KR100921850B1 - 반도체 레이저 다이오드의 스크라이빙 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 레이저 다이오드의 스크라이빙(Scribing) 방법에 관한 것으로, 미리 형성된 홈으로 스크라이빙 공정을 수행함으로써, 벽계면에 크랙과 깨지는 것을 방지하고, 연마공정의 가공두께 한계를 늘려주어 기판의 휘어짐에 따른 문제점을 해결할 수 있는 효과가 발생한다.
스크라이빙, 홈, 연마
Description
도 1a 내지 1d는 종래 기술에 따른 질화물 반도체 레이저 다이오드의 개략적인 제조 공정 단면도이다.
도 2a 내지 2f는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 질화물 반도체 레이저 다이오드의 개략적인 제조 공정 단면도이다.
도 3a 내지 3d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 질화물 반도체 레이저 다이오드의 개략적인 제조 공정 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10,100 : 사파이어 기판 12,120 : 복수의 반도체 레이저 다이오드 구조
21,22,23,24,25,26,27,28,221,222,223,224,225,226,227,228 : 반도체 레이저
다이오드
150,150a,170 : 홈
본 발명은 반도체 레이저 다이오드의 스크라이빙 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미리 형성된 홈으로 스크라이빙 공정을 수행함으로써, 벽계면에 크랙과 깨지는 것을 방지하고, 연마공정의 가공두께 한계를 늘려주어 기판의 휘어짐에 따른 문제점을 해결할 수 있는 반도체 레이저 다이오드의 스크라이빙 방법에 관한 것이다.
일반적으로 질화물(Nitrides) 반도체 레이저 다이오드는 대용량정보저장 장치와 칼라 프린터에 적용하기 위하여 개발 및 시판되고 있고, 최근에 이것을 이용한 여러 가지 새로운 응용들이 시도되고 있다.
대용량정보저장 장치와 칼라 프린터에 응용을 하기 위해서 질화물 반도체 레이저 다이오드는 낮은 임계전류(Threshold Current, Ith)와 높은 외부양자효율(External Quantum Efficiency, ηex)이 요구되어진다.
한편, 질화물 반도체 레이저 다이오드 제조에 있어서 미러(Mirror)의 상태는 위에서 언급한 임계전류와 외부양자효율에 매우 중요한 역할을 한다.
그리고, 질화물 반도체 레이저 다이오드의 미러 제작은 CAIBE(Chemically Assisted Ion Beam Etching), 전자 사이클로트론 공명(ECR), 유도 결합 플라즈마(ICP) 등의 건식식각기술과 스크라이빙(Scribing)공정을 수행하여 형성한다.
도 1a 내지 1d는 종래 기술에 따른 질화물 반도체 레이저 다이오드의 개략적인 제조 공정 단면도로써, 먼저, 일면과 이면을 갖는 사파이어 기판(10)을 준비하고(도 1a), 상기 사파이어 기판(10) 일면의 상부에 (In, Al) GaN층이 적층되어 이 루어진 복수의 반도체 레이저 다이오드 구조(12)를 5 ~ 10㎛ 두께로 성장시켜 형성한다.(도 1b)
그 후, 상기 사파이어 기판(10)의 일부를 래핑(Lapping) 또는 폴리싱(Polishing)공정과 같은 연마공정으로 제거한다.(도 1c)
여기서, 도 1b의 사파이어 기판(10)은 연마공정을 수행하기 전의 두께(d1)에서, 상기 연마공정으로 도 1c에 도시된 바와 같이, 연마공정을 수행한 후의 두께(d2)로 줄어든다.
연이어, 상기 연마된 사파이어 기판(11) 면을 따라 스크라이빙(Scribing) 공정을 수행하여 복수의 반도체 레이저 다이오드 구조(12)를 각각의 개별 반도체 레이저 다이오드(21,22,23,24,25,26,27,28)로 분리시킨다.(도 1d)
여기서, 상기 사파이어 기판(10) 상부에 성장시킨 복수의 반도체 레이저 다이오드 구조는 (In, Al) GaN으로 이루어진 층이 적층된 에피층으로, 사파이어 기판(10)과는 격자상수의 차이가 많이 나기 때문에 소자가 제조된 후에, 사파이어 기판(10)이 휘어지는 현상이 발생한다.
따라서, 사파이어 기판(10)의 휘어짐은 연마공정 중에, 적층된 에피층과 사파이어 기판(10)간에 스트레스를 유발시키며, 사파이어 기판을 전부 제거하면, 휘어짐으로 인하여 적층 에피층의 손상을 주게 됨으로, 60 ~ 120㎛ 정도의 두께의 사파이어 기판을 남겨 놓고 연마공정을 종료한다.
