KR101540080B1 - Method of Manufacturing Semiconductor Element Using Laser Lift-Off Process and Double Transference - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면, 기판 상에 반도체층을 형성하는 반도체층 형성 단계; 레이저 리프트 오프 공정을 통해 제1유연필름으로 상기 반도체층을 전사하는 제1전사단계; 및 상기 제1유연필름으로부터 상기 반도체층을 제2유연필름으로 전사하는 제2전사단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 리프트 오프 공정과 이중 전사를 이용한 반도체 소자의 제조방법을 제공한다.
상기 구성에 의한 본 발명은, 반도체층을 성장시킬 때 드러났던 표면이 외부에 노출되도록 반도체층을 분리할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a semiconductor layer on a substrate; A first transfer step of transferring the semiconductor layer to a first flexible film through a laser lift-off process; And a second transfer step of transferring the semiconductor layer from the first flexible film to the second flexible film. The present invention also provides a laser lift-off process and a method of manufacturing a semiconductor device using dual transfer.
According to the present invention, the semiconductor layer can be separated so that the surface exposed when the semiconductor layer is grown is exposed to the outside.
Description
본 발명은 레이저 리프트 오프 공정과 이중 전사를 이용한 반도체 소자의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 자세히 설명하면, 레이저 리프트 오프 공정과 두 차례에 걸쳐서 반도체층을 전사함으로써 공정의 자동화 및 대면적화가 가능한 레이저 리프트 오프 공정과 이중 전사를 이용한 반도체 소자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device using a laser lift-off process and double transfer. More particularly, the present invention relates to a laser lift-off process and a laser lift-off process capable of automating a process and transferring a semiconductor layer twice to a large area, and a method of manufacturing a semiconductor device using dual transfer.
일반적으로 질화갈륨(GaN), 질화알루미늄(AlN) 등과 같은 3족 원소의 질화물은 열적 안정성이 우수하고 직접천이형 밴드갭(Direct Bandgap)을 가지고 있어서 발광소자용 물질로 각광받고 있다.In general, nitrides of group III elements such as gallium nitride (GaN) and aluminum nitride (AlN) have excellent thermal stability and have direct bandgap, and thus they are widely used as materials for light emitting devices.
이러한 3족 원소의 질화물 반도체층은 동종의 기판에 성장시키는 것이 어렵기 때문에, 유사한 결정구조를 갖는 육방정계의 이종 기판 위에 금속유기화학기상증착법(MO-CVD)이나 분자선 증착법(Molecular Beam Epitaxy; MBE)과 같은 방법으로 등축 성장시킨다. 육방정계의 대표적인 기판이자 질화물들과 유사한 결합길이를 갖는 기판으로 사파이어 기판이 있다. 질소 화합물은 일반적으로 사파이어 기판을 이용하여 성장시킨다. 그러나 사파이어 기판은 전기적으로 부도체이므로, 사파이어 기판 상에 발광 다이오드와 같은 발광소자를 성장시킨 경우 하단에 전극을 연결시킬 수 없어서 발광 다이오드의 구조가 제한된다. 따라서 최근, 사파이어와 같은 이종기판 상에 질화물 반도체층과 같은 등축층들을 성장시키고, 이종 기판을 분리하여 수직형 구조의 발광 다이오드를 제조하는 기술이 연구되고 있다.Since the nitride semiconductor layer of such a Group III element is difficult to grow on a substrate of the same kind, a hexagonal system heterogeneous substrate having a similar crystal structure is formed on the substrate by metal organic chemical vapor deposition (MO-CVD) or molecular beam epitaxy (MBE ). ≪ / RTI > A representative substrate of the hexagonal system and a sapphire substrate is a substrate having bonding lengths similar to those of the nitrides. The nitrogen compound is generally grown using a sapphire substrate. However, since the sapphire substrate is electrically nonconductive, when a light emitting device such as a light emitting diode is grown on a sapphire substrate, electrodes can not be connected to the bottom, so that the structure of the light emitting diode is limited. Recently, a technique for manufacturing a vertically-structured light emitting diode by growing an equiaxed layer such as a nitride semiconductor layer on a different substrate such as sapphire and separating the different substrate has been studied.
이종 기판을 분리하는 대표적인 방법으로 레이저 리프트 오프(LASER Lift-Off) 방법이 있다. 레이저 리프트 오프 방법은 사파이어 기판과 같은 이종 기판 위에 질소 화합물과 같은 물질을 등축층으로 성장시키고, 기판의 맞은 편에 등축층의 면을 제2기판으로 결합한 후 사파이어 기판을 통해 레이저 빔을 조사하여 등축층으로부터 사파이어 기판을 분리하는 기술이다.As a typical method for separating a heterogeneous substrate, there is a laser lift-off method. In the laser lift-off method, a material such as a nitrogen compound is grown on a different substrate such as a sapphire substrate as an equiaxed layer, a surface of the equiaxed layer is bonded to the opposite side of the substrate with a second substrate, And separating the sapphire substrate from the layer.
