KR101026047B1 - Light emitting device array and methods for producing light emitting device array - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발광소자 어레이 및 발광소자 어레이 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 발광소자 어레이는 서브 마운트 기판; 제1도전형 반도체층, 활성층 및 제2도전형 반도체층이 순차적으로 적층되어 형성된 발광구조물을 포함하며, 상기 서브 마운트 기판 상에 상기 제2도전형 반도체층이 접합된 복수의 LED 셀; 상기 복수의 LED 셀들을 서로 절연시키면서 이격되도록 연결하는 이온주입층; 및 각 LED 셀의 제1도전형 반도체층과 이와 인접한 다른 LED 셀의 제2도전형 반도체층을 전기적으로 연결하는 전기접속부;를 포함함으로써, LED 셀간의 간격을 50㎛ 이하로 조절 가능하여 LED 표면에서 나오는 방출광의 셀간 그림자 효과로 인한 불균일한 광 세기를 저감하여 발광소자의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다. The present invention relates to a light emitting device array and a light emitting device array manufacturing method, the light emitting device array of the present invention comprises: a sub-mount substrate; A plurality of LED cells including a light emitting structure formed by sequentially stacking a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer, wherein the second conductive semiconductor layer is bonded to the sub-mount substrate; An ion implantation layer connecting the plurality of LED cells to be spaced apart from each other while being insulated from each other; And an electrical connection portion electrically connecting the first conductive semiconductor layer of each LED cell to the second conductive semiconductor layer of another LED cell adjacent thereto, thereby adjusting the distance between the LED cells to 50 μm or less. There is an effect of improving the reliability of the light emitting device by reducing the non-uniform light intensity due to the inter-cell shadow effect of the emitted light.
이온 주입, 발광소자 어레이, LED 셀 Ion Implantation, Light Emitting Array, LED Cell
Description
본 발명은 발광소자 어레이 및 발광소자 어레이 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단일 기판상에 복수의 LED 셀이 배열된 발광소자 어레이 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting device array and a light emitting device array manufacturing method, and more particularly, to a light emitting device array and a method of manufacturing the LED cell arrayed on a single substrate.
발광소자인 LED(Light Emitting Diode)는 칩의 크기가 전류 주입 제한 등으로 인해 일정한 크기(예를 들어, 1×1 ㎟)를 갖는 형태로 개발되어 왔다. 이러한 LED는 최근 발광 효율의 향상으로 그 응용범위가 초기의 신호 표시용에서 휴대폰용 백라이트 유닛(Back Light Unit, BLU)나 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)와 같은 대형 표시장치의 광원 및 조명용으로 더욱 넓어지고 있다. 그 이유는 LED가 종래의 조명인 전구나 형광등에 비해 소모 전력이 적고 수명이 길기 때문이다. Light emitting diodes (LEDs), which are light emitting devices, have been developed in a form in which the size of the chip has a certain size (for example, 1 × 1 mm 2) due to the restriction of current injection. These LEDs have recently been improved in luminous efficiency, and their application ranges from early signal displays to light sources and lighting of large display devices such as backlight units (BLUs) and liquid crystal displays (LCDs) for mobile phones. Is getting wider. The reason for this is that the LED consumes less power and has a longer life than the conventional light bulb or fluorescent lamp.
즉, 높은 광 출력을 필요로 하는 조명이나 헤드램프 등 고광량을 요구하는 응용분야에서 사용하기 위해서 여러개의 LED 칩을 어레이(array) 형태로 제작될 필요가 있었다. 이 경우, 다수개의 개별 LED 칩을 와이어 본딩을 통해 직렬 또는 병렬 연결하거나, 동일 기판 상의 LED 칩을 특별한 공정을 통해 연결하여 발광소자 어레이로 제조하여 사용되었다.That is, in order to be used in applications requiring high light output, such as lighting or headlamps that require high light output, it is necessary to manufacture several LED chips in an array form. In this case, a plurality of individual LED chips are connected in series or in parallel through wire bonding, or LED chips on the same substrate are connected and manufactured in a light emitting device array by using a special process.
