KR100705718B1 - 발광 다이오드 및 이의 제조 방법 - Google Patents
발광 다이오드 및 이의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100705718B1 KR100705718B1 KR1020050020649A KR20050020649A KR100705718B1 KR 100705718 B1 KR100705718 B1 KR 100705718B1 KR 1020050020649 A KR1020050020649 A KR 1020050020649A KR 20050020649 A KR20050020649 A KR 20050020649A KR 100705718 B1 KR100705718 B1 KR 100705718B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light emitting
- bonding layer
- emitting structure
- conductive
- reflective layer
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 199
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 86
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 37
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 37
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 21
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 55
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 55
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 12
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 10
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 229910017942 Ag—Ge Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910015363 Au—Sn Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910020220 Pb—Sn Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910017944 Ag—Cu Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
- H01L33/641—Heat extraction or cooling elements characterized by the materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0093—Wafer bonding; Removal of the growth substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/10—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0008—Processes
- H01L2933/0016—Processes relating to electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0008—Processes
- H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
- H01L2933/0058—Processes relating to semiconductor body packages relating to optical field-shaping elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0008—Processes
- H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
- H01L2933/0075—Processes relating to semiconductor body packages relating to heat extraction or cooling elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
발광 효율을 증가시킬 수 있는 발광 다이오드 및 이의 제조 방법을 개시한다. 본 발명의 발광 다이오드는 순방향 전압이 인가되면 빛을 방사하는 발광 구조물, 제 1 면에 소정 깊이로 수용홈이 형성되고 수용홈 내부에 발광 구조물을 수용하는 도전성 기판, 및 발광 구조물로부터 방사된 빛을 제 1 면의 외측 방향으로 반사시키도록 수용홈의 표면에 형성된 반사층을 포함한다. 본 발명은 발광 구조물을 수용홈 내부에 수용하고, 발광 구조물로부터 방사되는 빛, 특히 도전성 기판에 수평한 방향으로 방사되는 빛을 수용홈의 측면에 형성된 반사층에 의해서 일정한 방향으로 반사시킴으로서 발광 효율을 증가시키는 효과가 있다.
Description
도 1 은 종래 수직 구조의 GaN 발광 다이오드의 단면을 도시한 단면도이다.
도 2a 내지 도 2f 는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하는 각 단계별 공정 단면도이다.
도 3a 및 도 3b 는 사파이어 기판이 분리된 후 발광 구조물이 수용홈에 수용된 모습을 도시한 평면도이다.
도 4a 및 도 4b 는 제 1 실시예에 따른 수용홈의 반사층 형성 예를 도시한 단면도이다.
도 5a 및 도 5b 는 제 2 실시예에 따른 발광 구조물이 형성된 사파이어 기판과 수용홈이 형성된 실리콘 기판을 접합하는 공정의 단면을 도시한 단면도이다.
도 7a 및 도 7b 는 제 3 실시예에 따른 발광 구조물이 형성된 사파이어 기판과 수용홈이 형성된 실리콘 기판을 접합하는 공정의 단면을 도시한 단면도이다.
도 8a 내지 도 8h 는 본 발명의 바람직한 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하는 각 단계별 공정 단면도이다.
도 9a 내지 도 9h 는 본 발명의 바람직한 제 5 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하는 각 단계별 공정 단면도이다.
도 10a 내지 도 10h 는 본 발명의 바람직한 제 6 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하는 각 단계별 공정 단면도이다.
도 11 은 제 6 실시예의 변형예를 도시한 도면이다.
본 발명은 발광 다이오드 및 발광 다이오드의 제조 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 발광 효율이 증대된 수직형 발광 다이오드 및 이의 제조 방법 에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode)는 전자와 홀이 결합하여 전류를 빛으로 변환시키는 주지된 반도체 장치이다. LED 에 의해서 방출되는 빛의 색깔(파장)은 LED를 제조하는데 이용되는 반도체 재료에 따라서 결정된다. 이는 방출되는 광의 파장이 가전자대(valence band) 전자들과 전도대(conduction band) 전자들 사이의 에너지 차를 나타내는 반도체 재료의 밴드갭(band-gap)에 따르기 때문인데, 작은 밴드 갭에서는 낮은 에너지와 더 긴 파장의 광자가 발생되고, 더 짧은 파장의 광자를 발생하기 위해서는 더 넓은 밴드갭을 가지는 재료가 요구된다.
발광 다이오드의 성능 개선에 있어서 가장 중요한 요소 중 하나가 발광 효율의 증가시키는 것이다. 발광효율을 증가시키는 방법으로, 에피층의 막질과 조성등과 같은 발광 다이오드 자체 구조를 개선하는 방법과 손실되는 빛을 반사시켜 발광 효율을 증가시키는 것과 같은 외부적 요인을 개선하는 방법이 있다.
종래의 발광 다이오드 제조 방법에 따라서 발광 효율을 증가시키 위해, 빛을 반사시키는 반사층을 구비한 수직형 GaN 발광 다이오드의 구조를 도 1 에 도시하였다.
도 1 을 참조하면, 종래의 수직형 GaN 발광 다이오드(10)는 전자와 정공의 결합에 의해서 빛을 발산하는 발광부(11)가 형성되고, 발광부(11)의 하면에 반사층(12)이 형성된다. 그 후, 반사층(12)은 도전성 접합층(13)에 의해서 실리콘 기판(14) 또는 구리 기판(미도시 됨)과 같은 도전성 기판(이하에서는 실리콘 기판(14)을 중심으로 설명함)에 접합된다. 또한, 발광부(11)의 상면에는 n형 컨택(15)이 형성되고, 실리콘 기판(14)의 하면에는 p형 컨택(16)이 형성된다.
한편, 도 1 에 도시된 발광부(11)는 주지된 다양한 방법에 의해서 형성될 수 있으며, 도 1 의 발광부(11)는 n형 GaN 클래드층(11a), 활성층(11b), 및 p형 GaN 클래드층(11c)이 순차적으로 형성되어 있다.
도 1 을 참조하여 종래의 발광 다이오드 제조 방법으로서 GaN 발광 다이오드 제조 방법을 좀 더 구체적으로 설명하면, 먼저 GaAs 기판(미도시 됨) 또는 사파이어 기판(미도시 됨; 이하에서는 사파이어 기판을 중심으로 설명함)상에 발광부(11)가 형성된다. 발광부(11)는 사파이어 기판 위에 n형 GaN 클래드층(11a), 활성층(11b) 및 p형 GaN 클래드층(11c)이 순차적으로 증착되어 형성된다. 그 후, 발광부(11)의 p형 GaN 클래드층(11c) 상면에 반사효율을 높이기 위한 반사층(12)을 형성한다.
그 후, 도전성 접합층(13)을 이용하여 도전성 기판인 실리콘 기판(14)에 반 사층(12)이 접합되도록 발광부(11)가 형성된 사파이어 기판을 접합한다. 구체적으로, 발광부(11)가 형성된 사파이어 기판과 실리콘 기판(14)을 접합하기 위해서, 도전성 접합층(13) 물질로는 Au-Sn, Au, Sn, In, Au-Ag, Ag-In, Ag-Ge, Ag-Cu 또는 Pb-Sn를 사용할 수 있다. 또한, 사파이어 기판과 실리콘 기판(14)을 접합하기 위해서 양 기판에 상술한 도전성 접합층(13)을 각각 증착하여 형성하고, 도전성 접합층(13)이 형성된 양 기판을 고온에서 압력을 가하여 접합 할 수 있다.
실리콘 기판(14)과 사파이어 기판이 접합된 후에, 레이저 빔을 사파이어 기판에 조사하여 사파이어 기판과 발광부(11)를 분리하고, 분리된 발광부(11)의 n형 GaN 클래드층(11a) 상부에 n형 컨택(15)을 형성하며, 실리콘 기판(14)의 하부에 p 형 컨택(16)을 각각 형성하여 도 1 에 도시된 바와 같은 발광 다이오드(10)를 생성한다.
상술한 바와 같이, 종래의 일반적인 수직형 발광 다이오드는 발광부의 하면에만 반사층(12)이 형성되어 있다. 그러나, 발광부(11)의 활성층(11b)에서 생성되는 빛은 모든 방향으로 방사되고, 따라서 종래의 발광 다이오드의 경우에 수평방향으로 방사되는 빛의 손실은 막을 수 없어 발광효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 바와 같이 수평 방향으로 방사되는 빛의 손실을 막아, 전체적인 발광 다이오드의 발광 효율을 증가시킬 수 있는 발광 다이오드 제조 방법 및 이를 이용한 발광 다이오드를 제공하는 것이다.
참고로, 본 명세서에서 언급한 발광 다이오드는 LED칩을 의미하는 것으로서, 개별 LED 부품으로 패키징 되기 이전의 것을 의미한다.
참고로, 본 명세서에서 언급한 발광 다이오드는 LED칩을 의미하는 것으로서, 개별 LED 부품으로 패키징 되기 이전의 것을 의미한다.
상술한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 발광 다이오드 제조 방법은, (a) 소정의 도전성 기판의 제 1 면에, 순방향 전압이 인가되면 빛을 방사하는 발광 구조물을 내부에 포함할 수 있도록 수용홈을 형성하는 단계; (c) 수용홈의 표면에 발광 구조물로부터 방사되는 빛을 제 1 면의 외측 방향으로 반사시키는 반사층을 형성하는 단계; 및 (d) 도전성 기판과 발광 구조물을 접합하는 단계를 포함한다.
또한, 상술한 수용홈은, 기저면, 및 제 1 면과 기저면을 연결하는 측면을 포함하고, 측면은 발광 구조물로부터 방사되는 빛을 측면에 형성된 반사층에 의해서 제 1 면의 외측 방향으로 반사시키도록 경사진 것이 바람직하다.
또한, 상술한 측면은, 발광 구조물로부터 도전성 기판에 수평한 방향으로 방사되는 빛을 측면에 형성된 반사층에 의해서 제 1 면의 외측 방향으로 반사시키도록 경사진 것이 바람직하다.
