KR101877237B1 - 반도체 발광소자 및 이의 제조 방법 - Google Patents

반도체 발광소자 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시는 반도체 발광소자의 제조 방법에 있어서, 개구가 형성된 마스크에 반도체 발광소자 칩을 배치하는 단계;로서, 전자와 전공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 복수의 반도체층과, 복수의 반도체층에 전기적으로 연결된 전극을 가지는 반도체 발광소자 칩을 개구 내에 배치하는 단계; 마스크를 댐(dam)으로 하여, 반도체 발광소자 칩이 배치된 개구 내에 봉지재를 투입하는 단계; 그리고 마스크로부터 반도체 발광소자 칩을 분리하는 단계;를 포함하고, 봉지재는 반도체 발광소자 칩의 상면 및 측면을 덮도록(cover) 형성되는 반도체 발광소자의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

반도체 발광소자 및 이의 제조 방법{SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 반도체 발광소자 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 발광효율을 높인 반도체 발광소자 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
도 1은 종래의 반도체 발광소자 칩의 일 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자 칩은 성장 기판(100; 예: 사파이어 기판), 성장 기판(100) 위에, 버퍼층(200), 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(300; 예: n형 GaN층), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(400; 예; INGaN/(In)GaN MQWs), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(500; 예: p형 GaN층)이 순차로 증착되어 있으며, 그 위에 전류 확산을 위한 투광성 도전막(600)과, 본딩 패드로 역할하는 전극(700)이 형성되어 있고, 식각되어 노출된 제1 반도체층(300) 위에 본딩 패드로 역할하는 전극(800; 예: Cr/Ni/Au 적층 금속 패드)이 형성되어 있다. 버퍼층(200)은 생략될 수 있다.
도 1과 같은 형태의 반도체 발광소자 칩을 특히 레터럴 칩(Lateral Chip)이라고 한다. 여기서, 성장 기판(100) 측이 외부와 전기적으로 연결될 때 장착면이 된다.
도 2는 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 제시된 반도체 발광소자 칩의 다른 예를 보여주는 도면으로서, 반도체 발광소자 칩은 성장 기판(100), 성장 기판(100) 위에, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(300), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(400), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(500)이 순차로 증착되어 있으며, 그 위에 성장 기판(100) 측으로 빛을 반사시키기 위한 3층으로 된 제1 전극막(901), 제2 전극막(902) 및 제3 전극막(903)이 형성되어 있고, 식각되어 노출된 제1 반도체층(300) 위에 본딩 패드로 기능하는 전극(800)이 형성되어 있다.
제1 전극막(901)은 Ag 반사막, 제2 전극막(902)은 Ni 확산 방지막, 제3 전극막(903)은 Au 본딩층일 수 있다. 여기서, 제3 전극막(903) 측이 외부와 전기적으로 연결될 때 장착면이 된다. 도 2와 같은 형태의 반도체 발광소자 칩을 특히 플립 칩(Flip Chip)이라고 한다. 도 2에 도시된 플립 칩의 경우 제1 반도체층(300) 위에 형성된 전극(800)이 제2 반도체층(500) 위에 형성된 전극막(901, 902, 903)보다 낮은 높이에 있지만, 동일한 높이에 형성될 수 있도록 할 수 도 있다. 여기서 높이의 기준은 성장 기판(100)으로부터의 높이일 수 있다.
도 3은 종래의 반도체 발광소자의 일 예를 보여주는 도면이다.
