KR101432728B1 - 플립칩형 발광 소자용 서브 마운트 기판 및 제조 방법 - Google Patents
플립칩형 발광 소자용 서브 마운트 기판 및 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101432728B1 KR101432728B1 KR1020130019210A KR20130019210A KR101432728B1 KR 101432728 B1 KR101432728 B1 KR 101432728B1 KR 1020130019210 A KR1020130019210 A KR 1020130019210A KR 20130019210 A KR20130019210 A KR 20130019210A KR 101432728 B1 KR101432728 B1 KR 101432728B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- substrate
- light emitting
- region
- flip chip
- emitting device
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 78
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 65
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 title description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 21
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 16
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims 2
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 claims 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 8
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 6
- 229910017518 Cu Zn Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910017752 Cu-Zn Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910017943 Cu—Zn Inorganic materials 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910018104 Ni-P Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910018536 Ni—P Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910020938 Sn-Ni Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910008937 Sn—Ni Inorganic materials 0.000 description 3
- TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N copper zinc Chemical compound [Cu].[Zn] TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- VCESGVLABVSDRO-UHFFFAOYSA-L 2-[4-[4-[3,5-bis(4-nitrophenyl)tetrazol-2-ium-2-yl]-3-methoxyphenyl]-2-methoxyphenyl]-3,5-bis(4-nitrophenyl)tetrazol-2-ium;dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].COC1=CC(C=2C=C(OC)C(=CC=2)[N+]=2N(N=C(N=2)C=2C=CC(=CC=2)[N+]([O-])=O)C=2C=CC(=CC=2)[N+]([O-])=O)=CC=C1[N+]1=NC(C=2C=CC(=CC=2)[N+]([O-])=O)=NN1C1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 VCESGVLABVSDRO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910017944 Ag—Cu Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017980 Ag—Sn Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018134 Al-Mg Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018125 Al-Si Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018137 Al-Zn Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018459 Al—Ge Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018467 Al—Mg Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018520 Al—Si Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018573 Al—Zn Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017398 Au—Ni Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 229910002708 Au–Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017401 Au—Ge Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015367 Au—Sb Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015365 Au—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015363 Au—Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017758 Cu-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017932 Cu—Sb Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017931 Cu—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 229910018594 Si-Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008465 Si—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N copper(I) oxide Inorganic materials [Cu]O[Cu] BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004386 diacrylate group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 230000000191 radiation effect Effects 0.000 description 1
- BSWGGJHLVUUXTL-UHFFFAOYSA-N silver zinc Chemical compound [Zn].[Ag] BSWGGJHLVUUXTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009279 wet oxidation reaction 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
- H01L33/483—Containers
- H01L33/486—Containers adapted for surface mounting
-
- 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
- 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
- H01L33/642—Heat extraction or cooling elements characterized by the shape
-
- 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
-
- 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
- H01L2933/0066—Processes relating to semiconductor body packages relating to arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
플립칩형 발광 소자용 서브 마운트 기판 제조 방법을 개시한다. 상기 플립칩형 발광 소자용 서브 마운트 기판 제조 방법은 제1 공정 단계 내지 제5 공정 단계를 포함한다.
제1 공정 단계는 기판을 제공하는 단계이다. 제2 공정 단계는 기판을 부분 식각하여 단차를 갖는 제1 영역 및 제2 영역을 형성하는 단계이다. 제3 공정 단계는 제1 및 제2 영역을 관통하는 컨택홀을 형성하는 단계이다. 제4 공정 단계는 컨택홀이 형성된 기판 표면에 절연 박막을 형성하는 단계이다. 제5 공정 단계는 컨택홀 내에 도전층을 형성하는 단계이다. 제1 및 제2 영역은 발광소자용 플립칩과 접촉되는 것을 특징으로 한다.