한편, 상술한 (d) 단계는, (d1) 기저면의 상부에 제 2 접합층을 형성하는 단계; 및 (d2) 발광 구조물의 상면에 형성된 제 1 접합층과 제 2 접합층을 서로 접합하는 단계를 포함할 수 있고, 이 경우 (d1) 단계는 기저면의 상부에 형성된 반사층의 상부에 제 2 접합층을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 제 1 접합층은 복수의 돌출부 및 요홈부를 구비하도록 패터닝되며, (d2) 단계에서 돌출부와 제 2 접합층이 서로 접합될 수 있다.
또한, (d1) 단계는 제 2 접합층이 복수의 돌출부 및 요홈부를 구비하도록 제 2 접합층을 패터닝하며, (d2) 단계에서 돌출부와 제 1 접합층이 서로 접합될 수 있다.
또한, 상술한 발광 구조물은 순방향 전압이 인가되면 빛을 발산하는 발광부, 발광부의 상면에 형성된 제 1 반사층, 및 제 1 반사층과 이격되어 상기 발광부 상면에 형성된 제 1 접합층을 포함할 수 있다.
또한, 상술한 (a) 단계와 (c) 단계 사이에, (b) 복수의 수용홈들 사이에 소정 깊이의 분리 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하고, (e) 도전성 기판이 분리 패턴에 의해서 분리되도록 제 1 면에 대응되는 도전성 기판의 제 2 면을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, (a) 단계와 (c) 단계 사이에, (b1) 기저면으로부터 소정 깊이의 방열도전부 수용홈을 형성하는 단계; 및 (b2) 방열도전부 수용홈 내부에 소정의 금속을 충진하여 방열도전부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 또한, (f) 방열도전부의 표면이 드러나도록, 제 1 면에 대응되는 도전성 기판의 제 2 면을 제거하는 단계; 및 (g) 제 2 면에 소정의 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상술한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 발광 다이오드 제조 방법은, (a) 소정의 도전성 기판의 제 1 면에, 순방향 전압이 인가되면 빛을 방사하는 발광 구조물을 내부에 포함할 수 있도록 발광 구조물 수용홈을 형성하는 단계; (b) 복수의 발광 구조물 수용홈들 사이에 소정 깊이의 분리 패턴을 형성하는 단계; (c) 발광 구조물 수용홈 내부에 소정 깊이의 방열도전부 수용홈을 형성하는 단계; (d) 발광 구조물 수용홈의 표면에 발광 구조물로부터 방사되는 빛을 제 1 면의 외측 방향으로 반사시키는 반사층을 형성하고, 방열도전부 수용홈에 소정의 금속을 충진시켜 방열도전부를 형성하는 단계; (e) 방열도전부의 상부에 도전성 제 2 접합층을 형성하고, 발광 구조물에 형성된 도전성 제 1 접합층과 도전성 제 2 접합층을 접합하는 단계; 및 (f) 도전성 기판이 분리 패턴에 의해서 분리되도록 제 1 면에 대응되는 도전성 기판의 제 2 면을 제거하는 단계를 포함한다.
한편, 상술한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 발광 다이오드는, 순방향 전압이 인가되면 빛을 방사하는 발광 구조물; 제 1 면에 소정 깊이로 수용홈이 형성되고, 수용홈 내부에 발광 구조물을 수용하는 도전성 기판; 및 발광 구조물로부터 방사된 빛을 제 1 면의 외측 방향으로 반사시키도록 수용홈의 표면에 형성된 반사층을 포함한다.
또한, 상술한 수용홈은 기저면, 및 제 1 면과 기저면을 연결하는 측면을 포함하고, 측면은 발광 구조물로부터 방사되는 빛을 측면에 형성된 반사층에 의해서 제 1 면의 외측 방향으로 반사시키도록 경사진 것이 바람직하다.
또한, 상술한 측면은, 발광 구조물로부터 도전성 기판에 수평한 방향으로 방사되는 빛을 측면에 형성된 반사층에 의해서 제 1 면의 외측 방향으로 반사시키도록 경사진 것이 바람직하다.
또한, 상술한 발광 구조물은 상부에 복수의 돌출부 및 요홈부를 구비하도록 형성된 제 1 접합층을 포함하고, 발광 다이오드는 기저면의 상부에 형성되어 돌출부와 접합되는 제 2 접합층을 더 포함할 수 있다.
또한, 복수의 돌출부 및 요홈부를 구비하도록 기저면의 상부에 형성되고, 발광 구조물의 상부에 형성된 제 1 접합층과 접합되는 제 2 접합층을 더 포함할 수 있다.
또한, 발광 구조물은 순방향 전압이 인가되면 빛을 발산하는 발광부, 발광부의 상면에 형성된 제 1 반사층, 및 제 1 반사층과 이격되어 발광부 상면에 형성된 제 1 접합층을 포함하고, 발광 다이오드는 기저면의 상부에 형성되어 제 1 접합층과 접합되는 제 2 접합층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 기저면으로부터 도전성 기판의 내부로 형성된 방열도전부를 더 포함할 수 있고, 이 경우에 방열도전부와 연결되도록 제 1 면에 대응되는 도전성 기판의 제 2 면에 형성된 전극을 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상술한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 발광 다이오드는, 순방향 전압이 인가되면 빛을 방사하는 발광 구조물; 발광 구조물을 내부에 수용하도록, 제 1 면에 소정의 깊이로 형성된 기저면 및 제 1 면과 기저면을 연결하는 측면으로 구성되는 수용홈이 형성된 도전성 기판; 기저면으로부터 도전성 기판의 내부로 형성된 방열도전부; 측면에 형성되어 발광 구조물로부터 방사되는 빛을 제 1 면의 외측 방향으로 반사시키는 반사층; 제 1 면에 대응되는 도전성 기판의 제 2 면에 형성되어 방열도전부와 연결되는 하부 전극; 및 방열도전부의 상부에 형성되어 발광 구조물에 형성된 제 1 접합층과 접합되는 제 2 접합층을 포함한다.
또한, 상술한 제 1 접합층은 복수의 돌출부 및 요홈부를 구비하며, 돌출부가 제 2 접합층과 접합될 수 있다.
또한, 상술한 제 2 접합층은 복수의 돌출부 및 요홈부를 구비하도록 형성되며, 돌출부가 제 1 접합층과 접합될 수 있다.
또한, 상술한 측면은 발광 구조물로부터 방사되는 빛을 측면에 형성된 반사 층에 의해서 제 1 면의 외측 방향으로 반사시키도록 경사진 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명한다.
[제 1 실시예]
본 발명의 제 1 실시예는 발광 다이오드와 접합되는 도전성 기판에 발광 다이오드에서 방사되는 빛을 소정의 방향으로 반사할 수 있는 구조를 형성한다.
도 2a 내지 도 2f 는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하는 각 단계별 공정 단면도이다. 도 2a를 참조하면, 먼저 발광부(300), 제 1 반사층(400-1), 및 제 1 접합층(500-1)이 차례로 형성된 발광 구조물(1000)이 접합될 실리콘 기판등과 같은 도전성 기판(600)의 제 1 면(600c)의 소정 위치에 발광 구조물(1000)을 내부에 수용할 수 있는 수용홈을 형성한다. 수용홈은 도전성 기판(600)에 다양한 식각 방법을 적용하여 형성될 수 있으나 습식 식각을 수행하여 형성되는 것이 바람직하고, 도전성 기판(600)의 식각면의 거칠기가 낮은 경면 상태가 유지되는 것이 바람직하다.
또한, 도전성 기판(600)에 형성되는 수용홈은 도 2a 에 도시된 바와 같이, 기판의 표면인 제 1 면(600c)에 대해서 기판 내부에 형성된 기저면(600a), 및 기저면(600a)과 제 1 면(600c)을 연결하는 측면(600b)으로 구성된다.
수용홈의 측면(600b)은 기저면(600a)의 상부에 접합된 발광부(300)로부터 도 전성 기판(600)의 수평 방향으로 방사된 빛이 후술하는 바와 같이 측면(600b)위에 형성된 제 2 반사층(400-2)에 의해서 제 1 면(600c)의 외측 방향으로 반사시키도록 경사지게 형성된다. 이 때, 측면(600b)은 소정의 곡률을 갖도록 형성될 수 있고, 일정한 경사각을 갖도록 형성될 수도 있으며, 일정한 경사각을 갖는 경우에는 도전성 기판(600)의 수평방향에 대해서 45 도 및 135 도의 경사각을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 도 2a 는 수용홈의 측면(600b)이 일정한 경사각을 갖는 경우를 도시하였다.
그 후, 도 2b 에 도시된 바와 같이, 수용홈의 기저면(600a), 측면(600b), 및 도전성 기판(600)의 표면에 반사 금속막을 증착하여 제 2 반사층(400-2)을 형성한다. 제 2 반사층(400-2)은 발광 구조물(1000)의 제 1 반사층(400-1)을 형성하는 반사 금속막과 동일한 재질로 형성될 수 있고, 이 때 이용되는 반사 금속막의 재질은 반사율이 높은 Au, Ni, Ag, Al, 또는 이들의 합금으로 형성되는 것이 바람직하다.
제 2 반사층(400-2)이 형성된 후, 도 2c 에 도시된 바와 같이, 수용홈의 기저면(600a) 위에 형성된 제 2 반사층(400-2)위에 도전성 제 2 접합층(500-2)을 증착하여 형성한다. 도전성 제 2 접합층(500-2)은 발광 구조물(1000)의 도전성 제 1 접합층(500-1)과 동일한 금속 접합재가 이용되는 것이 바람직하고, 그 금속 접합재는 Au-Sn, Au, Sn, In, Au-Ag, Ag-In, Ag-Ge, Ag-Cu 및 Pb-Sn을 포함하는 그룹으로부터 선택된 금속 접합재를 사용하는 것이 바람직하다.
