KR100682255B1 - 수직형 발광 다이오드의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수직형 발광 다이오드의 제조방법에 관한 것으로서, 에칭 마스크를 이용하여 기판을 식각하고, 식각한 영역에 질화물 반도체층이 성장하지 않는 물질을 채워 넣은 후, 기판 상에 GaN 에피층을 선택적으로 상호 이격하여 성장시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 단순히 블루 테이프(Blue Tape)를 이용하여 복수의 발광 구조물을 별개의 발광 다이오드로 분리시킬 수 있으므로, 복수의 발광 구조물들의 아이솔레이션(Isolation)을 위한 건식 식각 공정을 줄일 수 있어 제조 공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 복수의 발광 구조물들 간에 스크라이빙 간격을 고려할 필요가 없으므로, 각 발광 구조물의 간격을 줄일 수 있어 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
크랙, 보이드, 레이저 리프트 오프, 블루 테이프
Description
도 1a 내지 도 1f는 종래의 레이저 리프트 오프 공정을 이용한 질화물계 발광 다이오드의 제조방법을 나타낸 단면도.
도 2a 내지 도 2i는 본 발명의 수직형 발광 다이오드의 제조방법의 실시예를 나타낸 단면도.
도 3a 내지 도 3d는 도 2a 내지 도 2d의 평면도를 나타낸 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 기판 110 : 에칭 마스크
120 : 실리콘 산화막 130 : 도핑되지 않은 GaN층
140 : n형 질화물 반도체층 150 : 활성층
160 : p형 질화물 반도체층 170 : 발광 구조물
180 : 보호층 190 : 도전성 지지막
200 : n-전극 210 : 블루 테이프
본 발명은 발광 소자에 관한 것으로서, 특히 수직형 발광 다이오드의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기를 적외선 또는 빛으로 변환시켜서 신호를 주고 받거나, 광원으로 사용되는 반도체 소자의 일종이다.
발광 다이오드는 저전압으로 고효율의 광을 발생시키므로 에너지 절감 효과가 뛰어나며, 최근 들어 발광 다이오드의 한계였던 휘도 문제가 크게 개선되면서 백라이트 유닛(Backlight Unit), 전광판, 표시기, 가전제품, 각종 자동화 기기 등 산업 전반에 걸쳐 사용되고 있다.
특히, 질화 갈륨(GaN)계 발광 다이오드는 발광 스펙트럼이 자외선으로부터 적외선에 이르기까지 광범위하게 형성되며, 비소(As), 수은(Hg) 등의 환경 유해 물질을 포함하고 있지 않기 때문에 환경 친화적인 면에서도 높은 호응을 얻고 있다.
종래의 GaN계 발광 다이오드는 절연 물질인 사파이어(Al2O3)를 기판으로 사용하기 때문에, 두 전극 즉, p-전극과 n-전극이 거의 수평한 방향으로 형성될 수 밖에 없으며, 전압 인가시에 n-전극으로부터 활성층을 통해 p-전극으로 향하는 전류 흐름이 수평 방향을 따라 협소하게 형성될 수 밖에 없다. 이러한 협소한 전류 흐름으로 인해, 상기 발광 다이오드는 순방향 전압이 증가하여 전류 효율이 저하된다.
그리고, 상기 종래의 GaN계 발광 다이오드는 상기 n-전극을 형성하기 위해서, 적어도 상기 n-전극의 면적보다 넓게 상기 활성층의 일부 영역을 제거해야 하 므로 발광 면적이 감소하여 소자 크기 대비 휘도에 따른 발광 효율이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 상기 종래의 GaN계 발광 다이오드는 전류 밀도의 증가에 의해 열발생량이 큰데 반하여 상기 사파이어 기판은 열전도성이 낮아 열방출이 원활히 이루어지지 못하므로, 열 증가에 따라 상기 사파이어 기판과 GaN계 발광 구조물간에 기계적 응력이 발생하여 소자가 불안정해지는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off : LLO) 공정을 통해 사파이어 기판을 제거한 수직형 GaN계 발광 다이오드가 개발되고 있으며, 상기 수직형 GaN계 발광 다이오드는 종래의 GaN계 발광 다이오드와는 달리 전극의 형태가 발광 구조물의 하부면과 상부면에 형성된다.
