-type window layer is characterized in that the bonding by substrate fusion.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 AlGaInP계 발광 다이오드 제조방법은: n형 GaAs 기판 상에 상기 n형 윈도우층, n형 클래드층, 활성층, p형 클래드층 및 p형 윈도우층을 순차적으로 형성하는 단계와; 상기 p형 윈도우층과 50 ~ 350㎛ 두께의 상기 p형 투명 기판을 기판 융합으로 접합하는 단계와; 상기 n형 GaAs 기판을 제거하는 단계와; 상기 p형 투명 기판 상에 상기 p형 전극을 형성하는 단계와; 상기 단계까지의 결과물을 뒤집고, 상기 n형 윈도우층 상에 상기 공융금속층과 상기 서브 마운트층과 상기 n형 전극을 순차적으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.AlGaInP-based light emitting diode manufacturing method according to the present invention for achieving the above technical problem: the n-type window layer, n-type cladding layer, active layer, p-type cladding layer and p-type window layer sequentially on the n-type GaAs substrate Forming; Bonding the p-type window layer and the p-type transparent substrate having a thickness of 50 to 350 μm by substrate fusion; Removing the n-type GaAs substrate; Forming the p-type electrode on the p-type transparent substrate; Inverting the result to the step, characterized in that it comprises the step of sequentially forming the eutectic metal layer, the sub-mount layer and the n-type electrode on the n-type window layer.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED를 나타낸 개략도이고, 도 3은 도 2에 따른 LED의 제조방법을 설명하기 위한 개략도들이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 LED의 패키징 구조를 설명하기 위한 개략도들이다.2 is a schematic view showing an LED according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a schematic diagram for explaining a manufacturing method of the LED according to Figure 2, Figure 4a and 4b is a packaging of the LED according to an embodiment of the present invention Schematic diagrams for explaining the structure.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 LED는 p형 투명 기판(110)과, p 형 투명 기판(110) 하부에 형성되는 p형 전극(180)과, p형 투명 기판(110)의 상부에 순차적으로 형성되는 p형 윈도우층(120), p형 클래드층(130), 활성층(140), n형 클래드층(150), n형 윈도우층(160) 및 n형 전극(170)을 포함하여 이루어진다. p형 투명 기판(110)은 GaP, ZnSe 또는 ZnS로 이루어지며, 두께는 50∼350㎛이다. p형 윈도우층(120), p형 클래드층(130), 활성층(140), n형 클래드층(150) 및 n형 윈도우층(160)은 AlGaInP계 물질로 이루어진다. p형 전극(180)으로는 Ti/Au, Ti/Pt/Ti/Au 또는 AuBe 등으로 이루어질 수 있고, n형 전극(170)으로는 AuGe/Ni/Au 등으로 이루어질 수 있다.2, an LED according to an embodiment of the present invention includes a p-type transparent substrate 110, a p-type electrode 180 formed below the p-type transparent substrate 110, and a p-type transparent substrate 110. P-type window layer 120, p-type cladding layer 130, active layer 140, n-type cladding layer 150, n-type window layer 160, and n-type electrode 170 sequentially formed on the It is made, including. The p-type transparent substrate 110 is made of GaP, ZnSe or ZnS, and has a thickness of 50 to 350 µm. The p-type window layer 120, the p-type cladding layer 130, the active layer 140, the n-type cladding layer 150, and the n-type window layer 160 are made of AlGaInP-based material. The p-type electrode 180 may be made of Ti / Au, Ti / Pt / Ti / Au, AuBe, or the like, and the n-type electrode 170 may be made of AuGe / Ni / Au.

p형 투명 기판(110)과 p형 윈도우층(120)은 기판 융합(Direct Wafer Bonding)에 의해 접합된다. 기판 융합에 대해서는 후술한다. The p-type transparent substrate 110 and the p-type window layer 120 are bonded by direct wafer bonding. Substrate fusion will be described later.