레이저 리프트 오프 방법을 사용한 기술로서 한국 공개특허 10-2012-0016307이 있다. 이 발명에서는 레이저 리프트 오프 방법을 사용할 때, 크랙이 생기지 않기 위하여 열을 점진적으로 가해주는 방법이 개시되어 있다. 그러나 이 발명에서 레이저 리프트 오프 방법으로 발광 다이오드를 만들 경우 제2기판에 발광 다이오드의 윗면이 결합된다. 회로는 박막층의 표면에 인쇄공정(도핑공정)을 통해 구현하므로, 표면이 기판에 결합되는 레이저 리프트 오프 방법은 발광 다이오드와 함께 회로를 동시에 만들기 어렵다는 문제가 있다.Korean Patent Laid-Open No. 10-0016307 discloses a technique using a laser lift-off method. In this invention, when using the laser lift-off method, a method of progressively applying heat to prevent cracks is disclosed. However, in the present invention, when the light emitting diode is manufactured by the laser lift-off method, the upper surface of the light emitting diode is coupled to the second substrate. Since the circuit is implemented through the printing process (doping process) on the surface of the thin film layer, there is a problem that the laser lift-off method in which the surface is bonded to the substrate makes it difficult to simultaneously make the circuit together with the light emitting diode.
따라서 기판에 등축층을 생성하는 과정에 외부에 드러난 표면이 완성된 발광 다이오드에서도 외부에 드러나는 발광다이오드 제조방법에 관한 기술이 필요하다.Therefore, there is a need for a technique for manufacturing a light emitting diode in which a light emitting diode having a surface exposed to the outside is exposed to the outside in the process of forming an equiaxed layer on a substrate.
본 발명은 레이저 리프트 오프 공정과 두 차례에 걸쳐서 반도체층을 전사함으로써 공정의 자동화 및 대면적화를 하는 데에 주된 목적이 있다.The main purpose of the present invention is to automate the process and to make the process larger by transferring the semiconductor layer twice through the laser lift-off process.
본 발명은 반도체층의 형성과정에서 외부에 드러난 표면이 완제품에도 외부에 드러나는 공정을 제공하는 데에 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a process in which the surface exposed to the outside in the process of forming the semiconductor layer is exposed to the outside of the finished product.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판 상에 반도체층을 형성하는 반도체층 형성 단계; 레이저 리프트 오프 공정을 통해 제1유연필름으로 상기 반도체층을 전사하는 제1전사단계; 및 상기 제1유연필름으로부터 상기 반도체층을 제2유연필름으로 전사하는 제2전사단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 리프트 오프 공정과 이중 전사를 이용한 반도체 소자의 제조방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a semiconductor layer on a substrate; A first transfer step of transferring the semiconductor layer to a first flexible film through a laser lift-off process; And a second transfer step of transferring the semiconductor layer from the first flexible film to the second flexible film. The present invention also provides a laser lift-off process and a method of manufacturing a semiconductor device using dual transfer.
여기서, 상기 반도체층은, 발광 다이오드일 수 있다.Here, the semiconductor layer may be a light emitting diode.
여기서, 상기 발광 다이오드는, 수평형 발광 다이오드일 수 있다.Here, the light emitting diode may be a horizontal light emitting diode.
여기서, 상기 기판은 사파이어 기판이고, 상기 반도체층은 질소 화합물층일 수 있다.Here, the substrate may be a sapphire substrate, and the semiconductor layer may be a nitrogen compound layer.
여기서, 상기 반도체층 형성 단계는, 상기 기판의 뒷면을 폴리싱 하는 작업을 포함할 수 있다.Here, the semiconductor layer forming step may include an operation of polishing the back surface of the substrate.
여기서, 상기 반도체층 형성 단계는, 상기 반도체층의 표면에 회로를 형성할 수 있다.Here, the semiconductor layer forming step may form a circuit on the surface of the semiconductor layer.
여기서, 상기 제1유연필름은, 블루 테이프(Blue Tape) 또는 자외선 테이프(UV Tape)일 수 있다.Here, the first flexible film may be a blue tape or a UV tape.
여기서, 상기 제2유연필름은, 경질기판 상에 접착될 수 있다.Here, the second flexible film may be adhered onto the hard substrate.
여기서, 상기 제1유연필름은 상기 제2유연필름보다 상대적으로 접착력이 작을 수 있다.Here, the first flexible film may have a relatively lower adhesive force than the second flexible film.
여기서, 상기 제2유연필름은, 합성과 열처리를 통해 경화되는 필름 또는 액체 시약일 수 있다.Here, the second flexible film may be a film or a liquid reagent which is cured through synthesis and heat treatment.