제 2 접합층(500-2)이 형성되면, 도 2d 에 도시된 바와 같이, 수용홈이 형성 된 도전성 기판(600)과 발광 구조물(1000)이 형성된 사파이어 기판(200)등을 서로 대향시킨다. 사파이어 기판(200)등에 발광 구조물(1000)을 형성하는 과정에 대해서 간략하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 발광 다이오드를 제조하기 위하여 GaAs 기판(미도시 됨) 또는 사파이어 기판(200)상에 발광부(300)를 형성한다. 본 발명의 실시예의 발광부(300)는 당업계에 주지된 다양한 재료를 이용하여 다양한 방식으로 형성할 수 있으며, 이하에서는 설명의 편의를 위해서 GaN 발광부(300)가 형성된 경우를 예시적으로 설명한다.
먼저, 사파이어 기판(200)상에 n-GaN 클래드층(300a), 활성층(300b), 및 p-GaN 클래드층(300c)을 차례로 형성한다. 사파이어 기판(200)상에 반도체 장치를 제조하는 것은 일반적인 금속산화물 화학증착법(metal oxide chemical vapor deposition, MOCVD), 기상 에피텍시, 또는 분자빔 에피텍시(molecular beam epitaxy, MBE)등과 같은 다양한 에피텍시얼 성장 기술들을 이용하여 사파이어 기판(200)상에 n-GaN 에피텍시얼층을 성장시킴으로써 수행된다.
발광부(300)가 형성된 후 포토 레지스트 패턴을 이용하여 이온 에칭 방법 등을 수행하여, 사파이어 기판(200)위에 형성된 발광부(300)를 단위 발광다이오드 크기대로 분리한다. 그 후, 단위 발광 다이오드 크기로 패터닝된 발광부(300) 위에 반사효율을 높이기 위한 제 1 반사층(400-1)을 형성하고, 제 1 반사층(400-1) 위에 도전성 제 1 접합층(500-1)을 증착하여 형성함으로써 발광 구조물(1000)을 사파이어 기판(200)상에 형성한다.
제 1 반사층(400-1)은 상술한 제 2 반사층(400-2)과 마찬가지로 반사율이 높은 Au, Ni, Ag, Al, 또는 이들의 합금으로 형성되는 것이 바람직하며, 발광부(300)와의 경계면에 형성된 접촉층(contact metal)을 포함할 수 있다. 또한, 도전성 제 1 접합층(500-1)은 상술한 제 2 접합층(500-2)과 마찬가지로 Au-Sn, Au, Sn, In, Au-Ag, Ag-In, Ag-Ge, Ag-Cu 및 Pb-Sn을 포함하는 그룹으로부터 선택된 금속 접합재를 사용하는 것이 바람직하다.
도 2e를 참조하면, 서로 대향된 도전성 기판(600)과 사파이어 기판(200)이 서로 접합되도록 제 1 접합층(500-1)과 제 2 접합층(500-2)을 열과 압력을 이용하여 접합하고, 사파이어 기판(200)에 레이저를 조사하여 사파이어 기판(200)을 발광부(300)로부터 분리한다. GaN 발광 다이오드의 경우에, 사파이어 기판(200)에 조사된 레이저 빔은 사파이어 기판(200)을 투과하여 사파이어 기판(200)과 접한 n-GaN 클래드층(300a) 부분을 Ga과 질소(N2)로 분리시키고, 소정의 온도로 가열하여 Ga를 용융시킴으로써 발광부(300)로부터 사파이어 기판(200)을 용이하게 분리시킬 수 있다. 또한, 레이저 빔을 조사하는 방법 이외에 연마 또는 식각을 이용하여 사파이어 기판(200)을 분리할 수도 있다.
그 후, 도 2f 에 도시된 바와 같이, 발광부(300)의 상면과 도전성 기판(600)의 하면에 메탈 컨택을 형성한다. 이 때, n-GaN 클래드층(300a)의 상면에 형성되는 n형 컨택(700)은 마스크를 이용하여 일부 영역(일반적으로 상면의 중앙)에만 형성되며, p형 컨택(800)은 배면 전극으로서 도전성 기판(600)의 하면에 전체적으로 형성될 수 있다.
마지막으로, n형 컨택(700) 및 p형 컨택(800)이 각각 형성된 후, 도전성 기판(600)을 단위 발광 다이오드 크기로 절단하여 최종적인 수직 구조의 발광 다이오드를 얻는다. 일반적으로, 발광 구조물(1000)이 접합되는 도전성 기판(600)은 사파이어 기판(200)에 비해 강도가 작은 실리콘 기판(600)등이 사용되므로, 통상의 절단 공정을 통해서 용이하게 절단될 수 있다.
도 3a 및 도 3b 는 사파이어 기판(200)이 분리된 후 발광 구조물(1000)이 수용홈에 수용된 모습을 도시한 평면도이다. 수용홈의 단면 구조가 도 2a 내지 도 2f 에 도시된 바와 같이 기저면(600a), 및 도전성 기판(600)의 표면인 제 1 면(600c)과 기저면(600a)을 연결하는 측면(600b)을 구비하는 구조라면, 그 평면 구조는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 다양하게 변형될 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 제 1 실시예의 변형예가 도출될 수 있음을 당업자는 알 수 있을 것이다. 예컨대, 상술한 도 2b 의 수용홈의 상부에 제 2 반사층을 형성하는 공정에서, 제 1 실시예는 수용홈의 표면(기저면 및 측면)과 제 1 면에 모두 제 1 반사층을 형성하는 것으로 설명하였으나, 도 4a 에 도시된 바와 같이 수용홈의 측면에만 제 1 반사층이 형성될 수도 있고, 도 4b 에 도시된 바와 같이 수용홈의 측면 및 제 1 면에만 제 1 반사층이 형성될 수도 있다. 이하에서 설명되는 모든 실시예의 수용홈에 형성되는 반사층은 상술한 바와 같이 제 1 면 및 수용홈의 기저면과 측면에 모두 형성될 수 있고, 제 1 면과 수용홈의 측면에서 형성될 수 있음을 주의하여야 한다.
지금까지 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 반사 구조를 구비한 발광 다이오드 및 이의 제조 방법에 대해서 설명하였다. 상술한 바와 같이, 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드는 발광 구조물(1000)에서 도전성 기판(600)에 대해서 수평 방향으로 방사되는 빛을 수용홈의 측면(600b)에 형성된 제 2 반사층(400-2)을 이용하여 수용홈이 형성된 도전성 기판(600)의 제 1 면(600c)의 외측 방향으로 반사시킴으로써 발광 다이오드의 발광 효율을 증대시키는 효과가 있다.
한편, 상술한 본 발명의 바람직한 제 1 실시예로부터 다양한 변형 실시예에가 도출될 수 있으며, 이하에서는 제 1 실시예의 변형 실시예들에 대해서 설명한다.
[제 2 실시예]
본 발명의 바람직한 제 2 실시예는 제 1 실시예와 마찬가지로, 그 상면에 반사층이 형성된 수용홈의 내부에 발광 구조물(1000)을 접합함으로써 발광 효율을 증대시킬 뿐만 아니라, 발광 구조물(1000)과 도전성 기판간의 접합력을 증대시킨 발광 다이오드를 제공한다.
상술한 바와 같이, 발광 구조물(1000)이 형성된 사파이어 기판(200)등과 수용홈이 형성된 도전성 기판(600)을 접합하기 위해서, 발광 구조물(1000) 내의 제 1 반사층(400-1) 위에 형성된 도전성 제 1 접합층(500-1)과 수용홈의 제 2 반사층(400-2) 위에 형성된 도전성 제 2 접합층(500-2)을 열과 압력을 이용하여 접합한다.
이러한 방식으로 양 기판을 접합하는 경우에, 접합 장치가 인가할 수 있는 압력에 한계가 있고, 제한된 압력하에서 접합력을 증가시키기 위해서는 접합공정이 수행되는 온도를 증가시켜야 한다. 그러나, 접합 공정이 수행되는 온도를 증가시키면 양 기판간의 열팽창 계수 차이로 인하여 접합면에 스트레스가 발생하여 발광 다이오드의 휨이나 깨짐을 초래하는 문제점이 있다.
본 발명의 제 2 실시예는 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 접합면을 감소시켜 접합면에 인가되는 스트레스를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 단위 면적당 인가되는 압력을 증가시킴으로써 낮은 온도의 접합공정을 수행하면서도 높은 접합력을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 5a 및 도 5b 는 제 2 실시예에 따른 발광 구조물(1000)이 형성된 사파이어 기판(200)과 수용홈이 형성된 도전성 기판(600)을 접합하는 공정의 단면을 도시한 단면도이다.
도 5a 를 참조하면, 제 1 실시예의 도 2a 내지 도 2c 에 도시된 공정을 수행하여 수용홈에 제 2 반사층(400-2) 및 도전성 제 2 접합층(500-2)이 형성된 도전성 기판(600)을 마련한다.
또한, 사파이어 기판(200)에 발광부(300), 제 1 반사층(400-1), 및 도전성 제 1 접합층(500-1)을 차례로 증착하여 발광 구조물(1000)을 형성하고, 도전성 제 1 접합층(500-1)이 복수의 돌출부와 복수의 요홈부를 구비하도록 제 1 접합층(500-1)에 리프트 오프(lift-off) 공정이나 식각을 이용하여 패터닝한다.
그 후, 도 5b 에 도시된 바와 같이, 제 1 접합층(500-1)의 돌출부와 제 2 접 합층(500-2)이 서로 접합되도록 열과 압력을 이용하여 양 기판을 접합하고, 사파이어 기판(200)에 레이저를 조사하여 사파이어 기판(200)을 발광부(300)로부터 분리하거나, 연마 또는 식각을 이용하여 사파이어 기판(200)등을 발광부(300)로부터 분리한다.