도 1은 종래의 레이저 리프트 오프 공정을 이용한 질화물계 발광 다이오드의 제조방법을 나타낸 단면도이다. 먼저, 사파이어 기판(10) 상부에 도핑되지 않은 GaN층(11), n형 질화물 반도체층(12), 활성층(13), p형 질화물 반도체층(14)을 순차적으로 적층한다(도 1a).
다음으로, 상기 p형 질화물 반도체층(14) 상부에 실리콘 산화막(SiO2) 마스크를 형성한 후, 상기 실리콘 산화막 마스크를 이용하여 상기 p형 질화물 반도체층(14)에서 상기 도핑되지 않은 GaN층(11)까지 식각하여 각 소자를 격리(Isolation)시키는 트렌치(Trench)(15)를 형성한다(도 1b).
그 후, 상기 트렌치(15)에 폴리이미드(Polyimide)나 SOG(Spin On Glass) 등 과 같은 절연 물질을 채워 넣는다(도 1c).
이어서, 상기 p형 질화물 반도체층 상부에 도전성 지지막(16)을 형성한다(도 1d). 상기 도전성 지지막(16)은 p-전극의 역할을 하게 되므로, 전기 전도도가 우수한 금속을 사용하며, 또한, 소자 작동시 발생하는 열을 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로 열전도도가 높은 금속을 사용한다.
다음으로, 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off : LLO) 공정을 수행하여 상기 사파이어 기판(10)을 상기 도핑되지 않은 GaN층(11)으로부터 분리시킨다(도 1e).
그 후, 상기 도핑되지 않은 GaN층(11)을 상기 n형 질화물 반도체층(12)이 노출될 때 까지 식각한 후, 상기 노출된 n형 질화물 반도체층(12) 하부에 n-전극(17)을 형성한다(도 1f).
이와 같이 구성된 종래의 레이저 리프트 오프 공정을 이용한 질화물계 발광 다이오드의 제조방법에 있어서, 상기 트렌치(15)는 빈 공간(Void)이 없이 완전히 채워져야 하는데, 상기 트렌치(15)가 제대로 채워지지 않아 빈 공간(Void)이 나타나는 경우, 이러한 빈 공간은 상기 레이저 리프트 오프 공정시 발광 다이오드 소자에 크랙(Crack)이나 손상(Damage)을 줄 수 있게 된다.
이에 대해 좀 더 상세히 살펴보면, 상기 사파이어 기판(10)을 분리하기 위해 레이저 빔을 사파이어 기판(10)의 하부에 조사할 때 사파이어 기판(10)과 도핑되지 않은 GaN층(11)과의 격자 상수 및 열 팽창 계수의 차이로 인해 잔류 응력이 발생한다.
즉, 사파이어(Al2O3)는 격자 상수가 a:4.758(Å)이고, c:12.991(Å)이며, 열팽창 계수는 a:7.5(×10-6/K)이고, c:8.5(×10-6/K)인데 반하여, GaN은 격자 상수가 a:3.189(Å)이고, c:5.185(Å)이며, 열팽창 계수는 a:5.59(×10-6/K)이고, c:3.17(×10-6/K)로서, 상기 사파이어와 GaN는 격자 상수(16.02 %) 및 열팽창 계수(35.5 %)의 차이를 가지기 때문에 레이저 빔에 의한 열 발생시에 사파이어 기판(10)과 도핑되지 않은 GaN층(11)의 계면에서 각각 큰 압축 응력과 인장 응력이 발생하게 된다.