일반적인 발광소자 어레이의 제조방법은 사파이어 기판 위에 먼저 n형 반도체 층, 활성층 및 p형 반도체층을 성장시킨다. 성장된 반도체층들을 복수개의 LED로 분리하기 위해 n형 반도체층, 활성층, 및 p형 반도체층을 트렌치 에칭(trench etching)을 수행하여 서로 절연시킨다. 분리된 LED 들에는 오믹 컨택(ohmic contact)을 형성하기 위해 각각 n형 전극 및 p형 전극을 형성한다. 또한, 질화물계 반도체 발광소자의 트렌치와 측벽에 절연부(예를 들어, SiO2)를 형성하여 전기적으로 독립시킨 후, 복수개의 직렬 또는 병렬 LED 칩 어레이를 만들기 위해서, 금속배선을 형성한다.A general method of manufacturing a light emitting device array first grows an n-type semiconductor layer, an active layer and a p-type semiconductor layer on a sapphire substrate. In order to separate the grown semiconductor layers into a plurality of LEDs, an n-type semiconductor layer, an active layer, and a p-type semiconductor layer are trench-etched to insulate each other. Separate LEDs form n-type electrodes and p-type electrodes, respectively, to form ohmic contacts. In addition, an insulating portion (for example, SiO 2) is formed on the trench and sidewall of the nitride semiconductor light emitting device to be electrically independent, and metal wirings are formed to make a plurality of series or parallel LED chip arrays.
그러나, 복수개의 LED 어레이를 제작하기 위하여 반도체층(n형 반도체층, 활성층, p형 반도체층)을 식각하여 트렌치를 형성하는 방법은 트렌치를 형성하기 위한 건식 식각시 반도체층(n형 반도체층, 활성층, p형 반도체층)에 손상을 줄수 있는 문제점이 있다. 또한, 트렌치 에칭 공정에 의해 분리된 개별 LED를 기판 상에 접합할 때 칩간 정렬 및 간격의 한계에 따른 광원 동작시 그림자 효과 등의 현상이 발생하고, 발광모듈 제작에서 형광체 도포 차이에 따른 칩간 색온도차 및 색수차 발생 등의 문제점이 있었다. However, in order to form a trench by etching a semiconductor layer (n-type semiconductor layer, active layer, p-type semiconductor layer) in order to fabricate a plurality of LED array, the semiconductor layer (n-type semiconductor layer, during dry etching to form a trench) Active layer, p-type semiconductor layer) there is a problem that can damage. In addition, when bonding individual LEDs separated by a trench etching process onto a substrate, a phenomenon such as a shadow effect occurs when operating a light source due to the limitation of alignment and spacing between chips, and a color temperature difference between chips due to a difference in phosphor coating in manufacturing a light emitting module. And chromatic aberration.