그 후, 도 2f 에 도시된 바와 마찬가지로 발광부(300) 상면에 n형 컨택(700)을 형성하고, 도전성 기판(600)의 하면에 p형 컨택(800)을 형성한 후, 도전성 기판(600)을 단위 발광 다이오드 크기로 절단하여 최종적인 수직 구조의 발광 다이오드를 얻는다.
한편, 상술한 제 2 실시예에서는 도전성 제 1 접합층(500-1)이 복수의 돌출부 및 요홈부를 구비하도록 제 1 접합층(500-1)을 패터닝하는 것으로 설명하였으나, 제 2 접합층(500-2)이 복수의 돌출부 및 요홈부를 구비하도록 패터닝될 수도 있음을 당업자는 알 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예는 제 1 실시예와 마찬가지로, 그 상면에 반사층이 형성된 수용홈 내부에 발광 다이오드를 접합시킴으로써 발광 효율을 증대시킬 뿐만 아니라, 서로 접합되는 두개의 접합층 중 어느 하나를 패터닝하여 접합되는 면적을 줄이고, 낮은 접합 온도에서 단위 면적당 인가되는 압력을 증가시킴으로써, 접합면에 인가되는 스트레스를 감소시키고 높은 접합력을 얻을 수 있는 효과가 있다.
[제 3 실시예]
본 발명의 바람직한 제 2 실시예는 제 1 실시예와 마찬가지로, 그 상면에 반사층이 형성된 수용홈의 내부에 발광 구조물(1000)을 접합함으로써 발광 효율을 증대시킬 뿐만 아니라, 접합 공정시 서로 접하고 있는 반사층과 도전성 접합층의 금속막들 사이에 확산이 일어나 금속막의 조성과 성질이 변화되고, 이로 인해 반사층을 구성하는 반사 금속막의 발광효율이 저하되는 것을 방지하기 위하여 반사층을 구성하는 반사 금속막의 주변에 도전성 접합층을 형성하였다.
발광 효율을 높이기 위해서 발광부의 하부에 형성된 반사층은 비록 하나의 층으로 도 1 에 도시되었으나 실질적으로 접촉층(contact metal)과 반사 금속막으로 구성되고, 반사 금속막의 하부에 도전성 접합층이 형성되며, 반사층(12) 하부에 형성된 도전성 접합층은 실리콘 기판등의 상부에 형성된 도전성 접합층과 열압착 방식에 의해서 접합된다. 이 때, 접합 공정시 서로 접하고 있는 금속막들 사이에 확산이 일어나 금속막의 조성과 성질이 변화되고, 이로 인해 반사층(12)을 구성하는 반사 금속막의 발광효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 제 3 실시예는 상술한 바와 같이, 접합 공정시 서로 접하고 있는 반사층과 도전성 접합층의 금속막들 사이에 확산이 일어나 금속막의 조성과 성질이 변화되고, 이로 인해 반사층을 구성하는 반사 금속막의 발광효율이 저하되는 문제점을 해결하기 위하여 반사층을 구성하는 반사 금속막의 주변에 도전성 접합층을 형성하였다.
제 3 실시예의 발광 구조물(1000)은 상술한 제 1 및 제 2 실시예와 동일한 방식으로 형성된다. 먼저, 사파이어 기판(200)위에 에피 증착을 통해서 발광부 (300)를 형성하고, 도 7a 에 도시된 바와 같이, 발광부의 상면에 접촉층(350;contact metal)을 증착하여 형성한 후, 마스크를 이용하여 포토 레지스트 패턴을 하고 리프트 오프 방식 또는 식각 방식을 이용하여 도 7a 에 도시된 바와 같이 제 1 반사층(400-1)을 접촉층(350) 위에 증착 형성한다. 이 때, 제 1 반사층(400-1)은 발광부(300) 위에 형성된 접촉층(350)보다 좁은 면적으로 형성된다. 구체적으로, 제 1 반사층(400-1)은 도시된 바와 같이 접촉층(350)의 중심부가 제 1 반사층(400-1)의 중심부와 대응되도록 접촉층(350)의 일부에 형성된다.
제 1 반사층(400-1)이 접촉층(350)의 일부에 형성되면 도전성 제 1 접합층(500-1)이 제 1 반사층(400-1)과 이격되어 제 1 반사층(400-1)을 주변의 접촉층(350) 위에 형성된다. 제 1 접합층(500-1)은 제 1 반사층(400-1)과 이격되어 내부에 제 1 반사층(400-1)을 포함하도록 반사층(400)의 둘레를 감싸는 구조로 형성될 수 있다. 또한, 제 1 접합층(500-1)은 제 1 반사층(400-1)의 둘레에 복수의 원기둥 모양 또는 직사각형 기둥 모양으로 형성될 수도 있다.
한편, 도전성 기판(600)의 수용홈에 형성된 도전성 제 2 접합층(500-2)과 제 1 반사층(400-1) 주변의 도전성 제 1 접합층(500-1)과의 접합 공정시에, 제 1 반사층(400-1)과 도전성 제 2 접합층(500-2)간에 일정한 간격을 유지할 수 있도록, 제 1 반사층(400-1) 주변에 형성되는 도전성 제 1 접합층(500-1)의 두께는 제 1 반사층(400-1)의 두께보다 두껍게 형성되어야 한다.
도전성 제 1 접합층(500-1)을 접촉층(350) 위의 제 1 반사층(400-1)의 주변에 형성한 후 발광 구조물(1000)이 형성된 사파이어 기판(200)을 도전성 기판(600) 과 서로 대향 시키고, 도 7b 에 도시된 바와 같이 실리콘 기판(600)에 형성된 수용홈의 기저면(600a) 또는 기저면(600a) 상부의 제 2 반사층(400-2)에 형성된 도전성 제 2 접합층(500-2)과 제 1 반사층(400-1) 주변에 형성된 도전성 제 1 접합층(500-1)을 열압착 방식을 이용하여 서로 접합한다.
그 후, 상술한 제 1 및 제 2 실시예와 동일한 방식으로, 사파이어 기판(200)에 레이저 빔을 조사하거나, 연마 또는 식각 방법을 이용하여 사파이어 기판(200)을 발광부(300)로부터 분리하고, 도 2f 에 도시된 바와 마찬가지로 발광부(300) 상면에 n형 컨택(700)을 형성하고, 도전성 기판(600)의 하면에 p형 컨택(800)을 형성한 후, 도전성 기판(600)을 단위 발광 다이오드 크기로 절단하여 최종적인 수직 구조의 발광 다이오드를 얻는다.
상술한 바와 같이, 제 3 실시예는 발광 구조물을 반사층이 형성된 수용홈 내부에 접합함으로써 발광 효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 도전성 제 1 접합층(500-1)을 제 1 반사층(400-1)과 격리시켜 주위에 형성함으로써 도전성 접합층이 증착되어 형성될 때 및/또는 접합 공정시에 금속막들 사이의 확산으로 인하여 제 1 반사층(400-1)의 성질에 변화가 발생하여 발광 효율이 열화되는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 도전성 제 1 접합층(500-1)을 제 1 반사층(400-1) 주변의 일부에만 형성함으로써 도전성 기판(600)에 형성된 도전성 제 2 접합층(500-2)과의 접합 면적이 감소된다. 따라서, 단위 면적당 인가 압력이 증가되어 공정 온도를 감소시키면서도 안정적인 접합력을 확보할 수 있고, 양 기판의 열 팽창계수 차이로 인해 접 합부분에서 발생하는 스트레스도 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
[제 4 실시예]
본 발명의 바람직한 제 4 실시예는 제 1 실시예와 마찬가지로, 그 상면에 반사층이 형성된 수용홈 내부에 발광 다이오드를 접합함으로써 발광 효율을 증대시킬 뿐만 아니라, 발광 다이오드가 접합된 도전성 기판을 절단하는 방법을 개선하여 생산성을 높이는 방법을 제공한다.
상술한 제 1 실시예에 따라서 도 2f 에 도시된 바와 같이 제조된 발광 다이오드를 사용하기 위해서는 도전성 기판(600)을 발광 다이오드 단위로 절단하여야 한다. 일반적으로 도전성 기판(600)으로는 사파이어 기판(200)에 비해 강도가 작은 실리콘 기판 등이 사용되므로, 통상의 절단 공정을 통해 용이하게 절단될 수 있다. 이 때, 일반적인 절단 방식 중 발광 구조물(1000)이 접합된 도전성 기판(600)을 다이아몬드 휠(diamond wheel)을 이용하여 절단하는 방식이 많이 이용된다.
발광 다이오드 제조에 있어서 한정된 기판의 면적 안에 얼마나 많은 수의 소자를 형성할 수 있느냐에 따라 소자의 가격과 생산성에 큰 영향을 미치게 된다. 발광 다이오드의 동작 특성을 고려한 설계에 의해 소자의 면적이나 크기가 정해진 상태에서 기판당 소자의 개수를 늘이기 위해서는 소자 사이의 거리를 최대한 좁히는 방법이 요구된다.
이 때, 소자 사이의 거리는 모든 제조 공정이 완료된 후 수행되는 기판의 절단을 고려하여 정해지는데, 다이아몬드 휠에 의한 기판의 절단은 다이아몬드 휠 의 두께와 절단 공정시 소모되는 기판의 손실 때문에 소자 사이의 상당한 거리를 필요로 하며, 이로 인해 단위 기판당 생산할 수 있는 발광 다이오드의 수는 제한을 받게되는 문제점이 있다. 본 발명의 제 4 실시예는 발광효율을 증대시킬 뿐만 아니라, 이러한 종래의 절단 방식의 문제점을 해결한다.
도 8a 내지 도 8h 는 본 발명의 바람직한 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하는 각 단계별 공정 단면도이다.
먼저, 도 8a를 참조하면 상술한 제 1 실시예와 동일하게 발광 구조물(1000)을 수용할 수용홈을 실리콘 기판과 같은 도전성 기판(600)에 형성한다. 수용홈의 구조는 제 1 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
수용홈이 형성된 후, 건식 식각을 수행하여 도 8b 에 도시된 바와 같은 분리 패턴(650)을 복수의 수용홈들 사이에 형성한다. 형성된 분리 패턴(650)의 깊이는 수용홈의 기저면(600a)보다 더 깊게 형성되어야 한다.