게다가, 상기 트렌치(15)가 제대로 채워지지 않아 빈 공간(Void)이 생기게 되면 상기 레이저 빔에 의한 열로 인해 상기 빈 공간이 팽창하여 주위의 GaN층에 충격을 주게 되며, 그로 인해 GaN층에 크랙(Crack)이나 손상(Damage)을 발생시키게 되어 소자의 특성을 저하시키게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 에칭 마스크를 이용하여 기판을 식각하고, 식각한 영역에 질화물 반도체층이 성장하지 않는 물질을 채워 넣은 후, 기판 상에 GaN 에피층을 선택적으로 성장시킴으로써, 트렌치 필링 공정 없이 블루 테이프를 통하여 복수의 발광 구조물을 별개의 발광 다이오드로 분리시킬 수 있는 수직형 발광 다이오드의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 수직형 발광 다이오드의 제조방법의 실시예는, 기판 상에 복수개 의 에칭 마스크를 상호 이격하여 형성하는 단계와;
상기 에칭 마스크를 이용하여 상기 기판을 식각함으로써, 상기 복수개의 에칭 마스크 사이의 영역에 트렌치(Trench)를 형성하는 단계와;
상기 트렌치에 질화물계 반도체층이 성장되지 않는 물질을 채워 넣는 단계와;
상기 기판 상에 도핑되지 않은 GaN층, n형 질화물 반도체층, 활성층, p형 질화물 반도체층이 순차적으로 적층되어 이루어지는 복수개의 발광 구조물을 형성하는 단계와;
상기 복수개의 발광 구조물의 측면을 감싸며 보호층을 형성한 후, 상기 복수개의 발광 구조물 및 상기 보호층 상부에 도전성 지지막을 형성하는 단계와;
레이저 리프트 오프 공정을 수행하여 상기 기판을 상기 복수개의 발광 구조물로부터 분리시키는 단계와;
상기 도핑되지 않은 GaN층을 상기 n형 질화물 반도체층이 노출될 때 까지 식각한 후, 상기 노출된 n형 질화물 반도체층 하부에 n-전극을 형성하는 단계와;
상기 보호층을 제거한 후, 상기 복수개의 발광 구조물을 별개의 발광 다이오드로 분리하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 수직형 발광 다이오드의 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 도 2a 내지 도 2i는 본 발명의 수직형 발광 다이오드의 제조방법의 실시예를 나타낸 단면도이다.
이에 도시된 바와 같이, 먼저 사파이어 기판(100) 상에 실리콘 산화막(SiO2)또는 니켈(Ni), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 등의 금속을 증착한 후, 포토 리소그래피(Photo Lithography) 공정을 이용하여 복수개의 에칭 마스크(Etching Mask)(110)를 형성한다(도 2a).
여기서, 상기 복수개의 에칭 마스크(110)는 상기 사파이어 기판(100) 상에 일정한 간격을 두고 상호 이격하여 형성한다.
그 후, 상기 에칭 마스크(110)를 이용하여 상기 사파이어 기판(100)을 식각(Etching)함으로써, 발광 구조물이 서로 격리되어 성장되게 하는 트렌치(Trench)(105)를 형성한다(도 2b).
여기서, 상기 사파이어 기판(100)의 식각은 ICP(Inductively Coupled Plasma)/RIE(Reactive Ion Etching)방식을 이용하여 식각한다.
그리고, 상기 트렌치(105)의 경우, 그 폭이 10 ~ 50 ㎛가 되게 형성하며, 특히 20 ~ 30 ㎛가 되게 형성하는 것이 바람직하다.
이어서, 상기 사파이어 기판(100)의 식각된 영역 즉, 트렌치(105)에 질화물계 반도체층이 성장되지 않는 물질 예를 들면, 실리콘 산화막(120)을 채워 넣는다(도 2c).
다음으로, 상기 사파이어 기판(100) 상에 도핑되지 않은 GaN층(130), n형 질 화물 반도체층(140), 활성층(150), p형 질화물 반도체층(160)을 순차적으로 적층하여 상기 사파이어 기판(100) 상에 상호 이격되어 있는 복수개의 발광 구조물(170)을 형성한다(도 2d).
이때, 상기 복수개의 발광 구조물(170)은 상기 실리콘 산화막(120)이 형성된 영역에서는 성장하지 않으므로 서로 격리(Isolation)되어 성장되게 된다.
즉, 상기 실리콘 산화막(120)이 형성된 영역의 폭이 매우 좁으면 상기 실리콘 산화막(120)의 상부에도 상기 발광 구조물(170)이 성장될 수 있으나, 상기 실리콘 산화막(120)이 형성된 영역은 상기 트렌치(105)의 폭과 같은 폭을 가지고 형성되며, 앞서 살펴본 바와 같이 상기 트렌치(105)의 폭은 20 ~ 30 ㎛ 정도로 충분히 넓게 형성되므로 상기 실리콘 산화막(120) 상부에는 발광 구조물(170)이 성장되지 않게 된다.
따라서, 상기 복수개의 발광 구조물(170)은 상기 사파이어 기판(100) 상에 상호 이격되어 성장된다.
이와 같이, 상기 사파이어 기판(100) 상에 상기 트렌치(105)를 형성하고, 상기 트렌치(105)를 실리콘 산화막(120)으로 채운 후, 질화물 반도체층을 성장시키면 별도의 건식 식각 공정이 없이도 각 발광 구조물(170)을 격리(Isolation)시킬수 있게 된다.