p형 윈도우층은 출력광을 투과시키는 역할과 전류확산을 증가시키는 역할을 한다. p형 윈도우층(120)에서 전류가 확산되어 p형 클래드층(130)의 홀과 n형 클래드층(150)의 전자가 활성층(140)에서 결합하면 에너지 밴드갭에 따른 파장의 광자(photon)를 발생시키게 된다. 상술한 바와 같이, p형 윈도우층(120)은 p형 투명 기판(110)과 기판 융합에 의하여 접합되므로, p형 윈도우층(120)에서의 전류의 확산은 메탈 패턴에 의한 전류확산이 아니라 p형 투명 기판(110)으로부터 인가되는 전류에 의해 확산이 이루어져 두께가 두꺼울 필요는 없다. The p-type window layer transmits output light and increases current spreading. When the current is diffused in the p-type window layer 120 and the holes of the p-type cladding layer 130 and the electrons of the n-type cladding layer 150 are combined in the active layer 140, photons having a wavelength according to an energy band gap are formed. Will be generated. As described above, since the p-type window layer 120 is bonded by the p-type transparent substrate 110 and the substrate fusion, the diffusion of the current in the p-type window layer 120 is not a current diffusion by the metal pattern, but p The diffusion does not need to be thick due to the current applied from the type transparent substrate 110.

이하에서, 도 3을 참조하여, 기판 융합을 이용한 본 발명의 실시예에 따른 LED 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 3, the LED manufacturing method according to the embodiment of the present invention using the substrate fusion will be described.

먼저, 도 3의 (1)과 같이, n형 GaAs 기판(11) 상에 n형 윈도우층(160), n형 클래드층(150), 활성층(140), p형 클래드층(130) 및 p형 윈도우층(120)을 순차적으로 형성한다. First, as shown in FIG. 3 (1), an n-type window layer 160, an n-type cladding layer 150, an active layer 140, a p-type cladding layer 130, and p are formed on the n-type GaAs substrate 11. The window window layer 120 is sequentially formed.

그리고, p형 윈도우층(120) 표면과 별도로 형성한 50∼350㎛ 두께의 p형 GaP 기판(110)의 표면에 TCE, 아세톤, 메탄올 등을 가하여 유기물을 제거하고 HF 희석액을 이용하여 표면의 산화막을 제거한다.Then, TCE, acetone, methanol, or the like is added to the surface of the p-type GaP substrate 110 having a thickness of 50 to 350 μm formed separately from the surface of the p-type window layer 120 to remove organic matter, and the oxide film on the surface using HF diluent. Remove it.

다음에, 도 3의 (2)와 같이, p형 윈도우층(120)과 p형 GaP 기판(110)을 흑연 부재(미도시)를 이용하여 접합한 후에 수소분위기에서 기판 융합을 실시한다. 이때 공정온도는 650∼900 ℃이고, 압력은 1∼8 kg중/㎠이며, 시간은 0.5∼1시간 이다. Next, as shown in FIG. 3 (2), the p-type window layer 120 and the p-type GaP substrate 110 are bonded using a graphite member (not shown), and then the substrate is fused in a hydrogen atmosphere. At this time, the process temperature is 650 ~ 900 ℃, the pressure is 1/8 kg / cm 2, the time is 0.5 to 1 hour.

그 다음에, 도 3의 (3)과 같이, GaAs 기판(11)을 습식 혹은 건식 에칭을 통해서 제거한다.Next, as shown in FIG. 3 (3), the GaAs substrate 11 is removed by wet or dry etching.

계속해서, 도 3의 (4)와 같이, p형 GaP 기판(110)에 상술한 p형 금속(180)을 증착하고, n형 윈도우층(160)에 상술한 n형 금속(170)을 증착하여 오믹접촉시킴으로써 본 발명의 실시예에 따른 LED를 제조한다. 참고로, 도 2에 도시된 LED는 도 3의 (4)에 도시된 LED의 역상구조로서, 본 발명의 내용이 달라지는 것은 아니고, 단지 후술하는 본 발명의 실시예에 따른 LED의 패키징 구조에 따라 달라질 뿐이다.Subsequently, as shown in FIG. 3 (4), the above-described p-type metal 180 is deposited on the p-type GaP substrate 110, and the above-described n-type metal 170 is deposited on the n-type window layer 160. By ohmic contact to manufacture an LED according to an embodiment of the present invention. For reference, the LED shown in FIG. 2 is a reversed phase structure of the LED shown in FIG. 3 (4), and the contents of the present invention are not changed, but only according to the packaging structure of the LED according to the embodiment of the present invention described later. It's different.