여기서, 상기 제2전사단계는, 상기 제2유연필름을 빛 또는 열로 중간 경화하여, 상기 반도체층을 상기 제2유연필름에 전사하고, 전사가 끝난 후 상기 제2유연필름을 완전경화할 수 있다.Here, in the second transfer step, the second flexible film is intermediate-cured by light or heat, the semiconductor layer is transferred to the second flexible film, and the second flexible film is completely cured after the transfer .
여기서, 상기 제2전사단계는, 선처리로서 상기 제1유연필름에 열 또는 자외선을 가하여 상기 제1유연필름의 접착력을 낮추는 공정을 더 포함할 수 있다.Here, the second transfer step may further include a step of lowering the adhesion of the first flexible film by applying heat or ultraviolet rays to the first flexible film as a pre-treatment.
여기서, 상기 레이저 리프트 오프 공정과 이중 전사를 이용한 반도체 소자의 제조방법은, 상기 제2전사단계에서 제2유연필름으로 전사된 상기 반도체층에 금속 전극을 연결하는 전극연결단계; 를 더 포함할 수 있다.The method of fabricating a semiconductor device using the laser lift-off process and the double transfer process may include: an electrode coupling step of connecting the metal electrode to the semiconductor layer transferred to the second flexible film in the second transfer step; As shown in FIG.
상기 구성에 의한 본 발명은, 반도체층을 성장시킬 때 드러났던 표면이 외부에 노출되도록 반도체층을 분리할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the semiconductor layer can be separated so that the surface exposed when the semiconductor layer is grown is exposed to the outside.
상기 구성에 의한 본 발명은, 반도체층을 성장시키는 과정에서 인쇄한 회로에 단자를 연결할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the terminal can be connected to the printed circuit in the process of growing the semiconductor layer.
상기 구성에 의한 본 발명은, 반도체층을 성장시키는 단계에서 단자를 연결하는 단계까지 공정을 자동화할 수 있는 효과가 있다.The present invention having the above structure has the effect of automating the process from the step of growing the semiconductor layer to the step of connecting the terminals.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리프트 오프 공정과 이중 전사를 이용한 반도체 소자의 제조방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체층 형성 단계에서 제작된 기판 및 반도체층의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1전사단계에서 제1유연필름에 발광 다이오드를 전사시키는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2전사단계에서 제2유연필름에 발광 다이오드를 전사시키는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2유연필름 상의 발광 다이오드에 전극을 연결한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 경질기판이 제거된 제2유연필름과 발광 다이오드의 단면도이다.1 is a flowchart of a method of manufacturing a semiconductor device using a laser lift-off process and a dual transfer according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a substrate and a semiconductor layer fabricated in a semiconductor layer forming step according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a method of transferring a light emitting diode to a first flexible film in a first transfer step according to an embodiment of the present invention.
4 is a view illustrating a method of transferring a light emitting diode to a second flexible film in a second transfer step according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view illustrating an electrode connected to a light emitting diode on a second flexible film according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a light emitting diode and a second flexible film from which a hard substrate is removed according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. The structure and operation of the present invention shown in the drawings and described by the drawings are described as at least one embodiment, and the technical ideas and the core structure and operation of the present invention are not limited thereby.
사파이어 기판에 질소 화합물을 등축 성장(epitaxial growth)시킬 때에 보조 기판을 사용하여 사파이어 기판과 질소 화합물 사이를 분리한다. 이때, 또 다른 보조 기판을 사용하면, 사파이어 기판에 질소 화합물을 성장시킬 때 드러났던 면에 표면에 있는 구조를 그대로 유지할 수 있다. 따라서 사파이어 기판에 질소 화합물을 성장시킬 때, 질소 화합물에 연결된 회로나 리소그래피 공정을 할 수 있다.When epitaxial growth of a nitrogen compound is performed on a sapphire substrate, an auxiliary substrate is used to separate the sapphire substrate and the nitrogen compound. At this time, if another auxiliary substrate is used, the structure on the surface can be maintained as it is on the surface exposed when the nitrogen compound is grown on the sapphire substrate. Therefore, when a nitrogen compound is grown on a sapphire substrate, a circuit connected to the nitrogen compound or a lithography process can be performed.
질소화합물은 다층구조일 수 있으며, 갈륨과 같은 반도체의 질소화합물인 반도체층일 수 있다. 이때, 반도체층은 회로가 인쇄될 수 있으며, P-N 접합된 다이오드일 수 있다. 여기서 다이오드는 밴드갭이 가시광선 영역의 크기인 발광 다이오드일 수 있다. 본 명세서에서는 일 실시예로서 질소화합물 계열의 발광 다이오드를 반도체층의 일종으로 예를 들 것이나 반도체층이기만 하면 어떠한 내용이 도핑되거나 인쇄될 수 있다. 물론 인쇄되지 않아도 무방하다.The nitrogen compound may have a multilayer structure and may be a semiconductor layer which is a nitrogen compound of a semiconductor such as gallium. At this time, the semiconductor layer may be printed with a circuit and may be a P-N junction diode. Here, the diode may be a light emitting diode whose bandgap is the size of a visible light region. In this specification, the light emitting diode of the nitrogen compound series is a kind of semiconductor layer as an embodiment, but any content can be doped or printed only if it is a semiconductor layer. It does not have to be printed, of course.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리프트 오프 공정과 이중 전사를 이용한 반도체 소자의 제조방법의 순서도이다.1 is a flowchart of a method of manufacturing a semiconductor device using a laser lift-off process and a dual transfer according to an embodiment of the present invention.
