KR101115535B1 - 확장된 금속 반사층을 갖는 플립 본딩형 발광다이오드 및그 제조방법 - Google Patents

확장된 금속 반사층을 갖는 플립 본딩형 발광다이오드 및그 제조방법 Download PDF

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본 발명은 서브마운트(submount)에 플립 본딩되는 발광다이오드에 관한 것으로서, 금속 반사층이 복수의 발광셀과 그 발광셀들 사이의 분리영역에 걸쳐 형성됨으로써, 분리영역에서의 광 손실을 감소시키는 플립 본딩형 발광다이오드 및 그 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이를 위해, 하측의 서브마운트에 플립 본딩되며, 상측의 투명기판을 통해 빛을 방출하는 플립 본딩형 발광다이오드가 제공된다. 본 발명의 일측면에 따른 플립 본딩형 발광다이오드는, 상기 투명기판의 일면에 복수개로 분리 형성되며, 제 1 도전성 반도체층과 상기 제 1 도전성 반도체층의 일 영역에 한정 형성된 제 2 도전성 반도체층 및 활성층을 차례대로 구비한 복수의 발광셀들과, 서로 인접하는 발광셀들 사이에서 상기 제 1 도전성 반도체층과 제 2 도전성 반도체층을 전기적으로 연결하는 금속 배선층 및 상기 금속 배선층으로부터 절연된 채 상기 복수의 발광셀 및 그 발광셀들 사이의 분리영역에 걸쳐 형성된 금속 반사층을 갖는 스텝 커버층들을 포함한다.
발광다이오드, 금속 반사층, 스텝커버층, 절연층, 발광셀, 분리영역

Description

확장된 금속 반사층을 갖는 플립 본딩형 발광다이오드 및 그 제조방법{LIGHT EMITTING DIODE WITH A METAL REFLECTION LAYER EXPANDED AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플립 본딩형 발광다이오드를 설명하기 위한 단면도.
도 2 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 플립 본딩형 발광다이오드 제조방법을 설명하기 위한 도면들.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
100: 투명기판 S: 분리영역
200: 발광셀 220: 제 1 도전성 반도체층
240: 활성층 260: P형 반도체층
410: 제 1 절연층 420: 금속 배선층
430: 제 2 절연층 450: 금속 반사층.
본 발명은 서브마운트(submount)에 플립 본딩되는 발광다이오드에 관한 것으 로서, 더욱 상세하게는, 확장된 금속 반사층을 갖는 플립 본딩형 발광다이오드에 관한 것이다.
발광다이오드는 N형 반도체와 P형 반도체가 서로 접합된 구조를 가지는 광전변환 반도체 소자로서, 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발산하도록 구성된다. 일예로, 위와 같은 발광다이오드로는 질화갈륨(GaN)계 발광다이오드가 공지되어 있다. 질화갈륨계 발광다이오드는 사파이어 기판 상에서 GaN계로 이루어진 제 1 도전성 반도체층, 활성층(또는, 발광층), 제 2 도전성 반도체층이 연속적인 적층구조를 이루는 발광셀을 포함한다. 이때, 제 1 도전성 반도체층이 N형 반도체층일 경우 제 2 도전성 반도체층은 P형 반도체층이 되며, 그 반대로, 제 1 도전성 반도체층이 P형 반도체층이면 제 2 도전성 반도체층은 N형 반도체이 된다.
일반적으로, 발광셀은 제 2 도전성 반도체층과 그 아래의 활성층의 일부가 식각되어, 그 아래쪽의 제 1 도전성 반도체층의 일부가 외부로 노출되며, 이에 의해, 제 1 도전성 반도체층의 일 영역에 활성층과 제 2 도전성 반도체층이 한정 형성된 구조를 이룬다. 또한, 제 1 도전성 반도체층과 제 2 도전성 반도체층에는 전극 각각이 형성되는데, 그중에서도 광의 주된 통로가 되는 제 1 도전성 반도체층 상의 전극은 ITO, Ni/Au 또는 ZnO 등과 같은 투명전극층으로 형성된다.