이를 극복하기 위해 칩의 크기를 변화시킨 대면적 단일칩 구조가 제안되었으나, 대면적 단일칩 구조는 전류 주입 면적의 증가로 인해 고전류 주입을 피할 수 없는 문제점이 있었다.In order to overcome this problem, a large area single chip structure having a variable chip size has been proposed, but a large area single chip structure has a problem that high current injection cannot be avoided due to an increase in the current injection area.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 LED 셀과 LED 셀 사이 영역에 절연성의 이온주입층을 형성하여 인접합 LED 셀간의 형태적 연결은 유지하면서 전기적으로 독립된 구조를 갖는 발광소자 어레이 및 발광소자 어레이 제조방법을 제공하는 데 있다. The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to form an insulating ion implantation layer in the region between the LED cell and the LED cell has an electrically independent structure while maintaining the morphological connection between adjacent LED cells The present invention provides a light emitting device array and a light emitting device array manufacturing method.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 어레이는, 서브 마운트 기판; 제1도전형 반도체층, 활성층 및 제2도전형 반도체층이 순차적으로 적층되어 형성된 발광구조물을 포함하며, 상기 서브 마운트 기판 상에 상기 제2도전형 반도체층이 접합된 복수의 LED 셀; 상기 복수의 LED 셀들을 서로 절연시키면서 이격되도록 연결하는 이온주입층; 및 각 LED 셀의 제1도전형 반도체층과 이와 인접한 다른 LED 셀의 제2도전형 반도체층을 전기적으로 연결하는 전기접속부;를 포함한다.A light emitting device array according to an embodiment of the present invention, the sub-mount substrate; A plurality of LED cells including a light emitting structure formed by sequentially stacking a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer, wherein the second conductive semiconductor layer is bonded to the sub-mount substrate; An ion implantation layer connecting the plurality of LED cells to be spaced apart from each other while being insulated from each other; And an electrical connection portion for electrically connecting the first conductive semiconductor layer of each LED cell and the second conductive semiconductor layer of another LED cell adjacent thereto.
이때, 상기 복수의 LED 셀은 상기 제1도전형 반도체층 상에 형성된 제1도전형 전극과, 상기 제2도전형 반도체층 상에 형성된 제2도전형 전극을 더 포함하며, 상기 전기접속부는 상기 각 LED 셀의 제1도전형 전극과 상기 각 LED 셀과 인접한 다른 LED 셀의 제2도전형 전극을 연결하는 본딩와이어인 것이 바람직하다.In this case, the plurality of LED cells further comprises a first conductive electrode formed on the first conductive semiconductor layer and a second conductive electrode formed on the second conductive semiconductor layer, wherein the electrical connection unit is It is preferable that the bonding wire connects the first conductive electrode of each LED cell and the second conductive electrode of another LED cell adjacent to each LED cell.
또한, 상기 발광구조물은 메사 식각에 의해 상기 제1도전형 반도체층의 일부 영역이 노출되고, 노출된 제1도전형 반도체층 상에 제1도전형 전극이 형성되며, 상기 전기접속부는 상기 각 LED 셀의 제1도전형 전극과 상기 각 LED 셀과 인접한 다른 LED 셀의 제2도전형 전극을 연결하는 본딩패드인 것이 바람직하다. The light emitting structure may be partially exposed to the first conductive semiconductor layer by mesa etching, and a first conductive electrode may be formed on the exposed first conductive semiconductor layer. It is preferable that the bonding pad connects the first conductive electrode of the cell and the second conductive electrode of another LED cell adjacent to each of the LED cells.
이때, 상기 이온주입층은 상기 발광구조물 중 적어도 상기 제1도전형 반도체층에 형성되며, 상기 이온주입층은 H, O, He, Ar 및 Fe 중 적어도 어느 하나의 이온 주입에 의해 형성되며, 상기 LED 셀 간의 간격은 1㎛ 이상 200㎛ 이하이며, 특히, 상기 LED 셀 간의 간격은 50㎛ 이하인 것이 바람직하다. In this case, the ion implantation layer is formed in at least the first conductive semiconductor layer of the light emitting structure, the ion implantation layer is formed by ion implantation of at least one of H, O, He, Ar and Fe, It is preferable that the space | interval between LED cells is 1 micrometer or more and 200 micrometers or less, Especially, the space | interval between the said LED cells is 50 micrometers or less.