발광 다이오드를 제조하는 방법은 반도체층 형성 단계, 제1전사단계, 제2전사단계를 포함한다. 발광 다이오드가 완성된 이후에 전극을 연결하는 전극 연결단계가 추가될 수 있다. A method of manufacturing a light emitting diode includes a semiconductor layer forming step, a first transfer step, and a second transfer step. An electrode connecting step of connecting the electrodes after the light emitting diode is completed can be added.
간략히 설명하면, 반도체층 형성 단계에는 발광 다이오드를 기판 위에 성장시키고, 제1전사단계에 레이저 리프트 오프 공정을 통해 제1유연필름에 발광 다이오드를 전사한다. 제2전사단계에는 제1유연필름으로부터 발광 다이오드를 제2유연필름으로 전사하여 발광 다이오드를 제조한다. 이 후에 전극을 연결하여 발광 다이오드를 완성할 수 있다.Briefly, a light emitting diode is grown on a substrate in a semiconductor layer formation step, and a light emitting diode is transferred to a first flexible film through a laser lift-off process in a first transfer step. In the second transfer step, the light emitting diode is transferred from the first flexible film to the second flexible film to produce the light emitting diode. After that, electrodes can be connected to complete the light emitting diode.
반도체층 형성 단계(S110)는 기판 위에 반도체 박막을 등축 성장시키되, 도펀트를 도핑하여 P-타입과 N-타입이 결합된 발광 다이오드를 만드는 것을 포함한다. 여기서 박막은 질소 화합물일 수 있으며, 기판은 사파이어 기판일 수 있다. 이때, 발광 다이오드는 각 박막을 등축으로 중첩하여 성장시켜서 P-타입층과 N-타입층이 수평인 수평형 발광 다이오드일 수 있다. 또한, 포토 리소그래피와 마스크 공정을 포함하여 도핑시 다양한 회로를 함께 제작할 수 있다. The semiconductor layer forming step (S110) includes forming a light emitting diode in which P-type and N-type are combined by equally growing a semiconductor thin film on a substrate, and doping the dopant. The thin film may be a nitrogen compound, and the substrate may be a sapphire substrate. At this time, the light emitting diode may be a horizontal light emitting diode in which the P-type layer and the N-type layer are horizontal by vertically stacking the respective thin films on the same axis. In addition, various circuits can be fabricated together during doping, including photolithography and masking.
제1전사단계(S120)는 레이저 리프트 오프 기법을 사용하여 제1유연필름에 발광 다이오드를 전사시키는 단계이다. 구체적으로 설명하면, 제1유연필름에 기판 위의 반도체 다이오드를 접착시킨 상태에서 기판의 뒷면에 레이저를 조사하여 투과된 레이저가 기판과 발광 다이오드 사이에 에너지를 공급하고, 발광 다이오드를 기판에서 분리시키는 것이다. 기판이 사파이어 기판이라면 기판은 빛에 대하여 투명하고(빛이 흡수되지 않는 밴드갭을 가지고 있고) 질소 화합물은 빛에 대하여 불투명하여 에너지가 질소 화합물의 표면에 집중되는 현상을 이용한 것이다.The first transfer step (S120) is a step of transferring the light emitting diode to the first flexible film using the laser lift-off technique. Specifically, in a state in which a semiconductor diode on a substrate is adhered to a first flexible film, a laser is irradiated to a rear surface of the substrate to supply energy between the substrate and the light emitting diode, and the light emitting diode is separated from the substrate will be. If the substrate is a sapphire substrate, the substrate is transparent to light (having a bandgap where light is not absorbed) and the nitrogen compound is opaque to light and energy is concentrated on the surface of the nitrogen compound.
제1유연필름은 레이저 리프트 오프 공정에서 떨어진 발광 다이오드를 부착한 채 유지할 수 있을 정도의 접착력을 구비해야 하지만, 제2전사단계에서 상대적으로 낮은 접착력이어야 하므로 접착력이 비교적 낮은 블루 테이프나 빛이나 열로 접착력을 낮출 수 있는 자외선 테이프일 수 있다. 다시 말해서 제1유연필름은 제2유연필름보다 낮은 접착력을 가질 수 있으며, 제1유연필름은 빛 또는 열에 의해 접착력을 제어할 수 있는 재질일 수 있다.The first flexible film must have an adhesive strength enough to hold the LEDs attached thereto in the laser lift-off process. However, since the first flexible film must have a relatively low adhesive force in the second transfer step, Can be lowered. In other words, the first flexible film may have a lower adhesive force than the second flexible film, and the first flexible film may be a material capable of controlling the adhesive force by light or heat.