여기서, 상기 도핑되지 않은 GaN층(130)은 상기 사파이어 기판(100)과 상기 n형 질화물 반도체층(140)과의 격자 부정합 및 열 팽창 계수의 차이를 완화하기 위해서 형성된다.
상기 n형 질화물 반도체층(140)은 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1 임)을 갖는 n-도핑된 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, 특히 GaN가 널리 사용된다.
상기 활성층(150)은 양자 우물(Quantum Well) 구조를 가지며, GaN 또는 InGaN으로 이루어질 수 있다.
상기 p형 질화물 반도체층(160)은 상기 n형 질화물 반도체층(140)과 마찬가지로, AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1 임)을 갖는 질화물 반도체 물질로 이루어지며, p-도핑된다.
여기서, 상기 도핑되지 않은 GaN층(130), n형 질화물 반도체층(140), 활성층(150) 및 p형 질화물 반도체층(160)은 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 또는 MBE(Molecular Beam Epitaxy)법 등과 같은 증착 공정을 사용하여 성장시키되, 특히 MOCVD법으로 성장시키는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 p형 질화물 반도체층(160) 상부에 오믹층 및 반사막을 더 형성할 수 있는데, 상기 반사막은 상기 활성층(150)으로부터 방출된 빛이 소자 내부에서 감쇄됨으로써 발광 다이오드의 광량이 감소하는 것을 방지하기 위한 것으로써, 상기 활성층(150)에서 발생하는 빛을 외부로 반사시킨다.
이때, 상기 반사막은 Ag, Al, Au, Ni, Ti 중에서 선택되는 어느 하나의 금속 또는 상기 금속 중에서 선택된 2 이상의 금속들의 합금으로 이루어진다.
상기 오믹층은 상기 p형 질화물 반도체층(160)과 오믹 접촉(Ohmic Contact) 을 형성하기 위한 것으로서, 상기 오믹층은 ITO(Indium-Tin Oxide) 또는 니켈(Ni)/금(Au)의 금속 박막으로 이루어진다.
상기 오믹층을 니켈(Ni)/금(Au)의 금속 박막으로 형성하는 경우, 10-3~10-4Ωcm2 정도의 비접촉 저항을 갖는 오믹 접촉(Ohmic Contact)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 오믹층을 니켈(Ni)/금(Au)의 금속 박막으로 형성하는 경우, 반사율이 높아 활성층(150)으로부터 방출되는 빛을 효과적으로 반사시킬 수 있으므로, 별도의 반사막(Reflector)을 형성하지 않아도 반사 효과를 얻을 수 있다는 장점이 있다.
그 후, 상기 실리콘 산화막(120)의 상부에 상기 발광 구조물(170)의 측면을 감싸며 보호층(Protection Layer)(180)을 형성한다(도 2e).
여기서, 상기 보호층(180)은 절연 물질로 이루어지며, 특히 폴리이미드(Polyimide) 또는 SOG(Spin on glass)를 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 절연 물질로 이루어지는 보호층(180)을 상기 발광 구조물(170)의 측면을 감싸며 형성하게 되면, 사파이어 기판(100) 상에 형성되어 있는 복수개의 발광 구조물(170)들을 전기적으로 격리시킬 수 있으며, 각 발광 구조물(170)을 보호하는 역할을 할 수 있게 된다.
이어서, 상기 복수개의 발광 구조물(170) 및 상기 보호층(180) 상부에 도전성 지지막(190)을 형성한다(도 2f).
여기서, 상기 도전성 지지막(190)은 p-전극의 역할을 하게 되므로, 전기 전 도도가 우수한 금속을 사용하며, 소자 작동시 발생하는 열을 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로 열 전도도가 높은 금속을 사용한다.
따라서, 상기 도전성 지지막(190)으로는 금(Au), 구리(Cu), 은(Ag) 및 알루미늄(Al) 중에서 선택된 어느 하나의 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다.
다음으로, 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off : LLO) 공정을 수행하여 상기 사파이어 기판(100)을 상기 복수개의 발광 구조물(170)로부터 분리시킨다(도 2g).
즉, 상기 사파이어 기판(100)에 일정 영역의 파장을 가지는 엑시머 레이저 광을 포커싱(focusing)하여 조사하면, 상기 사파이어 기판(100)과 상기 도핑되지 않은 GaN층(130)의 경계면에 열 에너지가 집중되어 상기 도핑되지 않은 GaN층(130)의 계면이 갈륨과 질소 분자로 분리되면서 레이저 광이 지나가는 부분에서 순간적으로 사파이어 기판(100)의 분리가 일어난다.