한편, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광소자 어레이의 제조방법은, 성장용 기판 상에 제1도전형 반도체층, 활성층 및 제2도전형 반도체층을 순차적으로 성장시켜 발광구조물을 형성하는 단계; 상기 발광구조물 중 최종 LED 셀의 크기를 제외한 영역에 이온 주입에 의한 이온주입층을 형성하는 단계; 상기 이온주입층이 형성된 영역의 발광구조물을 식각하여 복수의 LED 셀로 분리하는 단계; 상기 분리된 발광구조물의 제2도전형 반도체층 상에 제2도전형 전극을 형성한 후, 제2도전형 전극을 서브 마운트 기판 상에 접합하는 단계; 상기 제1도전형 반도체층으로부터 상기 성장용 기판을 분리한 후, 상기 성장용 기판이 제거된 면에 제1도전형 전극을 형성하는 단계; 및 각 LED 셀의 상기 제1도전형 반도체층의 제1도전형 전극과 상기 각 LED 셀과 인접한 다른 LED 셀의 제2도전형 전극을 전기적으로 연결하는 단계;를 포함한다.On the other hand, a method of manufacturing a light emitting device array according to another embodiment of the present invention, the step of sequentially growing the first conductive semiconductor layer, the active layer and the second conductive semiconductor layer on the growth substrate to form a light emitting structure; Forming an ion implantation layer by ion implantation in a region excluding the size of the final LED cell of the light emitting structure; Etching the light emitting structure of the region where the ion implantation layer is formed and separating the light emitting structure into a plurality of LED cells; Forming a second conductive electrode on the second conductive semiconductor layer of the separated light emitting structure, and then bonding the second conductive electrode on the sub-mount substrate; Separating the growth substrate from the first conductive semiconductor layer, and then forming a first conductive electrode on a surface from which the growth substrate is removed; And electrically connecting a first conductive electrode of the first conductive semiconductor layer of each LED cell with a second conductive electrode of another LED cell adjacent to each of the LED cells.
이때, 상기 이온주입층을 형성하는 단계는, 상기 발광구조물 중 적어도 제1도전형 반도체층에 이온을 주입하는 것에 의해 수행되며, 상기 이온주입층을 형성하는 단계는, H, O, He, Ar 및 Fe 중 적어도 어느 하나의 이온 주입에 의해 수행되며, 상기 이온주입층을 형성하는 단계는, 상기 제2도전형 반도체층 중 상기 최종 LED 셀의 크기를 제외한 영역이 노출되도록 상기 제2도전형 반도체층 상에 마스크 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제2도전형 반도체층 중 상기 마스크 패턴에 의해 노출된 영역에 이온을 주입하는 단계;를 포함한다. In this case, the forming of the ion implantation layer is performed by implanting ions into at least a first conductive semiconductor layer of the light emitting structure, and the forming of the ion implantation layer is performed by H, O, He, Ar And at least one of Fe and an ion implantation layer, wherein forming the ion implantation layer comprises exposing a region other than the size of the final LED cell of the second conductive semiconductor layer to expose the second conductive semiconductor layer. Forming a mask pattern on the layer; And implanting ions into a region of the second conductive semiconductor layer exposed by the mask pattern.
또한, 상기 복수의 LED 셀로 분리하는 단계는, 상기 발광구조물을 메사 식각을 통해 상기 이온주입층을 제외한 상기 이온주입층 상의 발광구조물을 식각하는 것에 의해 수행되며, 상기 LED 셀 간의 간격은 1㎛ 이상 200㎛ 이하이며, 특히, 상기 LED 셀 간의 간격은 50㎛ 이하인 것이 바람직하다.In addition, the separating of the plurality of LED cells is performed by etching the light emitting structure on the ion implantation layer except the ion implantation layer through the mesa etching the light emitting structure, the interval between the LED cells is 1㎛ or more. It is 200 micrometers or less, Especially, it is preferable that the space | interval between the said LED cells is 50 micrometers or less.
본 발명에 따르면, LED 셀간의 간격을 50㎛ 이하로 조절 가능하여 LED 표면에서 나오는 방출광의 셀간 그림자 효과로 인한 불균일한 광 세기를 저감하여 발광소자의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다. According to the present invention, the distance between the LED cells can be adjusted to 50 μm or less, thereby reducing the non-uniform light intensity due to the shadow effect between cells of the emitted light emitted from the LED surface, thereby improving reliability of the light emitting device.