한편, 통상의 발광다이오드는 순방향 전류에 의해 광을 방출하며, 직류전류의 공급을 필요로 한다. 따라서, 위와 같은 발광다이오드는, 교류전원에 직접 연결하여 사용할 경우, 전류의 방향에 따라 온/오프를 반복하여, 결과적으로 빛을 방출하지 못하고 역방향 전류에 의해 쉽게 파손되는 문제점을 안고 있다. 이에 대해, 고전압 교류전원에 직접 연결하여 사용할 수 있는 발광다이오드가 국제공개번호 WO2004/023568호(A1)호에 "발광요소들을 갖는 발광장치(LIGHT-EMITTING DEVICE HAVING LIGHT-EMITTING ELEMENTS)"라는 제목으로 사카이(SAKAI et. al.)에 의해 개시된 바 있다.
그리고, 위와 같은 교류 발광다이오드의 개발에 따라, 복수의 발광셀에 형성된 금속층들이 별도로 제공된 서브마운트에 플립 본딩되고 그 반대방향에 위치하는 투명기판을 통해 빛이 방출되는 플립 본딩형 발광다이오드가 개발된 바 있다. 이러한 종래의 플립 본딩형 발광다이오드는 열전도율이 높은 서브마운트의 채택에 의해 열방출 성능을 개선되어 광 추출 효율이 향상된다는 이점이 있다.
그러나, 종래의 플립 본딩형 발광다이오드는 발광셀들 사이의 분리영역에서 광 흡수 및/또는 광 손실이 커서 빛의 방출효율이 크게 떨어지는 문제점을 안고 있다. 이러한 문제점은 광을 투명기판을 향해 반사시키기 위한 금속 반사층이 제 2 반도체층 영역에 국한되어 형성되는 것에 기인한다.
따라서, 본 발명의 목적은, 금속 반사층이 복수의 발광셀과 그 발광셀들 사이의 분리영역에 걸쳐 형성됨으로써, 광 손실, 특히, 분리영역 부근에서 광손실을 크게 감소시키는 플립 본딩형 발광다이오드 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따라서, 하측의 서브마운트에 플립 본딩되며, 상측의 투명기판을 통해 빛을 방출하는 플립 본딩형 발광다이오드가 제공된다. 본 발명의 일 측면에 따른 플립 본딩형 발광다이오드는, 상기 투명기판의 일면에 복수개로 분리 형성되며, 제 1 도전성 반도체층과 상기 제 1 도전성 반도체층의 일 영역에 한정 형성된 활성층 및 제 2 도전성 반도체층을 차례대로 구비한 복수의 발광셀들과, 서로 인접하는 발광셀들 사이에서 상기 제 1 도전성 반도체층과 제 2 도전성 반도체층을 전기적으로 연결하는 금속 배선층 및 상기 금속 배선층으로부터 절연된 채 상기 복수의 발광셀 및 그 발광셀들 사이의 분리영역에 걸쳐 형성된 금속 반사층을 갖는 스텝 커버층들을 포함한다.
바람직하게는, 상기 스텝 커버층들은 상기 금속 배선층을 상기 발광셀들로부터 절연시키도록 상기 발광셀들을 덮도록 형성되는 제 1 절연층과, 상기 금속 배선층과 상기 금속 반사층 사이에 개재되는 제 2 절연층을 더 포함한다.
더욱 바람직하게는, 상기 플립 본딩형 발광다이오드는, 상기 금속 배선층으로부터 상기 제 2 절연층 및 금속 반사층을 차례대로 관통하여 상기 서브마운트에 본딩되는 금속 범프를 더 포함하되, 상기 금속 반사층은 상기 금속 범프와 전기적으로 분리되도록 상기 금속 범프의 단면크기 보다 큰 범프홀을 구비한다.