제2전사단계(S130)는 제1유연필름에 전사된 발광 다이오드의 후면을 제2유연필름에 부착하고, 제1유연필름의 접착력을 낮추어 제2유연필름에 발광 다이오드를 전사하는 공정이다. 제2유연필름은 경질기판상에 접착된 박막일 수 있으며, 제2유연필름은 합성과 열처리를 통해 경화되는 필름 및 액체 시약일 수 있다. 이때, 제2전사단계 도중 제2유연필름을 빛 또는 열로 중간 경화하고, 전사가 완료된 후에 제2유연필름을 완전경화할 수 있다. 제2전사단계에 있어서, 제2유연필름에 발광 다이오드를 부착하였을 때, 제2유연필름을 중간 경화하여 접착력을 증대시킬 수 있다. 이렇게 제2유연필름의 접착력을 증대시키면 제1유연필름에 대하여 접착력이 상대적으로 증대되는 효과가 있다. 따라서 제1유연필름과 제2유연필름 사이의 발광 다이오드가 제2유연필름 쪽으로 전사되기 쉬워진다. 또한, 제2전사단계 직전에 제1유연필름에 열 또는 자외선을 가하여 제1유연필름의 접착력을 낮출 수 있다. 이때, 제1유연필름이 블루 테이프 또는 자외선 테이프일 경우 접착력이 저하되는 폭이 더 커질 수 있다. 이러한 방법으로도 제2유연필름에 대하여 제1유연필름의 접착력이 상대적으로 작아지는 효과가 있다.The second transfer step S130 is a step of attaching the rear surface of the light emitting diode transferred to the first flexible film to the second flexible film and lowering the adhesive force of the first flexible film to transfer the light emitting diode to the second flexible film. The second flexible film may be a thin film adhered on a rigid substrate and the second flexible film may be a film and a liquid reagent which are cured through synthesis and heat treatment. At this time, during the second transfer step, the second flexible film is intermediate-cured by light or heat, and after the transfer is completed, the second flexible film can be completely cured. In the second transfer step, when the light emitting diode is attached to the second flexible film, the second flexible film can be intermediate-cured to increase the adhesive force. When the adhesive strength of the second flexible film is increased, the adhesive strength of the first flexible film is relatively increased. Therefore, the light emitting diode between the first flexible film and the second flexible film is easily transferred to the second flexible film. In addition, the adhesive force of the first flexible film can be lowered by applying heat or ultraviolet rays to the first flexible film immediately before the second transfer step. At this time, when the first flexible film is a blue tape or an ultraviolet tape, the width at which the adhesive force is lowered may be larger. This method also has the effect of relatively reducing the adhesive strength of the first flexible film to the second flexible film.
제2전사단계(S130)가 종료되면 최초 기판 위에 성장시킬 때 표면에 드러난 면이 다시 드러나게 된다. 최초 기판 위에 발광 다이오드를 성장시키거나 도핑할 때, 회로를 함께 인쇄했다면 인쇄와 함께 마련된 단자에 전극을 연결하여 발광 다이오드를 완성하는 전극연결단계(S140)를 더 포함할 수 있다. 물론 제2유연필름이 도체라면 제2유연필름을 하나의 단자로 보고 제2유연필름을 다른 단자로 연결할 수도 있다.When the second transfer step (S130) is completed, the surface exposed on the surface is exposed again when grown on the initial substrate. If the circuit is printed together when the light emitting diode is grown or doped on the original substrate, the electrode connection step (S140) may be further included to connect the electrode to the terminal provided with the print to complete the light emitting diode. Of course, if the second flexible film is a conductor, the second flexible film may be regarded as one terminal and the second flexible film may be connected to another terminal.
도 1에서 설명한 방법으로 도 2 내지 도 6을 참조하여 반도체층을 성장시키는 방법을 설명한다. 여기서 반도체층은 도핑처리를 통해서 회로가 인쇄된 반도체층을 포함하며, 등축 성장 과정에 P 타입과 N 타입 도핑 처리를 하여 제조된 발광 다이오드를 포함한 반도체층 또는 회로를 포함한 반도체층을 포함한다.A method of growing a semiconductor layer will be described with reference to FIGS. 2 to 6 by the method described in FIG. Here, the semiconductor layer includes a semiconductor layer printed with a circuit through a doping process, and includes a semiconductor layer including a light emitting diode or a semiconductor layer including a circuit manufactured by P-type and N-type doping in the process of growing an iso-axis.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체층 형성 단계에서 제작된 기판 및 반도체층의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a substrate and a semiconductor layer fabricated in a semiconductor layer forming step according to an embodiment of the present invention.
