KR100646632B1 - 발광 소자의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판에 n형 반도체층, p형 반도체층이 형성된 발광 셀이 서브 마운트 기판에 플립칩 본딩된 발광 칩을 준비하는 단계, 액체로 채워진 용기 내에 상기 발광 칩을 마련하는 단계 및 상기 용기의 상부로부터 레이저를 조사하여 발광 칩의 기판을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 의한 발광 소자의 제조 방법은 플립칩 구조의 발광 소자의 제조시 기판의 리프트 오프 공정에서 레이저의 충격을 완화시켜 발광 소자의 손상 없이 기판을 분리하여 발광 효율이 향상된 발광 소자를 안정적으로 제조함으로써, 공정 안정성을 높이고 제품의 불량을 감소시키며 생산성을 증대하고 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

발광 소자, LED, 플립칩, 리프트 오프, 발광 효율

Description

발광 소자의 제조 방법 {Method of manufacturing Light-emitting device}

도 1은 종래 플립칩 구조의 발광 소자를 도시한 단면도.

도 2는 본 발명을 설명하기 위한 개략도.

도 3a 내지 도 3h는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 제 2 실시예를 도시한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 용기 20 : 투과성 창

30 : 베이스 기판 40 : n형 반도체층

50 : 활성층 60 : p형 반도체층

70, 75 : 금속 범프 80 : 배선

100 : 서브 마운트 기판 110, 115 : 본딩 패드

본 발명은 발광 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플립칩(Flip-Chip) 구조의 발광 소자에 있어서 레이저를 이용한 기판의 리프트 오프 (laser lift off) 공정시 제품의 불량 발생을 줄이고 신뢰성을 향상시키기 위한 발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다.

발광 소자(light emission diode; LED)는 반도체의 p-n 접합 구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어(전자 또는 정공)를 만들고 이들의 재결합에 의하여 소정의 빛을 발산하는 소자를 지칭하며, GaAs, AlGaAs, GaN, InGaN, AlGaInP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 발광원을 구성함으로써 다양한 색을 구현할 수 있다.

이러한 발광 소자는 기존의 전구 또는 형광등에 비해 소모 전력이 작고 수명이 길며, 협소한 공간에 설치 가능하고 진동에 강한 특성을 보인다. 이러한 발광 소자는 표시 소자 및 백라이트로 이용되고 있으며, 소모 전력의 절감과 내구성 측면에서 우수한 특성을 갖기 때문에 최근 일반 조명용, 대형 LCD-TV 백라이트, 자동차 헤드라이트, 일반 조명에까지 응용이 확대될 것으로 예상되며, 이를 위해서는 발광 소자의 발광 효율의 개선이 필요하고, 열방출 문제를 해결하여야 하며, 발광 소자의 고휘도화, 고출력화를 달성하여야 한다.

이러한 문제를 해결하기 위해 최근에 플립칩 형태의 반도체 발광 소자에 대한 관심이 날로 높아지고 있다.

도 1은 종래 일반적인 플립칩 구조의 발광 소자를 설명하기 위한 개념 단면도로, 소정의 기판(1) 상에 n형 반도체층(3), 활성층(4), p형 반도체층(5)을 순차적으로 형성한 발광 셀을 별도의 서브 마운트 기판(2)에 플립칩 본딩하여 발광 소자를 제작한다. 이 때, 서브 마운트 기판(2)의 제 1 및 제 2 전극(8, 9)에 p형 솔 더(6) 및 n형 솔더(7)를 통해 상기 발광 셀의 p형 반도체층(5)과 n형 반도체층(3)을 본딩한다.

종래 일반적인 플립칩 구조의 발광 소자는 기존의 발광 소자에 비해서 열 방출 효율이 높고, 광의 차폐가 거의 없어 광효율이 기존의 발광 소자에 비해 50% 이상 증가하는 효과가 있다.