분리 패턴(650)이 형성된 후, 도 8c 에 도시된 바와 같이, 수용홈 내부에 제 2 반사층(400-2)을 증착하여 형성하고, 도 8d 에 도시된 바와 같이, 수용홈의 기저면(600a)위에 형성된 제 2 반사층(400-2) 위에 제 2 접합층(500-2)을 증착하여 형성한다. 제 2 반사층(400-2) 및 도전성 제 2 접합층(500-2)을 형성하는 방식은 상술한 제 1 실시예와 동일한 방식이 이용될 수 있다.
그 후, 도 8e 에 도시된 바와 같이, 상술한 제 1 및 제 2 실시예와 동일한 방식으로, 발광부(300), 제 1 반사층(400-1), 및 제 1 접합층(500-1)이 차례로 증착되어 발광 구조물(1000)이 형성된 사파이어 기판(200)등을 도전성 기판(600)과 서로 대향되도록 배치하고, 발광 구조물(1000)의 도전성 제 1 접합층(500-1)과 도전성 기판(600)의 수용홈 내부에 형성된 도전성 제 2 접합층(500-2)이 서로 접합되도록 열과 압력을 이용하여 도전성 기판(600)과 사파이어 기판(200)을 접합한다.
그 후, 도 8f 에 도시된 바와 같이, 도전성 기판(600) 중 수용홈이 형성된 제 1 면(600c)에 대응되는 제 2 면에 연마 또는 식각 공정을 수행하여 분리 패턴(650)이 드러낼 때까지 가공하여, 발광 다이오드를 분리한다. 실리콘 기판과 같은 도전성 기판(600)은 사파이어 기판(200)에 비하여 강도가 작아 통상의 공정을 통해 용이하게 제거될 수 있다.
분리 패턴(650)에 의해서 발광 다이오드가 자연스럽게 분리되면, 도 8g 에 도시된 바와 같이, 분리된 개별 발광 다이오드의 도전성 기판(600) 상면에 p형 컨택(800)을 증착하여 형성하고, 형성된 p형 컨택(800) 상면에 UV 테이프(900) 또는 Dicing 테이프(900)을 접착하여 소자를 고정한후, 사파이어 기판(200)에 레이저를 조사하거나, 연마 또는 식각 공정을 수행하여 사파이어 기판(200)을 발광 구조물(1000)로부터 분리한다.
그 후, 도 8h 에 도시된 바와 같이 발광 구조물(1000)의 발광부(300) 상면에 n형 컨택(700)을 형성하여 발광 다이오드를 완성하고, 개별 발광 다이오드를 UV 테이프(900) 또는 Dicing 테이프(900)으로부터 분리하여 사용한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예는 제 1 실시예와 마찬가지로, 그 상면에 반사층이 형성된 수용홈 내부에 발광 다이오드를 접합시킴으로써 발광 효율을 증대시킬 뿐만 아니라, 복수의 수용홈들 사이에 분리 패턴(650)을 형성하고 발 광 구조물(1000)이 형성된 사파이어 기판(200)과 수용홈이 형성된 도전성 기판(600)이 접합된 후 분리 패턴(650)이 드러나도록 도전성 기판(600)을 가공하여 각각의 발광 다이오드가 자연적으로 분리되도록 함으로써, 다이아몬드 휠과 같은 물리적인 도구를 이용하여 도전성 기판을 절단하는 종래의 방식에 비하여 한정된 면적의 기판에 보다 많은 발광 다이오드들을 집적하여 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.
[제 5 실시예]
본 발명의 바람직한 제 5 실시예는 제 1 실시예와 마찬가지로, 그 표면에 반사층이 형성된 수용홈(이하, "발광 구조물 수용홈"이라 칭함) 내부에 발광 다이오드를 접합함으로써 발광 효율을 증대시킬 뿐만 아니라, 발광 구조물 수용홈의 발광 다이오드가 접합될 위치에 방열전도부 수용홈을 형성하고, 방열전도부 수용홈을 전기 전도성과 열전도성이 높은 금속물질로 충진시켜 방열전도부를 형성하고, 접합층과 메탈 컨택을 연결함으로써 소자의 전기 전도성 및 방열성을 향상시키는 발광 다이오드 및 이의 제조 방법을 제공한다.
발광 다이오드를 동작시키기 위해서는 실리콘 기판과 같은 도전성 기판을 통하여 n형 컨택(700) 및 p형 컨택(800)에 의해서 공급되는 전원을 발광부(300)에 인가하여야 한다. 따라서, 도전성 기판의 전기 전도성은 발광 다이오드의 성능, 특히, 빛의 밝기에 영향을 미친다.
또한, 일반적인 반도체소자들과 같이 발광 다이오드 역시 동작시 발생하는 열이 소자의 성능을 저하시키는 주된 원인이 되고, 따라서 발광 다이오드를 지지하는 도전성 기판의 열전도성은 발광 다이오드의 성능을 영향을 미친다.
본 발명의 제 4 실시예는 반사층이 형성된 발광 구조물 수용홈을 형성하여 발광 다이오드의 발광 효율을 증가시킬 뿐만 아니라, 도전성 기판의 열전도성 및 전기 전도성을 개선하기 위하여, 도전성 기판에 접합층과 하부 전극(p형 컨택(800))을 연결하는 방열도전부(690)를 열전도성 및 전기 전도성이 우수한 금속으로 형성한다.
도 9a 내지 도 9h 는 본 발명의 바람직한 제 5 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하는 각 단계별 공정 단면도이다.
먼저 도 9a 에 도시된 바와 같이 상술한 제 1 내지 제 4 실시예와 마찬가지로 습식 식각을 수행하여 실리콘 기판과 같은 도전성 기판(600)에 발광 구조물 수용홈을 형성한다.
그 후, 도 9b 에 도시된 바와 같이 건식 식각 공정을 수행하여 발광 구조물 수용홈의 기저면(600a)의 일부에 방열도전부 수용홈(680)을 형성하고, 마스크 패턴을 이용하여 도 9c 에 도시된 바와 같이 발광 구조물 수용홈의 측면(600b)과 방열도전부 수용홈(680)이 형성되지 않은 기저면(600a), 및 도전성 기판(600)의 제 1 면(600c)에 제 2 반사층(400-2)을 증착하여 형성한다. 제 2 반사층(400-2)의 재질은 상술한 바와 같이 반사율이 높은 Au, Ni, Ag, Al, 또는 이들의 합금으로 형성되는 것이 바람직하다.
도 9d 에 도시된 바와 같이, 방열도전부 수용홈(680)이 형성된 후, 도금 또는 그 이외의 주지된 다양한 방법을 적용하여 방열도전부 수용홈(680) 내부를 Au 또는 Cu 와 같은 전기 전도성과 열전도성이 우수한 금속을 충진시켜 방열도전부(690)를 형성하고, 방열도전부(690) 상부에 상술한 제 1 내지 제 4 실시예와 동일한 방식으로 도전성 제 2 접합층(500-2)을 증착하여 형성한다. 이 때, 방열도전부(690)의 상면은 발광 구조물 수용홈의 기저면(600a) 중 방열도전부 수용홈(680)이 형성되지 않은 영역위에 형성된 제 2 반사층(400-2)과 평탄하도록 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 제 1 실시예에서 설명한 바와 같이 발광부(300), 제 1 반사층(400-1), 및 제 1 접합층(500-1)이 차례로 증착된 발광 구조물(1000)이 형성된 사파이이어 기판 또는 GaAs 기판을 도전성 기판(600)과 서로 대향되도록 배치한 후, 도 9e 에 도시된 바와 같이 제 1 접합층(500-1) 및 제 2 접합층(500-2)이 서로 접합되도록 열과 압력을 인가하여 양 기판을 접합한다.
그 후, 도 9f 에 도시된 바와 같이, 도전성 기판(600) 중 수용홈이 형성된 제 1 면(600c)에 대응되는 제 2 면에 대해서 방열도전부(690)가 드러날 때까지 연마 또는 식각을 수행하여 가공하고, 도 9g에 도시된 바와 같이, 방열도전부(690)가 드러난 도전성 기판(600)위에 p형 컨택(800)을 증착하여 형성한 후, 사파이어 기판(200)에 레이저를 조사하거나 연마 또는 식각 공정을 수행하여 사파이어 기판(200)등을 발광 구조물(1000)로부터 분리한다.
그 후, 도 9h 에 도시된 바와 같이, 발광 구조물(1000)의 상면에 n형 컨택(700)을 증착하여 형성한 후, 도전성 기판(600)을 발광 다이오드 단위로 절단하여 발광 다이오드를 생성한다.
한편, 상술한 본 발명의 바람직한 제 5 실시예에서는 방열도전부 수용홈(680)이 형성되고 제 2 반사층(400-2)이 발광 구조물 수용홈의 측면(600b)을 중심으로 형성된 후, 방열도전부(690)가 제 2 반사층(400-2)과 평탄하도록 형성되는 것으로 설명하였으나, 방열도전부 수용홈(680)이 형성되고 방열도전부(690)가 형성된 후, 제 1 실시예와 마찬가지로 제 2 반사층(400-2)이 발광 구조물 수용홈의 전체 표면에 형성되고 제 2 반사층(400-2)위에 제 2 접합층(500-2)이 형성될 수도 있음은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제 5 실시예는 상술한 제 1 내지 제 4 실시예와 마찬가지로 반사층이 형성된 수용홈 내부에 발광 구조물(1000)을 접합하여 발광 효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전기 전도성 및 열전도성이 우수한 방열도전부(690)를 도전성 기판(600)을 관통하여 발광부(300)와 메탈 컨택을 연결시켜 방열성 및 전기 전도성을 향상시킴으로써 발광 다이오드의 성능을 개선하는 효과가 있다.