반도체층 형성 단계(S110)에서는 기판(210) 위에 반도체층(220)을 등축 성장시키되, 도펀트를 도핑하여 P-타입과 N-타입이 결합된 발광 다이오드를 만드는 것을 포함한다. 여기서 반도체층(220)은 질소 화합물일 수 있으며, 기판(210)은 사파이어 기판일 수 있다. 이때, 반도체층(220)은 각 반도체층(220)을 등축으로 중첩하여 성장시켜서 P-타입으로 도핑된 층과 N-타입으로 도핑된 층이 수평인 수평형 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 또한, 포토 리소그래피와 마스크 공정을 포함하여 도핑시 다양한 회로를 함께 제작할 수 있다. 이렇게 제작된 반도체층(220)의 회로에는 전극을 연결하기 위한 단자(230)를 구비할 수 있다. 다시 말해서 본 발명에 따르면, 반도체층(220)을 성장시킬 때 외부에 드러난 표면이 완성된 제품에서도 외부에 드러난 표면이 되므로 성장시키는 과정에서 반도체층(220)에 회로를 인쇄하거나 전극을 연결할 단자(230)를 반도체층(220)에 구비할 수 있다.In the step of forming a semiconductor layer (S110), the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1전사단계에서 제1유연필름에 반도체층을 전사시키는 방법을 나타낸 예시도이다.3 is a view illustrating a method of transferring a semiconductor layer to a first flexible film in a first transfer step according to an embodiment of the present invention.
제1전사단계(S120)에서는 레이저 리프트 오프 기법을 사용하여 제1유연필름(310)에 반도체층(220)을 전사시킨다. 구체적으로 설명하면, 제1유연필름(310)에 기판(210) 위의 반도체 다이오드를 접착시킨 상태에서 기판(210)의 뒷면에 레이저를 조사하여 투과된 레이저가 기판(210)과 반도체층(220) 사이에 에너지를 공급한다. 이때, 에너지는 반도체층(220)에 집중되므로 열팽창 유무 등에 의하여 반도체층(220)과 기판(210) 사이의 결합이 약화되고 반도체층(220)을 기판(210)에서 손쉽게 분리시킬 수 있게 된다. 기판(210)이 사파이어 기판이라면 기판(210)은 빛에 대하여 투명하고(빛이 흡수되지 않는 밴드갭을 가지고 있고) 질소 화합물층인 반도체층(220)은 빛에 대하여 불투명하여 에너지가 질소 화합물층인 반도체층(220)의 표면에 집중되는 현상을 이용한 것이다. 반도체층(220)의 외부로 드러난 표면을 제1유연필름(310)으로 고정시키고 레이저를 사용하여 반도체층(220)을 기판(210)으로부터 분리한다. 따라서 제1유연필름(310)은 일정 수준 이상의 접착력을 가져야 한다. 여기서, 제1유연필름(310)은 레이저 리프트 오프 공정에서 떨어진 반도체층(220)을 부착한 채 유지할 수 있을 정도의 접착력을 구비해야 하지만, 제2전사단계(S130)에서 상대적으로 낮은 접착력을 구비해야 하므로 접착력이 비교적 낮은 블루 테이프나 빛이나 열로 접착력을 낮출 수 있는 자외선 테이프일 수 있다. 다시 말해서 제1유연필름(310)은 제2유연필름(410)보다 낮은 접착력을 가질 수 있으며, 제1유연필름(310)은 빛 또는 열에 의해 접착력을 제어할 수 있는 재질일 수 있다.In the first transfer step S120, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2전사단계에서 제2유연필름에 반도체층을 전사시키는 방법을 나타낸 예시도이다.4 is a view illustrating a method of transferring a semiconductor layer to a second flexible film in a second transfer step according to an embodiment of the present invention.