또한, 본 발명에 따르면, 복수의 LED 셀을 인접합 LED 셀간의 형태적 연결은 유지하면서 전기적으로 독립된 구조를 갖는 단일칩 구조로 형성함으로써 서브 마운트 기판상에 칩 장착이 용이하며, 이로 인해 패키지 제작시 불량률을 감소시킬 수 있으며, 낮은 전류에서 동작이 가능한 효과가 있다. In addition, according to the present invention, by mounting a plurality of LED cells in a single-chip structure having an electrically independent structure while maintaining the morphological connection between adjacent LED cells, it is easy to install the chip on the sub-mount substrate, thereby making a package The failure rate can be reduced, and it can operate at low current.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 또한, 본 명세서에 첨부된 도면의 구성요소들은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소되어 도시되어 있을 수 있음이 고려되어야 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. In addition, it should be considered that elements of the drawings attached to the present specification may be enlarged or reduced for convenience of description.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 어레이를 나타낸 도면으로, 도 1의 (a)는 발광소자 어레이의 측단면도, 도 1의 (b)는 발광소자 어레이으 평면도이다. 여기서, 발광소자 어레이는 수직 구조의 LED 셀이 복수개 배열된 구조를 적용하여 설명하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 수평 구조의 LED 셀도 적용 가능하다. 1 is a view showing a light emitting device array according to an embodiment of the present invention, Figure 1 (a) is a side cross-sectional view of the light emitting device array, Figure 1 (b) is a plan view of the light emitting device array. Here, the light emitting device array has been described by applying a structure in which a plurality of vertical LED cells are arranged, but is not limited thereto. LED cells having a horizontal structure may also be applied.
도 1의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 본 일 실시 형태에 따른 발광소자 어레이는 서브 마운트 기판(101) 상에 형성된 복수개의 LED 셀과, 이온주입층(170)과, 전기접속부(193)를 포함한다. 여기서, 전기접속부(193)는 독립된 각 LED 셀을 자신의 인접한 LED 셀과 전기적으로 연결시켜 직렬 또는 병렬 어레이를 구성하기 위한 구성요소로서, 본딩와이어 및 본딩 패드 등으로 구현될 수 있다. As shown in FIGS. 1A and 1B, the light emitting device array according to the present embodiment includes a plurality of LED cells formed on the
각 LED 셀은 제2도전형 전극(190)과 제2도전형 전극(190) 상에 형성된 발광구조물(130), 발광구조물(130) 상에 형성된 제1도전형 전극(191)을 포함한다. 여기서, 발광구조물(130)은 제1도전형 반도체층(131), 활성층(133) 및 제2도전형 반도체층(135)이 순차적으로 적층되어 형성된다. Each LED cell includes a second