그러나 이러한 플립칩 구조의 반도체 발광 소자는 발광층에서 생성된 광자의 많은 양이 발광 소자의 외부로 잘 빠져나가지 못하고, 내부에서 전반사를 일으키며 순환하다가 흡수되어 소멸된다. 즉, 전기 에너지가 빛 에너지로 변환되어 소자의 외부로 빠져나오는 발광 효율이 낮은 문제점이 있다.

이에 광추출 효율(light extraction efficiency)의 향상을 위한 많은 연구들이 수행되고 있다. 종래의 플립칩 구조에서는 발광 소자의 기판을 제거한 후 노출된 n형 반도체층에 요철을 형성하여 광추출 효율을 향상시키고 있다. 즉, 플립칩 구조 발광 소자의 발광층이 형성된 기판을 엑시머 레이저(Eximer laser)를 이용하여 제거한 후, 기판의 제거로 인해 노출된 n형 반도체층에 PEC 공정을 통해 요철을 형성하면 광자가 다양한 각의 표면에 의해 반사되지 않고 외부로 빠져나가기 때문에 높은 휘도와 발광 효율을 얻을 수 있다.

그러나 상기 엑시머 레이저를 이용한 기판의 리프트 오프(laser lift off) 공정시 레이저의 강한 에너지의 충격 때문에 발광층이 형성된 기판이 분리되는 것이 아니라, 플립칩 본딩 부분이 분리되어 제품의 불량이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 플립칩 구조의 발광 소자의 제조시 기판의 레이저 리프트 오프 공정에서 발광 소자에 대한 레이저의 충격을 완화시켜 발광 소자의 손상 없이 기판을 분리하는 것을 목적으로 한다. 그리하여 발광 효율이 향상된 발광 소자를 안정적으로 제조함으로써, 공정 안정성을 높이고 제품의 불량을 감소시키며 신뢰성을 향상시킬 수 있는 발광 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 기판에 n형 반도체층, p형 반도체층이 형성된 발광 셀이 서브 마운트 기판에 플립칩 본딩된 발광 칩을 준비하는 단계, 액체로 채워진 용기 내에 상기 발광 칩을 마련하는 단계 및 상기 용기의 상부로부터 레이저를 조사하여 발광 칩의 기판을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.

상기 액체의 비중이 0.5 이상인 것을 특징으로 하며, 상기 발광 칩은 상기 액체 표면으로부터 적어도 0.1㎝ 깊이에 마련되는 것이 바람직하다. 상기 액체로는 물 또는 알코올계를 사용할 수 있다.

상기 발광 칩을 준비하는 단계는, 상기 기판에 n형 반도체층, p형 반도체층이 형성된 다수개의 이격된 발광 셀을 형성하는 단계, 브리지 배선을 통해 일 발광 셀의 n형 반도체층과 그에 인접한 다른 일 발광 셀의 p형 반도체층을 연결하는 단계 및 상기 다수개의 발광 셀이 연결된 상기 기판을 서브 마운트 기판에 플립칩 본딩하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 브리지 배선은 브리지(Bridge) 공정 또는 스탭 커버(Step Cover) 공정을 통해 일 발광 셀의 n형 반도체층과 인접한 다른 일 발광 셀의 p형 반도체층을 연결할 수 있다.

상기 발광 칩의 노출된 n형 반도체층에 요철을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 요철을 형성하는 단계는, 상기 노출된 n형 반도체층을 KOH 또는 NaOH 내에서 UV 광을 조사하여 에칭하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 발광 소자의 제조 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

본 발명에서는 기판에 발광층이 형성된 발광 셀이 서브 마운트 기판에 플립칩 본딩된 일반적인 플립칩 구조의 반도체 발광 소자에 있어서, 상기 기판을 제거한 후 노출된 n형 반도체층에 요철을 형성하여 광추출 효율을 향상시킨 발광 소자를 제조한다. 상기 일반적인 플립칩 구조의 발광 소자를 발광 칩으로 표기한다.