제1 공정 단계는 기판을 제공하는 단계이다. 제2 공정 단계는 기판을 부분 식각하여 단차를 갖는 제1 영역 및 제2 영역을 형성하는 단계이다. 제3 공정 단계는 제1 및 제2 영역을 관통하는 컨택홀을 형성하는 단계이다. 제4 공정 단계는 컨택홀이 형성된 기판 표면에 절연 박막을 형성하는 단계이다. 제5 공정 단계는 컨택홀 내에 도전층을 형성하는 단계이다. 제1 및 제2 영역은 발광소자용 플립칩과 접촉되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 플립칩형 LED 조립용 서브 마운트 기판 및 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서브 마운트 기판을 플립칩형으로 제작하고 하단에 전극을 형성하여 방열효과를 개선할 수 있는 서브 마운트 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
LED 조명은 기존의 조명에 비해 긴 수명시간, 저전력 소모, 높은 휘도 특성을 갖는 장점이 있으며, 차량용 램프, 신호등, 실내등, LCD의 백라이트 유닛등과 같은 다양한 용도에 적용 가능하다. 이에 적용하기 위해서는 빛을 많이 방출할 수 있는 고출력 LED 패키지의 개발이 필요하며, 이때 방열 기술과 패키징, 가격이 중요한 요소이다.
이러한 문제를 해결하기 위해 개발된 웨이퍼 레벨 패키지 기술은 발전된 IC 제조 공정 기술을 적용하여 LED 패키지를 제조하는 것으로 높은 수율 및 대량 생산으로 가격 경쟁력을 확보할 수 있다.
또한 LED 패키지의 기판으로 높은 열전도도를 가지는 실리콘 웨이퍼를 적용하고 열 방출 경로를 줄임으로서 기존의 LED 패키지와 비교하여 방열 효과를 기대할 수 있다. 하지만 고출력 LED 패키지의 방열 문제는 해결해야 할 문제로 계속해서 연구되고 있으며, 웨이퍼 레벨 패키지에 주로 적용되는 플립칩형 LED를 기판에 장착시 솔더가 일정하지 않게 생성되는 문제는 해결해야할 과제로 남아 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 플립칩형 발광소자용 서브 마운트 기판을 플립칩 형태에 맞게 제작함에 따라 LED 패키지 제조 공정의 과정을 단축시키는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 플립칩형 발광소자용 서브 마운트 기판 내에 발생되는 방열을 보다 빠른 시간내에 방출시킬 수 있는 플립칩형 발광소자용 서브 마운트 기판을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 플립칩형 LED를 기판에 장착시 솔도가 일정하지 않는 문제점을 해결할 수 있는 플립칩형 발광소자용 서브 마운트 기판을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 플립칩형 발광 소자용 서브 마운트 기판 제조 방법은 기판을 제공하는 제1 공정 단계; 상기 기판을 부분 식각하여 단차를 갖는 제1 영역 및 제2 영역을 형성하는 제2 공정 단계; 상기 제1 및 제2 영역을 관통하는 컨택홀을 형성하는 제3 공정 단계; 상기 컨택홀이 형성된 상기 기판 표면에 절연 박막을 형성하는 제4 공정 단계; 상기 컨택홀 내에 도전층을 형성하는 제5 공정 단계;를 포함하며, 상기 제1 및 제2 영역은, 발광소자용 플립칩과 접촉되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 및 제2 영역 상부는, 숄더가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 기판은 실리콘 기판인 것을 특징으로 한다.
상기 제2 공정 단계는 상기 기판 상에 제1 감광막을 패터닝하는 제1 패터닝 단계; 상기 제1 감광막을 마스크로 하여, 상기 제1 감광막이 형성되지 않은 상기 기판 일부를 식각하는 제1 식각 단계; 상기 제1 감광막을 제거하는 제1 제거 단계; 상기 제1 감광막이 제거된 상기 기판 영역 상에 제2 감광막을 패터닝하는 제2 패터닝 단계; 상기 제2 감광막을 마스크로 하여, 상기 제2 감광막이 형성되지 않은 상기 기판 일부를 식각하는 제2 식각 단계; 및 상기 제2 감광막을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제3 공정 단계는 CO2 레이저를 이용하여 상기 제1 영역 및 제2 영역을 수직으로 관통하여 상기 제1 및 제2 컨택홀을 형성하는 단계인 것을 특징으로 한다.
