KR100697831B1 - 발광다이오드용 모기판 및 이의 제조 방법과, 이의 광량측정장치 - Google Patents

Abstract

광량 측정이 용이하도록 제조된 발광다이오드용 모기판 및 이의 제조 방법과, 이의 광량 측정장치가 개시된다. 프로브 카드는 발광다이오드용 모기판에 형성된 하나 이상의 발광다이오드와 전기적으로 접촉하여 전류를 흘려주는 하나 이상의 측정 프로브들을 갖는다. 전원공급부는 측정 프로브에 전류를 공급한다. 스위칭부는 복수의 측정 프로브들중 어느 하나와 전원공급부를 연결시킨다. 컨트롤부는 스위칭부를 제어한다. 광량측정부는 발광다이오드에서 발산된 광을 수집 및 측정한다. 이에 따라, 전기적인 방법으로만 각각의 발광다이오드들의 광량을 측정할 수 있게 하여, 고가의 고정밀 이동 장치가 불필요하고, 측정 속도 역시 향상시킬 수 있다.

발광다이오드, 광량 측정, 적분구

Description

발광다이오드용 모기판 및 이의 제조 방법과, 이의 광량 측정장치{MOTHER SUBSTRATE FOR LIGHT EMITTING DIODE, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND APPARATUS FOR MEASURING OF LIGHT}

도 1은 발광다이오드의 광량 측정 원리를 설명하는 구성도이다.

도 2는 적분구를 이용한 광량 측정 원리를 설명하는 구성도이다.

도 3a 내지 도 3c는 일반적인 발광다이오드용 모기판의 광량 측정 원리를 설명하는 구성도들이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 사각형상의 발광다이오드용 모기판을 설명하는 평면도이다.

도 5a는 도 4를 I-I'로 절단한 단면도이고, 도 5b는 도 4를 II-II'으로 절단한 단면도이다.

도 6은 도 4에서 나타낸 단위 발광다이오드와 측정용 전극패드를 나타낸 사시도이다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 원형형상의 발광다이오드용 모기판을 설명하는 평면도이다.

도 8a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 사각형상의 발광다이오드용 모기판을 설명하는 평면도이고, 도 8b는 도 8a에 도시된 모기판을 절단선 III-III'으로 절단 한 단면도이다.

도 9a 내지 도 9h는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광다이오드용 모기판의 제조 공정을 설명하는 공정도들이다. 특히, 식각 기법으로 발광다이오드를 분리한 후 전극을 형성하는 방법을 나타낸다.

도 10a 내지 도 10h는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광다이오드용 모기판의 제조 공정을 설명하는 공정도들이다. 특히, 애피택셜 성장 기법으로 발광다이오드를 분리한 후 전극을 형성하는 방법을 나타낸다.

도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광다이오드용 모기판의 광량 측정장치를 설명하는 구성도이다.

도 12는 도 11에서 나타낸 프로브 카드 아래에 발광다이오드용 모기판을 배치한 후 측정하는 것을 나타낸 평면도이다.

도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광다이오드용 모기판의 광량 측정 장치의 측정 원리를 설명하는 개념도이다.

도 14는 본 발명이 제3 실시예에 따른 발광다이오드용 모기판의 광량 측정 장치의 측정 원리를 설명하는 개념도이다.

도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광다이오드용 모기판의 광량 측정 장치의 측정 원리를 설명하는 개념도이다.

본 발명은 발광다이오드용 모기판 및 이의 제조 방법과, 이의 광량 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광량 측정이 용이하도록 제조된 발광다이오드용 모기판 및 이의 제조 방법과, 이의 광량 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 발광다이오드(light emitting diode; LED)는 인가되는 전류에 응답하여 광을 발하는 반도체 소자이다. 상기 발광다이오드는 전구에 비해 그 크기가 매우 작고, 전력 소모도 적으며, 수명이 매우 길어 차세대 조명 장치로 각광을 받고 있다.

상기 발광다이오드는 널리 공지된 반도체 소자와는 달리 광을 발하는 소자이기 때문에 특성을 측정하는 방법이 다른 반도체 소자와는 많이 다르다. 특히, 일정 전류를 인가하고, 발생하는 광의 양을 측정하는 과정이 다른 반도체 소자와는 크게 다르다.

도 1은 발광다이오드의 광량 측정 원리를 설명하는 구성도이다.

도 1을 참조하면, 발광다이오드는 접합된 n층(11) 및 p층(13)을 구비하고, p층(13)과 n층(11)의 접합면으로 전류를 흘릴 수 있도록 p층(13)과 연결된 p-전극(21), n층(11)과 연결된 n-전극(20)을 구비한다.

상기 p-전극(21)과 n-전극(20) 위에 전류원(54)과 연결된 프로브(또는 탐침)(52)를 접촉시키고, 전류를 인가하면 발광다이오드가 광을 발하게 된다. 이때, 발광다이오드에서 나오는 광을 포토다이오드와 같은 수광소자(56)에 넣어 광량을 측정한다. 상기 수광소자(56)에 광이 입사되면 입사된 광의 양에 비례하여 전류가 발생하므로 수광소자(56)에 흐르는 전류의 양을 측정하면 광량을 알 수 있다.

발광다이오드의 경우, 광이 사방으로 퍼지기 때문에 발광다이오드에서 나오는 광의 일부만이 수광소자(56)에 입사되고, 그 외의 광은 수광소자(56)로 들어가지 못한다.

따라서, 발광다이오드에서 나오는 광의 양을 모두 측정하기 어렵다. 발광다이오드의 발광면 위에 수광소자(56)를 놓았을 때 발광면에 대해 수직하게 방출되는 광은 수광소자(56)로 모두 입사되지만 발광면의 법선에 대해 큰 각도로 방출되는 광은 수광소자(56)를 벗어날 수도 있다.

수광소자(56)에 입사될 수 있는 광의 허용 각도(acceptance angle) q는 arctan(2L/d)이다. 여기서, d는 수광소자의 직경이고 L은 수광소자와 발광다이오드의 발광면까지 거리이다. 허용 각도가 커야 수광소자로 광이 많이 들어가는데 수광소자의 수광 면적이 클수록, 수광소자가 발광다이오드에 가까울수록 허용 각도가 큰 것을 알 수 있다.

발광다이오드에서 나오는 광을 가급적 많이 수광소자에 입사시키기 위해 수광소자의 면적을 크게 하고, 발광다이오드와 수광소자 사이 거리를 가깝게 하면 되지만, 발광다이오드의 면적을 크게 하는 것에 한계가 있고, 프로브 때문에 수광소자를 가깝게 위치하기도 쉽지 않다.

보통 사방으로 퍼지는 광원의 광량을 측정하기 위해 적분구(Integration Sphere)를 사용한다. 적분구의 내부에는 구형의 공동이 형성되어 있고, 공동 내부가 반사율이 높은 물질로 코팅된다. 적분구의 일부분에 구멍이 형성되어, 그 구멍으로 광이 들어가면 광이 적분구 내부에서 골고루 반사되어 적분구 내의 광의 분포 가 매우 균일해 진다.

따라서, 적분구 내부 표면 어느 영역에서나 광량이 동일하다. 상기 적분구의 일부분에 형성된 구멍과 다른 영역에 또 다른 구멍을 내고 그 구멍에 수광소자를 장착하여 광량을 측정할 수 있다.

한편, 적분구 내부 전체 표면에서 측정된 광량이 적분구 내부로 들어온 전체 광량과 동일하며 적분구 내부 표면에서 광량은 매우 균일하므로 수광소자에서 측정된 광량 x 적분구 내부 전체 면적/수광소자 면적이 적분구 내부로 들어온 광량이 된다.

도 2는 적분구를 이용한 광량 측정 원리를 설명하는 구성도이다.

도 2를 참조하면, 적분구(60) 입구로 들어갈 수 있는 광의 허용 각도(θ)는 arctan(2L/d)이 된다. L은 적분구 입구에서부터 발광다이오드 발광면까지 거리이고 d는 적분구 입구의 직경이다. 적분구(60) 입구에서 발광다이오드 발광면까지 거리 L이 가까우면 가까울수록 허용 입사각(θ)이 커진다. 또는 적분구(60)의 입구가 클수록 허용 입사각(θ)이 커진다. 발광다이오드에서 나오는 광은 사방으로 퍼지므로 많은 광을 적분구 안에 입사시키기 위해 최대 입사각(θ)이 큰 것이 바람직하다. 적분구 내부 공동의 크기가 클수록 적분구 내부의 광량 분포가 균일해지고 적분구(60) 입구의 직경도 크게 할 수 있다.

일반적으로 수광소자(56)의 직경보다 적분구(60) 입구의 직경이 큰 편이므로 적분구(60)를 사용했을 때 허용 각도가 수광소자(56) 만을 썼을 때 허용 각도 보다 큰 편이다. 그러나 수광소자(56)의 경우와 마찬가지로 발광다이오드 위의 프로브 (52) 때문에 적분구(60)를 가깝게 가져갈 수 없기 때문에 허용 각도를 크게 하기가 어려워진다.

발광다이오드는 통상적인 반도체 제조 공정에 의해 제조되고, 하나의 반도체 웨이퍼에 복수의 발광다이오드들이 형성된다. 웨이퍼 상에 형성된 발광다이오드마다 개별적으로 n-전극 및 p-전극이 형성된다. 고속으로 회전하는 톱으로 자르거나 다이아몬드 펜슬 또는 레이저로 흠집을 내어 부러뜨려 개별 발광다이오드로 분리해 낸다.

이렇게 제조되는 발광다이오드의 특성을 측정하기 위해 통상적으로 도 3a 내지 도 3c와 같은 과정을 거친다.

도 3a 내지 도 3c는 일반적인 발광다이오드용 모기판의 광량 측정 원리를 설명하는 구성도들이다. 특히, 복수의 발광다이오드들이 형성된 발광다이오드용 모기판을 지지하는 척을 이동시키면서 매 발광다이오드들의 광량 측정하는 것을 도시한다.

도 3a에 도시한 바와 같이, 개별 발광다이오드로 분리해 내기 전 복수의 발광다이오드들이 형성된 발광다이오드용 모기판을 척(CHK) 위에 올려놓은 후 고정시킨다. 또는 발광다이오드용 모기판이 개별 발광다이오드들로 분리된 상태에서 척 위에 올려놓은 뒤 발광다이오드가 움직이지 않도록 고정시킨다.

이어, 전류원과 연결된 프로브(52)를 n-전극과 p-전극 위에 접촉시킨 뒤 광이 나오도록 전류를 흘린다. 광이 나오는 발광다이오드 위에 수광소자(56) 또는 수광소자가 장착된 적분구(미도시)를 놓고 광량을 측정한다.

도 3b에 도시한 바와 같이, 하나의 발광다이오드에 대해 측정을 완료하면 프로브(52)를 상기 n-전극과 p-전극으로부터 떼어내고, 발광다이오드가 고정된 척(CHK)을 움직여 프로브(52)가 다음 측정할 발광다이오드 위에 놓이게 한다.

도 3c에 도시한 바와 같이, 전류원과 연결된 프로브(52)를 상기 n-전극과 p-전극 위에 접촉시킨 뒤 광이 나오도록 전류를 흘린다. 광이 나오는 발광다이오드 위에 수광소자(56) 또는 수광소자가 장착된 적분구를 놓고 광량을 측정한다.

이러한 방식을 통해 척(CHK) 위에 놓여진 발광다이오드들 모두에 대해 측정이 완료될 때까지 도 3a 내지 도 3c에 의한 과정을 반복한다.

하지만, 이러한 방법을 이용하여 발광다이오드를 측정할 경우 몇 가지 문제점이 발생한다.

하나의 발광다이오드를 측정한 뒤 또 다른 발광다이오드를 측정하기 위해 척을 움직여 프로브가 다음 발광다이오드 상에 오도록 한다. 이때 프로브가 정확하게 발광다이오드 상에 형성된 전극 위에 놓이도록 해야 하는데 전극의 직경은 통상적으로 100mm 정도로 매우 작다. 따라서, 프로브가 정확히 전극 위에 놓이게 하기 위해서는 척이 매우 정밀하게 움직여야 한다. 척을 높은 정밀도로 움직이게 하기 위해 고가의 고정밀 이동 장치가 필요하다는 문제점이 있다.

또한, 하나의 발광다이오드를 측정한 뒤 다음 발광다이오드를 측정하기 위해 기계적인 방법으로 프로브가 다음 발광다이오드에 놓이도록 하기 때문에 하나의 발광다이오드를 측정한 뒤 다음 발광다이오드를 측정하는데 소요되는 시간이 비교적 길다. 발광다이오드의 특성을 측정하기 위해 통상적으로 전기적인 계측 장비를 이 용하는데 측정에 소요되는 시간은 보통 수십 밀리초이다.

그러나, 발광다이오드의 측정이 끝난 뒤 기계적인 방법으로 프로브가 다음 발광다이오드의 전극 위에 놓이게 하는데 소요되는 시간은 보통 수 백 밀리초가 걸린다. 실제 측정하는데 소요되는 시간보다 발광다이오드를 이동하는데 소요되는 시간이 더 긴 경우가 보통이다.

이와 같이 여러 개의 발광다이오드를 측정할 때 실제 측정에 소요되는 시간보다 측정 시간외의 시간이 더 많이 소요되는 매우 비효율적이다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 광량 특성의 측정이 용이하면서 측정 시간을 단축시키기 위해 제조된 발광다이오드용 모기판을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 발광다이오드용 모기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기한 발광다이오드용 모기판의 광량 측정장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 발광다이오드용 모기판은 기판, 발광다이오드부 및 측정용 전극패드부를 포함한다. 상기 기판은 중앙 영역과 주변 영역을 갖는다. 상기 발광다이오드부는 상기 기판 상부의 중앙 영역에 형성되고, 복수개의 발광다이오드를 갖는다. 상기 측정용 전극패드부는 상기 발광다이오드부의 주변 영역에 해당하는 기판의 상부에 형성되고, 상기 발광다이오드의 작동 측정을 위해 외부에서 공급되는 전원을 상기 발광다이오드부에 전달하기 위하여 상기 발광다이오드의 전극에 전기적으로 연결된다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 발광다이오드용 모기판의 제조 방법은, 기판의 중심 영역에 제1 반도체층과 제2 반도체층을 형성하는 단계와, 발광다이오드가 분리될 영역을 제외하여 나머지 영역을 가리는 제1 마스크를 이용하여 상기 제2 반도체층을 제거하여 하부의 제1 반도체층이 드러나도록 하는 단계와, 상기 발광다이오드가 분리될 영역과 제1 전극이 형성될 영역을 제외한 나머지 영역을 가리는 제2 마스크를 이용하여 제2 반도체층과 제1 반도체층을 제거하여 상기 발광다이오드를 개별 소자로 분리하는 단계와, 상기 제1 반도체층이 노출된 영역에 제1 전극을 형성하고, 상기 기판의 주변 영역의 일부에 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 제1 측정용 전극패드부를 형성하는 단계와, 상기 제1 전극을 커버하는 절연막을 형성하는 단계와, 상기 절연막과 제2 반도체층을 커버하는 제2 전극, 상기 제2 전극에 전기적으로 연결된 제2 전극패드를 형성하고, 상기 기판의 주변 영역의 다른 일부에 상기 제2 전극과 전기적으로 연결된 제2 측정용 전극패드부를 형성하는 단계를 포함한다.

상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 발광다이오드용 모기판의 광량 측정장치는 프로브 카드, 전원공급부, 스위칭부, 컨트롤부 및 광량측정부를 포함한다. 상기 프로브 카드는 발광다이오드용 모기판에 형성된 하나 이상의 발광다이오드와 전기적으로 접촉하여 전류를 흘려주는 하나 이상의 측정 프로브들을 갖는다. 상기 전원공급부는 상기 측정 프로브에 전류를 공급한다. 상기 스위칭부는 상기 복수의 측정 프로브들중 어느 하나와 상기 전원공급부를 연결시킨다. 상기 컨트롤부는 상기 스위칭부를 제어한다. 상기 광량측정부는 상기 발광다이오드에서 발산된 광을 수집 및 측정한다.

이러한 발광다이오드용 모기판 및 이의 제조 방법과, 이의 광량 측정장치에 의하면, 전기적인 방법으로만 각각의 발광다이오드들의 광량을 측정할 수 있게 하여, 고가의 고정밀 이동 장치가 불필요하고, 측정 속도 역시 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면에서 여러 층(또는 막) 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 배선들의 폭이나 두께를 확대하여 나타내었다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 관점에서 설명하였고, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분　위에 있다고 할 때, 이는 다른 부분　바로 위에 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 　바로 위에 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 의미한다.

<발광다이오드용 모기판의 실시예-1>

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광다이오드용 모기판을 설명하는 평면도이다. 도 5a는 도 4를 I-I'로 절단한 단면도이고, 도 5b는 도 4를 II-II'으로 절단한 단면도이다. 도 6은 도 4에 나타낸 단위 발광다이오드와 측정용 전극패드를 나타낸 사시도이다. 특히, 사각형상의 발광다이오드용 모기판 위에 형성된 발광다이오드들과 측정패드를 도시한다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 발광다이오드용 모기판(100)은 중앙 영역과 상기 중앙 영역을 둘러싸는 주변 영역을 갖는 기판(105)과, 9개의 발광다이오드들 갖고서 상기 중앙 영역에 형성된 발광다이오드부와, 상기 주변 영역에 형성되어, 상기 발광다이오드의 구동을 위해 외부에서 공급되는 전원을 전달하는 측정용 전극패드부를 포함한다.

상기 발광다이오드부에 구비되는 발광다이오드 각각은 제1 반도체층(110), 제2 반도체층(120), 투명 전극(130), 제2 전극(140) 및 제1 전극(150)을 포함한다.

구체적으로, 상기 제1 반도체층(110)은 상기 기판(105) 위에서 일부 영역들이 개구되어 서로 다른 높이로 형성된다. 일례로, 상기 제1 반도체층(110)은 n-질화갈륨층이고, 상기 제2 반도체층(120)은 p-질화갈륨층이며, 상기 투명 전극(130)은 p-타입 투명 전극이고, 상기 제2 전극(140)은 p-전극이고, 상기 제1 전극(150)은 n-전극이다.

상기 제2 반도체층(120)은 상대적으로 높은 높이로 형성된 제1 반도체층 (110) 위에 형성된다. 상기 제1 반도체층(110)은 n-타입 또는 p-타입으로 도핑되고, 상기 제2 반도체층(120)은 상기 제1 반도체층(110)과 반대의 극성으로 도핑된다. 따라서 제1 반도체층(110)과 제2 반도체층(120) 사이에 p-n접합면이 형성된다. 도시되지는 않았으나, 상기 제1 반도체층(110)과 제2 반도체층(120)간에는 활성층이 형성될 수 있다. 상기 제1 반도체층(110), 상기 제2 반도체층(120) 및 활성층은 GaAs 계열, GaN 계열, ZnSe 계열 등의 화합물 반도체 중에 하나가 될 수 있으며, Al, In, P 등의 불순물이 첨가될 수 있다. 상기 활성층은 (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yN, (Al_xGa_1-x)yIn_1-yP, In_xGa_1-xAs_yP_1-y, (Al_xGa_1-x)yIn_1-yAs_wP_zN_1-w-z, In_xGa_1-xAs_ySb_1-y, ZnS_xSe_1-x, Hg_xCd_1-xTe 중 어느 하나의 물질로 이루어진다.

상기 투명 전극(130)은 상기 제2 반도체층(120) 위에 전면적으로 형성되어 상기 제2 반도체층(120) 전면에 균일한 전류를 전달하고, 상기 제2 전극(140)은 상기 투명 전극(130) 중 일부 영역에 형성되며, 상기 제1 전극(150)은 상대적으로 낮은 높이의 상기 제1 반도체층(110) 위에 형성된다.

매 가로줄(x-방향)의 제2 전극(140)들은 전기적으로 연결되고, 매 세로줄(y-방향)의 제1 전극(150)들은 전기적으로 연결된다.

상기 측정용 전극패드부는 세로 방향으로 배열된 복수의 제2 측정용 전극패드(144)들과 가로 방향으로 배열된 복수의 제1 측정용 전극 패드(154)들을 포함한다.

구체적으로, 상기 제2 측정용 전극패드(144)들 각각은 전기적으로 연결된 가로줄의 제2 전극(140)들의 종단에 배치된다. 상기 제1 측정용 전극 패드(154)들 각각은 전기적으로 연결된 세로줄의 제1 전극(150)들의 종단에 배치된다.

상기 제1 전극(150)과 제2 전극(140)이 서로 오버레이되는 영역에는 절연막(159)이 개재된다. 상기 절연막(159)은 제1 전극(150)과 제2 전극(140)이 오버레이되는 영역에만 형성되어 있을 수도 있고, 제1 전극패드(152)와 제2 전극패드(142) 영역을 제외한 전면에 형성될 수도 있다.

부도체인 기판 위에 제1 반도체층(110)과 제2 반도체층(120)이 형성되고, 서로 인접하는 발광다이오드간의 영역에 형성된 제1 반도체층(110)과 제2 반도체층(120)은 완전히 제거된다. 따라서, 기판이나 반도체층을 통해서는 인접한 발광다이오드로 전류가 흐르지 않아 각각의 발광다이오드들은 절연된 상태이다. 발광다이오드 일부분은 최상부의 제2 반도체층(120)이 제거되어 제1 반도체층(110)이 노출되고, 그 위에 제1 전극(150)이 형성된다.

여러 개의 발광다이오드들의 제1 전극(150)끼리, 그리고 제2 전극(140)끼리는 서로 전기적으로 연결되어 있으나, 제1 전극(150)과 제2 전극(140)은 연결되지는 않는다. 따라서, 제2 측정용 전극패드(144) 하나와 제1 측정용 전극패드(154) 하나를 전류원에 연결하면, 하나의 발광다이오드에만 전류가 흐른다.

광량 측정을 위해 2행 b열의 발광다이오드(2,b)에 전류를 인가하고자하면, b열의 제1 측정용 전극패드(154)와 2행의 제2 측정용 전극패드(144)에 전류원을 연결한다.

b열의 제1 측정용 전극패드(154)와 b열에 배치된 1행 b열, 2행 b열, 그리고 3행 b열의 발광다이오드((1,b), (2,b), (3,b))의 제1 전극들이 모두 연결되어 있고, 2행의 제2 측정용 전극패드(144)와 2행에 배치된 2행 a열, 2행 b열, 그리고 2행 c열의 발광다이오드((2,a),(2,b), (2,c))의 제2 전극들이 모두 연결된다. 하지만, 제1 측정용 전극패드(154)와 제2 측정용 전극패드(144)가 모두 연결된 발광다이오드는 2행 b열의 발광다이오드(2,b) 뿐이다. 따라서, 2행 b열의 발광다이오드 (2,b)로만 전류가 흐르고, 다른 발광다이오드에는 전류가 흐르지 않는다.

이러한 원리로 기판 위에 형성된 각각의 발광다이오드들에 전류를 인가할 수 있다. 제2 측정용 전극패드(144)가 P개이고, 제1 측정용 전극패드(154)가 N개이면 최대 P x N개의 발광다이오드들에 독립적으로 전류를 인가할 수 있다.

발광다이오드의 광량 측정시, 기판의 중심 영역에 형성된 발광다이오드를 측정용 프로브가 가리지 않도록 상기한 측정용 전극패드들은 기판의 주변 영역에 형성된 것이 바람직하다. 일례로, 발광다이오드용 모기판이 사각형상이면, 상기 사각형상의 어느 일변의 가장자리에 측정용 전극패드들이 배치된다. 다른 일례로, 발광다이오드용 모기판이 원형형상이면, 상기 원형형상의 호 주변에 측정용 전극패드들이 배치된다.

<발광다이오드용 모기판의 실시예-2>

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 원형형상의 발광다이오드용 모기판을 설명하는 평면도이다. 특히, 원형형상 기판 위에 형성된 발광다이오드들과 측정패드를 상부에서 관찰한 평면도이다.

도 7을 참조하면, 집적도를 높이기 위해 원형형상 기판(205) 상에서 발광다이오드들은 원형형상에 가까운 형상을 정의하면서 배열된다. 상기 원형형상 기판(205)을 4등분하였을 때 각 사분면의 외곽 영역에는 서로 같은 종류의 측정용 전극패드들이 형성된다.

예를들어, 기판의 우측 상부 사분면을 제1 사분면, 좌측 상부 사분면을 제2 사분면, 좌측 하부 사분면을 제3 사분면, 우측 하부 사분면을 제4 사분면으로 정의 할 때, 상기 제1 및 제3 사분면의 외곽 영역에는 제1(또는 제2) 측정용 전극패드(2441, 2443)가 형성되고, 상기 제2 및 제4 사분면의 외곽 영역에는 상기 제 1 및 제3 사분면에 형성된 측정용 전극패드와 반대 극성의 제2(또는 제1) 측정용 전극패드(2542, 2544)가 형성된다.

이처럼, 원형형상 기판(205)을 4등분하여 각 사분면의 외곽 영역에 같은 종류의 복수의 측정용 전극패드들을 형성하면 사각형상 기판의 경우와 마찬가지로 원형형상 기판(205) 내부에 형성된 발광다이오드를 가리지 않고 측정용 프로브를 접촉시킬 수 있다.

매 가로줄의 발광다이오드들의 제2 전극(240) 모두는 매 가로줄 맨 끝에 위치한 제2 측정용 전극패드(2441, 2443)들 각각에 연결된다. 매 세로줄의 제1 전극(250) 모두가 매 세로줄 맨 끝에 위치한 제1 측정용 전극패드(2542, 2544)들 각각에 연결된다.

기판 외각에 형성된 제1 측정용 전극패드 가운데 하나와 제2 측정용 전극패드 가운데 하나를 전류원에 연결하고 전류를 흘리면 해당 제1 측정용 전극패드와 연결되어 있고 동시에 해당 제2 측정용 전극패드와 연결된 발광다이오드에만 전류가 흐르게 된다.

상술한 제1 및 제2 실시예에 따른 발광다이오드용 모기판에는 p-n 접합면에서 발생한 광이 반도체층과 투명 전극을 통해 상부로 방사되는 탑-발광 방식의 발광다이오드들이 탑재된 것을 설명하였다. 하지만 상기한 투명 전극에 대체하여 광이 투과되지 않는 두꺼운 전극을 사용하여 광을 기판 하부로 방사하는 바텀-발광 방식의 발광다이오드에도 본 발명을 적용할 수 있다.

<발광다이오드용 모기판의 실시예-3>

도 8a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 사각형상의 발광다이오드용 모기판을 설명하는 평면도이고, 도 8b는 도 8a에 도시된 모기판을 절단선 III-III'으로 절단한 단면도이다. 특히, 사각형상 기판 위에 형성된 바텀-발광 방식을 갖는 발광다이오드용 모기판을 도시한다.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 발광다이오드용 모기판(300)은 중앙 영역과 상기 중앙 영역을 둘러싸는 주변 영역을 갖는 기판(305)과, 9개의 발광다이오드들 갖고서 상기 중앙 영역에 형성된 발광다이오드부와, 상기 주변 영역에 형성되어, 상기 발광다이오드의 구동을 위해 외부에서 공급되는 전원을 전달하는 측정용 전극패드부(344, 354)를 포함한다.

상기 발광다이오드부에 구비되는 발광다이오드 각각은 제1 반도체층(310), 제2 반도체층(320), 제2 전극(340), 제2 전극 패드(432) 및 제1 전극(350)을 포함한다. 도 4와 비교할 때, 투명 전극 대신에 두꺼운 제2 전극(330)이 형성된 점을 제외하고 도 4의 예와 동일하고, 각 발광다이오드에 전류를 흘리는 방법도 동일하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 발광다이오드용 모기판은 다음과 같은 다양한 방법으로 제작될 수 있다.

<발광다이오드용 모기판의 제조 방법의 실시예-1>

도 9a 내지 도 9h는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광다이오드용 모기판의 제조 공정을 설명하는 공정도들이다. 특히, 식각 기법으로 인접하는 반도체층을 분리한 후 전극을 형성하는 방법을 나타낸다.

도 9a를 참조하면, 사파이어, 수정(Quartz), 산화아연(ZnO), 비소화갈륨(GaAs), 실리콘(Si), 실리콘 카바이드(SiC) 혹은 질화 금속 버퍼층을 갖는 기판(105)을 준비한다. 상기 기판(105)은 사각 형상이나, 원형 형상과 같이 다양한 형상을 가질 수 있다.

도 9b를 참조하면, 상기 기판(105) 위에 액상 에피택셜 성장(LPE; Liquid Phase Epitaxial growth), 또는 기상 에피택셜 성장(VPE; Vapor Phase Epitaxial growth), 또는 분자선 에피택셜 성장(MBE; Molecular Beam Epitaxial growth) 등의 기법으로 n-타입 또는 p-타입의 제 1 반도체층(110)을 형성하고 그 위에 상기 제 1 반도체층과 반대 극성으로 도핑된 제2 반도체층(120)을 형성한다. 본 실시예에서 설명되는 반도체층은 각종 GaAs 계열, GaN 계열, ZnSe 계열 등이 가능하다.

도 9c를 참조하면, 포토리소그래피 공정으로 발광다이오드가 분리될 부분만을 제외하고 나머지 부분을 가리는 제1 마스크(MA1)를 형성하고, 식각 공정을 통해 상기 제1 마스크(MA1)로 가려지지 않는 부분을 식각한다. 구체적으로, 건식 식각 공정으로 제1 마스크(MA1)에 의해 노출된 제2 반도체층(120)과 하부의 제1 반도체층(110)의 일부 영역을 패터닝하여 비아홀(122)을 형성한다. 이때 상기 비아홀(122)은 베이스 기판(105)이 노출될 때까지 형성하거나 이어서 행해지는 식각 공정에서 상기 비아홀(122) 부분의 베이스 기판(105)이 노출될 수 있을 만큼 제1 반도체층(110)을 충분히 식각하여 형성한다.

도 9d를 참조하면, 발광다이오드가 분리될 부분과 제1 전극이 형성될 부분을 제외한 나머지 부분을 제2 마스크(MA2)로 가리고, 식각 공정으로 제1 반도체층(120)과 제2 반도체층(110)을 제거하여 상기 비어홀(122)보다 넓은 트렌치를 갖는 콘택홀(124)을 형성한다.

도 9e를 참조하면, 제1 반도체층(110)이 노출된 부분에 제3 마스크(MA3)를 이용하는 포토리소그래피 공정으로 제1 전극(150)과, 상기 제1 전극(150)에 전기적으로 연결된 제1 측정용 전극패드를 형성한다. 상기 제1 측정용 전극패드는 도 4에 도면번호 154로 도시한 바와 같이, 전기적으로 연결된 세로줄의 제1 전극(150)들의 종단에 배치된다.

도 9f를 참조하면, 제2 반도체층(120) 전면에 얇은 금속 박막을 코팅한 후, 제4 마스크(MA4)를 이용하는 포토리소그래피 공정으로 투명 전극(130)을 형성한다. 여기서, 발광다이오드가 탑-발광 방식을 갖는다면 투명 전극을 형성하지만, 상기 발광다이오드가 바텀-발광 방식을 갖는다면 두꺼운 금속 박막을 코팅할 수도 있다.

도 9g를 참조하면, 제5 마스크(MA5)를 이용하는 포토리소그래피 공정으로 절연막(132)을 형성하되, 제1 전극패드 부분과 제2 전극이 형성될 부분은 절연막(132)으로 덮이지 않도록 한다.

도 9h를 참조하면, 도 9g에 의한 결과물 위에 제6 마스크(MA6)를 이용하는 포토리소그래피 공정으로 제2 전극(140)과, 상기 제2 전극에 전기적으로 연결된 제2 전극패드(142)와, 제2 측정용 전극패드(144)를 형성한다. 상기 제2 측정용 전극패드(144)는 전기적으로 연결된 가로줄의 제2 전극(140)들의 종단에 배치된다.

도 9a 내지 도 9h에 채용되는 마스크들은 광을 받는 부분이 에칭되는 포지티브 레지스트(positive resist)에 대응하는 마스크를 도시하였으나, 당업자라면 광을 받지 않는 부분이 에칭되는 네거티브 레지스트(nagative resist)에 대응하는 마스크를 채용하여 발광다이오드용 모기판을 제조할 수 있음은 자명하다.

<발광다이오드용 모기판의 제조 방법의 실시예-2>

도 10a 내지 도 10h는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광다이오드용 모기판의 제조 공정을 설명하는 공정도들이다. 특히, 애피택셜 성장 기법으로 인접하는 반도체층을 분리한 후 전극을 형성하는 방법을 나타낸다.

도 10a를 참조하면, 사파이어, 수정(Quartz), 비소화갈륨(GaAs), 실리콘(Si),산화아연(ZnO), 실리콘 카바이드(SiC) 혹은 질화 금속 버퍼층을 갖는 기판(105)을 준비한다. 상기 기판(105)은 사각 형상이나, 원형 형상과 같이 다양한 형상을 가질 수 있다.

도 10b를 참조하면, 도 10a에 의한 결과물 위에 반도체층이 분리되어야 할 부분에 포토리소그래피 공정으로 유전체 박막(107)을 형성한다.

도 10c를 참조하면, 도 10b에 의한 결과물 위에 액상 에피택셜 성장(LPE; Liquid Phase Epitaxial growth), 또는 기상 에피택셜 성장(VPE; Vapor Phase Epitaxial growth), 또는 분자선 에피택셜 성장(MBE; Molecular Beam Epitaxial growth) 등의 기법으로 제1 반도체층(110)과 제2 반도체층(120)을 성장시킨다. 이에 따라, 상기 유전체 박막(107)이 형성된 부분에는 제1 반도체층(110) 및 제2 반도체층(120)이 일종의 비아홀(122)을 정의하면서 성장하지 않는다. 한편, 상기 유 전체 박막(107)이 미형성된 부분에는 제1 반도체층(110) 및 제2 반도체층(120)이 성장한다. 본 실시예에서 설명되는 각종 반도체층은 각종 GaAs 계열, GaN 계열, ZnSe 계열 등이 가능하다.

도 10d를 참조하면, 도 10c에 의한 결과물 위에 포토리소그래피 공정으로 제1 전극이 형성될 부분만을 제외하고 나머지 부분을 가리는 제2 마스크(MA2)를 형성하고, 식각 공정을 통해 상기 제2 마스크(MA2)로 가려지지 않는 부분을 식각하여 제2 반도체층(120)을 제거하고, 하부에 형성된 제1 반도체층(110)을 노출시켜 비아홀(124)을 형성한다.

도 10e 내지 도 10h 각각은 상기한 도 9e 내지 도 9h 각각에 설명된 바와 동일하므로 그 설명은 생략한다.

<광량 측정장치의 실시예-1>

도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광다이오드용 모기판의 광량 측정장치를 설명하는 구성도이다. 도 12는 도 11에 도시된 프로브 카드 아래에 발광다이오드용 모기판을 배치한 후 측정하는 것을 나타낸 평면도이다. 특히, 프로브 카드 아래에 발광다이오드용 모기판을 배치하고, 프로브 카드의 프로브와 발광다이오드용 모기판 상의 측정패드가 접촉되도록 한 모습을 나타내는 평면도이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 발광다이오드용 모기판의 광량 측정장치(500)는 접촉되는 발광다이오드에 전류를 흘려주는 프로브 카드(probe card)(510), 상기 프로브 카드(510)의 인쇄회로기판(512)에 형성된 단자(514), 도전성 경로(516)를 경유하여 측정용 프로브(518)들에 전류를 공급하는 전류원(520), 여러 개의 측정용 프로브들 가운데 어느 특정 측정용 프로브 하나와 상기 전류원(520)을 연결해주는 스위치 박스(530), 상기 스위치 박스(530)의 스위치(SW)들을 제어하는 스위치 컨트롤 모듈(540), 광량을 수집하고 수집된 광량을 측정하는 광량측정부(미도시)를 포함한다. 상기 광량측정부는 수광소자와 적분구를 포함하여 상기 프로브 카드(510) 위 또는 아래에 배치된다.

상기 발광다이오드용 모기판이 탑-발광 방식을 갖는다면 상기 광량측정부는 상기 프로브 카드(510) 위에 배치되고, 상기 발광다이오드용 모기판이 바텀-발광 방식을 갖는다면 상기 광량측정부는 상기 프로브 카드(510) 아래에 배치된다.

본 발명에 따른 발광다이오드 모기판의 광량 측정장치(500)는 기존의 광량 측정장치와 달리 측정패드의 개수와 동일한 수의 측정용 프로브(518)들이 프로브 카드(510)상에 형성된다. 상기 프로브 카드(510)에는 피측정체인 발광다이오드용 모기판(200)의 크기보다 큰 구멍이 형성되고, 상기 구멍의 주변에 상기의 측정용 프로브(518)들이 도 7의 기판 외각에 형성된 측정용 전극패드와 대응되는 위치에 배치된다.

따라서, 상기 프로브 카드(510) 아래에 발광다이오드용 모기판(200)을 배치하면, 상기 프로브 카드(510)에 형성된 측정용 프로브(518)들과 발광다이오드용 모기판(200)에 형성된 측정용 전극패드부가 1:1로 대응되어 전기적으로 연결된다. 상기 측정용 전극패드부는 세로 방향으로 배열된 복수의 제2 측정용 전극패드들과 가로 방향으로 배열된 복수의 제1 측정용 전극 패드들을 포함한다.

n-타입 측정용 프로브 하나와 p-타입 측정용 프로브 하나가 독립적인 전류원 에 연결될 수 있다. 그러나 이 경우 n-타입 또는 p-타입 측정용 프로브 개수만큼 독립적인 전류원들이 여러 개 필요하다.

따라서, 발광다이오드의 광량 측정장치가 복잡해지고 비용 상승의 요인이 된다. 각각의 측정용 프로브(518)에 하나씩 독립적인 전류원을 연결하지 않고 하나 또는 그 이상의 전류원과 측정용 프로브(518)를 스위치를 이용해 연결하면 전류원의 개수를 크게 줄일 수 있다.

상기 측정용 프로브(518)는 회로 기판 상에 형성된 회로선들을 통해 스위치 박스(530)와 연결된다. 상기 스위치 박스(530)는 하나 또는 그 이상의 전류원과 측정용 프로브(518)를 연결해주는 역할을 한다.

도 11과 같이 상기 스위치 박스(530) 안에는 여러 개의 스위치(SW)들이 마련된다. 상기 스위치(SW)는 릴레이와 같은 기계적인 스위치와, 트랜지스터와 같은 전자 소자를 이용한 전자 스위치를 포함한다. 각 스위치의 한쪽은 상기 전류원(520)에 연결되어 있고, 다른 한쪽은 상기 측정용 프로브(518)와 연결된다. 상기 스위치 컨트롤 모듈(540)에서 보내오는 신호에 따라 스위치는 개폐된다.

도 11에서는 상기 프로브 카드(510)의 반만 상기 스위치 박스(530)에 연결되어 있으나, 실제는 상기 프로브 카드(510)의 상단의 나머지 반도 상기 스위치 박스(530)와 연결된다. 편의상 도면에서 생략되었을 뿐이다.

어느 특정 발광다이오드를 켜기 위해서 해당 발광다이오드와 연결된 제1 측정용 전극패드와 제2 측정용 전극패드에 전류를 인가해야 한다. 따라서, 상기 제1 측정용 전극패드와 상기 제2 측정용 전극패드와 접촉하고 있는 두 개의 측정용 프 로브(518)들을 전류원(520)과 연결해주어야 한다.

상기 스위치 컨트롤 모듈(540)이 해당되는 스위치(SW) 두 개를 닫아주고 나머지 스위치들은 모두 열린 상태로 만들어주면 상기 전류원(520)과 해당 측정용 프로브(518)만 연결되어 원하는 발광다이오드를 켤 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 복수의 발광다이오드들의 특성, 특히 광량을 측정할 때 하나의 발광다이오드를 측정한 뒤 다음 발광다이오드를 측정하기 위해 프로브를 이동시키거나, 발광다이오드를 이동시키지 않고 오로지 전기적인 방법으로만 각각의 발광다이오드들을 측정할 수 있게 하여, 고가의 고정밀 이동 장치를 필요로 하지 않고 측정 속도도 대폭적으로 향상시킬 수 있다.

또한, 발광다이오드에 형성된 전극들 각각에 프로브를 직접 접촉시키지 않고, 해당 전극들에서 이격된 가장자리 영역에서 프로브를 접촉시키므로써, 적분구 또는 수광소자를 피측정체인 발광다이오드에 보다 가깝게 접근시켜 보다 많은 광량을 해당 적분구 또는 수광소자에 제공할 수 있다.

<광량 측정장치의 실시예-2>

도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광다이오드용 모기판의 광량 측정 장치의 측정 원리를 설명하는 개념도로서, 특히, 반도체층 상부로 발산되는 광을 측정하는 예이다.

발광다이오드용 모기판(200)에 형성된 특정 발광다이오드에 전류를 인가하고, 적분구(610)를 해당 발광다이오드 바로 위에 배치한 후, 수광소자(620)를 통해 수집되는 광량을 측정한다.

반면에, 기존의 광량 측정 방법은 적분구 또는 수광소자는 고정된 상태에서 발광다이오드용 모기판을 이동시키면서 광량을 측정하였다. 구체적으로, 발광다이오드용 모기판을 움직여 발광다이오드 위에 형성된 제2 전극패드와 제1 전극패드가 두 개 또는 그 이상의 측정용 프로브와 접촉하도록 한다. 하지만, 통상적으로 전극패드의 크기, 예를들어 지름이 100mm에 불과하기 때문에 측정용 프로브가 전극패드와 정상적으로 접촉하도록 만들기 위해 100mm 미만의 정밀도로 발광다이오드용 모기판을 움직여야 하였다.

그러나, 본 발명의 실시예에서는 발광다이오드 상에 형성된 전극패드를 이용하지 않고, 발광다이오드용 모기판(200)에 별도로 형성된 측정패드를 통해 전류를 인가한다. 따라서, 상기 측정패드는 발광다이오드 하나의 크기 정도로 크게 만들 수 있으므로 피측정체인 발광다이오드용 모기판(200)을 정교하게 정렬하는 작업이 불필요하다.

그리고 일단 측정용 프로브(518)가 상기 측정패드와 접촉된 후에는 발광다이오드용 모기판(200)을 움직일 필요가 없고, 수광소자(620)를 탑재한 적분구(610)를 해당 발광다이오드 위로 이동시키면 된다. 상기 적분구(610)는 정밀하게 이동시킬 필요가 없다. 특히 상기 적분구(610)의 크기가 발광다이오드용 모기판 전체 크기보다 훨씬 더 큰 경우에는 아예 상기 적분구(610)를 이동시킬 필요도 없다.

<광량 측정장치의 실시예-3>

도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광다이오드용 모기판의 광량 측정 장치의 측정 원리를 설명하는 개념도로서, 특히, 제3 실시예에 따른 광량 측정 장 치(700)는 충분히 큰 입구를 갖는 적분구(710)를 통해 발광다이오드용 모기판(200)에서 나오는 광 모두를 받아들일 수 있는 경우를 도시한다.

통상적으로 전기적인 계측 장비를 이용해 발광다이오드에 전류를 인가하고, 광량을 측정하는 과정은 수십 밀리초 미만의 시간이 걸리지만, 기계적인 이송 장치가 동작하는 과정은 수백 밀리초의 시간이 걸린다.

하지만, 도 14에 도시된 광량 측정 장치에 따르면, 광량 측정 동작이 일어나는 동안에는 기계적인 이송 과정이 전혀 일어나지 않고, 오로지 전기적인 계측 과정만 있으므로 광량 측정 시간이 크게 단축된다.

표 1은 비교예에 따른 광량 측정장치를 이용한 광량 측정 시간과 실시예에 따른 광량 측정장치를 이용한 광량 측정시간을 비교 정리한 표이다. 이때, 피측정체는 복수의 발광다이오드들이 형성된 2인치(여기서, 1인치는 2.54cm) 기판 및 3인치 기판이고, 상기 발광다이오드의 크기는 400mm x 400mm이며, 측정에 소요되는 시간은 50ms, 이송에 소요되는 시간은 200ms로 하였다.

	비교예		실시예
기판 크기	2인치	3인치	2인치	3인치
발광다이오드의 수	12,300개	28,000개	12,300개	28,000개
측정 소요 시간	615초	1,400초	615초	1,400초
이송 소요 시간	2,460초	5,600초	0초	0초
총 측정 시간	52분55초	116분 40초	10분 15초	23분 20초
시간당 측정 기판의 수	1.17장	0.51장	5.85장	2.57장

상기한 표 1에 나타낸 바와 같이, 기판의 크기나, 발광다이오드의 수 및 측정 소요시간은 비교예에 따른 광량 측정장치와 실시예에 따른 광량 측정장치 모두 동일하였다.

하지만, 이송 소요시간에 있어서, 2인치 기판 및 3인치 기판에 대응하여 비교예에 따른 광량 측정장치에 의하면 각각 2,460초 및 5,600초가 소요되는 반면, 실시예에 따른 광량 측정장치에 의하면 각각 전혀 시간이 소요되지 않은 것이 관측되었다.

또한, 총 측정 시간에 있어서, 2인치 기판 및 3인치 기판에 대응하여 비교예에 따른 광량 측정장치에 의하면 각각 53분 및 116분이 소요되는 반면, 실시예에 따른 광량 측정장치에 의하면 10분 및 23분이 소요되었다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 광량 측정장치는 비교예에 비해 대략 5배의 생산성 증가를 기대할 수 있다.

또한, 시간당 측정 기판의 수에 있어서, 2인치 기판 및 3인치 기판에 대응하여 비교예에 따른 광량 측정장치에 의하면 각각 1.17장 및 0.51장이 측정되는 반면, 실시예에 따른 광량 측정장치에 의하면 5.85장 및 2.57장이 측정되었다.

<광량 측정장치의 실시예-4>

도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광다이오드용 모기판의 광량 측정 장치의 측정 원리를 설명하는 개념도이다. 특히, 제4 실시예에 따른 광량 측정 장치(800)는 바텀-발광 방식을 갖는 발광다이오드용 모기판(200)에서 발산되는 광을 측정하는 경우를 도시한다.

도 15를 참조하면, 질화갈륨층 상부에 두꺼운 전극을 형성하여 질화갈륨층 상부로 광이 방사되지 못하고 기판 하부로 광이 방사되는 경우, 광량 측정을 위해 투명한 유리 기판과 같은 척(CHK) 위에 발광다이오드용 모기판(200)을 배치한다. 프로브 카드의 인쇄회로기판(512)에 형성된 측정용 프로브(518)를 발광다이오드용 모기판에 형성된 측정패드와 접촉시킨다. 이어, 상기 유리 기판 밑에 적분구(810)를 배치하여 방사되는 광량을 측정한다. 상기 적분구(810)에는 수광소자(820)이 탑재된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 발광다이오드 위에 형성된 작은 전극패드 대신에 따로 마련된 큰 측정패드를 이용해 전류를 인가하므로 전극패드 위에 프로브를 접촉시키기가 용이하다. 따라서, 고가의 고정밀 이송 장치가 필요 없다. 특히 발광다이오드용 모기판 보다 더 큰 입구를 가진 적분구로 광량을 측정할 경우 전혀 이송 장치를 필요로 하지 않으며 그로 인해 측정 시간을 크게 단축시킬 수 있다.

또한 측정패드가 발광다이오드용 모기판의 외광부에만 형성되어 있으므로 발광다이오드가 형성된 부분에 프로브가 놓이지 않는다. 따라서, 수광소자나 적분구를 발광다이오드에 더 가깝게 접근시킬 수 있으며, 이로 인해 더 많은 광을 수광할 수 있다.

또한 발광다이오드 위에 형성된 전극패드에 직접 프로브를 접촉시키지 않고 따로 마련된 측정패드 위에 프로브를 접촉시키므로 발광다이오드 위의 전극패드가 프로브에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (22)

1. 기판;

   상기 기판 상부의 중앙 영역에 형성되는 복수개의 발광다이오드 배열을 가진 발광다이오드부; 및

   상기 기판 상부에서, 상기 발광다이오드부의 주변 영역에 형성되는, 상기 발광다이오드의 작동 측정을 위해 외부에서 공급되는 전원을 상기 발광다이오드부에 전달하기 위해 상기 발광다이오드의 전극과 전기적으로 연결된 측정용 전극패드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 모기판.
2. 제1항에 있어서, 상기 측정용 전극패드부는,

   상기 복수개의 발광다이오드의 제1 전극에 전기적으로 연결된 복수개의 제1 측정용 전극패드부; 및

   상기 복수개의 발광다이오드의 제2 전극에 전기적으로 연결된 복수개의 제2 측정용 전극패드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 모기판.
3. 제2항에 있어서, 상기 기판은 사각형상을 정의하고, 상기 측정용 전극패드부는 상기 사각형상 기판의 각 변에 대응하는 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 모기판.
4. 제2항에 있어서, 상기 기판은 원형형상을 정의하고, 상기 측정용 전극패드부는 상기 원형형상 기판의 호에 대응하는 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 모기판.
5. 제4항에 있어서, 상기 원형형상 기판은 4개의 사분면으로 구획되고, 각 사분면의 주변 영역에는 상기 제1 측정용 전극패드부 또는 제2 측정용 전극패드부가 형성된 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 모기판.
6. 제4항에 있어서, 상기 원형형상 기판은 4개의 사분면으로 구획되고, 제1 및 제3 사분면의 주변 영역에는 상기 제1 측정용 전극패드부가 형성되고, 제2 및 제4 사분면의 주변 영역에는 상기 제2 측정용 전극패드부가 형성된 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 모기판.
7. 제1항에 있어서, 상기 발광다이오드는,

   상기 기판 위에 형성된 제1 반도체층;

   상기 제1 반도체층 위 일부 영역에 형성된 제1 전극;

   상기 제1 전극이 형성된 부분을 제외한 부분 위에 형성된 활성층 및 제2 반도체층; 및

   상기 제2 질화갈륨층 위에 전면적으로 형성된 제2 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 모기판.
8. 제7항에 있어서, 상기 제1 반도체층은 n-타입 또는 p-타입으로 도핑되고, p-n 접합면을 정의하기 위해 상기 제2 반도체층은 상기 제1 반도체층의 반대 극성으로 도핑된 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 모기판.
9. 기판의 중심 영역에 제1 반도체층과 제2 반도체층을 형성하는 단계;

   발광다이오드가 분리될 영역을 제외하여 나머지 영역을 가리는 제1 마스크를 이용하여 상기 제2 반도체층과 하부의 제1 반도체층의 일부 또는 전부를 제거하여 비아홀을 형성하는 단계;

   상기 발광다이오드가 분리될 영역과 제1 전극이 형성될 영역을 제외한 나머지 영역을 가리는 제2 마스크를 이용하여 제2 반도체층과 제1 반도체층을 제거하여 상기 발광다이오드를 분리하는 비어홀과 제1 반도체층이 드러나서 제1 전극이 형성될 콘택홀을 형성하는 단계;

   상기 제1 반도체층이 노출된 영역에 제1 전극을 형성하고, 상기 발광다이오드의 주변 영역 열부에 해당하는 상기 기판의 상부에 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 제1 측정용 전극패드부를 형성하는 단계;

   상기 제1 전극을 커버하는 절연막을 형성하는 단계; 및

   상기 절연막과 제2 반도체층을 커버하는 제2 전극, 상기 제2 전극에 전기적으로 연결된 제2 전극패드를 형성하고, 상기 발광다이오드의 주변 영역의 다른 일부에 해당하는 상기 기판 상부에 상기 제2 전극과 전기적으로 연결된 제2 측정용 전극패드부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 모기판의 제조 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 제2 측정용 전극패드부는 전기적으로 연결된 가로줄의 제2 전극들의 종단에 배치된 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 모기판의 제조 방법.
11. 제9항에 있어서, 상기 제1 측정용 전극패드부는 전기적으로 연결된 세로줄의 제1 전극들의 종단에 배치된 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 모기판의 제조 방법.
12. 제9항에 있어서, 상기 제2 질화갈륨층 전면에 투명 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 모기판의 제조 방법.
13. 삭제.
14. 삭제.
15. 삭제.
16. 삭제.
17. 삭제.
18. 삭제.
19. 삭제.
20. 삭제.
21. 삭제.
22. 제 3항에 있어서, 상기 측정용 전극패드부는 상기 사각형상의 기판의 한 변에 배열된 제1 측정용 전극패드부와, 상기 제1 측정용 전극패드부와 평행하지 않도록 상기 사각형상의 다른 변에 배열된 제2 측정용 전극패드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 모기판.

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