그리고, 제1도전형 반도체층(131)과 제2도전형 반도체층(135)은 AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) 조성식을 갖는 질화물 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, 대표적인 질화물 반도체 물질로는 GaN, AlGaN, GaInN 등이 있다. 이러한 제1도전형 반도체층(131) 및 제2도전형 반도체층(135)은 질화물 반도체 물질을 유기금속 기상증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition: MOCVD), 분자빕 성장법(Molecular Beam Epitaxy: MBE) 또는 하이브리드 기상증착법(Hybride Vapor Phase Epitaxy: HVPE)과 같은 공지의 증착공정을 사용하여 성장용 기판상에 성장시킴으로써 형성된다.In addition, the first
그리고, 활성층(133)은 빛을 발광하기 위한 층으로서, 단일 또는 다중 양자우물 구조를 갖는 GaN 또는 InGaN 등의 질화물층으로 구성된다. 이러한 활성층(133)은 제1도전형 반도체층(131) 및 제2도전형 반도체층(135)과 같이 유기금속 기상증착법, 분자빔 성장법 또는 하이브리드 기상증착법과 같은 공지의 증착공정을 사용하여 형성될 수 있다.The
그리고, 발광구조물(130)은 결정 성장용 기판과 제1도전형 반도체층(131)의 격자부정합으로 인한 결함을 방지하기 위한 버퍼층(미도시)을 더 포함할 수 있다.The
이온주입층(170)은 인접한 LED 셀간의 절연을 위해 발광구조물(130)의 외측면의 일부영역을 감싸고 있으며, 이로 인해 인접합 LED 셀간의 형태적 연결은 유지하면서 전기적으로 독립된 구조를 갖도록 한다. The
이러한 이온주입층(170)은 본 발명의 일 실시 형태에서는 제1도전형 반도체층(131) 내에 이온을 주입하여 형성된 절연성막을 사용한다. 이는 주입되는 불순물 이온에 의해 반도체막의 페르미 준위가 변화하는 것에 의해 형성된다. 불순물 이온으로는 H, O, He, Ar, Fe 등 일반적인 이온주입에 사용되는 원소들 중 적어도 어느 하나의 이온을 사용한다. The
여기서, 이온주입층(170)을 형성하기 위해 사용되는 이온 주입 기술은 이온을 고에너지로 가속시켜 재료의 표면에 주입하여 표면에 개질된 층을 만드는 대표적인 표면 개질 기술 중 하나로서, 주입되는 이온의 양이나 에너지에 따라서 주입 깊이, 분포 및 조성을 쉽게 조절할 수 있다. 이러한 이온 주입 기술은 이미 공지된 기술이므로, 본 발명에서는 이온주입층의 형성 과정에 대한 상세한 설명을 생략한다. Here, the ion implantation technique used to form the
전기접속부(193)는 각 LED 셀의 제1도전형 전극(191)과 각 LED 셀과 인접한 다른 LED 셀의 제2도전형 전극(190)을 연결하는 본딩와이어이다. 이때, 전기접속부(193)는 LED 셀이 수평 구조일 경우, 본딩패드로 구현될 수 있다.The
여기서, 서브 마운트 기판(101)은 발광소자 어레이를 제작하기 위한 웨이퍼를 지칭하는 것으로, Al2O3, AlN, Si, SiC, GaAs 및 GaN 중 적어도 어느 하나의 기판이 사용될 수 있다.Here, the
도 2a 내지 도 2d는 도 1에 도시한 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 어레이의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 측단면도이다. 도 1에 도시한 발광소자 어레이와 동일한 구성요소에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.2A to 2D are cross-sectional side views illustrating a method of manufacturing a light emitting device array according to an exemplary embodiment of the present invention illustrated in FIG. 1. Description of the same components as those of the light emitting device array shown in FIG. 1 will be omitted.