상기 제4 공정 단계는 상기 컨택홀이 형성된 상기 기판에 열처리 과정을 수행하여 상기 절연막을 형성하는 단계인 것을 특징으로 한다.
상기 열처리 과정은 기판에 SiO2 절연막을 형성하여 기판 내부의 누설 전류를 방지하는 것을 특징으로 한다.
상기 제5 공정 단계는 DC 플레이팅 처리 과정을 수행하여 상기 컨택홀 내에 구리를 증착하는 단계인 것을 특징으로 한다.
상기 DC 플레이팅 처리 과정은 상기 컨택홀 내에 전극 배선을 형성하고 방열 특성을 극대화하는 것을 특징으로 한다.
플립칩형 발광 소자용 서브 마운트 기판은 제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 따라 제조되는 것을 특징으로 한다.
플립칩형 발광 소자는 제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 따라 제조된 플립칩형 발광 소자용 서브 마운트 기판을 포함한다.
본 발명에 따른 플립칩형 LED 서브 마운트 기판은 플립칩형 LED 모양의 서브 마운트 기판 형태로 제작됨에 따라 기존의 플립칩형 LED 패키징시 솔더 크기 조절 문제를 해결할 수 있을 뿐 아니라 하단으로 구리 전극을 형성함에 따라 기존의 와이어 본딩 공정을 생략가능하여 조립 공정 비용을 낮추고 패키지의 크기를 줄일 수 있으며, 방열 효과를 극대화시킬 수 있다는 이점을 가지고 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 플립칩형 발광소자용 서브 마운트 기판을 나타낸 예시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 서브 마운트 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
도 3은 도 2에 도시된 S120을 보다 상세하게 설명한 플로우 챠트이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 플립칩형 발광소자용 서브 마운트 기판의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 플립칩형 발광소자용 서브 마운트 기판 상에 발광소자용 플립칩이 실장된 형태를 나타낸 예시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 서브 마운트 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
도 3은 도 2에 도시된 S120을 보다 상세하게 설명한 플로우 챠트이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 플립칩형 발광소자용 서브 마운트 기판의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 플립칩형 발광소자용 서브 마운트 기판 상에 발광소자용 플립칩이 실장된 형태를 나타낸 예시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본원 발명을 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 플립칩형 발광소자용 서브 마운트 기판을 나타낸 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 서브 마운트 기판은 실리콘 기판(100), 전도층(120) 및 절연 박막(110)을 포함한다.
상기 실리콘 기판(100)은 서로 단차를 갖는 제1 및 제2 영역이 형성되며, 상기 제1 및 제2 영역(A, B)은 서로 다른 높이로 형성된다.
상기 제1 및 제2 영역(A, B)은 발광소자용 플립칩(Flip chip)의 대면적과 동일한 크기를 갖도록 식각되어 형성된다.
상기 절연 박막(110)은 상기 제1 및 제2 영역(A, B)이 형성된 기판 표면에 형성된다. 상기 절연 박막(110)은 SiO2 막일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전도층(120)은 실리콘 기판(100)의 제1 영역(A) 및 제2 영역(B) 하부에 관통되어 형성되며, 상기 전도층(120)은 Al-Si, Ag-Cd, Au-Sb, Al-Zn, Al-Mg, Al-Ge, Pd-Pb, Ag-Sb, Au-In, Al-Cu-Si, Ag-Cd-Cu, Cu-Sb, Cd-Cu, Au-Sn, Ag-Sn, Au-Sn-Ni, Ag-Sn-Ni, Al-Si-Cu, Ag-Cu, Ag-Zn, Ag-Cu-Zn, Ag-Cd-Cu-Zn, Au-Si, Au-Ge, Au-Ni, Au-Cu, Au-Ag-Cu, Cu-Cu2O, Cu-Zn, Cu-P, Ni-B, Ni-Mn-Pd, Ni-P 및 Pd-Ni 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 본 발명에서는 구리(Cu)를 이용하였으나, 이는 일 실시 예에 불과하다.