[제 6 실시예]
본 발명의 제 6 실시예는 상술한 제 1 내지 제 5 실시예의 구성을 모두 결합하여, 발광 다이오드의 발광 효율을 증가시킬 뿐만 아니라, 높은 접합력을 확보할 수 있고, 높은 생산성을 얻을 수 있으며, 발광 다이오드의 성능을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드 및 이의 제조 방법을 제공한다.
도 10a 내지 도 10h 는 본 발명의 바람직한 제 6 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하는 각 단계별 공정 단면도이다.
도 10a 를 참조하면, 상술한 제 1 실시예와 마찬가지로, 실리콘 기판등과 같은 도전성 기판(600)상에 발광 구조물(1000)을 수용할 발광 구조물 수용홈을 습식 식각을 수행하여 형성한다. 발광 구조물 수용홈의 구조는 상술한 제 1 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
수용홈이 형성된 후, 도전성 기판(600)에 건식 식각을 수행하여, 도 10b 에 도시된 바와 같이, 건식 식각 공정을 수행하여 발광 다이오드를 분리할 분리 패턴(650) 및 방열도전부(690)가 형성될 방열도전부 수용홈(680)을 동시에 형성한다. 분리 패턴(650)을 복수의 수용홈들의 사이에 일정한 깊이로 형성되고, 방열도전부 수용홈(680)을 발광 구조물 수용홈의 기저면(600a)의 일부에 기저면(600a)으로부터 일정 깊이로 형성한다.
그 후, 도 10c 에 도시된 바와 같이, 마스크 패턴을 이용하여 발광 구조물 수용홈의 측면(600b)을 중심으로 반사 금속막을 증착하여 제 2 반사층(400-2)을 형성한다. 이 때 제 2 반사층(400-2)을 형성하는 반사 금속막의 재질은 반사율이 높은 Au, Ni, Ag, Al, 또는 이들의 합금으로 형성되는 것이 바람직하다.
제 2 반사층(400-2)이 형성된 후, 도 10d 에 도시된 바와 같이, 방열도전부 수용홈(680)의 내부를 도금 또는 그 외의 주지된 방법을 이용하여 Au 또는 Cu 와 같은 열전도성과 전기 전도성이 우수한 금속으로 충진하여 방열도전부(690)를 형성하고, 방열도전부(690) 상부에 도전성 제 2 접합층(500-2)을 증착하여 형성한다. 도전성 제 2 접합층(500-2)은 발광 구조물(1000)의 도전성 제 1 접합층(500-1)과 동일한 금속 접합재가 이용되는 것이 바람직하고, 그 금속 접합재는 Au-Sn, Au, Sn, In, Au-Ag, Ag-In, Ag-Ge, Ag-Cu 및 Pb-Sn을 포함하는 그룹으로부터 선택된 금속 접합재를 사용하는 것이 바람직하다.
제 2 접합층(500-2)이 형성된 후, 도전성 기판(600)과 발광 구조물(1000)이 형성된 사파이어 기판(200)을 서로 대향되도록 배치하고, 도 10e 에 도시된 바와 같이, 발광 구조물(1000)의 제 1 접합층(500-1)과 도전성 기판(600)의 제 2 접합층(500-2)이 서로 접합되도록 열과 압력을 인가하여 양 기판을 접합한다. 이 때, 제 1 접합층(500-1)에는 제 2 실시예에서 설명한 제 1 접합층(500-1)과 동일하게 복수의 돌출부 및 요홈부가 형성되어 있고, 제 1 접합층(500-1)의 돌출부와 제 2 접합층(500-2)이 서로 접합된다.
양 기판이 접합된 후, 도 10f 에 도시된 바와 같이, 도전성 기판(600) 중 수용홈이 형성된 제 1 면(600c)에 대응되는 제 2 면에 대해서 방열도전부(690) 및 분리 패턴(650)이 드러날 때까지 연마 또는 식각을 수행하여 가공한다.
도 10g에 도시된 바와 같이, 방열도전부(690)가 드러난 도전성 기판(600)위에 p형 컨택(800)을 증착하여 형성하고, p형 컨택(800) 위에 UV 테이프(900) 또는 Dicing 테이프(900)을 접착하여 개별 소자로 분리될 발광 다이오드를 고정한 후, 상술한 제 1 내지 제 5 실시예와 마찬가지로 사파이어 기판(200)에 레이저를 조사하거나, 연마 또는 식각을 수행하여 사파이어 기판(200)등을 발광 구조물(1000)로부터 분리한다.
그 후, 도 10h 에 도시된 바와 같이, 발광 구조물(1000)의 사파이어 기판(200)이 분리된 면인 발광부(300)의 상면에 n형 컨택(700)을 증착 형성하여 발광 다이오드를 완성하고, 발광 다이오드를 UV 테이프(900) 또는 Dicing 테이프(900)으로부터 분리하여 이용한다.
한편, 상술한 제 6 실시예는 상술한 제 2 실시예에 설명된 제 1 접합층(500-1)에 복수의 돌출부 및 요홈부가 패터닝된 경우를 예시적으로 설명하였다. 따라서, 본 발명의 통상의 지식을 가진 당업자는 상술한 제 3 실시예의 발광 구조물이 제 6 실시예에 적용될 수도 있음을 알 수 있을 것이다. 도 11 은 이러한 제 6 실시예의 변형예를 도시한다.
도 11 에 도시된 바와 같이, 제 6 실시예의 변형예는 발광 구조물이 순방향 전압이 인가되면 빛을 발산하는 발광부(300), 발광부의 하면에 형성된 제 1 반사층(400-1), 및 제 1 반사층(400-1)과 이격되어 발광부(300)의 상면에 형성된 제 1 접합층(500-1)을 포함한다는 점을 제외하면 상술한 제 6 실시예와 모든 공정이 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제 6 실시예는 상술한 제 1 내지 제 5 실시예의 구성을 결합하여, 발광 다이오드의 발광 효율을 증가시킬 뿐만 아니라, 높은 접합력을 확보할 수 있고, 높은 생산성을 얻을 수 있으며, 발광 다이오드의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 발광 구조물이 접합되는 도전성 기판의 제 1 면에 수용홈을 형성하여 발광 구조물을 내부에 수용하고, 발광 구조물로부터 방사되는 빛을 수용홈이 형성된 제 1 면의 외측 방향으로 반사시킴으로써 발광 효율을 증대시키는 효과가 있다.
또한, 발광 구조물에 형성된 도전성 접합층을 돌출부 및 요홈부를 구비하도록 패터닝하고, 돌출부와 수용홈이 형성된 도전성 기판위에 형성된 접합층을 접합하여, 접합 면적을 감소시키고 단위 면적당 인가되는 압력을 증가시킴으로써, 발광 효율을 증대시킴과 동시에 높은 접합력을 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 도전성 기판의 복수의 수용홈들 사이에 분리 패턴을 형성하고, 도전성 기판의 수용홈이 형성된 제 1 면과 대응되는 제 2 면을 분리 패턴이 드러나도록 가공하여 개별 발광 다이오드를 분리함으로써, 종래의 도전성 기판을 다이아몬드 휠을 이용하여 도전성 기판을 분리하는 방식보다 생산 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 발광 구조물 수용홈의 기저면에 방열도전부 수용홈을 형성하고 방열도전부 수용홈 내부에 전기 전도성 및 열전도성이 우수한 방열도전부를 형성하여 발광 구조물과 전극을 연결함으로써, 전류의 흐름을 원활하게 하여 발광 다이오드의 성능을 향상시킬뿐만 아니라, 동작시 발생하는 열로 인한 발광 다이오드의 성능 열화를 막는 효과가 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (40)
- (a) 소정의 도전성 기판의 제 1 면에, 순방향 전압이 인가되면 빛을 방사하는 발광 구조물을 내부에 포함할 수 있도록 수용홈을 형성하는 단계;(c) 상기 수용홈의 표면에 상기 발광 구조물로부터 방사되는 빛을 상기 제 1 면의 외측 방향으로 반사시키는 반사층을 형성하는 단계; 및(d) 상기 도전성 기판과 상기 발광 구조물을 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 수용홈은기저면, 및상기 제 1 면과 상기 기저면을 연결하는 측면을 포함하고,상기 측면은 상기 발광 구조물로부터 방사되는 빛을 상기 측면에 형성된 반사층에 의해서 상기 제 1 면의 외측 방향으로 반사시키도록 경사진 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 측면은상기 발광 구조물로부터 상기 도전성 기판에 수평한 방향으로 방사되는 빛을 상기 측면에 형성된 반사층에 의해서 상기 제 1 면의 외측 방향으로 반사시키도록 경사진 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 (c) 단계는상기 수용홈의 측면 및 상기 제 1 면에 반사층을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 측면은소정의 경사각을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 측면은소정의 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 (d) 단계는(d1) 상기 기저면의 상부에 제 2 접합층을 형성하는 단계; 및(d2) 상기 발광 구조물의 상면에 형성된 제 1 접합층과 상기 제 2 접합층을 서로 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 (d1) 단계는상기 기저면의 상부에 형성된 반사층의 상부에 제 2 접합층을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 1 접합층은 복수의 돌출부 및 요홈부를 구비하도록 패터닝되며,상기 (d2) 단계에서 상기 돌출부와 상기 제 2 접합층이 서로 접합되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 (d1) 단계는 상기 제 2 접합층이 복수의 돌출부 및 요홈부를 구비하도록 상기 제 2 접합층을 패터닝하며,상기 (d2) 단계에서 상기 돌출부와 상기 제 1 접합층이 서로 접합되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 발광 구조물은순방향 전압이 인가되면 빛을 발산하는 발광부,상기 발광부의 상면에 형성된 제 1 반사층, 및상기 제 1 반사층과 이격되어 상기 발광부 상면에 형성된 제 1 