도 2a에 도시한 바와 같이, 성장용 기판(210) 제1도전형 반도체층(231), 활성층(233) 및 제2도전형 반도체층(235)을 순차적으로 성장시켜 발광구조물(230)을 형성한다. 여기서, 성장용 기판(210)은 사파이어 기판을 사용한다.As shown in FIG. 2A, the
그리고, 성장용 기판(210)과 제1도전형 반도체층(231)의 격자부정합으로 인한 결함을 방지하기 위한 버퍼층(미도시)을 성장용 기판(210)과 제1도전형 반도체층(231) 사이에 더 포함할 수 있다.In addition, a buffer layer (not shown) for preventing defects due to lattice mismatch between the
이어, 도 2b에 도시한 바와 같이, 제2도전형 반도체층(235) 상에 포토레지스트막(251)을 형성한 다음, 포토레지스트막(251)을 패터닝하여 최종 LED 셀이 형성될 영역에는 포토레지스트막(251)을 잔류시키고, 제2도전형 반도체층(235) 중 최종 LED 셀이 형성될 영역을 제외한 이온 주입 영역(250)이 노출되도록 포토레지스트막(251)을 제거시켜 마스크 패턴을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 2B, a
그 다음으로, 마스크 패턴을 이온 주입 마스크로 이용하여, 이온 주입 공정을 실시한다. 즉, 마스크 패턴에 의해 노출된 이온 주입 영역(250)에 이온을 주입하여 이온주입층(270)을 제1도전형 반도체층(231)에 형성한다. 이온주입층(270)은 제1도전형 반도체층(231)에 한정되어 형성되는 것은 아니며, 이온 주입 공정 조건을 조절하여 발광층(233) 및 제2도전형 반도체층(235)의 내부까지 이온이 위치하도록 할 수 있다.Next, an ion implantation process is performed using the mask pattern as an ion implantation mask. That is, the
이후, 제2도전성 반도체층(235) 상에 마스크 패턴으로 남아있는 포토레지스트막(251)을 제거한다. 여기서, 포토레지스트막(251)은 세정용액을 이용하여 용이하게 제거된다.Thereafter, the
이어서, 도 2c에 도시한 바와 같이, 이온주입층(270)이 형성된 발광구조물(230)을 메사 식각을 통해 각 LED 셀로 분리한다. 이때, 제1도전형 반도체층에 형성된 이온주입층(270)이 노출될때까지, 이온주입층(270) 상의 제1도전형 반도체층, 활성층 및 제2도전형 반도체층을 제거하여 각 LED 셀로 분리한다.Subsequently, as shown in FIG. 2C, the
따라서, 분리된 각 LED 셀(200)은 제1도전형 반도체층(231'), 활성층(233') 및 제2도전형 반도체층(235')을 이루어진 발광구조물(230')과, 제2도전형 반도체층(235')상에 형성된 제2도전형 전극(290)을 포함한다. Accordingly, each of the separated
이때, 각 LED 셀은 인접한 다른 LED 셀과 이온주입층(270)을 통해서만 연결되며, 이로 인해 인접합 LED 셀간의 형태적 연결은 유지하면서 전기적으로 독립된 구조를 갖게 된다. At this time, each LED cell is connected only through the other adjacent LED cell and the
이어서, 도 2d에 도시한 바와 같이, 도 2c의 결과물의 상하가 반전된 발광구조물(200)의 제2도전형 전극(290) 상에 서브 마운트 기판(201)을 접합시킨 후, 성장용 기판을 제1도전형 반도체층(231')으로부터 분리한다. Subsequently, as shown in FIG. 2D, the
그런 다음, 제1도전형 반도체층(231') 상에 제1도전형 전극(291)을 형성하고, 각 LED 셀의 제1도전형 전극(291)과, 각 LED 셀과 인접한 다른 LED 셀의 제2도전형 전극(290)을 전기적으로 연결하기 위한 전기접속부(293)를 형성한다. Then, the first
여기서, 전기접속부(293)는 독립된 각 LED 셀을 자신의 인접한 LED 셀과 전기적으로 연결시켜 직렬 또는 병렬 어레이를 구성하기 위한 구성요소로서, 본딩와이어 및 본딩 패드 등으로 구현될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 형태가 수직 구조의 LED 셀이므로, 전기접속부(293)는 본딩와이어로 형성된다. 또한, LED 셀이 수평 구조일 경우, 전기접속부(293)는 본딩 패드로 형성되며, 도 3에 도시한 형태이다.Here, the
도 3은 도 2a 내지 도 2d에 따라 제조된 발광소자 어레이의 다른 실시 형태를 나타낸 측단면도이다. 도 1에 도시한 발광소자 어레이와 동일한 구성요소에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.3 is a side cross-sectional view showing another embodiment of a light emitting device array manufactured according to FIGS. 2A to 2D. Description of the same components as those of the light emitting device array shown in FIG. 1 will be omitted.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광소자 어레이는 서브 마운트 기판(301) 상에 형성된 복수개의 LED 셀과, 이온주입층(370)과, 전기접속부(393)를 포함한다. As shown in FIG. 3, a light emitting device array according to another embodiment of the present invention includes a plurality of LED cells formed on the