본 발명은 상기 발광 소자의 제조를 위해 레이저를 이용하여 상기 기판을 제거하는 경우에, 발광 셀이 서브 마운트 기판에 플립칩 본딩된 발광 칩을 액체 내에 마련한 후 그 상부로부터 레이저를 조사함으로써 발광 칩에 대한 레이저의 충격을 완화하여 그로 인한 제품 불량 및 손상을 방지하고자 한다.

도 2는 본 발명을 설명하기 위한 개략도이다.

도면을 참조하면 기판에 발광층이 형성된 발광 셀이 서브 마운트 기판에 플립칩 본딩된 일반적인 플립칩 구조의 발광 칩(1000)을 액체(A) 내에 마련한다. 즉, 상기 발광 칩(1000)을 투과성 창(20)이 부착된 용기(10) 내에 고정시킨 후, 상기 용기(10) 내에 발광 칩(1000)이 완전히 잠길 정도로 비중이 0.5 이상인 액체(A)를 투입한다. 상기 발광 칩(1000)의 상부면이 용기(10) 내의 액체(A) 표면으로부터 최소한 0.1㎝ 이상의 깊이에 있는 것이 바람직하다.

용기(10)의 투과성 창(20)을 통해 엑시머 레이저(B, Eximer laser)를 조사하면 상기 발광 칩(1000)의 기판을 분리할 수 있다. 이 때, 용기(10) 내의 액체(A)를 통해 조사된 레이저(B)는 발산된 에너지가 액체(A)의 압력에 의해 분출되지 못하여 발광 칩(1000)에 대한 충격이 감쇄되는 효과가 있다. 그리하여 종래 기판의 리프트 오프 공정시 레이저의 강한 충격으로 인해 기판만 분리되는 것이 아니라 플립칩 본딩되는 부분이 분리되어 제품이 손상되는 문제점을 해결할 수 있다. 이에 본 발명은 제품 수율을 높이고, 공정 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이와 같이 액체 내의 발광 칩에 레이저를 조사하여 안정적으로 기판을 제거한 후, 상기 기판의 제거에 의해 노출된 n형 반도체층에 요철을 형성함으로써 광자가 다양한 각의 표면에 의해 반사되지 않고 외부로 빠져나가 높은 휘도와 발광 효율을 갖는 발광 소자를 제조할 수 있다.

도 3a 내지 도 3h는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도들이다. 본 실시예는 웨이퍼 레벨에서 다수의 발광 셀을 직렬, 병렬 또는 직병렬 연결하여 소자의 크기를 줄이고, 적정 전압 및 전류에 구동되도록 하여 조 명용으로 사용가능하며 교류 전원에서도 구동할 수 있는 발광 소자를 제공한다.

도 3a를 참조하면, 베이스 기판(30) 상에 발광층, 즉 n형 반도체층(40), 활성층(50) 및 p형 반도체층(60)을 순차적으로 형성한다.

상기의 베이스 기판(30)으로는 발광 소자를 제작하기 위한 통상의 웨이퍼를 지칭하는 것으로, Al₂O₃, ZnO, LiAl₂O₃ 등의 투명 기판을 사용한다. 본 실시예에서는 사파이어 기판을 사용한다. 상기 베이스 기판(30) 상에 n형 반도체층(40)을 형성하기 전에 사파이어 기판과의 격자 부정합도를 줄이기 위하여, AlN 또는 GaN을 포함하는 버퍼층(미도시)을 형성할 수도 있다.

n형 반도체층(40)은 전자가 생성되는 층으로서, n형 불순물이 주입된 질화갈륨(GaN)을 사용하는 것이 바람직하고, 이에 한정되지 않고 다양한 반도체 성질의 물질층이 가능하다. 본 실시예에서는 n형 Al_xGa_{1 - x}N(0≤x≤1)을 포함하는 n형 반도체층(40)을 형성한다. 또한, p형 반도체층(60)은 정공이 생성되는 층으로서, p형 불순물이 주입된 질화갈륨(GaN)을 사용하는 것이 바람직하고, 이에 한정되지 않고 다양한 반도체 성질의 물질층이 가능하다. 본 실시예에서는 p형 Al_xGa_{1 - x}N(0≤x≤1)을 포함하는 p형 반도체층(60)을 형성한다. 뿐만 아니라 상기 반도체층으로 InGaN을 사용할 수 있다. 또한 상기의 n형 반도체층(40) 및 p형 반도체층(60)은 다층막으로 형성할 수도 있다.