이와 같이 기판 융합으로 p형 투명 기판과 p형 윈도우층을 접합시킴으로써 p형 투명 기판에 전도성이 부여되고, p형 투명 기판이 GaAs 기판 제거 후에 에피탁시의 지지웨이퍼(handling substrate)로서의 역할을 수행하게 된다. 따라서, 간단하게 투명 기판의 결합과 흡수 기판의 제거를 할 수 있고, 높은 광출력효율의 LED 를 제조할 수 있다. Thus, by bonding the p-type transparent substrate and the p-type window layer through the substrate fusion, conductivity is imparted to the p-type transparent substrate, and the p-type transparent substrate functions as a supporting wafer during epitaxy after removing the GaAs substrate. Done. Therefore, the transparent substrate can be easily bonded and the absorbent substrate can be removed, and the LED of high light output efficiency can be manufactured.

한편, 기판 융합의 용이성을 위하여 투명 기판과 접합되는 p형 윈도우층 표면에 50nm이하의 얇은 p형 InGaP층이 더 형성되어도 좋다. 이와 같이 추가된 p형 InGaP층은 얇기 때문에 광출력에는 거의 영향이 없으면서도 p형 GaP 기판과 p형 윈도우층의 기판 융합을 함에 있어 좋은 저항 특성을 보이고 있으므로 기판 융합전 AlGaInP LED 웨이퍼의 캡층(Cap layer)으로 적당하다.On the other hand, a thin p-type InGaP layer of 50 nm or less may be further formed on the surface of the p-type window layer bonded to the transparent substrate for ease of substrate fusion. Since the added p-type InGaP layer is thin, it shows a good resistance characteristic for fusion of the p-type GaP substrate and the p-type window layer with little effect on the light output. layer).

일반적으로 제조된 LED의 n형 윈도우층을 아래 방향으로 하여 패키지 서브 마운트에 결합하게 되면, 두께가 얇은 n형 윈도우층 상에 메탈 에폭시가 도포되게 되므로 n형 윈도우층의 측면에도 메탈 에폭시가 도포되어 활성영역이 단락되는 문제가 발생될 수 있다. 이러한 문제점을 해결할 수 있는 상술한 본 발명에 따른 LED의 패키징 구조에 설명한다.In general, when the n-type window layer of the manufactured LED is bonded downward to the package submount, the metal epoxy is applied to the thin n-type window layer, so that the metal epoxy is also applied to the side of the n-type window layer. The problem of short circuiting of the active region may occur. The packaging structure of the LED according to the present invention that can solve this problem will be described.

도 2와 같이 n형 전극이 있는 쪽으로 빛을 방출하는 역상구조인 경우에는, n형 전극(170)은 n형 윈도우층(160)의 소정영역에 위치되도록 형성하고, p형 전극(180)은 p형 투명 기판(110)의 전면(全面)에 위치되도록 형성한다. 이 때에는 투명 기판(110)의 두께가 50∼350㎛로 두껍기 때문에 메탈 에폭시가 활성층(140)까지 도포되는 것이 방지되어 단락이 일어나지 않는다. In the reversed phase structure in which light is emitted toward the n-type electrode as shown in FIG. 2, the n-type electrode 170 is formed to be positioned in a predetermined region of the n-type window layer 160, and the p-type electrode 180 is It is formed to be located on the entire surface of the p-type transparent substrate (110). In this case, since the thickness of the transparent substrate 110 is 50 to 350 μm, the metal epoxy is prevented from being applied to the active layer 140, and a short circuit does not occur.

이어서, n형 윈도우층을 아래 방향으로 하여 서브 마운트에 결합하는 일반적인 형태의 경우에 대하여 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명한다. 이 때에는, n형 전극(170)은 n형 윈도우층(160)의 전면(全面)에 위치되도록 형성되고, p형 전극(180) 은 p형 투명 기판(110)의 소정영역에 위치되도록 형성된다. Next, a description will be given with reference to FIGS. 4A and 4B in the case of the general form in which the n-type window layer is coupled to the submount with the downward direction. In this case, the n-type electrode 170 is formed to be positioned on the entire surface of the n-type window layer 160, and the p-type electrode 180 is formed to be positioned in a predetermined region of the p-type transparent substrate 110. .