접합층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,상기 (a) 단계와 상기 (c) 단계 사이에(b) 복수의 상기 수용홈들 사이에 소정 깊이의 분리 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하고,(e) 상기 도전성 기판이 상기 분리 패턴에 의해서 분리되도록 상기 제 1 면에 대응되는 상기 도전성 기판의 제 2 면을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,상기 (a) 단계와 상기 (c) 단계 사이에,(b1) 상기 기저면으로부터 소정 깊이의 방열도전부 수용홈을 형성하는 단계; 및(b2) 상기 방열도전부 수용홈 내부에 소정의 금속을 충진하여 방열도전부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- 제 13 항에 있어서,(f) 상기 방열도전부의 표면이 드러나도록, 상기 제 1 면에 대응되는 상기 도전성 기판의 제 2 면을 제거하는 단계; 및(g) 상기 제 2 면에 소정의 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- (a) 소정의 도전성 기판의 제 1 면에, 순방향 전압이 인가되면 빛을 방사하는 발광 구조물을 내부에 포함할 수 있도록 발광 구조물 수용홈을 형성하는 단계;(b) 복수의 상기 발광 구조물 수용홈들 사이에 소정 깊이의 분리 패턴을 형성하는 단계;(c) 상기 발광 구조물 수용홈 내부에 소정 깊이의 방열도전부 수용홈을 형성하는 단계;(d) 상기 발광 구조물 수용홈의 표면에 상기 발광 구조물로부터 방사되는 빛을 상기 제 1 면의 외측 방향으로 반사시키는 반사층을 형성하고, 상기 방열도전부 수용홈에 소정의 금속을 충진시켜 방열도전부를 형성하는 단계;(e) 상기 방열도전부의 상부에 도전성 제 2 접합층을 형성하고, 상기 발광 구조물에 형성된 도전성 제 1 접합층과 상기 도전성 제 2 접합층을 접합하는 단계; 및(f) 상기 도전성 기판이 상기 분리 패턴에 의해서 분리되도록 상기 제 1 면에 대응되는 상기 도전성 기판의 제 2 면을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서, 상기 발광 구조물 수용홈은기저면, 및상기 제 1 면과 상기 기저면을 연결하는 측면을 포함하고,상기 측면은 상기 발광 구조물로부터 방사되는 빛이 상기 측면에 형성된 반사층에 의해서 상기 제 1 면의 외측 방향으로 반사시키도록 경사진 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- 제 16 항에 있어서, 상기 측면은상기 발광 구조물로부터 상기 도전성 기판에 수평한 방향으로 방사되는 빛을 상기 측면에 형성된 반사층에 의해서 상기 제 1 면의 외측 방향으로 반사시키도록 경사진 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 측면은소정의 경사각을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 측면은소정의 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 (b) 단계 및 상기 (c) 단계는 동시에 수행되며,상기 발광도전부 수용홈은 상기 분리 패턴보다 깊게 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 제 1 접합층은 복수의 돌출부 및 요홈부를 구비하고,상기 (e) 단계는 상기 돌출부와 상기 제 2 접합층을 접합하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서, 상기 (e) 단계는상기 제 2 접합층이 복수의 돌출부 및 요홈부를 구비하도록 형성하고, 상기 돌출부와 상기 제 1 접합층을 접합하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 발광 구조물은 순방향 전압이 인가되면 빛을 발산하는 발광부,상기 발광부의 상면에 형성된 제 1 반사층, 및상기 제 1 반사층과 이격되어 상기 발광부 상면에 형성된 제 1 접합층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩 제조 방법.
- 순방향 전압이 인가되면 빛을 방사하는 발광 구조물;제 1 면에 소정 깊이로 수용홈이 형성되고, 상기 수용홈 내부에 상기 발광 구조물을 수용하는 도전성 기판; 및상기 발광 구조물로부터 방사된 빛을 상기 제 1 면의 외측 방향으로 반사시키도록 상기 수용홈의 표면에 형성된 반사층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩.
- 제 24 항에 있어서, 상기 수용홈은기저면, 및상기 제 1 면과 상기 기저면을 연결하는 측면을 포함하고,상기 측면은 상기 발광 구조물로부터 방사되는 빛을 상기 측면에 형성된 반사층에 의해서 상기 제 1 면의 외측 방향으로 반사시키도록 경사진 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩.
- 제 25 항에 있어서, 상기 측면은상기 발광 구조물로부터 상기 도전성 기판에 수평한 방향으로 방사되는 빛을 상기 측면에 형성된 반사층에 의해서 상기 제 1 면의 외측 방향으로 반사시키도록 경사진 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩.
- 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서, 상기 반사층은상기 수용홈의 측면 및 상기 제 1 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩.
- 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서, 상기 측면은소정의 경사각을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩.
- 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서, 상기 측면은소정의 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩.
- 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,상기 발광 구조물은 상부에 복수의 돌출부 및 요홈부를 구비하도록 형성된 제 1 접합층을 포함하고,상기 발광 다이오드 칩은 상기 기저면의 상부에 형성되어 상기 돌출부와 접합되는 제 2 접합층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩.
- 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,복수의 돌출부 및 요홈부를 구비하도록 상기 기저면의 상부에 형성되고, 상기 발광 구조물의 상부에 형성된 제 1 접합층과 접합되는 제 2 접합층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩.
- 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서, 상기 발광 구조물은순방향 전압이 인가되면 빛을 발산하는 발광부, 상기 발광부의 상면에 형성된 제 1 반사층, 및 상기 제 1 반사층과 이격되어 상기 발광부 상면에 형성된 제 1 접합층을 포함하고,상기 발광 다이오드 칩은 상기 기저면의 상부에 형성되어 상기 제 1 접합층과 접합되는 제 2 접합층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩.
- 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,상기 기저면으로부터 상기 도전성 기판의 내부로 형성된 방열도전부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩.
- 제 33 항에 있어서,상기 방열도전부와 연결되도록 상기 제 1 면에 대응되는 상기 도전성 기판의 제 2 면에 형성된 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩.
- 순방향 전압이 인가되면 빛을 방사하는 발광 구조물;상기 발광 구조물을 내부에 수용하도록, 제 1 면에 소정의 깊이로 형성된 기저면 및 상기 제 1 면과 상기 기저면을 연결하는 측면으로 구성되는 수용홈이 형성된 도전성 기판;상기 기저면으로부터 상기 도전성 기판의 내부로 형성된 방열도전부;상기 측면에 형성되어 상기 발광 구조물로부터 방사되는 빛을 상기 제 1 면의 외측 방향으로 반사시키는 반사층;상기 제 1 면에 대응되는 상기 도전성 기판의 제 2 면에 형성되어 상기 방열도전부와 연결되는 하부 전극; 및상기 방열도전부의 상부에 형성되어 상기 발광 구조물에 형성된 제 1 접합층과 접합되는 제 2 접합층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩.
- 제 35 항에 있어서,상기 제 1 접합층은 복수의 돌출부 및 요홈부를 구비하며,상기 돌출부가 상기 제 2 접합층과 접합되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩.
- 제 35 항에 있어서,상기 제 2 접합층은 복수의 돌출부 및 요홈부를 구비하도록 형성되며,상기 돌출부가 상기 제 1 접합층과 접합되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩.
- 제 35 항에 있어서,상기 발광 구조물은 순방향 전압이 인가되면 빛을 발산하는 발광부,상기 발광부의 상면에 형성된 제 1 반사층, 및상기 제 1 반사층과 이격되어 상기 발광부 상면에 형성된 제 1 접합층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩.
- 제 35 항에 있어서,상기 측면은 상기 발광 구조물로부터 방사되는 빛을 상기 측면에 형성된 반사층에 의해서 상기 제 1 면의 외측 방향으로 반사시키도록 경사진 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩.