활성층(50)은 소정의 밴드 갭을 가지며 양자 우물이 만들어져 전자 및 정공이 재결합되는 영역으로서, InGaN을 포함하여 이루어질 수 있다. 활성층(50)을 이 루는 물질의 종류에 따라 전자 및 전공이 결합하여 발생하는 발광 파장이 변화된다. 따라서, 목표로 하는 파장에 따라 활성층(50)에 포함되는 반도체 재료를 조절하는 것이 바람직하다.

상술한 물질층들은 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PCVD; Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등을 포함한 다양한 증착 및 성장 방법을 통해 형성된다.

이후, 도 3b에 도시한 바와 같이 p형 반도체층(60), 활성층(50) 및 n형 반도체층(40)의 일부를 제거하여 발광 셀 간을 분리한다. 이를 위해 p형 반도체층(60) 상에 소정의 마스크 패턴을 형성한 다음, 상기 마스크 패턴에 의해 노출된 영역의 p형 반도체층(60), 활성층(50) 및 n형 반도체층(40)을 식각하여 다수의 발광 셀을 전기적으로 분리한다.

소정의 식각 공정을 통해 p형 반도체층(60) 및 활성층(50)의 일부를 제거하여 n형 반도체층(40)의 일부를 노출한다. p형 반도체층(60) 상에 소정의 식각 마스크 패턴을 형성한 다음, 건식/습식 식각 공정을 실시하여 p형 반도체층(60) 및 활성층(50)을 제거하여 n형 반도체층(40)을 노출시킨다.

이는 상술한 바에 한정되지 않고, 공정상 편의를 위해 다양하게 변경될 수 있다. 즉, 먼저 소정의 식각 공정을 통해 p형 반도체층 및 활성층의 일부를 제거하여 n형 반도체층의 일부를 노출하고, 기판 상에 다수 개의 발광 셀을 형성하기 위 하여 노출된 n형 반도체층의 소정 영역을 기판이 노출되도록 제거할 수도 있다.

또는 상기 p형 반도체층 상에 p형 반도체층의 저항을 줄이고 광의 반사율을 향상시키기 위해 반사층을 형성하고, 상기 노출된 n형 반도체층 상에 전류의 공급을 원활히 하기 위해 Cr, Au를 포함하는 별도의 오믹 금속층을 더 형성할 수 있다.

도 3c를 참조하면, 소정의 배선 형성 공정을 통해 인접한 발광 셀간의 n형 반도체층(40)과 p형 반도체층(60)을 연결한다. 즉, 일 발광 셀의 노출된 n형 반도체층(40)과 이와 인접한 다른 일 발광 셀의 p형 반도체층(60)을 배선(80)으로 연결한다. 이 때 브리지(Bridge) 공정 또는 스텝 커버(Step Cover) 등의 공정을 통해 각기 인접한 발광 셀의 n형 반도체층(40)과 p형 반도체층(60) 간을 전기적으로 연결하는 도전성 배선(80)을 형성한다.

상술한 브리지 공정은 에어브리지 공정이라고도 하며, 서로 연결할 칩 간에 포토 공정을 이용해 감광액을 도포하고 현상하여 감광막 패턴을 형성하고, 그 위에 금속 등의 물질을 진공 증착 등의 방법으로 먼저 박막으로 형성하고, 다시 그 위에 전기 도금(electroplating), 무전해 도금(electroplating) 또는 금속 증착 등의 방법으로 금을 포함하는 도전성 물질을 일정 두께로 도포한다. 이후, 솔벤트 등의 용액으로 감광막 패턴을 제거하면 도전성 물질의 하부는 다 제거되고 브리지 형태의 도전성 물질만이 공간에 형성된다.