바람직하게는, 상기 복수의 발광셀들 각각은 상기 분리영역 둘레로 상기 스텝커버층의 경사진 형성을 허용하는 경사면을 구비한다. 그리고, 상기 금속 배선층은 상기 제 2 반도체층의 전 영역에 걸쳐 형성된다.
본 발명의 다른 측면에 따라 플립 본딩형 발광다이오드 제조방법이 개시된다. 상기 제조방법은, 투명기판의 일면에 제 1 도전성 반도체층, 활성층, 제 2 도전성 반도체층을 차례대로 형성하는 단계와, 상기 제 1 도전성 반도체층의 일 영역 에 상기 제 2 도전성 반도체층 및 활성층이 한정되도록, 상기 활성층 및 제 2 도전성 반도체층을 식각하는 단계와, 서로 인접하는 상기 발광셀들 사이에서 상기 제 1 도전성 반도체층과 제 2 도전성 반도체층을 전기적으로 연결하는 금속 배선층 및 상기 금속 배선층으로부터 절연된 채 상기 복수의 발광셀 및 그 발광셀들 사이의 분리영역에 걸쳐 형성된 금속 반사층을 갖는 스텝커버층을 형성하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 스텝 커버층들을 형성하는 단계는, 상기 발광셀들을 덮도록 제 1 절연층을 형성하고, 상기 제 1 및 제 2 도전성 반도체층의 전극들을 노출시키는 식각을 행하는 단계와, 상기 제 1 절연층 상에 형성되는 상기 금속 배선층으로 상기 전극들을 연결하는 단계와, 상기 금속 배선층이 형성된 발광셀들과 상기 발광셀들 사이의 분리영역을 덮도록 제 2 절연층을 형성하는 단계와, 상기 제 2 절연층을 따라 상기 발광셀들과 상기 발광셀들 사이의 분리 영역에 걸쳐지는 상기 금속 반사층을 형성하는 단계를 포함한다.
보다 바람직하게는, 상기 스텝 커버층들의 형성 단계는, 금속 배선층로부터 상기 제 2 절연층 및 금속 반사층을 차례로 관통하는 금속 범프를 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 금속 반사층에는 상기 금속 범프와 전기적으로 분리되도록 상기 금속 범프의 단면크기 보다 큰 범프홀이 형성된다.
바람직하게는, 상기 복수의 발광셀을 형성하는 단계에서는, 상기 분리영역 둘레로 상기 스텝커버층의 경사진 형성을 허용하는 경사면이 형성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 이하 설명되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 의해 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소를 나타낸다.
실시예
도 1은 본 발명의 실시예에 플립 본딩형 발광다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 투명기판(100)의 일면에는 복수개의 발광셀들(200)이 분리된 채 형성되어 있다. 상기 투명기판(100)은 예컨대, 사파이어 기판일 수 있다. 한편, 상기 발광셀들(200) 각각은 제 1 도전성 반도체층(220), 상기 제 1 도전성 반도체층(220)의 일 영역 상에 한정 형성된 활성층(240) 및 제 2 도전성 반도체층(260)을 차례대로 구비한다. 여기에서, 제 1 도전성 반도체층(220) 및 제 2 도전성 반도체층(260)은 각각 N형 및 P형 또는 P형 및 N형 반도체층일 수 있으나, 본 실시예에서는, 제 1 도전성 반도체층(220)이 N형으로 형성되고, 제 2 도전성 반도체층(260)이 P형으로 형성된다. 덧붙여, 상기 투명기판(100)과 발광셀(200)들 사이에는 발광셀(200) 하층과 기판(100) 사이의 격자 부정합을 완화시키기 위한 버퍼층(120)이 개재된다. 상기 버퍼층(120)은, 미세 두께를 갖는 부분으로서, 이하 설명에서는 상기 투명기판(100)의 일부분인 것으로 간주된다.
본 실시예에서, 상기 제 1 도전성 반도체층(220)은 N형 AlxInyGa1-x-yN(0≤x,y,x+y≤1)으로 형성될 수 있으며, N형 클래드층을 포함할 수 있다. 또한, 제 2 도전성 반도체층(260)은 P형 AlxInyGa1-x-yN(0≤x,y,x+y≤1)으로 형성될 수 있으며, P형 클래드층을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제 1 도전성 반도체층(220)은 실리콘(Si)을 도우핑하여 형성할 수 있으며, 제 2 도전성 반도체층(260)은 아연(Zn) 또는 마그네슘(Mg)을 도우핑하여 형성할 수 있다. 또한, 활성층(240)은 전자 및 정공이 재결합되는 영역으로서, InGaN을 포함하여 이루어진다. 상기 활성층(240)을 이루는 물질의 종류에 따라 발광셀에서 추출되는 발광 파장이 결정된다. 상기 활성층(240)은 양자우물층과 장벽층이 반복적으로 형성된 다층막일 수 있다. 상기 장벽층과 우물층은 일반식 AlxInyGa1-x-yN(0≤x,y,x+y≤1)으로 표현되는 2원 내지 4원 화합물 반도체층들일 수 있다.
한편, 상기 제 1 도전성 반도체층(220) 및 제 2 도전성 반도체층(260)에는 교류 전원 인가를 위한 제 1 전극(242)과 제 2 전극(290)이 각각 형성된다. 상기 제 1 전극(242)은 금속패드로 되며, 빛의 주요 통로가 되는 제 2 도전성 반도체층(260) 영역의 제 2 전극(290)은 ITO와 같은 투명전극층으로 형성된다. 그리고, 서로 인접하는 발광셀(200)들의 제 1 전극(242)과 제 2 전극(290)은 이하 설명되는 스텝커버층들(400)들 중 하나인 금속 배선층(420)에 의해 전기적으로 연결된다. 그리고, 상기 금속 배선층(420)에는 복수의 발광셀들(200)에 각각에 대응되게 복수의 범프(53)가 제공되며, 이 복수의 범프(53)는 금속 배선층(420)으로부터 그 하측의 다른 스텝커버층들을 관통하여 서브마운트(50)의 본딩패드들(51)에 본딩되어 있다.
상기 스텝커버층들(400)은, 전술한 금속 배선층(420) 외에, 예를 들면, SiO2와 같은 투명 절연성 소재의 제 1 및 제 2 절연층(410, 430)과 금속 반사층(450)을 포함한다. 그리고, 이 스텝 커버층들(400)은 그 측면, 보다 바람직하게는, 발광셀(200)들 사이의 분리영역 둘레의 측면 부근에서 경사지게 형성되는데, 이러한 경사진 구조는 분리영역의 둘레를 이루는 상기 발광셀들(200)의 측면이 경사면으로 형성됨으로써 가능하며, 상기 발광셀들(200) 각각의 경사면에 의해, 발광셀들(200) 사이의 분리영역(S)을 덮는 스텝커버층들(400), 특히, 금속 반사층(450)의 형성 공정이 쉽게 이루어질 수 있다.
상기 제 1 절연층(410)은 서로 분리되어 있는 복수의 발광셀들(200)들을 덮도록 형성되어 있으며, 이에 의해, 발광셀들(200) 사이의 분리영역(S)도 제 1 절연층(410)에 의해 덮여 있다. 그리고, 상기 제 1 절연층(410)은 전술한 제 1 전극(242) 및 제 2 전극(290)에 대응되는 부분이 개구되어 있다.
상기 금속 배선층(420)은 상기 제 1 절연층(410)을 따라 부분적으로 형성되어 있으며, 그 일부가 제 1 절연층(410)의 개구들을 통해 제 1 전극(242) 및 제 2 전극(290)과 연결된다. 그리고, 상기 금속 배선층(420)은 동일 발광셀의 제 1 및 제 2 전극이 전기적으로 연결되는 것을 막도록 그 일부가 제거되어 있다. 또한, 상기 금속 배선층(420)은 상기 제 2 도전성 반도체층(260) 및 그 위의 전극(즉, 투명전극층; 290) 전체에 걸쳐 형성되어 있는데, 이는 그 다음 형성되는 제 2 반도체 층(260) 영역의 스텝커버층들이 단차지게 형성되는 것을 막아준다. 도시되어 있지는 않지만, 상기 금속 배선층(420)의 반사 특성을 고려하여, 상기 제 2 반도체층(260)의 영역에는 상기 금속 배선층(420)과 함께 별도의 반사층을 형성할 수도 있다.
상기 제 2 절연층(430)은 그 위쪽의 금속 배선층(420)과 그 아래쪽의 금속 반사층(450) 사이를 절연하도록 제공된다. 상기 제 2 절연층(430)은 금속 배선층(420)과 그 금속 배선층(420)의 제거된 부분을 통해 노출된 제 1 절연층(410)을 덮도록 형성되며, 이에 의해, 상기 발광셀들(200) 사이의 분리영역(S) 또한 덮을 수 있다. 그리고, 상기 제 2 절연층(430)은 전술한 복수의 범프(53)에 대응되게 그 일부가 개구되어 있으며, 상기 복수의 범프(53)는 그 개구된 부분을 통해 하측으로 연장되어 있다.
상기 금속 반사층(450)은 상기 제 2 절연층(430)을 따라 그 제 2 절연층(430)의 하부에 형성되며, 상기 제 2 절연층(430)에 의해 금속 배선층(420)으로부터 전기 절연되어 있다. 상기 금속 반사층(450)은 상기 제 2 절연층(430)과 함께 복수의 발광셀(200)들 및 그 발광셀들 사이의 분리영역(S)을 거의 전체적으로 덮을 수 있다. 또한, 상기 금속 반사층(450)은 범프(53)들의 연장을 허용하는 복수의 범프홀(452)을 구비한다. 이때, 상기 복수의 범프홀(452)들 각각은 범프(53)보다 큰 단면 크기를 가져 범프(53)와 금속 반사층(450)이 접촉됨 없이 분리되어 있도록 해준다. 이와 같이, 금속 반사층(450)은, 스텝커버층들(400) 중 하나의 층으로 형성된 채, 복수의 발광셀(200) 및 그들 사이의 분리영역(S)에 거의 전체적으로 걸쳐 형성되므로, 발광셀(200)에서 발생된 빛을 거의 손실 없이 상기 투명기판(100)을 향해 반사시킬 수 있다. 그리고, 상기 범프(53)들도 반사성의 금속소재로 이루어져서 상기 금속 반사층(450)과 함께 광 손실을 줄이는데 기여하는 것이 바람직하다.
이하, 도 2 내지 도 8를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 플립 본딩형 발광다이오드의 제조방법을 설명한다.
도 2를 참조하면, 버퍼층(120)이 형성된 투명 기판(100) 상에 N형 제 1 도전성 반도체층(220), 활성층(240), 그리고, P형의 제 2 도전성 반도체층(260)을 차례로 형성한다. 그리고, 상기 버퍼층(120) 및 반도체층들(220, 240, 260)은 금속유기 화학기상증착(MOCVD), 분자선 성장(MBE) 또는 수소화물 기상 성장(HVPE) 방법 등을 사용하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 반도체층들(220, 240, 260)은 동일한 공정챔버에서 연속적으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 2 도전성 반도체층(260) 위에는 예컨대, ITO층으로 이루어진 제 2 전극(290)이 형성된다. 상기 제 2 전극(290)의 형성 전에 제 2 전극(290)과 제 2 도전성 반도체층(260) 사이의 오믹콘택 형성을 위해 대략 5~50Å의 델타토핑층으로 된 터널구조를 형성하는 공정이 수행될 수도 있다. 또한, 상기 제 2 전극(290)의 형성은 이하 설명되는 메사 형성 공정 후에 이루어질 수도 있다.
도 3을 참조하면, 메사 형성 공정에 의해 복수의 발광셀(200)이 기판(100) 위에 형성된다. 이 공정은 노광을 이용하는 식각 방식에 의해 이루어지는 것으로, 제 1 도전성 반도체층(220), 활성층(240), 제 2 도전성 반도체층(260) 및 제 2 전극(290)을 포함하는 복수의 발광셀(200)을 기판(100) 위에서 서로 이격되게 형성시키킨다. 또한, 제 2 도전성 반도체층(260) 및 활성층(240) 일부가 식각되므로, 제 1 도전성 반도체층(220)의 윗면 일부가 노출된다. 그리고, 상기 노출된 영역을 제외한 상기 제 1 도전성 반도체층의 일 영역에는 활성층(240)과 상기 제 2 도전성 반도체층(260)이 한정 형성된다. 그리고, 상기 제 1 도전성 반도체층(220)의 노출 영역에는 제 1 전극(242)이 금속 패드의 구조로 형성된다. 도 3에 도시된 식각공정에서, 발광셀(200)들의 측면은 경사면으로 형성되며, 상기 경사면은 그 다음 단계들에서 이루어지는 스텝커버층(400)들이 발광셀들(200) 사이의 분리영역과 발광셀(200)들 각각의 측면까지 용이하게 덮을 수 있도록 해준다. 이하에서는 스텝커버층들(400), 즉, 제 1 절연층(410), 금속 배선층(420), 제 2 절연층(430) 및 금속 반사층(450)을 연속시켜 형성하는 각 단계들이 도 4 내지 도 8을 참조로 하여 보다 구체적으로 설명된다.
도 4를 참조하면, 발광셀(200)들을 갖는 투명 기판(100)에 투명성의 제 1 절연층(410)이 증착 방식으로 형성된다. 상기 제 1 절연층(410)은 발광셀들(200)의 측벽 및 상부면 일부를 덮고 그 발광셀들(200) 사이의 분리영역(S)을 전체적으로 덮는다. 도 4에서, 상기 제 1 절연층(410)에는 제 1 전극(242) 및 제 2 전극(290)을 노출시키는 개구가 형성된다. 이 개구는 상기 제 1 절연층(410)의 증착 형성 후 제 1 전극(242)과 제 2 전극(290)을 노출시키도록 제 1 절연층(410) 부분을 패터닝 식각하여 얻어질 수 있다. 이때, 상기 제 1 절연층(410)은 화학기상증착(CVD) 방식을 이용하여 예컨대 실리콘 산화막으로 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제 1 절연층(410)은 각 발광셀(200)들의 측부 경사면들에 의해 보다 용이하게 분리 영역(S) 및 발광셀(200) 측면을 덮도록 형성될 수 있다.
도 5 및 도6을 참조하면, 상기 제 1 전극(242)과 제 2 전극(290)을 연결하는 금속 배선층(420)이 형성된다. 상기 금속 배선층(420)은 증착 방식 또는 도금 방식에 의해 전술한 제 1 절연층(410)을 따라 전체적으로 형성된다. 그리고, 상기 금속 배선층(420)은 그 일부가 제 1 절연층(410)에 형성된 개구들에 채워져서 발광셀(200)들의 제 1 전극(242)과 제 2 전극(290)을 전기적으로 연결한다. 발광셀들(200)들에 교류 전원의 인가하기 위해서는, 서로 인접하는 발광셀의 두 전극만이 전기적으로 연결되어야 하므로, 도 5에 도시된 금속 배선층(420) 일부가 도 6에 도시된 것과 같이 제거된다. 이에 의해, 동일 발광셀의 전극들 사이의 전기적 연결은 끊어진다.
상기 금속 배선층(420)이 형성되면, 제 2 절연층(430)과 금속 반사층(450)이 형성된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 절연층(430)은 범프들(53)이 관통되는 개구를 포함하도록 형성되며, 그 개구를 제외한 나머지 영역에서는 금속 배선층(420) 및 제 1 절연층(410)을 따라 형성되어 있다. 따라서, 상기 제 2 절연층(430)은 발광셀들(200)의 영역과 그 발광셀들 사이의 분리영역(S)에 걸쳐져 형성된다. 상기 금속 반사층(450)은 실질적으로 제 2 절연층(430)을 따라 전체적으로 형성된다. 따라서, 상기 금속 반사층(450)은 상기 제 2 절연층(430)에 의해 덮여지는 영역들, 즉 발광셀들(200)의 영역과 그 발광셀들(200)들 사이의 분리영역(S)을 전체적으로 덮고 있다. 이때, 상기 금속 반사층(450)에는 복수의 범프(53)가 통과 되는 범프홀(452)이 형성되며, 상기 범프홀(252)을 통해 복수의 범프(53)가 각각 연장된다. 이때, 상기 범프홀(452)의 크기는 범프(53)의 단면 크기보다 크게 정하며, 이에 의해, 범프(53)과 금속 반사층(450)의 전기적인 접촉은 배제될 수 있다.
도 8을 참조하면, 서브마운트(50)에 대한 발광다이오드의 플립 본딩 단계가 도시되어 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 전술한 범프들(53)이 서브마운트(50)를 향하도록 배향되며, 그 범프들(53)이 서브마운트(50) 상에 형성된 본딩패드(51)들에 본딩된다. 이러한 플립 본딩에 의해, 도 1에 도시된 것과 같이, 서브마운트(50)에 플립 본딩된 발광다이오드(1)이 제조될 수 있다.
본 실시예에 따라 제조된 발광다이오드(1)는 스텝커버층(400)들, 특히, 금속 반사층(450)이 복수의 발광셀들(200)들과 그 발광셀들(200) 사이의 분리영역(S)을 전체적으로 덮고 있으며, 이에 의해, 발광셀들(200)에서 발생된 빛은 소실됨 없이 상기 금속 반사층(450)에 의해 반사되어 투명기판(100)을 통해 외부로 방출될 수 있는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 플립 본딩형 발광다이오드는, 발광셀들 사이의 분리영역 부근에서도 빛을 손실/흡수 없이 반사시킬 수 있으며, 이에 따라, 보다 향상된 광방출 성능을 갖게 되는 효과를 갖는다.

Claims (17)

  1. 하측의 서브마운트에 플립 본딩되며, 상측의 투명기판을 통해 빛을 방출하는 플립 본딩형 발광다이오드에 있어서,
    상기 투명기판의 일면에 복수개로 분리 형성되며, 제 1 도전성 반도체층과 상기 제 1 도전성 반도체층의 일 영역에 한정 형성된 활성층 및 제 2 도전성 반도체층을 차례대로 구비한 복수의 발광셀들과;
    서로 인접하는 상기 발광셀들 사이에서 상기 제 1 도전성 반도체층과 제 2 도전성 반도체층을 전기적으로 연결하는 금속 배선층 및 상기 금속 배선층으로부터 절연된 채 상기 복수의 발광셀 및 그 발광셀들 사이의 분리영역에 걸쳐 형성된 금속 반사층을 갖는 스텝 커버층들을 포함하며,
    상기 스텝 커버층들은, 상기 금속 배선층을 상기 발광셀들로부터 절연시키도록 상기 발광셀들을 덮도록 형성된 투명성의 제 1 절연층과, 상기 금속 배선층과 상기 금속 반사층 사이에 개재되는 투명성의 제 2 절연층을 포함하며,
    상기 복수의 발광셀들 각각은 상기 분리영역 둘레로 상기 스텝커버층의 경사진 형성을 허용하는 경사면을 구비하는 것을 특징으로 하는 플립 본딩형 발광다이오드.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 금속 배선층로부터 상기 제 2 절연층 및 금속 반사층을 차례대로 관통하여 상기 서브마운트에 본딩되는 금속 범프를 더 포함하되, 상기 금속 반사층은 상기 금속 범프와 전기적으로 분리되도록 상기 금속 범프의 단면크기 보다 큰 범프홀을 구비한 것을 특징으로 하는 플립 본딩형 발광다이오드.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 금속 배선층은 상기 제 2 도전성 반도체층의 전 영역에 걸쳐 형성된 것을 특징으로 하는 플립 본딩형 발광다이오드.
  6. 투명기판의 일면에 제 1 도전성 반도체층, 활성층, 제 2 도전성 반도체층을 차례대로 포함하는 복수의 발광셀을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 도전성 반도체층의 일 영역에 상기 제 2 도전성 반도체층 및 활성층이 한정되도록, 상기 활성층 및 제 2 도전성 반도체층을 식각하는 단계와;
    서로 인접하는 상기 발광셀들 사이에서 상기 제 1 도전성 반도체층과 제 2 도전성 반도체층을 전기적으로 연결하는 금속 배선층 및 상기 금속 배선층으로부터 절연된 채 상기 복수의 발광셀 및 그 발광셀들 사이의 분리영역에 걸쳐 형성된 금속 반사층을 갖는 스텝커버층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 스텝 커버층들을 형성하는 단계는,
    상기 발광셀들을 덮도록 투명성의 제 1 절연층을 형성하고, 상기 제 1 및 제 2 도전성 반도체층의 전극들을 노출시키는 식각을 행하는 단계와,
    상기 제 1 절연층 상에 형성되는 상기 금속 배선층으로 상기 전극들을 연결하는 단계와,
    상기 금속 배선층이 형성된 발광셀들과 상기 발광셀들 사이의 분리영역을 덮도록 투명성의 제 2 절연층을 형성하는 단계와,
    상기 제 2 절연층을 따라 상기 발광셀들과 상기 발광셀들 사이의 분리 영역에 걸쳐 상기 금속 반사층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플립 본딩형 발광다이오드의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 스텝 커버층들을 형성하는 단계는, 금속 배선층으로부터 상기 제 2 절연층 및 금속 반사층을 차례로 관통하는 금속 범프를 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 금속 반사층에는 상기 금속 범프와 전기적으로 분리되도록 상기 금속 범프의 단면크기 보다 큰 범프홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 플립 본딩형 교류 발광다이오드의 제조방법.
  9. 청구항 6 또는 청구항 8에 있어서, 상기 복수의 발광셀을 형성하는 단계에서는, 상기 분리영역 둘레로 상기 스텝커버층의 경사진 형성을 허용하는 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 플립 본딩형 발광다이오드의 제조방법.
  10. 청구항 6에 있어서, 상기 금속 배선층이 상기 제 2 반도체층의 전 영역에 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 플립 본딩형 발광다이오드의 제조방법.
  11. 서브마운트;
    상기 서브마운트 상에 본딩된 복수의 발광셀;
    상기 복수의 발광셀을 직렬 연결하기 위한 스텝커버층을 포함하며,
    상기 스텝커버층은 상부의 제1 절연층과, 하부의 제2 절연층과, 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층 사이에 형성된 금속배선층을 포함하며,
    상기 스텝커버층은 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
  12. 삭제
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 스텝커버층은 상기 제2 절연층의 하부에 형성된 금속 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 스텝커버층은 상기 금속 반사층과 별도로 형성된 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
  15. 청구항 11에 있어서, 상기 복수의 발광셀의 상부에 투명기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
  16. 청구항 11에 있어서, 상기 서브마운트와 상기 복수의 발광셀 사이에 본딩패드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 본딩패드들과 상기 발광셀 사이에 범프를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
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