각 LED 셀은 수평 구조의 LED 셀이며, 제1도전형 반도체층(331)과, 제1도전형 반도체층(331)의 일부 영역에 형성된 활성층(333)과, 활성층(333) 상에 형성된 제2도전형 반도체층(335)을 포함하는 발광구조물(330), 제1도전형 반도체층(331) 중 활성층(333) 및 제2도전형 반도체층(335)이 형성되지 않은 영역에 형성된 제1도전형 전극(391), 제2도전형 반도체층(335) 상에 형성된 제2도전형 전극(390)을 포 함한다. Each LED cell is an LED cell having a horizontal structure, and includes a first
여기서, 발광구조물(330)은 제1도전형 반도체층(331), 활성층(333) 및 제2도전형 반도체층(335)이 순차적으로 적층되어 형성된다. 그리고, 발광구조물(330)은 결정 성장용 기판과 제1도전형 반도체층(331)의 격자부정합으로 인한 결함을 방지하기 위한 버퍼층(미도시)을 더 포함할 수 있다.Here, the
이온주입층(370)은 인접한 LED 셀간의 절연을 위해 발광구조물(330)의 외측면의 일부영역을 감싸고 있으며, 이로 인해 인접합 LED 셀간의 형태적 연결은 유지하면서 전기적으로 독립된 구조를 갖도록 한다. The
전기접속부(393)는 각 LED 셀의 제1도전형 전극(391)과 각 LED 셀과 인접한 다른 LED 셀의 제2도전형 전극(390)을 연결하는 본딩패드로 형성된다. The
여기서, 서브 마운트 기판(301)은 발광소자 어레이를 제작하기 위한 웨이퍼를 지칭하는 것으로, Al2O3, AlN, Si, SiC, GaAs 및 GaN 중 적어도 어느 하나의 기판이 사용될 수 있다.Here, the
참조로, 수평 구조의 LED 셀을 제조하는 과정을 구체적으로 설명하면, 도 2b 의 결과물인 발광구조물에 대해, 메사 식각을 수행하여 제1도전형 반도체층(331)의 일부 영역이 노출되도록 활성층(333) 및 제2도전형 반도체층(335)을 식각한다. For reference, a process of manufacturing a LED cell having a horizontal structure will be described in detail. The active layer may be exposed to a portion of the first
그런 다음, 활성층(333) 및 제2도전형 반도체층(335)이 형성되지 않은 제1도전형 반도체층(331) 상에 제1도전형 전극(391)을 형성하고, 식각되지 않은 제2도전형 반도체층(335) 상에 제2도전형 전극(390)을 형성한다. Thereafter, a first
이와 같이 형성된 LED 셀을 상하 반전된 형태로 본딩 패드가 형성된 서브 마운트 기판(301) 상에 접합되고, 성장용 기판(미도시)을 제1도전형 반도체층(331)으로부터 분리한다.The LED cells thus formed are bonded to the
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 따라 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 따라 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims, and various forms of substitution, modification, and within the scope not departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be apparent to those skilled in the art that changes are possible.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 어레이의 측단면도 및 평면도를 나타낸 도면,1 is a side cross-sectional view and a plan view of a light emitting device array according to an embodiment of the present invention;
도 2a 내지 도 2d는 도 1에 도시한 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 어레이의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 측단면도, 그리고,2A to 2D are side cross-sectional views for each process for explaining a method of manufacturing a light emitting device array according to an embodiment of the present invention illustrated in FIG. 1, and
도 3은 도 2a 내지 도 2d에 따라 제조된 발광소자 어레이의 다른 실시 형태를 나타낸 측단면도이다. 3 is a side cross-sectional view showing another embodiment of a light emitting device array manufactured according to FIGS. 2A to 2D.
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