또한, 스텝 커버 공정은 서로 연결할 칩 간에 포토 공정을 이용해 감광액을 도포하고, 현상하여 서로 연결될 부분만을 남기고 다른 부분은 감광막 패턴으로 뒤덮고, 그 위에 전기 도금, 무전해 도금 또는 금속 증착 등의 방법으로 금을 포함하 는 도전성 물질을 일정 두께로 도포한다. 이어서, 솔벤트 등의 용액으로 감광막 패턴을 제거하면 도전성 물질이 덮힌 이외의 부분은 다 제거되고 이 덮힌 부분 만이 남아 연결할 칩 사이를 전기적으로 연결시키는 역할을 하게 된다.

상기의 배선(80)으로는 금속뿐만 아니라 전도성을 갖는 모든 물질들을 사용할 수 있다.

이후, 발광 셀의 상부에 다수 개의 금속 범프를 형성하고, 일 가장자리에 위치한 발광 셀의 p형 반도체층(60)과 다른 일 가장자리에 위치한 발광 셀의 n형 반도체층(40) 상에 각각 p형 금속 범프(75) 및 n형 금속 범프(70)를 형성한다. 상기 p형 및 n형 금속범프(75, 70)로는 Pb, Sn, Au, Ge, Cu, Bi, Cd, Zn, Ag, Ni 및 Ti 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있고, 이들의 합금을 사용할 수 있다.

이로써, 다수의 발광 셀이 도전성 배선(80)에 의해 전기적으로 연결된 발광 셀 블록이 형성된다.

다음으로, 도 3e를 참조하면 별도의 서브 마운트 기판(100)을 마련하여 다수개의 본딩층(130)과, 일 가장자리에 위치한 p형 본딩 패드(115)와, 다른 일 가장자리에 위치한 n형 본딩 패드(110)를 형성한다.

이 때 기판(100)으로는 열전도성이 우수한 SiC, Si, Ge, SiGe, AlN, 금속 등을 사용한다. 본 실시예에서는 열전도성이 우수하며 절연 성질을 갖는 AlN을 사용한다. 물론 이에 한정되지 않고, 열전도율이 크며 전기 전도성이 우수한 금속성 물질을 사용할 수 있다. 상기 본딩층(130)과 n형 본딩 패드(110) 및 p형 본딩 패드(115)는 전기 전도성이 우수한 금속을 사용한다. 이는 스크린 인쇄 방법으로 형성 하거나, 소정의 마스크 패턴을 이용한 증착 공정을 통해 형성한다.

이후, 앞서 설명한 발광 셀 블록과, 서브 마운트 기판을 플립칩 본딩하여 발광 칩(1000)을 형성한다. 즉, 도 3e는 상기 발광 셀 블록과 상기 서브 마운트 기판이 본딩된 발광 칩(1000)을 도시한 것으로, 상기 발광 셀의 상부에 형성된 금속 범프(70, 75)와 상기 서브 마운트 기판(100)에 형성된 본딩층(130)을 통해 본딩된다. 발광 셀 블록 내의 일 가장자리에 위치한 p형 금속 범프(75)는 서브 마운트 기판(100)의 p형 본딩 패드(115)에 접속되고, 타 가장자리에 위치한 n형 금속 범프(70)는 서브 마운트 기판(100)의 n형 본딩 패드(110)에 접속된다.