도 2는 도 1에 도시된 서브 마운트 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
도 3은 도 2에 도시된 S120을 보다 상세하게 설명한 플로우 챠트이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 플립칩형 발광소자용 서브 마운트 기판의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 플립칩형 발광 소자용 서브 마운트 기판의 제조 방법(S100)은 제1 공정 단계(S110) 내지 제5 고정 단계(S150)를 포함한다.
상기 제1 공정 단계(S110)는 챔버(미도시) 내에 기판(100)을 제공하는 단계일 수 있으며, 상기 기판(110)은 실리콘 기판일 수 있다.(도 4 참조)
상기 제2 공정 단계(S120)는 상기 기판(100)의 일 정 영역을 부분 식각하여 서로가 단차된 제1 영역(A) 및 제2 영역(B)을 형성하는 단계이다.
여기서, 상기 제1 영역(A) 및 상기 제2 영역(B)은 발광소자용 플립칩의 크기와 대응되는 규격을 갖도록 식각된 영역일 수 있다.
보다 구체적으로, 도 3, 도 5 및 도 6 참조, 제2 공정 단계(S120)는 제1 패터닝 단계(S121), 제1 식각 단계(S122), 제1 제거 단계(S123), 제2 패터닝 단계(S124), 제2 식각 단계(S125) 및 제2 제거 단계(S126)를 포함한다.
상기 제1 패터닝 단계(S121)는 상기 기판 상에 제1 감광막(10)을 패터닝하는 단계일 수 있다.
상기 제1 식각 단계(S122)는, 도 2를 참조, 상기 제1 감광막(10)을 마스크로 하여, 상기 제1 감광막(10)이 형성되지 않은 상기 기판(100) 일부를 식각하는 단계일 수 있다.
상기 제1 제거 단계(S123)는 상기 제1 감광막(10)을 제거하는 단계일 수 있다.
상기 제2 패터닝 단계(S124)는 상기 제1 감광막(10)이 제거된 상기 기판 영역 상에 제2 감광막(20)을 패터닝하는 단계일 수 있다.
상기 제2 식각 단계(S125)는 상기 제2 감광막(20)을 마스크로 하여, 상기 제2 감광막(20)이 형성되지 않은 상기 기판(100) 일부를 식각하는 단계일 수 있다.
상기 제2 제거 단계(S126)는 상기 제2 감광막(20)을 제거하는 단계일 수 있다.
여기서, 상기 제1 식각 단계(S123) 및 제2 식각 단계(S125)는 유도 결합 플라즈마 반응성 이온 식각법(inductively coupled plasma reactive ion etching; ICPRIE)을 포함하는 고밀도 플라즈마 반응성 이온 식각법, 자기 증강 반응성 이온 식각법 (magnetically enhanced reactive ion etching; MERIE), 및 반응성 이온 식각법 (reactive ion etching; RIE) 중에서 선택할 수 있으며, 특히 고밀도 플라즈마 식각 방법을 사용하여 식각 공정을 수행하는 단계일 수 있다.
여기서, 식각 공정에 필요한 주요 공정 변수들로는 식각 가스, 식각 가스의 농도, 챔버 내에 발생되는 고주파 전력(coil rf power), 기판에 인가되는 DC-바이어스 전압(dc-bias voltage), 및 가스 압력(gas pressure) 등이 있다.
상기 식각 가스로는 Cl2, Cl2/Ar, Cl2/Ar-He, Cl2/O2, CBrF3/He, CCl3F/O2, CCl4, CCl4/Ar, CF4, CF4/Cl2, CF4/O2, CF4/O2/Ar, C2F6/O2, F2/Ar, SiF4, XeF2, XeF2/He-Ne-Ar 중 어느 하나의 가스일 수 있으며, 또는 적어도 하나를 포함하는 혼합 가스일 수 있다.
상기 고주파 전력은 150~2500W 범위 내의 전력일 수 있으며, 상기 DC 바이어스 전압은 5~150V 일 수 있다.
상기 가스 압력은 22~100mTorr 일 수 있다
다음으로, 상기 제3 공정 단계(S130)는 상기 제1 영역(A) 및 제2 영역(B)을 수직 관통된 컨택홀(30)을 형성하는 단계이다.
보다 구체적으로, 상기 제3 공정 단계(S130)는 CO2 레이저를 이용하여 상기 제1 영역(A) 및 제2 영역(B)이 수직으로 관통된 컨택홀(30)을 형성하는 단계일 수 있다.
상기 제4 공정 단계(S140)는 상기 컨택홀(30)이 형성된 상기 기판(100) 표면에 절연 박막(110)을 형성하는 단계이다.
상기 절연 박막(110)은 열처리 공정을 통해 상기 기판 표면에 증착된 SiO2 박막일 수 있다.
열처리 공정은 Furnace를 사용하며 습식 산화법(Wet oxidation)과 건식 산화법(Dry oxidation)중 선택할 수 있다.
상기 열처리 공정의 가스는 N2와 O2 가스를 사용한다.
상기 공정 온도는 800~1000℃에서 진행될 수 있다.
상기 제5 공정 단계(S150)는 상기 컨택홀(30) 내에 전도층(120)을 형성하는 단계이다.
보다 구체적으로, 상기 제5 공정 단계(S150)은 DC 플레이팅 처리 과정을 수행하여 상기 컨택홀(30) 내에 전도층을 증착시키는 단계로서, 상기 전도층은 금, 은 또는 구리 중 적어도 하나가 포함된 금속 물질일 수 있다.
상기 DC 플레이팅 처리 과정은 상기 컨택홀 내에 금속성 전도층을 증착하여 배선을 형성하는 과정일 수 있다.
플레이팅 처리 방법은 Reverse pulse plating 방법을 이용한다.
상기 공정 재료는 H2SO4 가 사용되고 Cu2 + 혹은 CuSO4 중 하나가 사용될 수 있다.
첨가물로 (tetranitroblue tetrazolium chloride; TNBT), Brightener, (Polyethylene glycol diacrylate; PEGDA) 중 하나 혹은 그 이상이 사용될 수 있다.
또한, 제5 공정 단계(S150)는 상기 컨택홀(30) 내 측면에 금속 씨드층(미도시)을 도포하여 성장시킴으로써, 상기 컨택홀(30) 내에서 상기 금속 씨드층(미도시)을 성장시키는 단계일 수 있다.
여기서, 상기 금속 씨드층는 상기 컨택홀(30) 내 측면에 Al-Si, Ag-Cd, Au-Sb, Al-Zn, Al-Mg, Al-Ge, Pd-Pb, Ag-Sb, Au-In, Al-Cu-Si, Ag-Cd-Cu, Cu-Sb, Cd-Cu, Au-Sn, Ag-Sn, Au-Sn-Ni, Ag-Sn-Ni, Al-Si-Cu, Ag-Cu, Ag-Zn, Ag-Cu-Zn, Ag-Cd-Cu-Zn, Au-Si, Au-Ge, Au-Ni, Au-Cu, Au-Ag-Cu, Cu-Cu2O, Cu-Zn, Cu-P, Ni-B, Ni-Mn-Pd, Ni-P 및 Pd-Ni 중에서 적어도 어느 하나를 포함한다.
상기 제1 영역(A) 및 제2 영역(B)은 상부에 상기 숄더 금속(200)이 더 포함된다. 상기 숄더 금속(200)은 플립칩과 접촉시 이용된다.
따라서, 본 발명에 따른 플립칩형 발광소자용 서브 마운트 기판은 기존의 플립칩형 발광소자용 패키징시 솔더 크기 조절 문제를 해결할 수 있을 뿐 아니라 하단으로 구리 전극을 형성함에 따라 기존의 와이어 본딩 공정을 생략가능하여 조립 공정 비용을 낮추고 패키지의 크기를 줄일 수 있으며, 방열 효과를 극대화시킬 수 있다는 이점을 가지고 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 제1 감광막 20: 제2 감광막
30: 컨택홀 100: 기판
110: 절연 박막 120: 도전층
A: 제1 영역 B: 제2 영역
200: 숄더 금속 300: 플립칩형 발광소자용 서브 마운트 기판
30: 컨택홀 100: 기판
110: 절연 박막 120: 도전층
A: 제1 영역 B: 제2 영역
200: 숄더 금속 300: 플립칩형 발광소자용 서브 마운트 기판
Claims (12)
- 기판을 제공하는 제1 공정 단계;
상기 기판을 부분 식각하여 제1 영역 및 상기 제1 영역과 서로 높이가 다른 제2 영역을 형성하는 제2 공정 단계;
상기 제1 및 제2 영역을 관통하는 컨택홀을 형성하는 제3 공정 단계;
상기 컨택홀이 형성된 상기 기판 표면에 절연 박막을 형성하는 제4 공정 단계; 및
상기 컨택홀 내에 도전층을 형성하는 제5 공정 단계;를 포함하고,
상기 제2 공정 단계는,
상기 기판 상에 상기 제1 영역을 형성하기 위해 제1 감광막을 패터닝하는 제1 패터닝 단계;
상기 제1 감광막을 마스크로 하여, 상기 제1 감광막이 형성되지 않은 상기 기판 일부를 식각하여 상기 제1 영역을 형성하는 제1 식각 단계;
상기 제1 감광막을 제거하는 제1 제거 단계;
상기 제1 감광막이 제거된 상기 기판 영역 상에 상기 제2 영역을 형성하기 위해 제2 감광막을 패터닝하는 제2 패터닝 단계;
상기 제2 감광막을 마스크로 하여, 상기 제2 감광막이 형성되지 않은 상기 기판 일부를 식각하여 상기 제2 영역을 형성하는 제2 식각 단계; 및
상기 제2 감광막을 제거하는 단계를 포함하며,
상기 제1 및 제2 영역의 상부는,
발광소자용 플립칩과 접촉되고,
상기 접촉되는 영역이 상기 발광소자용 플립칩의 대면적과 동일한 크기를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 플립칩형 발광 소자용 서브 마운트 기판 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 영역 상부에는,
숄더 금속층이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 플립칩형 발광 소자용 서브 마운트 기판 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 기판은,
실리콘 기판 또는 사파이어 기판 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플립칩형 발광 소자용 서브 마운트 기판 제조 방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제3 공정 단계는,
CO2 레이저를 이용하여 상기 제1 영역 및 제2 영역을 수직으로 관통하여 상기 제1 및 제2 컨택홀을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 플립칩형 발광 소자용 서브 마운트 기판 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 제4 공정 단계는,
상기 컨택홀이 형성된 상기 기판에 열처리 과정을 수행하여 절연막을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 플립칩형 발광 소자용 서브 마운트 기판 제조 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 열처리 과정은,
기판에 SiO2 절연막을 형성하여 기판 내부의 누설 전류를 방지하는 것을 특징으로 하는 플립칩형 발광 소자용 서브 마운트 기판 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 제5 공정 단계는,
전기 도금 처리 과정을 수행하여 상기 컨택홀 내에 전도층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 플립칩형 발광 소장용 서브 마운트 기판 제조 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 전도층은,
구리(Cu), 주석(Sn), 알루미늄(Al), 금(Au), 플래티늄(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 오스늄(Os), 은(Ag), 이리듐(Ir) 또는 티타늄(Ti) 중 어느 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 플립칩형 발광소자용 서브 마운트 기판 제조 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 전기 도금 처리 과정은,
DC 플레이팅 공정을 이용하여 상기 컨택홀 내에 전극 배선을 형성하고 방열 특성을 극대화하는 것을 특징으로 하는 플립칩형 발광 소자용 서브 마운트 기판 제조 방법.
- 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 따라 제조된 플립칩형 발광 소자용 서브 마운트 기판.
- 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 따라 제조된 플립칩형 발광 소자용 서브 마운트 기판을 포함하는 플립칩형 발광 소자.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130019210A KR101432728B1 (ko) | 2013-02-22 | 2013-02-22 | 플립칩형 발광 소자용 서브 마운트 기판 및 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130019210A KR101432728B1 (ko) | 2013-02-22 | 2013-02-22 | 플립칩형 발광 소자용 서브 마운트 기판 및 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101432728B1 true KR101432728B1 (ko) | 2014-08-21 |
Family
ID=51751012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130019210A KR101432728B1 (ko) | 2013-02-22 | 2013-02-22 | 플립칩형 발광 소자용 서브 마운트 기판 및 제조 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101432728B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160148902A (ko) * | 2015-06-17 | 2016-12-27 | (주)엠투엔 | 발광 소자 패키징 방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100495007B1 (ko) | 2003-02-17 | 2005-06-14 | 삼성전자주식회사 | 실리콘 웨이퍼를 이용한 기판단위 진공실장방법 |
| KR100854328B1 (ko) | 2006-07-07 | 2008-08-28 | 엘지전자 주식회사 | 발광 소자 패키지 및 그 제조방법 |
-
2013
- 2013-02-22 KR KR1020130019210A patent/KR101432728B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100495007B1 (ko) | 2003-02-17 | 2005-06-14 | 삼성전자주식회사 | 실리콘 웨이퍼를 이용한 기판단위 진공실장방법 |
| KR100854328B1 (ko) | 2006-07-07 | 2008-08-28 | 엘지전자 주식회사 | 발광 소자 패키지 및 그 제조방법 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160148902A (ko) * | 2015-06-17 | 2016-12-27 | (주)엠투엔 | 발광 소자 패키징 방법 |
| KR101696408B1 (ko) | 2015-06-17 | 2017-01-16 | (주)엠투엔 | 발광 소자 패키징 방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101172824B1 (ko) | 발광 다이오드 어레이를 만들고 수직형 발광 다이오드 어레이를 제조하는 방법 | |
| KR100958024B1 (ko) | 발광 다이오드 패키지 및 그 제조방법 | |
| US7972881B2 (en) | Method for cooling light-emitting diode | |
| KR102086365B1 (ko) | 반도체 발광소자 | |
| JP6023660B2 (ja) | 半導体発光素子及び半導体発光装置 | |
| TWI782286B (zh) | 倒裝發光二極體晶片及其製造方法 | |
| KR100990122B1 (ko) | 교류 발광 다이오드 칩 및 그의 제조방법 | |
| JP2009164583A (ja) | 高出力ｌｅｄパッケージ及びその製造方法 | |
| CN102593275A (zh) | 制作发光二极管封装结构的方法以及发光二极管元件 | |
| TW201251109A (en) | Semiconductor light emitting device and method for manufacturing same | |
| JP5651807B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| CN102054927B (zh) | 发光二极管封装体 | |
| TW201826576A (zh) | 發光二極體(led)結構及形成覆晶led結構之方法 | |
| US9806225B2 (en) | Method of producing an optoelectronic semiconductor chip and an optoelectronic semiconductor chip | |
| JP6164560B2 (ja) | 水平型パワーｌｅｄ素子及びその製造方法 | |
| KR100887758B1 (ko) | 플립칩 방식의 수직형 발광 소자 및 그 제조 방법 | |
| KR101432728B1 (ko) | 플립칩형 발광 소자용 서브 마운트 기판 및 제조 방법 | |
| KR20120030430A (ko) | 발광 반도체 디바이스 및 제조방법 | |
| CN103594583A (zh) | 一种倒装发光二极管 | |
| JP2006100529A (ja) | 半導体発光素子 | |
| US9865777B2 (en) | Semicondcutor light-emitting device and fabricating method thereof | |
| JP2014175338A (ja) | 半導体発光素子及びその製造方法 | |
| JP2007251142A (ja) | 半田層及びそれを用いた電子デバイス接合用基板並びにその製造方法 | |
| TWI491066B (zh) | 發光二極體及其製造方法 | |
| KR100587016B1 (ko) | 식각 정지막을 갖는 발광다이오드 패키지 및 그 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170626 Year of fee payment: 4 |