그런데, 사파이어 기판과 적층된 에피층의 벽계면(Facet)은 방향성에 차이가 있어, 연마공정 후, 남아있는 사파이어 기판은 개별 소자로 분리하기 위한 스크라이빙(Scribing) 공정을 어렵게 만들고, 이로 인한 스트레스로 분리된 소자의 벽개면이 깨지거나 크랙(Crack)이 형성되는 등 특성이 저하되는 문제점이 발생한다.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,미리 형성된 홈으로 스크라이빙 공정을 수행함으로써, 벽계면에 크랙과 깨지는 것을 방지하고, 연마공정의 가공두께 한계를 늘려주어 기판의 휘어짐에 따른 문제점을 해결할 수 있는 반도체 레이저 다이오드의 스크라이빙 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 양태(樣態)는,
일면과 이면을 갖는 사파이어 기판의 이면에 개별 소자로 분리하기 위해 스크라이빙 라인과 일치하는 홈을 형성하는 단계와;
상기 사파이어 기판의 일면에 복수의 반도체 레이저 다이오드 구조를 성장시키는 단계와;
상기 홈의 일부를 남기고 상기 사파이어 기판의 일부를 연마공정으로 제거하는 단계와;
상기 남아 있는 홈을 따라 스크라이빙(Scribing) 공정을 수행하여 복수의 반도체 레이저 다이오드 구조를 각각의 개별적인 반도체 레이저 다이오드로 분리시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드의 스크라이빙 공정이 제공된다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 다른 양태(樣態)는,
일면과 이면을 갖는 사파이어 기판의 일면에 복수의 반도체 레이저 다이오드 구조를 성장시키는 단계와;
상기 복수의 반도체 레이저 다이오드 구조가 형성된 면에 개별 소자로 분리하기 위해 스크라이빙 라인과 일치하는 홈을 형성하는 단계와;
상기 사파이어 기판의 일부를 연마공정으로 제거하는 단계와;
상기 홈을 따라 스크라이빙(Scribing) 공정을 수행하여 복수의 반도체 레이저 다이오드 구조를 각각의 개별적인 반도체 레이저 다이오드로 분리시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드의 스크라이빙 공정이 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 2a 내지 2f는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 질화물 반도체 레이저 다이오드의 개략적인 제조 공정 단면도로써, 먼저, 일면과 이면을 갖는 사파이어 기판(100)을 준비하고(도 2a), 상기 사파이어 기판(100) 이면에 개별 소자로 분리하기 위해 스크라이빙 라인과 일치하는 홈(150)을 형성한다.(도 2b)
여기서, 상기 홈(150)은 건식식각(Dry etching)으로 형성하는 것이 바람직하다.
그 후, 상기 사파이어 기판(100)의 일면에 복수의 반도체 레이저 다이오드 구조(120)를 성장시킨다.(도 2c)
그 다음, 상기 사파이어 기판(100)의 일부를 래핑(Lapping) 또는 폴리싱(Polishing)공정과 같은 연마공정으로 상기 홈(150)의 일부를 남기고 제거한다.(도 2d)
마지막으로, 상기 남아 있는 홈(150a)을 따라 스크라이빙(Scribing) 공정을 수행하여 복수의 반도체 레이저 다이오드 구조(120)를 각각의 개별적인 반도체 레이저 다이오드(221,222,223,224,225,226,227,228)로 분리시킨다.(도 2f)
이렇게 연마공정전에 홈을 형성하고, 연마공정을 수행한 후 남아 있는 홈을 따라 스크라이빙 공정을 수행하면, 스크라이빙 공정이 원활하게 수행되어 양호한 특성을 갖는 벽개면을 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 3a 내지 3d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 질화물 반도체 레이저 다이오드의 개략적인 제조 공정 단면도로써, 일면과 이면을 갖는 사파이어 기판(100)을 준비하고(도 3a), 상기 사파이어 기판(100)의 일면에 복수의 반도체 레이저 다이오드 구조(120)를 성장시킨다.(도 3b)
그 다음, 상기 복수의 반도체 레이저 다이오드 구조(120)가 형성된 면에 개별 소자로 분리하기 위해 스크라이빙 라인과 일치하는 홈(170)을 형성한다.(도 3c)
그 후, 상기 사파이어 기판(100)의 일부를 래핑(Lapping) 또는 폴리싱(Polishing)공정과 같은 연마공정으로 제거한다.(도 3d)
마지막으로, 상기 홈(170)을 따라 스크라이빙(Scribing) 공정을 수행하여 복수의 반도체 레이저 다이오드 구조(120)를 각각의 개별적인 반도체 레이저 다이오 드(221,222,223,224,225,226,227,228)로 분리시킨다.(도 3f)
본 발명의 제 2 실시예에서도 연마공정 전에 반도체 레이저 다이오드 구조가 제조된 면에 미리 홈을 형성하고 이 홈으로 스크라이빙 공정을 수행함으로써, 사파이어 기판과 반도체 에피층의 벽개면 방향성 차이에서 유발되는 스크라이빙 스트레스를 줄여 양호한 소자의 벽개면을 구현할 수 있다.
또한, 연마공정 후 남게되는 사파이어 기판의 두께를 증가시킬 수 있어 기판의 휘어짐에 따른 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 미리 형성된 홈으로 스크라이빙 공정을 수행함으로써, 벽계면에 크랙과 깨지는 것을 방지하고, 연마공정의 가공두께 한계를 늘려주어 기판의 휘어짐에 따른 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
Claims (3)
- 일면과 이면을 갖는 사파이어 기판의 이면에 개별 소자로 분리하기 위해 스크라이빙 라인과 일치하는 홈을 형성하는 단계와;상기 사파이어 기판의 일면에 복수의 반도체 레이저 다이오드 구조를 성장시키는 단계와;상기 홈의 일부를 남기고 상기 사파이어 기판의 일부를 연마공정으로 제거하는 단계와;상기 남아 있는 홈을 따라 스크라이빙(Scribing) 공정을 수행하여 복수의 반도체 레이저 다이오드 구조를 각각의 개별적인 반도체 레이저 다이오드로 분리시키는 단계로 이루어진 반도체 레이저 다이오드의 스크라이빙 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 홈은 건식식각 공정을 수행하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드의 스크라이빙 방법.
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