이 때, 열 또는 초음파(ultrasonic)를 이용하거나, 열과 초음파를 동시에 사용하여 본딩할 수 있다. 금속범프(70, 75)와 하부 본딩 패드(110, 115)와의 접속은 다양한 본딩 방법을 통해 본딩된다. 본 실시예는 플립칩 본딩 이전에 브리지 배선(80)을 통해 이미 전기적 연결이 완료된 상태이므로, 플립칩 본딩시 전기 연결을 위해 별도의 패턴을 형성하거나, 그에 따라 정확한 얼라인을 고려해야 하는 등의 번거로움을 줄일 수 있는 장점이 있다.

도 3f를 참조하면 상기 제조된 발광 칩(1000)을 상기 언급한 바와 같이 액체(A) 내에서 레이저(B)를 조사함으로써 발광 칩(1000)의 베이스 기판(30)을 분리한다. 즉, 발광 셀 블록이 서브 마운트 기판에 플립칩 본딩된 발광 칩(1000)을 투과성 창(20)이 부착된 용기(10) 내에 고정시킨다. 상기 용기(10) 내에 상기 발광 칩(1000)이 완전히 잠길 정도로 비중이 0.5 이상인 액체(A)를 투입한다. 본 실시예는 물을 사용하며, 이에 한정되지 않고 알코올계 등의 다양한 액체를 사용할 수 있다. 상기 발광 칩(1000)이 용기(10) 내의 액체(A) 표면으로부터 최소한 0.1㎝ 이상의 깊이에 위치하도록 한다. 이후, 용기(10)의 투과성 창(20)을 통해 엑시머 레이저(B, Eximer laser)를 조사하면 상기 발광 칩(1000)의 베이스 기판(30)을 분리할 수 있다.

용기(10) 내의 액체(A)를 통해 조사된 레이저(B)는 발산된 에너지가 액체의 압력에 의해 분출되지 못하여 발광 칩(1000)에 대한 충격이 감쇄되는 효과가 있다. 그리하여 종래 기판의 리프트 오프 공정시 플립칩 본딩되는 부분이 분리되어 제품 불량이 발생하는 문제점을 해결하여 제품 수율을 향상시킬 수 있다.

도 3g에 도시한 바와 같이 상기 기판의 리프트 오프 공정을 통해 베이스 기판을 제거한 후, PEC(photoelectrochemical) 공정을 이용하여 노출된 n형 반도체층(40)에 요철(35)을 형성한다. 즉, n형 반도체층(40)이 노출된 발광 소자를 KOH 또는 NaOH계 용액에 담그고 자외선 램프(UV lamp)를 이용하여 수 분 내지 수십분간 조사한다. 이와 같이 조사하면 상기 노출된 n형 반도체층(40)의 표면에서 광화학 반응이 일어나고, 도 3h에 도시한 바와 같은 표면 형상을 얻을 수 있다. 이러한 형상은 광추출 효율(light extration efficiency)이 편평한 표면 대비 2배 이상 우수한 것으로 알려져 있다. 이는 종래의 평탄한 표면에서 반사되었던 광자가 다양한 각의 표면에 의해 반사되지 않고 외부로 빠져나가기 때문이다.

이로써, 플립칩 형태의 다수의 발광 셀들이 서브 마운트 기판 상에 어레이된 발광 소자를 제조할 수 있다. 상기 발광 셀들은 원하는 목적에 따라 직렬, 병렬 또는 직병렬로 다양하게 연결될 수 있다. 본 발명에 따른 발광 소자는 베이스 기판을 제거하여 노출된 n형 반도체층에 요철을 형성함으로써, 광자가 다양한 각의 표면에 의해 반사되지 않고 외부로 빠져나가기 때문에 높은 휘도와 발광 효율을 얻을 수 있다. 또한 본 발명은 이러한 발광 소자의 제조를 위해 기판의 리프트 오프 공정을 액체 내에서 진행함으로써, 감쇄된 레이저의 충격으로 인해 안정적으로 기판을 분리하여 제품의 수율 및 공정 안정성을 향상시키는 효과가 있다.