도 4a를 참조하면, 낮은 융점의 공융 금속(Eutectic metal)을 이용하여 서브 마운트층을 n형 윈도우층과 금속접합(metal bondig)시킴으로써 공융 금속층(210)과 서브 마운트(220)가 n형 윈도우층(160)과 n형 전극(170) 사이에 순차적으로 개재(介在)되는 구조가 된다. 서브 마운트(220)로는 Si, SiC, Cu, CuW, 또는 T-CBN 등이 이용되어 질 수 있고, 공융 금속으로는 Au-Sn, Au-Ge, Ag-In 계열이 이용될 수 있다. 이 때, 공융 금속과 서브 마운트를 n형 윈도우층에 온도를 가하여 접합하거나, 또는 n형 윈도우층에 공융 금속을 증착한 뒤 서브 마운트를 가열하여 공융 금속에 접합시킬 수 있다. 이와 같이 공융 금속층(210)과 서브 마운트(220)를 n형 윈도우층(160)과 n형 전극(170) 사이에 개재시키는 구조를 취함으로써 고출력의 대면적 발광 소자를 제작할 때 활성층 영역에서 발생하는 열에너지를 충분히 방출할 수 있게 된다.Referring to FIG. 4A, the eutectic metal layer 210 and the submount 220 are n-type window layers by metal bonding the sub-mount layer with the n-type window layer using a low melting eutectic metal. It becomes a structure interposed between the 160 and the n-type electrode 170 sequentially. Si, SiC, Cu, CuW, or T-CBN may be used as the sub-mount 220, and Au-Sn, Au-Ge, Ag-In series may be used as the eutectic metal. At this time, the eutectic metal and the submount may be bonded to each other by applying a temperature to the n-type window layer, or the eutectic metal may be deposited on the n-type window layer and then the submount may be heated and bonded to the eutectic metal. In this way, the eutectic metal layer 210 and the sub-mount 220 are interposed between the n-type window layer 160 and the n-type electrode 170 to generate a high output large area light emitting device. It is possible to release sufficient thermal energy.

도 4b를 참조하면, n형 전극(170) 표면에 공융 금속층(210)이 형성되어 있다. 이와 같이, 공융 금속을 n형 전극에 직접 증착함으로써 메탈 에폭시 없이도 일정 온도로 가열된 서브 마운트에 제조된 LED 칩을 용이하게 접합할 수 있다.Referring to FIG. 4B, a eutectic metal layer 210 is formed on the n-type electrode 170. Thus, by directly depositing the eutectic metal on the n-type electrode, it is possible to easily bond the LED chip manufactured to the sub-mount heated to a constant temperature without the metal epoxy.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 AlGaInP계 발광 다이오드에 의하면, p형 투명 기판을 사용함으로써 흡수성 기판을 사용할 때 보다 광출력효율이 높다.As described above, according to the AlGaInP-based light emitting diode according to the present invention, by using a p-type transparent substrate, the light output efficiency is higher than when using an absorbent substrate.

또한, p형 도펀트의 확산속도가 n형 도펀트의 확산속도보다 빠르므로 n형 투 명 기판을 사용하는 경우보다 기판 융합 이후의 저항을 줄일 수 있다.In addition, since the diffusion rate of the p-type dopant is faster than the diffusion rate of the n-type dopant, the resistance after substrate fusion can be reduced than when using the n-type transparent substrate.

나아가, 기판 융합으로 p형 투명 기판과 p형 윈도우층을 접합시킨 후에 GaAs 기판을 제거함으로써 투명 기판의 결합과 흡수 기판의 제거가 용이하고, 공정의 위험도가 감소하므로 생산성을 향상시킬 수 있다.
더 나아가, 단락이 방지되며, 방열 효과가 향상되어 고출력 대면적의 발광 소자를 제작할 수 있다.
Furthermore, by bonding the p-type transparent substrate and the p-type window layer through substrate fusion, the GaAs substrate is removed, thereby facilitating the bonding of the transparent substrate and the removal of the absorbent substrate and reducing the risk of the process, thereby improving productivity.
Furthermore, the short circuit is prevented and the heat dissipation effect is improved to manufacture a light emitting device having a high output large area.

본 발명은 상기 실시예들에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.The present invention is not limited to the above embodiments, and it is apparent that many modifications are possible by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention.