- 제 35 항에 있어서, 상기 측면은상기 발광 구조물로부터 상기 도전성 기판에 수평한 방향으로 방사되는 빛을 상기 측면에 형성된 반사층에 의해서 상기 제 1 면의 외측 방향으로 반사시키도록 경사진 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020050011239 | 2005-02-07 | ||
| KR20050011239 | 2005-02-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20060090545A KR20060090545A (ko) | 2006-08-11 |
| KR100705718B1 true KR100705718B1 (ko) | 2007-04-10 |
Family
ID=37185207
Family Applications (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020050017848A KR100707955B1 (ko) | 2005-02-07 | 2005-03-03 | 발광 다이오드 및 이의 제조 방법 |
| KR1020050018701A KR100610632B1 (ko) | 2005-02-07 | 2005-03-07 | 수직 구조 발광 다이오드 제조 방법 |
| KR1020050020649A KR100705718B1 (ko) | 2005-02-07 | 2005-03-11 | 발광 다이오드 및 이의 제조 방법 |
| KR1020050020647A KR100610633B1 (ko) | 2005-02-07 | 2005-03-11 | 수직 구조 발광 다이오드 및 그 제조 방법 |
Family Applications Before (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020050017848A KR100707955B1 (ko) | 2005-02-07 | 2005-03-03 | 발광 다이오드 및 이의 제조 방법 |
| KR1020050018701A KR100610632B1 (ko) | 2005-02-07 | 2005-03-07 | 수직 구조 발광 다이오드 제조 방법 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020050020647A KR100610633B1 (ko) | 2005-02-07 | 2005-03-11 | 수직 구조 발광 다이오드 및 그 제조 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (4) | KR100707955B1 (ko) |
Families Citing this family (43)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101364719B1 (ko) * | 2007-03-29 | 2014-02-20 | 서울바이오시스 주식회사 | 수직형 발광 다이오드 제조방법 |
| US8518204B2 (en) | 2011-11-18 | 2013-08-27 | LuxVue Technology Corporation | Method of fabricating and transferring a micro device and an array of micro devices utilizing an intermediate electrically conductive bonding layer |
| US8426227B1 (en) | 2011-11-18 | 2013-04-23 | LuxVue Technology Corporation | Method of forming a micro light emitting diode array |
| US8349116B1 (en) | 2011-11-18 | 2013-01-08 | LuxVue Technology Corporation | Micro device transfer head heater assembly and method of transferring a micro device |
| US9620478B2 (en) | 2011-11-18 | 2017-04-11 | Apple Inc. | Method of fabricating a micro device transfer head |
| US8573469B2 (en) | 2011-11-18 | 2013-11-05 | LuxVue Technology Corporation | Method of forming a micro LED structure and array of micro LED structures with an electrically insulating layer |
| JP6100275B2 (ja) * | 2011-11-18 | 2017-03-22 | アップル インコーポレイテッド | 電気的絶縁層を持つマイクロｌｅｄ構造体及びマイクロｌｅｄ構造体のアレイの形成方法 |
| US9773750B2 (en) | 2012-02-09 | 2017-09-26 | Apple Inc. | Method of transferring and bonding an array of micro devices |
| US9548332B2 (en) | 2012-04-27 | 2017-01-17 | Apple Inc. | Method of forming a micro LED device with self-aligned metallization stack |
| US9105492B2 (en) | 2012-05-08 | 2015-08-11 | LuxVue Technology Corporation | Compliant micro device transfer head |
| US8415768B1 (en) | 2012-07-06 | 2013-04-09 | LuxVue Technology Corporation | Compliant monopolar micro device transfer head with silicon electrode |
| US8791530B2 (en) | 2012-09-06 | 2014-07-29 | LuxVue Technology Corporation | Compliant micro device transfer head with integrated electrode leads |
| US9162880B2 (en) | 2012-09-07 | 2015-10-20 | LuxVue Technology Corporation | Mass transfer tool |
| US9558721B2 (en) | 2012-10-15 | 2017-01-31 | Apple Inc. | Content-based adaptive refresh schemes for low-power displays |
| US9236815B2 (en) | 2012-12-10 | 2016-01-12 | LuxVue Technology Corporation | Compliant micro device transfer head array with metal electrodes |
| US9217541B2 (en) | 2013-05-14 | 2015-12-22 | LuxVue Technology Corporation | Stabilization structure including shear release posts |
| US9484504B2 (en) | 2013-05-14 | 2016-11-01 | Apple Inc. | Micro LED with wavelength conversion layer |
| US9136161B2 (en) | 2013-06-04 | 2015-09-15 | LuxVue Technology Corporation | Micro pick up array with compliant contact |
| US8987765B2 (en) | 2013-06-17 | 2015-03-24 | LuxVue Technology Corporation | Reflective bank structure and method for integrating a light emitting device |
| US9111464B2 (en) | 2013-06-18 | 2015-08-18 | LuxVue Technology Corporation | LED display with wavelength conversion layer |
| US8928021B1 (en) | 2013-06-18 | 2015-01-06 | LuxVue Technology Corporation | LED light pipe |
| US9035279B2 (en) | 2013-07-08 | 2015-05-19 | LuxVue Technology Corporation | Micro device with stabilization post |
| US9296111B2 (en) | 2013-07-22 | 2016-03-29 | LuxVue Technology Corporation | Micro pick up array alignment encoder |
| US9087764B2 (en) | 2013-07-26 | 2015-07-21 | LuxVue Technology Corporation | Adhesive wafer bonding with controlled thickness variation |
| US9153548B2 (en) | 2013-09-16 | 2015-10-06 | Lux Vue Technology Corporation | Adhesive wafer bonding with sacrificial spacers for controlled thickness variation |
| US9367094B2 (en) | 2013-12-17 | 2016-06-14 | Apple Inc. | Display module and system applications |
| US9768345B2 (en) | 2013-12-20 | 2017-09-19 | Apple Inc. | LED with current injection confinement trench |
| US9450147B2 (en) | 2013-12-27 | 2016-09-20 | Apple Inc. | LED with internally confined current injection area |
| US9583466B2 (en) | 2013-12-27 | 2017-02-28 | Apple Inc. | Etch removal of current distribution layer for LED current confinement |
| KR101565675B1 (ko) * | 2014-01-24 | 2015-11-04 | 재단법인 다차원 스마트 아이티 융합시스템 연구단 | 소자에 장착되는 방열 패키지 및 그 제작 방법 |
| US9542638B2 (en) | 2014-02-18 | 2017-01-10 | Apple Inc. | RFID tag and micro chip integration design |
| US9583533B2 (en) | 2014-03-13 | 2017-02-28 | Apple Inc. | LED device with embedded nanowire LEDs |
| US9522468B2 (en) | 2014-05-08 | 2016-12-20 | Apple Inc. | Mass transfer tool manipulator assembly with remote center of compliance |
| US9318475B2 (en) | 2014-05-15 | 2016-04-19 | LuxVue Technology Corporation | Flexible display and method of formation with sacrificial release layer |
| US9741286B2 (en) | 2014-06-03 | 2017-08-22 | Apple Inc. | Interactive display panel with emitting and sensing diodes |
| US9624100B2 (en) | 2014-06-12 | 2017-04-18 | Apple Inc. | Micro pick up array pivot mount with integrated strain sensing elements |
| US9425151B2 (en) | 2014-06-17 | 2016-08-23 | Apple Inc. | Compliant electrostatic transfer head with spring support layer |
| US9570002B2 (en) | 2014-06-17 | 2017-02-14 | Apple Inc. | Interactive display panel with IR diodes |
| US9828244B2 (en) | 2014-09-30 | 2017-11-28 | Apple Inc. | Compliant electrostatic transfer head with defined cavity |
| US9705432B2 (en) | 2014-09-30 | 2017-07-11 | Apple Inc. | Micro pick up array pivot mount design for strain amplification |
| US9478583B2 (en) | 2014-12-08 | 2016-10-25 | Apple Inc. | Wearable display having an array of LEDs on a conformable silicon substrate |
| KR101754528B1 (ko) * | 2016-03-23 | 2017-07-06 | 한국광기술원 | 건식 접착구조를 갖는 ｌｅｄ 구조체 어레이의 전사체와 이를 이용한 ｌｅｄ 구조체 어레이의 이송방법 및 ｌｅｄ 구조체 |
| KR101937036B1 (ko) * | 2017-06-28 | 2019-04-09 | 한국광기술원 | Ｌｅｄ 구조체 어레이의 이송방법 및 ｌｅｄ 구조체 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5985687A (en) | 1996-04-12 | 1999-11-16 | The Regents Of The University Of California | Method for making cleaved facets for lasers fabricated with gallium nitride and other noncubic materials |
| US6210479B1 (en) | 1999-02-26 | 2001-04-03 | International Business Machines Corporation | Product and process for forming a semiconductor structure on a host substrate |
| JP4501225B2 (ja) * | 2000-02-21 | 2010-07-14 | 日亜化学工業株式会社 | 発光素子および発光素子の製造方法 |
| KR100495215B1 (ko) * | 2002-12-27 | 2005-06-14 | 삼성전기주식회사 | 수직구조 갈륨나이트라이드 발광다이오드 및 그 제조방법 |
| KR100483049B1 (ko) * | 2003-06-03 | 2005-04-15 | 삼성전기주식회사 | 수직구조 질화갈륨계 발광다이오드의 제조방법 |
| JP2005064047A (ja) | 2003-08-13 | 2005-03-10 | Citizen Electronics Co Ltd | 発光ダイオード |
-
2005
- 2005-03-03 KR KR1020050017848A patent/KR100707955B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2005-03-07 KR KR1020050018701A patent/KR100610632B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2005-03-11 KR KR1020050020649A patent/KR100705718B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2005-03-11 KR KR1020050020647A patent/KR100610633B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20060090543A (ko) | 2006-08-11 |
| KR100610632B1 (ko) | 2006-08-09 |
| KR100610633B1 (ko) | 2006-08-09 |
| KR100707955B1 (ko) | 2007-04-16 |
| KR20060090545A (ko) | 2006-08-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100705718B1 (ko) | 발광 다이오드 및 이의 제조 방법 | |
| US6746889B1 (en) | Optoelectronic device with improved light extraction | |
| JP6099752B2 (ja) | オプトエレクトロニクスコンポーネントの製造方法、およびオプトエレクトロニクスコンポーネント | |
| US7728340B2 (en) | Semiconductor light-emitting device | |
| US7268371B2 (en) | Light extraction from a semiconductor light emitting device via chip shaping | |
| EP1603171B1 (en) | Resonant cavity III-nitride light emitting devices fabricated by growth substrate removal | |
| JP4907842B2 (ja) | 平面全方位リフレクタを有する発光ダイオード | |
| JP5315070B2 (ja) | 化合物半導体発光ダイオード | |
| US20100140637A1 (en) | Light Emitting Diode with a Dielectric Mirror having a Lateral Configuration | |
| US20060237735A1 (en) | High-efficiency light extraction structures and methods for solid-state lighting | |
| US7653114B2 (en) | Semiconductor laser diode and the manufacturing method thereof | |
| WO2005093915A1 (en) | Contact-bonded optically pumped semiconductor laser structure | |
| JP7318048B2 (ja) | 放射放出半導体デバイス | |
| JP2007335877A (ja) | 発光ダイオードおよびその製造方法 | |
| US8222064B2 (en) | Vertical light emitting diode device structure and method of fabricating the same | |
| US7791090B2 (en) | GaN based LED having reduced thickness and method for making the same | |
| JPWO2017154975A1 (ja) | 半導体発光装置 | |
| JP5746439B2 (ja) | 発光素子およびその製造方法 | |
| KR100752348B1 (ko) | 수직 구조 발광 다이오드 제조 방법 | |
| JP2012054474A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| US9082892B2 (en) | GaN Based LED having reduced thickness and method for making the same | |
| JP6037484B2 (ja) | 半導体レーザ装置の製造方法 | |
| KR100729759B1 (ko) | 발광 다이오드 및 이의 제조 방법 | |
| US20220190222A1 (en) | Optoelectronic semiconductor device comprising a dielectric layer and a transparent conductive layer and method for manufacturing the optoelectronic semiconductor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20110331 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |