KR101171358B1 - Laser lift-off apparatus having heater - Google Patents

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Abstract

히터를 갖는 레이저 리프트 오프 장치가 개시된다. 이 장치는 레이저 빔을 방출하는 레이저 발진기, 작업 대상물을 지지하는 스테이지 및 작업 대상물을 가열하는 히터를 포함한다. 이에 따라, 상기 히터를 이용하여 작업 대상물을 가열함으로써 작업 대상물의 휨을 완화할 수 있으며, 그 결과, 레이저 리프트 오프 공정에서 레이저 빔의 초점을 맞추는 것이 쉽고 또한 에피층들의 크랙을 방지할 수 있다.A laser lift off device having a heater is disclosed. The apparatus includes a laser oscillator that emits a laser beam, a stage for supporting the workpiece and a heater for heating the workpiece. Accordingly, the warpage of the workpiece can be alleviated by heating the workpiece using the heater. As a result, it is easy to focus the laser beam in the laser lift-off process and prevent cracking of the epilayers.

레이저 리프트 오프, 사파이어, 에피층, 수직형 발광 다이오드 Laser lift off, sapphire, epi layer, vertical light emitting diode

Description

히터를 갖는 레이저 리프트 오프 장치{LASER LIFT-OFF APPARATUS HAVING HEATER}LASER LIFT-OFF APPARATUS HAVING HEATER}

본 발명은 발광 다이오드 제조에 사용되는 레이저 리프트 오프 장치에 관한 것으로, 특히 히터를 갖는 레이저 리프트 오프 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a laser lift off device for use in manufacturing light emitting diodes, and more particularly to a laser lift off device having a heater.

일반적으로 질화갈륨(GaN), 질화알루미늄(AlN) 등과 같은 Ⅲ족 원소의 질화물은 열적 안정성이 우수하고 직접 천이형의 에너지 밴드(band) 구조를 갖고 있어, 최근 가시광선 및 자외선 영역의 발광소자용 물질로 많은 각광을 받고 있다. 특히, 질화인듐갈륨(InGaN)을 이용한 청색 및 녹색 발광 소자는 대규모 천연색 평판 표시 장치, 신호등, 실내 조명, 고밀도광원, 고해상도 출력 시스템과 광통신 등 다양한 응용 분야에 활용되고 있다.In general, nitrides of group III elements, such as gallium nitride (GaN) and aluminum nitride (AlN), have excellent thermal stability and have a direct transition energy band structure. It is attracting much attention as a substance. In particular, blue and green light emitting devices using indium gallium nitride (InGaN) have been used in various applications such as large-scale color flat panel display devices, traffic lights, indoor lighting, high density light sources, high resolution output systems, and optical communications.

이러한 III족 원소의 질화물 반도체층은 그것을 성장시킬 수 있는 동종의 기판을 제작하는 것이 어려워, 유사한 결정 구조를 갖는 이종 기판에서 금속유기화학기상증착법(MOCVD) 또는 분자선 증착법(molecular beam epitaxy; MBE) 등의 공정을 통해 성장된다. 이종기판으로는 육방 정계의 구조를 갖는 사파이어(Sapphire) 기판이 주로 사용된다. 그러나, 사파이어는 전기적으로 부도체이므로, 발광 다이오드 구조를 제한한다. 이에 따라, 최근에는 사파이어와 같은 이종기판 상에 질화물 반도체층과 같은 에피층들을 성장시킨 후, 이종기판을 분리하여 수직형 구조의 발광 다이오드를 제조하는 기술이 연구되고 있다.Such a nitride semiconductor layer of Group III elements is difficult to fabricate homogeneous substrates capable of growing them, and therefore, such as metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) or molecular beam epitaxy (MBE), etc., on heterogeneous substrates having a similar crystal structure. Is grown through the process. As a hetero substrate, a sapphire substrate having a hexagonal structure is mainly used. However, sapphire is an electrically insulator, thus limiting the light emitting diode structure. Accordingly, recently, a technique for manufacturing a light emitting diode having a vertical structure by growing an epitaxial layer such as a nitride semiconductor layer on a hetero substrate such as sapphire and separating the hetero substrate is studied.

상기 이종기판을 분리하는 방법으로 레이저 리프트 오프 방법이 주로 사용된다. 레이저 리프트 오프 방법은 이종 기판, 예컨대 사파이어 기판 상에 에피층들을 성장시키고, 상기 에피층들 상에 제2 기판을 본딩한 후, 상기 사파이어 기판을 통해 레이저 빔을 조사하여 에피층으로부터 이종 기판을 분리하는 기술이다. 이때, 레이저 빔을 사파이어 기판 크기를 갖도록 형성하는 것은 광학적으로 곤란하다. 이에 따라, 최종 칩 크기 정도의 레이저 빔 크기로 라인 스캔을 하는 방식이 주로 사용되고 있다.A laser lift-off method is mainly used as a method of separating the hetero substrate. The laser lift-off method grows epitaxial layers on a heterogeneous substrate, such as a sapphire substrate, bonds a second substrate on the epitaxial layers, and then irradiates a laser beam through the sapphire substrate to separate the heterogeneous substrate from the epitaxial layer. It is a technique to do. At this time, it is optically difficult to form the laser beam to have a sapphire substrate size. Accordingly, a method of scanning a line with a laser beam size of about the final chip size is mainly used.

그런데, 상기 종래 방법에 따르면, 사파이어 기판과 동종 기판 또는 사파이어 기판과 열팽창 계수가 유사한 제2 기판을 사용할 경우, 레이저 빔의 조사에 의한 사파이어 기판의 분리가 큰 문제 없이 진행되지만, 사파이어 기판과 제2 기판의 열팽창 계수가 다른 경우, 레이저 리프트 오프 방법으로 사파이어 기판을 분리하는 동안 에피층에 크랙이나 깨짐이 자주 발생되고 있다. 더욱이, 사파이어 기판과 제2 기판의 열팽창 계수가 다른 경우, 제2 기판을 본딩한 후, 사파이어 기판에 휨(bowing)이 발생되고 있다. 상기 휨에 의해, 사파이어 기판의 위치에 따라 레이저 빔의 초점이 맞지 않게 되어 레이저 빔의 에너지를 사파이어와 에피층의 계면에 정확하게 전달하기 어렵다.By the way, according to the conventional method, when using a sapphire substrate and the same substrate or a second substrate similar in thermal expansion coefficient to the sapphire substrate, separation of the sapphire substrate by the irradiation of the laser beam proceeds without a great problem, but the sapphire substrate and the second When the coefficient of thermal expansion of the substrate is different, cracks or cracks frequently occur in the epi layer during separation of the sapphire substrate by the laser lift-off method. Moreover, when the thermal expansion coefficients of the sapphire substrate and the second substrate are different, bowing occurs in the sapphire substrate after bonding the second substrate. Due to the bending, the laser beam is not focused according to the position of the sapphire substrate, and it is difficult to accurately transfer the energy of the laser beam to the interface between the sapphire and the epi layer.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 레이저 리프트 오프 방법을 사용한 기판 분리시, 에피층들 내에 크랙이나 깨짐이 발생되는 것을 방지할 수 있는 레이저 리프트 오프 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laser lift-off device capable of preventing cracks and cracks from occurring in epitaxial layers during substrate separation using a laser lift-off method.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 레이저 리프트 오프 방법을 사용한 기판 분리시, 성장 기판의 휨을 완화시켜 레이저 빔의 초점 맞추기가 용이한 레이저 리프트 오프 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a laser lift-off device that facilitates focusing of a laser beam by relieving warpage of a growth substrate during substrate separation using a laser lift-off method.

본 발명의 일 태양에 따르면, 히터를 갖는 레이저 리프트 오프 장치가 제공된다. 이 장치는 레이저 빔을 방출하는 레이저 발진기, 작업 대상물(workpiece)을 지지하는 스테이지 및 상기 작업 대상물을 가열하는 히터를 포함한다.According to one aspect of the present invention, a laser lift off device having a heater is provided. The apparatus includes a laser oscillator that emits a laser beam, a stage for supporting a workpiece, and a heater for heating the workpiece.

상기 작업 대상물은 제1 기판, 상기 제1 기판 상에 성장된 에피층들 및 상기 에피층들에 본딩된 제2 기판을 포함한다.The workpiece includes a first substrate, epi layers grown on the first substrate, and a second substrate bonded to the epi layers.

종래, 레이저 리프트 오프 기술은, 제1 온도에서 제2 기판이 본딩된 후, 제1 기판을 상온으로 냉각하고, 그 후 상기 제1 기판을 통해 레이저 빔을 조사하여 제1 기판을 에피층들로부터 분리한다. 이때, 상기 제1 기판과 제2 기판의 열팽창 계수 차이에 의해, 제1 기판의 휨(bowing)이 발생되고, 레이저를 조사하여 제1 기판을 분리하는 동안, 에피층들에 크랙이나 깨짐이 발생되기 쉽다.Conventionally, a laser lift-off technique, after bonding a second substrate at a first temperature, cools the first substrate to room temperature, and then irradiates a laser beam through the first substrate to remove the first substrate from the epilayers. Separate. At this time, due to the difference in thermal expansion coefficient between the first substrate and the second substrate, bowing of the first substrate occurs, and cracks or cracks occur in the epi layers while the laser is irradiated to separate the first substrate. Easy to be

이에 반해, 본 발명의 상기 태양에 따르면, 상기 히터를 사용하여 상기 제1 기판을 가열할 수 있다. 따라서, 상기 제1 기판의 휨이 완화된 상태에서 상기 제1 기판을 통해 레이저 빔을 조사할 수 있으며, 그 결과, 에피층들에 크랙이나 깨짐이 발생되는 것을 방지할 수 있다.In contrast, according to the aspect of the present invention, the first substrate can be heated using the heater. Accordingly, the laser beam may be irradiated through the first substrate in a state where the warpage of the first substrate is relaxed, and as a result, cracks or cracks may be prevented from occurring in the epi layers.

일 실시예에 있어서, 상기 히터는 저항 히터일 수 있다. 또한, 상기 스테이지는 이동 가능한 메인 스테이지를 포함하고, 상기 저항 히터는 상기 메인 스테이지 상에 설치될 수 있다. 또는, 상기 저항 히터는 상기 메인 스테이지 내에 설치될 수도 있다.In one embodiment, the heater may be a resistance heater. In addition, the stage may include a movable main stage, and the resistance heater may be installed on the main stage. Alternatively, the resistance heater may be installed in the main stage.

또한, 상기 스테이지는, 상기 메인 스테이지와 상기 저항 히터 사이에 배치된 절연체, 상기 저항 히터 상에 위치하는 히터 고정판 및 상기 히터 고정판을 고정시키기 위한 고정핀들을 더 포함할 수 있다. 상기 절연체, 히터 고정판 및/또는 상기 고정핀들은 세라믹 또는 플라스틱으로 제조될 수 있다. 바람직하게, 상기 절연체, 히터 고정판 및 고정핀들은 동일 재질일 수 있다.The stage may further include an insulator disposed between the main stage and the resistance heater, a heater fixing plate positioned on the resistance heater, and fixing pins for fixing the heater fixing plate. The insulator, the heater fixing plate and / or the fixing pins may be made of ceramic or plastic. Preferably, the insulator, the heater fixing plate and the fixing pin may be the same material.

다른 실시예들에 있어서, 상기 히터는 적외선 램프 또는 열풍기일 수 있다.In other embodiments, the heater may be an infrared lamp or a hot air fan.

본 발명에 따르면, 레이저 리프트 오프 장치 내의 히터를 이용하여 성장 기판을 가열할 수 있어, 성장 기판의 휨을 완화하여 레이저 빔의 초점을 쉽게 맞출 수 있으며, 또한, 성장 기판을 분리하는 동안 에피층들에 크랙이나 깨짐이 발생되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, the growth substrate can be heated by using a heater in the laser lift-off device, so that the warpage of the growth substrate can be alleviated to easily focus the laser beam, and also the epilayers are separated during the growth substrate separation. Cracks or cracks can be prevented from occurring.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided as examples to ensure that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the width, length, thickness, and the like of the components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리프트 오프 기술을 이용하여 발광 다이오드를 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.1 to 5 are schematic cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting diode using a laser lift off technique according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 제1 기판(10) 상에 제1 도전형 화합물 반도체층(21), 활성층(23) 및 제2 도전형 화합물 반도체층(25)을 포함하는 에피층들(26)이 형성된다. 상기 제1 기판(10)은 에피층들(26)이 성장되는 성장 기판, 예컨대 사파이어 기판일 수 있다.Referring to FIG. 1, epitaxial layers 26 including a first conductive compound semiconductor layer 21, an active layer 23, and a second conductive compound semiconductor layer 25 may be formed on a first substrate 10. Is formed. The first substrate 10 may be a growth substrate on which the epi layers 26 are grown, for example, a sapphire substrate.

상기 에피층들(26)은 질화갈륨 계열의 화합물 반도체층들일 수 있으며, 유기 화학 기상 증착 또는 분자선 증착 기술을 사용하여 제1 기판(10) 상에 성장될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 상기 에피층들(26)은 제1 기판(10)과 그 위에 성장되는 에피층(26)의 격자 부정합을 완화하기 위한 버퍼층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 활성층(23)은 단일 양자 우물 구조 또는 다중 양자 우물 구조일 수 있다. 여기서, 상기 제1 도전형 및 제2 도전형은 각각 n형 및 p형, 또는 p형 및 n형일 수 있다.The epi layers 26 may be gallium nitride-based compound semiconductor layers, and may be grown on the first substrate 10 using organic chemical vapor deposition or molecular beam deposition. Although not shown, the epi layers 26 may include a buffer layer to mitigate lattice mismatch between the first substrate 10 and the epi layer 26 grown thereon. In addition, the active layer 23 may be a single quantum well structure or a multi quantum well structure. Here, the first conductivity type and the second conductivity type may be n type and p type, or p type and n type, respectively.

상기 에피층들(26)은 그 전체 두께가 10㎛를 초과하지 않는 두께로 형성된다. 이들 에피층들(26)의 총 두께는 성장 기판으로 사용되는 제1 기판(10)의 두께 에 비해 상대적으로 매우 작은 것이다. 예컨대, 제1 기판(10)은 보통 100㎛ 이상의 두께를 가지므로, 상기 에피층들(26)의 두께는 제1 기판(10) 두께의 1/10을 초과하지 않는다. 에피층들(26)의 전체 두께를 10㎛ 이하로 함으로써, 에피층들(26)에 의해 제1 기판(10)에 인가되는 스트레스가 상대적으로 감소될 수 있다.The epi layers 26 are formed to a thickness not exceeding 10 μm in total thickness. The total thickness of these epilayers 26 is relatively small compared to the thickness of the first substrate 10 used as the growth substrate. For example, since the first substrate 10 usually has a thickness of 100 μm or more, the thickness of the epi layers 26 does not exceed 1/10 of the thickness of the first substrate 10. By setting the total thickness of the epi layers 26 to 10 μm or less, the stress applied to the first substrate 10 by the epi layers 26 can be relatively reduced.

상기 에피층들(26)은 진공 챔버 내에서 성장되며, 성장이 완료된 후, 다음 공정을 위해 상기 에피층들(26)이 성장된 제1 기판(10)이 상기 챔버로부터 꺼내진다.The epi layers 26 are grown in a vacuum chamber, and after the growth is completed, the first substrate 10 on which the epi layers 26 are grown is removed from the chamber for the next process.

도 2를 참조하면, 상기 에피층들(26)의 최상층, 예컨대 제2 도전형 화합물 반도체층(25) 상에 제2 기판(30)이 본딩된다. 상기 제2 기판(30)은 열 전도, 전기 전도 등 그 용도에 따라 다양하게 선택될 수 있으며, 예컨대 실리콘 기판 또는 금속 기판일 수 있다. 특히, 수직형 발광 다이오드를 제조할 경우, 상기 제2 기판(30)은 도전성 기판이다. 상기 제2 기판(30)은 일반적으로 상기 제1 기판(10)과 다른 열팽창 계수를 갖는다.Referring to FIG. 2, the second substrate 30 is bonded on the uppermost layer of the epi layers 26, for example, the second conductive compound semiconductor layer 25. The second substrate 30 may be variously selected according to its use, such as thermal conduction, electrical conduction, and the like, and may be, for example, a silicon substrate or a metal substrate. In particular, when manufacturing a vertical light emitting diode, the second substrate 30 is a conductive substrate. The second substrate 30 generally has a coefficient of thermal expansion different from that of the first substrate 10.

한편, 상기 제2 기판(30)은 본딩 금속(31)의 공융 본딩(eutectic bonding)을 이용하여 에피층들(26)에 본딩될 수 있다. 상기 본딩 금속(31)은 AuSn일 수 있으며, AuSn은 약 330℃ 정도의 융점을 갖는다. AuSn보다 고융점의 본딩 금속이 또한 사용될 수 있다. 이러한 본딩 금속(31)이 에피층들(26) 측 및 제2 기판(30) 측에 각각 형성된 후, 상온보다 높은 제1 온도, 예컨대 약 300℃의 온도로 가열됨으로써 공융 본딩되고, 그 결과, 제2 기판(30)이 에피층들(26)에 부착된다.The second substrate 30 may be bonded to the epi layers 26 using eutectic bonding of the bonding metal 31. The bonding metal 31 may be AuSn, and AuSn may have a melting point of about 330 ° C. Bonding metals of higher melting point than AuSn may also be used. These bonding metals 31 are formed on the epilayers 26 side and the second substrate 30 side, respectively, and are then eutectic bonded by heating to a first temperature higher than room temperature, such as a temperature of about 300 ° C. The second substrate 30 is attached to the epi layers 26.

한편, 상기 본딩 금속(31)을 형성하기 전, 상기 에피층들(26) 상에 반사 층(27) 및 확산 방지층(29)이 형성될 수 있다. 반사층(27)은 활성층(23)에서 생성되어 제2 기판(30) 측으로 향하는 광을 반사시키어 광 출력을 향상시킨다. 상기 반사층(27)은 또한, 제2 도전형 반도체층(25)과 오믹 콘택할 수 있으며, Al, Ag, Ni, Ph, Pd, Pt, Ru 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 한편, 확산 방지층(29)은 본딩 금속(31)이 반사층(27)으로 확산되어 반사층(27)의 반사율을 떨어뜨리는 것을 방지한다.Meanwhile, before forming the bonding metal 31, the reflective layer 27 and the diffusion barrier layer 29 may be formed on the epi layers 26. The reflective layer 27 reflects the light generated in the active layer 23 toward the second substrate 30 to improve the light output. The reflective layer 27 may also be in ohmic contact with the second conductivity-type semiconductor layer 25 and may be formed of Al, Ag, Ni, Ph, Pd, Pt, Ru, or an alloy thereof. On the other hand, the diffusion barrier layer 29 prevents the bonding metal 31 from diffusing into the reflective layer 27 to lower the reflectance of the reflective layer 27.

도 3을 참조하면, 상기 제2 기판(30)의 본딩 후, 상기 제1 기판(10) 및 제2 기판(30)은 일단 상온으로 냉각될 수 있다. 그 후, 상기 제1 기판(10)을 분리하기 위해, 상기 제1 기판(10)이 레이저 리프트 오프 장치 내에 배치된다.Referring to FIG. 3, after bonding of the second substrate 30, the first substrate 10 and the second substrate 30 may be cooled to room temperature once. Thereafter, in order to separate the first substrate 10, the first substrate 10 is disposed in the laser lift-off device.

레이저를 조사하기 전, 상기 제1 기판(10)은 상온보다 높은 온도로 가열된다. 이때, 상기 기판(10)의 온도(제2 온도)는 상기 본딩 금속의 융점을 고려하여, 상기 공융 온도인 상기 제1 온도를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 상기 제1 온도를 초과할 경우, 본딩 금속의 과도한 열팽창에 의해 에피층들(26)이 파괴될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 상기 본딩 금속(31)이 AuSn인 경우, 상기 제1 기판(10)은 300℃ 이하의 온도로 가열될 수 있으며, 바람직하게 200~300℃ 범위 내의 온도로 가열될 수 있다.Before irradiating a laser, the first substrate 10 is heated to a temperature higher than room temperature. At this time, it is preferable that the temperature (second temperature) of the substrate 10 does not exceed the first temperature which is the eutectic temperature in consideration of the melting point of the bonding metal. When the first temperature is exceeded, the epi layers 26 may be destroyed by excessive thermal expansion of the bonding metal. Thus, for example, when the bonding metal 31 is AuSn, the first substrate 10 may be heated to a temperature of less than 300 ℃, preferably to a temperature within the range of 200 ~ 300 ℃. .

상기 제1 기판(10)은 히터를 갖도록 특수하게 제작된 레이저 리프트 오프 장치 내에서 수행될 수도 있으며, 특수하게 제작된 레이저 리프트 오프 장치에 대해서는 후술한다.The first substrate 10 may be performed in a laser lift-off device specially manufactured to have a heater, which will be described later.

도 4를 참조하면, 이어서, 제1 기판(10)을 통해 레이저 빔을 조사하여 에피 층들(26)로부터 제1 기판(10)이 분리된다. 이때, 상기 제1 기판(10)의 온도는 상온보다 높고 상기 제1 온도를 초과하지 않는 온도 범위 내에 있다. 따라서, 상기 제1 기판(10)과 제2 기판(30) 사이의 열팽창 계수 차이에 의해 제1 기판(10) 또는 제2 기판(30)에 인가되는 스트레스가 감소된다. 따라서, 제1 기판(10)의 휨이 완화되어 레이저 빔의 초점을 맞추는 것이 용이하며, 또한, 제1 기판(10)이 부분적으로 분리되는 동안, 에피층들(26)에 크랙이나 깨짐이 발생하는 것이 방지될 수 있다. Referring to FIG. 4, the first substrate 10 is separated from the epi layers 26 by irradiating a laser beam through the first substrate 10. In this case, the temperature of the first substrate 10 is higher than room temperature and within a temperature range not exceeding the first temperature. Therefore, the stress applied to the first substrate 10 or the second substrate 30 is reduced by the thermal expansion coefficient difference between the first substrate 10 and the second substrate 30. Accordingly, the warpage of the first substrate 10 is alleviated to facilitate focusing of the laser beam, and cracks or cracks are generated in the epi layers 26 while the first substrate 10 is partially separated. Can be prevented.

도 5를 참조하면, 상기 제1 기판(10)이 분리된 후, 노출된 제1 도전형 반도체층(21) 상에 전극 패드(33)가 형성되고, 제2 기판(30)에 전극 패드(35)가 형성된다. 이어서, 상기 제2 기판(30)을 포함하여 에피층들(26)을 개별 발광 다이오드들로 분리함으로써 수직형 구조의 발광 다이오드가 완성된다.Referring to FIG. 5, after the first substrate 10 is separated, an electrode pad 33 is formed on the exposed first conductive semiconductor layer 21, and an electrode pad ( 35) is formed. Subsequently, the epitaxial layers 26 including the second substrate 30 are separated into individual light emitting diodes, thereby completing a vertical light emitting diode.

본 실시예에 있어서, 레이저 빔을 조사하기 전, 상기 제1 기판(10)이 가열되는 것으로 설명하지만, 제2 기판(30)을 에피층들(26)에 본딩한 후, 제1 기판(10)이 냉각되는 도중에 상기 제1 기판(10)을 레이저 리프트 오프 장치에 장착하고 레이저를 조사하여 제1 기판(10)을 분리할 수도 있다.In the present exemplary embodiment, the first substrate 10 is heated before the laser beam is irradiated. However, after the second substrate 30 is bonded to the epi layers 26, the first substrate 10 is applied. The first substrate 10 may be mounted on the laser lift-off device while the c) is cooled, and the first substrate 10 may be separated by irradiating a laser.

본 실시예에 있어서, 상기 제2 기판(30)이 본딩 금속(31)을 이용하여 에피층들(26)에 본딩되는 것으로 설명하지만, 상기 제2 기판(30)을 에피층들(26)에 본딩하는 것은 이에 한정되지 않으며, 다른 다양한 기술들이 또한 사용될 수 있다.In the present embodiment, the second substrate 30 is described as being bonded to the epi layers 26 using the bonding metal 31, but the second substrate 30 is bonded to the epi layers 26. Bonding is not so limited, and various other techniques may also be used.

도 6은 제2 기판(30)을 본딩한 후, 가열 온도에 따른 휨을 나타내는 그래프이다. 여기서, 상기 제1 기판(10)은 2인치 사파이어 기판이고, 상기 제2 기판(30)은 실리콘 기판이며, 제2 기판(30)은 AuSn의 공융 본딩을 이용하여 300℃에서 에피 층들(26)에 본딩되었다. 휨(bowing) 값은 제2 기판(30)이 평평한 면에 접하도록 웨이퍼를 놓고, 평평한 면으로부터의 제2 기판(30)의 가장자리들의 높이를 측정하여 얻어진 평균 값이다.6 is a graph showing warping according to heating temperature after bonding the second substrate 30. Here, the first substrate 10 is a 2-inch sapphire substrate, the second substrate 30 is a silicon substrate, and the second substrate 30 is epitaxial layers 26 at 300 ° C. using eutectic bonding of AuSn. Bonded to The bowing value is an average value obtained by placing the wafer so that the second substrate 30 abuts on a flat surface and measuring the height of the edges of the second substrate 30 from the flat surface.

도 6을 참조하면, 제2 기판(30)이 본딩된 후, 상온에서 약 3.2㎜의 휨이 발생되고, 이 웨이퍼를 가열함에 따라 휨이 감소하며, 200℃에서 휨이 상온에 비해 1/2 미만으로 감소된다. 한편, 250℃ 이상에서는 0.5㎜ 이하의 휨이 나타나며, 더 가열해도 휨은 크게 감소되지 않는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 6, after the second substrate 30 is bonded, warpage of about 3.2 mm occurs at room temperature, and the warpage decreases as the wafer is heated. Reduced to less than. On the other hand, the warpage of 0.5 mm or less appears in 250 degreeC or more, and it turns out that even if it heats further, curvature does not greatly reduce.

따라서, 제2 기판(30)이 본딩된 후, 제1 기판(10)을 가열함으로써 제1 기판(100의 휨을 완화할 수 있음을 알 수 있다. 위 예는 2인치 사파이어 기판에 대한 것인데, 휨 값은 사파이어 기판의 크기에 따라 선형적으로 증가할 것으로 예상된다.Therefore, it can be seen that after the second substrate 30 is bonded, the warpage of the first substrate 100 can be alleviated by heating the first substrate 10. The above example is for a 2 inch sapphire substrate, The value is expected to increase linearly with the size of the sapphire substrate.

도 6의 예에 따르면, 2인치 사파이어 기판의 경우, 휨 값이 적어도 3㎜ 이하가 되는 온도, 바람직하게는 휨 값이 1.5㎜ 이하가 되는 온도로 제1 기판(10)을 가열할 수 있음을 알 수 있다.According to the example of FIG. 6, in the case of a 2-inch sapphire substrate, the first substrate 10 can be heated to a temperature at which the warpage value is at least 3 mm or less, and preferably at a warpage value of 1.5 mm or less. Able to know.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리프트 오프 장치를 설명하기 위한 개략도이다.7 is a schematic diagram illustrating a laser lift-off device according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 상기 레이저 리프트 오프 장치는 레이저 빔을 발진하기 위한 레이저 발진기(100), 레이저 빔의 방향을 변경하기 위한 미러(110), 레이저 빔을 포커싱하기 위한 광학 렌즈(120) 및 레이저 빔의 조사 대상인 작업 대상물, 즉 웨이퍼(300)을 지지하기 위한 스테이지(200)를 갖는다. 한편, 상기 장치는 레이저 빔의 경로를 진공 상태로 유지하기 위해 레이저 빔의 경로를 내부에 포함하는 하우징(400)을 가질 수 있다.Referring to FIG. 7, the laser lift-off apparatus includes a laser oscillator 100 for oscillating a laser beam, a mirror 110 for changing a direction of the laser beam, an optical lens 120 for focusing a laser beam, and a laser. It has a stage 200 for supporting the workpiece to be irradiated with the beam, that is, the wafer 300. On the other hand, the apparatus may have a housing 400 including the path of the laser beam therein to maintain the path of the laser beam in a vacuum state.

레이저 발진기(100)는 KrF 또는 ArF 엑시머 레이저일 수 있다. 레이저 발진기(100)에서 방출된 빔은 미러(110)에서 반사되어 방향이 변경된다. 이러한 미러(110)들이 레이저 빔의 방향을 변경하기 위해 다수 설치될 수 있다. 한편, 광학 렌즈(120)는 스테이지(200)의 상부에 위치하며, 웨이퍼(300)에 입사되는 레이저 빔을 포커싱한다.The laser oscillator 100 may be a KrF or ArF excimer laser. The beam emitted from the laser oscillator 100 is reflected by the mirror 110 to change its direction. A number of such mirrors 110 may be installed to change the direction of the laser beam. Meanwhile, the optical lens 120 is positioned above the stage 200 and focuses a laser beam incident on the wafer 300.

상기 스테이지(200)는 이동 수단(도시하지 않음)에 의해 x 방향 및/또는 y 방향으로 이동할 수 있으며, 따라서 그 위에 놓인 웨이퍼(300)가 이동할 수 있다. 웨이퍼(300)는 제1 기판(10), 상기 제1 기판 상에 형성된 에피층들(26) 및 상기 에피층들에 본딩된 제2 기판(30)을 포함한다. 레이저 빔은 제1 기판(10)을 통해 조사되며, 주로 제1 기판(10)과 에피층들(26) 사이의 계면에서 흡수된다. 레이저 빔은 스폿 빔의 형태로 조사될 수 있으며, 상기 웨이퍼(300)의 이동에 의해 레이저 빔이 웨이퍼(300)를 스캔한다.The stage 200 may move in the x direction and / or y direction by a moving means (not shown), and thus the wafer 300 placed thereon may move. The wafer 300 includes a first substrate 10, epi layers 26 formed on the first substrate, and a second substrate 30 bonded to the epi layers. The laser beam is irradiated through the first substrate 10 and is mainly absorbed at the interface between the first substrate 10 and the epi layers 26. The laser beam may be irradiated in the form of a spot beam, and the laser beam scans the wafer 300 by the movement of the wafer 300.

또한, 상기 스테이지(200)는 히터를 가지며, 상기 히터에 의해 레이저 빔을 조사하기 전 및 레이저 빔을 조사하는 동안 상기 웨리퍼(300)를 가열할 수 있다.In addition, the stage 200 may have a heater, and may heat the wepherer 300 before and during the irradiation of the laser beam by the heater.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 히터를 갖는 스테이지를 설명하기 위한 단면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating a stage having a resistance heater according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 상기 스테이지(200)는, 메인 스테이지(201), 저항 히터(205), 절연체(203), 히터 고정판(207), 고정핀들(209)을 포함할 수 있다. 메인 스테이지(201)는 저항 히터(205) 및 웨이퍼(300)를 지지하며, 이동 수단에 의해 x 및/또는 y 방향으로 웨이퍼(300)를 이동시킨다.Referring to FIG. 8, the stage 200 may include a main stage 201, a resistance heater 205, an insulator 203, a heater fixing plate 207, and fixing pins 209. The main stage 201 supports the resistance heater 205 and the wafer 300 and moves the wafer 300 in the x and / or y direction by the moving means.

한편, 저항 히터(205)는 전원으로부터 전력을 공급 받아 저항열을 발생시킨다. 상기 저항 히터(205)에서 생성된 저항열이 저항 히터(205)에 접촉한 작업 대상물(300)로 전달되어 작업 대상물(300)이 가열된다.On the other hand, the resistance heater 205 receives electric power from a power source to generate resistance heat. The resistance heat generated by the resistance heater 205 is transferred to the workpiece 300 in contact with the resistance heater 205, thereby heating the workpiece 300.

절연체(203)는 메인 스테이지(201)와 저항 히터(205)를 절연시키며, 저항 히터(205)에서 발생된 열이 메인 스테이지(201)로 전달되는 것을 차단하여 열 효율을 높인다. 절연체(203)는 예컨대 세라믹 또는 플라스틱으로 제조될 수 있으며, 메인 스테이지(201)에 고정될 수 있다.The insulator 203 insulates the main stage 201 and the resistance heater 205 and increases heat efficiency by blocking heat generated from the resistance heater 205 from being transferred to the main stage 201. The insulator 203 may be made of ceramic or plastic, for example, and may be fixed to the main stage 201.

한편, 히터 고정판(207)은 히터(205) 상에 배치되어 메인 스테이지(201)와 히터 고정판(207) 사이에 저항 히터(205)를 고정시킨다. 상기 히터 고정판(207)은 고정 나사 또는 고정핀들(209)에 의해 메인 스테이지(201) 또는 절연체(203)에 고정된다. 상기 히터 고정판(207) 및 고정핀들(209) 또한 세라믹 또는 플라스틱으로 제조될 수 있다.On the other hand, the heater fixing plate 207 is disposed on the heater 205 to fix the resistance heater 205 between the main stage 201 and the heater fixing plate 207. The heater fixing plate 207 is fixed to the main stage 201 or the insulator 203 by fixing screws or fixing pins 209. The heater fixing plate 207 and the fixing pins 209 may also be made of ceramic or plastic.

본 실시예에서, 메인 스테이지(201) 상에 저항 히터(205)가 배치된 스테이지에 대해 설명하지만, 저항 히터(205)는 메인 스테이지(201) 내에 배치될 수도 있다.In the present embodiment, a stage in which the resistance heater 205 is disposed on the main stage 201 will be described. However, the resistance heater 205 may be disposed in the main stage 201.

본 실시예에 따르면, 상기 저항 히터(205)를 이용하여 웨이퍼(300)를 가열할 수 있으므로, 레이저 빔을 조사하기 전 및/또는 레이저 빔을 조사하는 동안 작업 대상물(300)을 가열하여 웨이퍼의 휨을 완화할 수 있다.According to the present exemplary embodiment, since the wafer 300 may be heated using the resistance heater 205, the workpiece 300 may be heated before the laser beam is irradiated and / or while the laser beam is irradiated. Warping can be alleviated.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 램프 또는 열풍기를 갖는 스테이지를 설명하기 위한 개략도이다.9 is a schematic diagram illustrating a stage having an infrared lamp or a hot air fan according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 메인 스테이지(201) 상에 적외선 램프 또는 열풍기와 같은히터(215)가 배치된다. 적외선 램프는 적외선을 방출하여 메인 스테이지(201) 상에 배치된 웨이퍼(300)를 가열할 수 있으며, 열풍기는 저항열의 강제 대류에 의해 웨이퍼(300)를 가열할 수 있다.9, a heater 215 such as an infrared lamp or a hot air fan is disposed on the main stage 201. The infrared lamp emits infrared rays to heat the wafer 300 disposed on the main stage 201, and the hot air blower may heat the wafer 300 by forced convection of resistance heat.

위에서, 몇 개의 웨이퍼 가열 수단에 대해 설명하지만, 다양한 방식의 가열 수단이 또한 사용될 수 있으며, 이러한 가열 수단은 열 전도, 대류 및/또는 복사에 의해 웨이퍼를 가열한다.While several wafer heating means are described above, various manners of heating means can also be used, which heat the wafer by heat conduction, convection and / or radiation.

이상에서 본 발명에 대해 몇몇 실시예들을 예로 들어 설명되었지만, 본 발명은 앞서 설명된 실시예들에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않으면서 당업자들에 의해 다양하게 변형 및 변경될 수 있다. 이러한 변형 및 변경들은 아래의 청구범위에서 정의되는 본 발명의 범위에 포함된다.Although the embodiments of the present invention have been described above by way of example, the present invention is not limited to the above-described embodiments and may be variously modified and changed by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. . Such modifications and variations are included in the scope of the present invention as defined in the following claims.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.1 to 5 are schematic cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.

도 6은 제2 기판을 본딩한 후, 가열 온도에 따른 제1 기판의 휨을 나타내는 그래프이다.6 is a graph showing the warpage of the first substrate according to the heating temperature after bonding the second substrate.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리프트 오프 장치를 설명하기 위한 개략도이다.7 is a schematic diagram illustrating a laser lift-off device according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 히터를 갖는 스테이지를 설명하기 위한 단면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating a stage having a resistance heater according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 램프 또는 열풍기를 갖는 스테이지를 설명하기 위한 개략도이다.9 is a schematic diagram illustrating a stage having an infrared lamp or a hot air fan according to an embodiment of the present invention.

Claims (10)

레이저 빔을 방출하는 레이저 발진기;A laser oscillator for emitting a laser beam; 작업 대상물(workpiece)을 지지하는 스테이지; 및A stage for supporting a workpiece; And 상기 작업 대상물을 가열하는 히터를 포함하며,It includes a heater for heating the work object, 상기 작업 대상물은 제1 기판, 상기 제1 기판 상에 성장된 에피층들 및 상기 에피층들에 본딩된 제2 기판을 포함하며,The workpiece includes a first substrate, epi layers grown on the first substrate, and a second substrate bonded to the epi layers, 상기 히터는 저항 히터이며,The heater is a resistance heater, 상기 스테이지는 이동 가능한 메인 스테이지를 포함하고,The stage comprises a movable main stage, 상기 저항 히터는 상기 메인 스테이지 상에 설치되며,The resistance heater is installed on the main stage, 상기 스테이지는,The stage, 상기 메인 스테이지와 상기 저항 히터 사이에 배치된 절연체; 및An insulator disposed between the main stage and the resistance heater; And 상기 저항 히터 상에 위치하는 히터 고정판; 및A heater fixing plate positioned on the resistance heater; And 상기 히터 고정판을 고정시키기 위한 고정핀들을 포함하는 레이저 리프트 오프 장치.Laser lift off device including fixing pins for fixing the heater fixing plate. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 절연체, 상기 히터 고정판 및 상기 고정핀들은 동일 재질의 세라믹 또는 플라스틱인 레이저 리프트 오프 장치.The laser lift-off apparatus of claim 1, wherein the insulator, the heater fixing plate, and the fixing pin are ceramic or plastic of the same material. 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 작업 대상물은 상온 이상 상기 제2 기판과 에피층들의 본딩이 유지되는 온도 이하로 가열되는 레이저 리프트 오프 장치.And the workpiece is heated below a temperature at which the bonding of the second substrate and the epi layers is maintained at or above room temperature. 청구항 8에 있어서,The method of claim 8, 상기 작업 대상물은 200 내지 300℃ 범위 내의 온도로 가열되는 레이저 리프트 오프 장치.And the workpiece is heated to a temperature in the range of 200 to 300 ° C. 청구항 8에 있어서,The method of claim 8, 상기 작업 대상물은 250 내지 300℃ 범위 내의 온도로 가열되는 레이저 리프트 오프 장치.And the workpiece is heated to a temperature in the range of 250 to 300 ° C.
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