제2전사단계(S130)는 제1유연필름(310)에 전사된 반도체층(220)의 후면을 제2유연필름(410)에 부착하고, 제1유연필름(310)의 접착력을 낮추어 제2유연필름(410)에 반도체층(220)을 전사하는 공정이다. 제2유연필름(410)은 경질기판(420)상에 접착된 박막일 수 있으며, 제2유연필름(410)은 합성과 열처리를 통해 경화되는 필름 및 액체 시약일 수 있다. 이때, 제2전사단계 도중 제2유연필름(410)을 빛 또는 열로 중간 경화하고, 전사가 완료된 후에 제2유연필름(410)을 완전경화할 수 있다. 제2전사단계(S130)에 있어서, 제2유연필름(410)에 반도체층(220)을 부착하였을 때, 제2유연필름(410)을 중간 경화하여 접착력을 증대시킬 수 있다. 이렇게 제2유연필름(410)의 접착력을 증대시키면 제1유연필름(310)에 대하여 접착력이 상대적으로 증대되는 효과가 있다. 따라서 제1유연필름(310)과 제2유연필름(410) 사이의 반도체층(220)이 제2유연필름(410) 쪽으로 전사되기 쉬워진다. 또한, 제2전사단계 직전에 제1유연필름(310)에 열 또는 자외선을 가하여 제1유연필름(310)의 접착력을 낮출 수 있다. 이때, 제1유연필름(310)이 블루 테이프 또는 자외선 테이프일 경우 접착력이 저하되는 폭이 더 커질 수 있다. 이러한 방법으로도 제2유연필름(410)에 대하여 제1유연필름(310)의 접착력이 상대적으로 작아지는 효과가 있다. 이렇게 제2유연필름(410)에 반도체층(220)을 전사하면, 최초 반도체층(220)을 성장시킬 때와 마찬가지로 외부로 드러났던 표면이 다시 외부로 드러나게 된다. 따라서 반도체층(220) 성장 과정에 표면에 처리를 한 경우의 표면이 다시 드러나게 되어, 전극 연결 등에서 자동화 공정이 손쉬운 장점이 있다.In the second transfer step S130, the rear surface of the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2유연필름 상의 반도체층에 전극을 연결한 상태를 나타낸 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating electrodes connected to a semiconductor layer on a second flexible film according to an embodiment of the present invention.
제2전사단계(S130)에서 표면이 다시 드러났기 때문에, 최초 도핑과정에서 마련했던 단자에 전극(510)을 연결할 수 있다. 본 실시예에서는 반도체층(220)이므로 2개의 전극(510)을 연결할 수 있으나, 반도체층(220)과 함께 회로를 함께 인쇄하였다면, 다수의 전극(510)을 연결할 수 있다. Since the surface is exposed again in the second transfer step S130, the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 경질기판이 제거된 제2유연필름과 반도체층의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a second flexible film and a semiconductor layer from which a hard substrate is removed according to an embodiment of the present invention.
제2유연필름(410)은 높은 접착력으로 반도체층(220)을 부착할 때, 반도체층(220)의 배치를 고정하는 역할을 하므로 경화된 구조이어야 한다. 따라서 제2유연필름(410)은 접착 후 경화되거나 경질기판(420)에 접착된 유연필름이어야 했다. 그러나 일단 반도체층(220)을 전사한 이후에는 경화된 형태를 유지할 필요가 없으므로, 경질기판(420)을 제거하거나 열 또는 화학적 방법으로 연화시킬 수 있다.The second
210: 기판 220: 반도체층
230: 단자 310: 제1유연필름
410: 제2유연필름 420: 경질기판
510: 전극210: substrate 220: semiconductor layer
230: Terminal 310: First Flexible Film
410: second flexible film 420: hard substrate
510: Electrode
Claims (13)
레이저 리프트 오프 공정을 통해 제1유연필름으로 상기 반도체층을 전사하는 제1전사단계; 및
상기 제1유연필름으로부터 상기 반도체층을 제2유연필름으로 전사하는 제2전사단계;를 포함하여 이루어지되,
상기 제2유연필름은,
열처리를 통해 경화되는 필름으로 형성되며,
상기 제2전사단계는,
상기 제2유연필름을 빛 또는 열로 중간 경화하여, 상기 반도체층을 상기 제2유연필름에 전사하고, 전사가 끝난 후 상기 제2유연필름을 완전경화하는 것을 특징으로 하는 레이저 리프트 오프 공정과 이중 전사를 이용한 반도체 소자의 제조방법.A semiconductor layer forming step of forming a semiconductor layer on a substrate;
A first transfer step of transferring the semiconductor layer to a first flexible film through a laser lift-off process; And
And a second transfer step of transferring the semiconductor layer from the first flexible film to a second flexible film,
The second flexible film may have a thickness
Is formed into a film which is cured through heat treatment,
Wherein the second transfer step comprises:
Characterized in that the second flexible film is intermediate-cured by light or heat to transfer the semiconductor layer to the second flexible film and the second flexible film is fully cured after the transfer is completed, Wherein the method comprises the steps of:
상기 반도체층은,
발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 레이저 리프트 오프 공정과 이중 전사를 이용한 반도체 소자의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein:
Wherein the semiconductor device is a light emitting diode.
상기 발광 다이오드는,
수평형 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 레이저 리프트 오프 공정과 이중 전사를 이용한 반도체 소자의 제조방법.3. The method of claim 2,
The light-
Wherein the semiconductor device is a horizontal flat type light emitting diode.
상기 기판은 사파이어 기판이고, 상기 반도체층은 질소 화합물층인 것을 특징으로 하는 레이저 리프트 오프 공정과 이중 전사를 이용한 반도체 소자의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the substrate is a sapphire substrate and the semiconductor layer is a nitrogen compound layer, and a method of fabricating a semiconductor device using dual transfer.