Claims (8)

50 ~ 350㎛ 두께의 p형 투명 기판과;A p-type transparent substrate having a thickness of 50 to 350 µm; 상기 p형 투명 기판 하부에 형성되는 p형 전극과;A p-type electrode formed under the p-type transparent substrate; 상기 p형 투명 기판의 상부에 순차적으로 형성되는 p형 윈도우층, p형 클래드층, 활성층, n형 클래드층, n형 윈도우층과;A p-type window layer, a p-type cladding layer, an active layer, an n-type cladding layer, and an n-type window layer sequentially formed on the p-type transparent substrate; 상기 n형 윈도우층 상에 형성되는 공융금속층과;A eutectic metal layer formed on the n-type window layer; 상기 공융금속층 상에 형성되는 서브 마운트층과;A submount layer formed on the eutectic metal layer; 상기 서브 마운트층 상에 형성되는 n형 전극을 포함하여 이루어지는 AlGaInP계 발광 다이오드.An AlGaInP-based light emitting diode comprising an n-type electrode formed on the sub-mount layer. 제 1항에 있어서, 상기 p형 투명 기판은 GaP, ZnSe 또는 ZnS로 이루어지는 것을 특징으로 하는 AlGaInP계 발광 다이오드.The AlGaInP-based light emitting diode of claim 1, wherein the p-type transparent substrate is made of GaP, ZnSe, or ZnS. 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 p형 윈도우층, p형 클래드층, 활성층, n형 클래드층 및 n형 윈도우층은 AlGaInP로 이루어지는 것을 특징으로 하는 AlGaInP계 발광 다이오드.The AlGaInP-based light emitting diode of claim 1, wherein the p-type window layer, the p-type cladding layer, the active layer, the n-type cladding layer, and the n-type window layer are made of AlGaInP. 제 1항, 제 2항 또는 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 p형 투명 기판과 상기 p형 윈도우층은 기판 융합에 의해 접합되는 것을 특징으로 하는 AlGaInP계 발광 다이오드.The AlGaInP-based light emitting diode according to any one of claims 1 to 6, wherein the p-type transparent substrate and the p-type window layer are bonded by substrate fusion. 삭제delete 삭제delete 제 5항에 따른 AlGaInP계 발광 다이오드를 제조하는 방법은,The method of manufacturing an AlGaInP-based light emitting diode according to claim 5, n형 GaAs 기판 상에 상기 n형 윈도우층, n형 클래드층, 활성층, p형 클래드층 및 p형 윈도우층을 순차적으로 형성하는 단계와;sequentially forming the n-type window layer, n-type cladding layer, active layer, p-type cladding layer and p-type window layer on an n-type GaAs substrate; 상기 p형 윈도우층과 50 ~ 350㎛ 두께의 상기 p형 투명 기판을 기판 융합으로 접합하는 단계와;Bonding the p-type window layer and the p-type transparent substrate having a thickness of 50 to 350 μm by substrate fusion; 상기 n형 GaAs 기판을 제거하는 단계와;Removing the n-type GaAs substrate; 상기 p형 투명 기판 상에 상기 p형 전극을 형성하는 단계와;Forming the p-type electrode on the p-type transparent substrate; 상기 단계까지의 결과물을 뒤집고, 상기 n형 윈도우층 상에 상기 공융금속층과 상기 서브 마운트층과 상기 n형 전극을 순차적으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 AlGaInP계 발광 다이오드 제조방법.Inverting the result up to the step, and forming the eutectic metal layer, the sub-mount layer and the n-type electrode sequentially on the n-type window layer, characterized in that the AlGaInP-based light emitting diode manufacturing method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012170280A1 (en) * 2011-06-08 2012-12-13 Micron Technology, Inc. Light emitting devices with efficient wavelength conversion and associated methods
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100735371B1 (en) * 2005-09-29 2007-07-04 삼성전기주식회사 White light emitting device package
KR102496616B1 (en) * 2016-04-29 2023-02-06 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 Light emitting device and display device having thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012170280A1 (en) * 2011-06-08 2012-12-13 Micron Technology, Inc. Light emitting devices with efficient wavelength conversion and associated methods
US8952399B2 (en) 2011-06-08 2015-02-10 Micron Technology, Inc. Light emitting device comprising a wavelength conversion layer having indirect bandgap energy and made of an N-type doped AlInGaP material
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