그 후, 상기 도핑되지 않은 GaN층(130)을 상기 n형 질화물 반도체층(140)이 노출될 때 까지 식각한다. 그리고, 상기 실리콘 산화막(120)을 B.O.E(Buffered Oxide Echant) 등을 이용하여 제거한 후, 상기 노출된 n형 질화물 반도체층(140) 하부에 n-전극(200)을 형성한다(도 2h).
여기서, 상기 n-전극(200)은 상기 노출된 n형 질화물 반도체층(140) 하부에 섀도우 마스크(Shadow Mask)를 형성한 다음, 크롬(Cr), 니켈(Ni), 금(Au) 등의 금속을 증착하여 형성한다.
이어서, 상기 보호층(180)을 에천트(Etchant) 등을 이용하여 제거하고, 상기 도전성 지지막(190) 상부에 블루 테이프(Blue Tape)(210)를 형성한 후, 팽창 (Expansion) 공정을 수행하여 복수의 발광 구조물(170)을 각각 별개의 발광 다이오드로 분리한다(도 2i).
이때, 상기 복수의 발광 구조물(170) 사이 영역에 형성되어 있는 도전성 지지막(190) 상부에 레이저를 이용하여 스크라이빙(Scribing)한 후, 상기 블루 테이프(210)를 형성하고 팽창 공정을 수행하면 상기 복수의 발광 구조물(170)이 별개의 발광 다이오드로 손쉽게 분리된다.
이 경우, 상기 복수의 발광 구조물(170)을 각각 별개의 발광 다이오드로 분리하는 과정에서 발생하는 크랙(Crack)을 줄일 수 있어 수율을 향상시킬 수 있으며, 또한 발광 다이오드 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 3a 내지 도 3d는 도 2a 내지 도 2d의 평면도를 나타낸 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 먼저 사파이어 기판(300) 상에 복수개의 에칭 마스크(310)를 상호 이격하여 형성한다(도 3a).
여기서, 상기 에칭 마스크(310)는 실리콘 산화막(SiO2), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 중에서 선택된 어느 하나의 물질로 이루어진다.
이때, 상기 에칭 마스크(310) 간의 간격은 10 ~ 50 ㎛가 되게 형성하며, 특히 20 ~ 30 ㎛가 되게 형성하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 에칭 마스크(310)를 이용하여 상기 사파이어 기판(300)을 식각(Etching)한다(도 3b). 이 경우, 상기 사파이어 기판(300)의 식각은 ICP(Inductively Coupled Plasma)/RIE(Reactive Ion Etching) 방식을 이용하여 식 각한다.
상기 에칭 마스크(310)를 이용하여 상기 사파이어 기판(300)을 식각하는 경우, 상기 에칭 마스크(310)가 형성되지 않았던 영역에 트렌치(Trench)가 형성되게 되며, 형성되는 트렌치의 폭은 상기 에칭 마스크(310) 간의 간격과 동일한 크기를 가지게 된다.
이어서, 상기 트렌치가 형성된 영역에 질화물계 반도체층이 성장되지 않는 물질 예를 들면, 실리콘 산화막(330)을 채워 넣는다(도 3c).
그 후, 상기 사파이어 기판(300) 상에 도핑되지 않은 GaN층, n형 질화물 반도체층, 활성층, p형 질화물 반도체층을 순차적으로 적층하여 상기 사파이어 기판(300) 상에 상호 이격되어 있는 복수개의 발광 구조물(350)을 형성한다(도 3d).
이때, 상기 복수개의 발광 구조물(350)은 상기 에칭 마스크(310)가 형성되었던 영역에만 성장되며, 상기 실리콘 산화막(330)이 형성된 영역에는 성장되지 않으므로, 상기 복수개의 발광 구조물(350)은 상기 에칭 마스크(310) 간의 간격을 두고 상호 이격되어 형성되게 된다.
이와 같이, 본 발명은 에칭 마스크(310)를 통하여 이루어진 사파이어 아이솔레이션(Sapphire Isolation)을 이용하여 GaN 에피층을 사파이어 기판(300) 상에 선택적으로 성장시킴으로써, 트렌치 필링(Trench Filling) 공정 없이 블루 테이프를 도전성 지지막에 접합한 후, 상기 블루 테이프를 팽창시켜 칩을 간단히 분리할 수 있게 된다.
그리고, 스크라이빙 및 브레이킹 공정을 이용하여 복수의 발광 구조물을 별 개의 발광 다이오드로 분리하는 경우, 스크라이빙 간격을 고려하여 발광 구조물들의 간격을 40 ~ 80 ㎛ 정도로 형성하였으나, 본 발명에 의하면 발광 구조물들의 간격이 20 ~ 30 ㎛ 정도로 형성되므로 칩 간 간격을 줄일 수 있어 수율의 향상에 큰 도움이 된다.
한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.
본 발명에 의하면, 에칭 마스크를 이용하여 기판을 식각하고, 식각한 영역에 질화물 반도체층이 성장하지 않는 물질을 채워 넣은 후, 기판 상에 GaN 에피층을 선택적으로 성장시킴으로써, 단순히 블루 테이프를 이용하여 복수의 발광 구조물을 별개의 발광 다이오드로 분리시킬 수 있으며, 복수의 발광 구조물들의 아이솔레이션(Isolation)을 위한 건식 식각 공정을 줄일 수 있어 제조 공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 상기 복수의 발광 구조물들 간에 스크라이빙 간격을 고려할 필요가 없으므로, 각 발광 구조물의 간격을 줄일 수 있어 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (10)
- 기판 상에 복수개의 에칭 마스크를 상호 이격하여 형성하는 단계;상기 에칭 마스크를 이용하여 상기 기판을 식각함으로써, 상기 복수개의 에칭 마스크 사이의 영역에 트렌치(Trench)를 형성하는 단계;상기 트렌치에 질화물계 반도체층이 성장되지 않는 물질을 채워 넣는 단계;상기 기판 상에 도핑되지 않은 GaN층, n형 질화물 반도체층, 활성층, p형 질화물 반도체층이 순차적으로 적층되어 이루어지는 복수개의 발광 구조물을 형성하는 단계;상기 복수개의 발광 구조물의 측면을 감싸며 보호층을 형성한 후, 상기 복수개의 발광 구조물 및 상기 보호층 상부에 도전성 지지막을 형성하는 단계;레이저 리프트 오프 공정을 수행하여 상기 기판을 상기 복수개의 발광 구조물로부터 분리시키는 단계;상기 도핑되지 않은 GaN층을 상기 n형 질화물 반도체층이 노출될 때 까지 식각한 후, 상기 노출된 n형 질화물 반도체층 하부에 n-전극을 형성하는 단계; 및상기 보호층을 제거한 후, 상기 복수개의 발광 구조물을 별개의 발광 다이오드로 분리하는 단계를 포함하여 이루어지는 수직형 발광 다이오드의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 에칭 마스크 또는 상기 질화물계 반도체층이 성장되지 않는 물질은 실리콘 산화막(SiO2)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 다이오드의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 트렌치는 20 ~ 30 ㎛의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 다이오드의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 복수개의 발광 구조물은 상기 p형 질화물 반도체층 상부에 오믹층과 반사막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 다이오드의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 오믹층은 ITO(Indium-Tin Oxide) 또는 니켈(Ni)/금(Au)의 금속 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 다이오드의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 반사막은 Ag, Al, Au, Ni, Ti 중에서 선택되는 어느 하나의 금속 또는 상기 금속들 중에서 선택되는 2 이상의 금속들의 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 다이오드의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 보호층은 폴리이미드(Polyimide) 또는 SOG(Spin on glass)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 다이오드의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 도전성 지지막은 금(Au), 구리(Cu), 은(Ag) 및 알루미늄(Al) 중에서 선택된 어느 하나의 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 다이오드의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 노출된 n형 질화물 반도체층 하부에 n-전극을 형성하는 단계는,상기 노출된 n형 질화물 반도체층 하부에 섀도우 마스크(Shadow Mask)를 형성한 후, 크롬(Cr), 니켈(Ni), 금(Au) 중에서 선택된 어느 하나의 금속을 증착하여 형성하는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 다이오드의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 복수개의 발광 구조물을 별개의 발광 다이오드로 분리하는 단계는,상기 도전성 지지막 상부에 블루 테이프(Blue Tape)를 형성한 후, 팽창(Expansion)공정을 수행하여 분리하는 것을 특징으로 하는 수직형 발광 다이오드의 제조방법.
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