상기 반도체층 형성 단계는,
상기 기판의 뒷면을 폴리싱 하는 작업을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 리프트 오프 공정과 이중 전사를 이용한 반도체 소자의 제조방법.The method according to claim 1,
The semiconductor layer forming step may include:
And polishing the back surface of the substrate. The method of claim 1, wherein the laser lift-off process and the dual transfer process are the same.
상기 반도체층 형성단계는,
상기 반도체층의 표면에 회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 레이저 리프트 오프 공정과 이중 전사를 이용한 반도체 소자의 제조방법.The method according to claim 1,
The semiconductor layer forming step may include:
Wherein a circuit is formed on a surface of the semiconductor layer, and a method of manufacturing a semiconductor device using the double transfer.
상기 제1유연필름은,
블루 테이프(Blue Tape) 또는 자외선 테이프(UV Tape)인 것을 특징으로 하는 레이저 리프트 오프 공정과 이중 전사를 이용한 반도체 소자의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the first flexible film comprises a first flexible film,
Characterized in that it is a blue tape or an ultraviolet (UV) tape.
상기 제2유연필름은,
경질기판 상에 접착된 것을 특징으로 하는 레이저 리프트 오프 공정과 이중 전사를 이용한 반도체 소자의 제조방법.The method according to claim 1,
The second flexible film may have a thickness
Wherein the semiconductor device is bonded onto a hard substrate by a laser lift-off process and a dual transfer method.
상기 제1유연필름은 상기 제2유연필름보다 상대적으로 접착력이 작은 것을 특징으로 하는 레이저 리프트 오프 공정과 이중 전사를 이용한 반도체 소자의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the first flexible film has a relatively lower adhesive force than the second flexible film, and a method of manufacturing a semiconductor device using the double lift.
상기 제2전사단계는,
선처리로서 상기 제1유연필름에 열 또는 자외선을 가하여 상기 제1유연필름의 접착력을 낮추는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 리프트 오프 공정과 이중 전사를 이용한 반도체 소자의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the second transfer step comprises:
Further comprising a step of applying heat or ultraviolet rays to the first flexible film as a preliminary treatment to lower the adhesive force of the first flexible film, and a method of manufacturing a semiconductor device using dual transfer.
상기 레이저 리프트 오프 공정과 이중 전사를 이용한 반도체 소자의 제조방법은,
상기 제2전사단계에서 제2유연필름으로 전사된 상기 반도체층에 금속 전극을 연결하는 전극연결단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 리프트 오프 공정과 이중 전사를 이용한 반도체 소자의 제조방법.
The method according to claim 1,
A method of manufacturing a semiconductor device using the laser lift-off process and double transfer,
An electrode connection step of connecting the metal electrode to the semiconductor layer transferred with the second flexible film in the second transfer step;
Further comprising a laser lift-off process and a dual transfer method.
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| KR102163570B1 (en) | 2019-11-21 | 2020-10-12 | 엔엠시스코(주) | Manufactory for micro led 1st(First) Repair using Panel-to-Panel Transfer |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3598492B1 (en) | 2017-03-13 | 2023-07-26 | Seoul Semiconductor Co., Ltd. | Method for manufacturing display device |
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| US11605754B2 (en) | 2019-12-11 | 2023-03-14 | Nanosys, Inc. | Partial laser liftoff process during die transfer and structures formed by the same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030029054A (en) * | 2001-04-11 | 2003-04-11 | 소니 가부시키가이샤 | Element transfer method, element arrangement method using the same, and image display apparatus production method |
| KR20110111209A (en) * | 2010-04-02 | 2011-10-10 | 경희대학교 산학협력단 | Method for manufacturing flexible semiconductor using laser lift off |
| KR20120084839A (en) * | 2011-01-21 | 2012-07-31 | 포항공과대학교 산학협력단 | Method of manufacturing vertical light emitting diode using light emitting diode epilayer growthed on patterned sappaire substrate and vertical light emitting diode manufactured by the method |
-
2013
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030029054A (en) * | 2001-04-11 | 2003-04-11 | 소니 가부시키가이샤 | Element transfer method, element arrangement method using the same, and image display apparatus production method |
| KR20110111209A (en) * | 2010-04-02 | 2011-10-10 | 경희대학교 산학협력단 | Method for manufacturing flexible semiconductor using laser lift off |
| KR20120084839A (en) * | 2011-01-21 | 2012-07-31 | 포항공과대학교 산학협력단 | Method of manufacturing vertical light emitting diode using light emitting diode epilayer growthed on patterned sappaire substrate and vertical light emitting diode manufactured by the method |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102163570B1 (en) | 2019-11-21 | 2020-10-12 | 엔엠시스코(주) | Manufactory for micro led 1st(First) Repair using Panel-to-Panel Transfer |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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