상술한 본 발명의 발광 소자의 제조 방법은 이에 한정되지 않고, 다양한 공정과 제조 방법이 소자의 특성 및 공정의 편의에 따라 변경되거나 추가될 수 있다. 예를 들어 본 실시예는 브리지(Bridge) 공정 또는 스탭 커버(Step Cover) 등의 공정을 통해 각기 인접한 발광 셀의 n형 반도체층과 p형 반도체층을 전기적으로 연결하는 브리지 배선을 형성한 후, 서브 마운트 기판과 플립칩 본딩하도록 한다. 그러나 이에 한정되지 않고, 플립칩 본딩시 금속범프를 이용하여 인접한 발광 셀의 n형 반도체층과 p형 반도체층이 전기적으로 연결되도록 할 수도 있다.

본 발명의 발광 소자는 상술한 설명에 한정되지 않고 다양한 실시예가 가능하다.

도 4에 도시된 제 2 실시예와 같이 상기 다수개의 발광 셀이 웨이퍼 레벨에서 연결된 형태가 아닌 개개의 발광 셀이 서브 마운트 기판 상에 플립칩 본딩되어 발광 소자를 형성할 수 있다. 즉, 단일 발광 셀이 플립칩 본딩된 발광 칩을 액체 내에 마련한 후 상기와 마찬가지로 기판의 레이저 리프트 오프 공정을 진행하여 안정적으로 기판을 분리한 후 노출된 n형 반도체층에 요철을 형성함으로써, 광추출 효율이 향상된 발광 소자를 제조할 수 있다.

본 발명의 기술적 요지는 상기 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 여러 가지 수정과 변형이 가능하며, 다양한 적용예에서 레이저를 이용하여 기판을 분리하기 위한 수단으로 적용할 수 있다. 예를 들어 수직형 발광 소자의 제조를 위해 기판을 분리하는 경우에, 상술한 바와 같이 액체 내에서 레이저 리프트 오프 공정을 진행함으로써 레이저의 충격을 완화하여 기판을 분리하고, 레이저의 강한 에너지로 인해 발광 소자에 미치는 영향을 덜할 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 발광 소자의 제조 방법은 플립칩 구조의 발광 소자의 제조시 기판의 리프트 오프 공정에서 레이저의 충격을 완화시켜 발광 효율이 향상된 발광 소자를 안정적으로 제조함으로써, 공정 안정성을 높이고 제품의 불량을 감소시키며 생산성을 증대하고 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (8)

1. 기판에 n형 반도체층, p형 반도체층이 형성된 발광 셀이 서브 마운트 기판에 플립칩 본딩된 발광 칩을 준비하는 단계;

   액체로 채워진 용기 내에 상기 발광 칩을 마련하는 단계; 및

   상기 용기의 상부로부터 레이저를 조사하여 발광 칩의 기판을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 액체의 비중이 0.5 이상인 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 발광 칩은 상기 액체 표면으로부터 적어도 0.1㎝ 깊이에 마련되는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 액체는 물 또는 알코올계인 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 발광 칩을 준비하는 단계는,

   상기 기판에 n형 반도체층, p형 반도체층이 형성된 다수개의 이격된 발광 셀을 형성하는 단계;

   브리지 배선을 통해 일 발광 셀의 n형 반도체층과 그에 인접한 다른 일 발광 셀의 p형 반도체층을 연결하는 단계; 및

   상기 다수개의 발광 셀이 연결된 상기 기판을 서브 마운트 기판에 플립칩 본딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 브리지 배선은 브리지(Bridge) 공정 또는 스탭 커버(Step Cover) 공정을 통해 일 발광 셀의 n형 반도체층과 인접한 다른 일 발광 셀의 p형 반도체층을 연결하는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법.
7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 발광 칩의 노출된 n형 반도체층에 요철을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 요철을 형성하는 단계는,

   상기 노출된 n형 반도체층을 KOH 또는 NaOH 내에서 UV 광을 조사하여 에칭하 는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법.

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