반도체 발광소자(100)는 리드 프레임(110, 120), 몰드(130), 그리고 캐비티(140) 내에 수직형 반도체 발광소자 칩(150; Vertical Type Light Emitting Chip)이 구비되어 있고, 캐비티(140)는 파장 변환재(160)를 함유하는 봉지재(170)로 채워져 있다. 수직형 반도체 발광소자 칩(150)의 하면이 리드 프레임(110)에 전기적으로 직접 연결되고, 상면이 와이어(180)에 의해 리드 프레임(120)에 전기적으로 연결되어 있다. 수직형 반도체 발광소자 칩(150)에서 나온 광의 일부가 파장 변환재(160)를 여기 시켜 다른 색의 광을 만들어 두 개의 서로 다른 광이 혼합되어 백색광을 만들 수 있다. 예를 들어 반도체 발광소자 칩(150)은 청색광을 만들고 파장 변환재(160)에 여기 되어 만들어진 광은 황색광이며, 청색광과 황색광이 혼합되어 백색광을 만들 수 있다. 도 3은 수직형 반도체 발광소자 칩(150)을 사용한 반도체 발광소자를 보여주고 있지만, 도 1 및 도 2에 도시된 반도체 발광소자 칩을 사용하여 도 3과 같은 형태의 반도체 발광소자를 제조할 수도 있다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자의 제조 방법에 있어서, 개구가 형성된 마스크에 반도체 발광소자 칩을 배치하는 단계;로서, 전자와 전공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 복수의 반도체층과, 복수의 반도체층에 전기적으로 연결된 전극을 가지는 반도체 발광소자 칩을 개구 내에 배치하는 단계; 마스크를 댐(dam)으로 하여, 반도체 발광소자 칩이 배치된 개구 내에 봉지재를 투입하는 단계; 그리고 마스크로부터 반도체 발광소자 칩을 분리하는 단계;를 포함하고, 봉지재는 반도체 발광소자 칩의 상면 및 측면을 덮도록(cover) 형성되는 반도체 발광소자의 제조 방법이 제공된다.
본 개시에 따른 다른 일 태양에 의하면(According to another aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자에 있어서, 기판과 전기적으로 연결된 반도체 발광소자 칩;으로서, 전자와 전공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 복수의 반도체층과, 복수의 반도체층에 전기적으로 연결된 전극을 가지는 반도체 발광소자 칩; 그리고 반도체 발광소자 칩의 상면 및 측면을 덮는(cover) 봉지재;를 포함하고, 봉지재는 전극의 사이에 위치하는 반도체 발광소자가 제공된다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
도 1은 종래의 반도체 발광소자 칩의 일 예(Lateral Chip)를 나타내는 도면,
도 2는 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 제시된 반도체 발광소자 칩의 다른 예(Flip Chip)를 나타내는 도면,
도 3은 종래의 반도체 발광소자 칩의 또 다른 예(Vertical Chip)를 나타내는 도면,
도 4는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 개시에 따른 반도체 발광소자 칩의 일 예를 설명하기 위한 도면,
도 6 내지 도 8은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 제조 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 일 예를 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 제조 방법의 다른 예를 설명하기 위한 도면.
이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).
도 4는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 설명하기 위한 도면으로서, 도 4(a)는 단면도이고, 도 4(b)는 배면도이다.
도 4(a)를 참조하면, 반도체 발광소자(100)는 반도체 발광소자 칩(1) 및 봉 봉지재(2)를 포함한다.
반도체 발광소자 칩(1)은 도 5를 참조하면, 플립 칩으로서 도 2에 도시된 것과 다른 구조의 플립 칩을 설명하고 있다. 본 개시에서 반도체 발광소자 칩(1)은 이러한 플립 칩에 한정되지 않으며, 레터럴 칩(lateral chip)이나 수직형 칩(vertical chip)도 적용 가능하다.
반도체 발광소자 칩(1)은 기판(10), 복수의 반도체층(30, 40, 50), 광반사층(R) 제1 전극(70) 및 제2 전극(80)을 포함한다.
기판(10)은 3족 질화물 반도체 발광소자를 예로 들면, 사파이어, SiC, Si, GaN 등이 이용되며, 기판(10)은 최종적으로 제거될 수도 있다.
복수의 반도체층(30, 40, 50)은 기판(10) 위에 형성된 버퍼층(도시되지 않음), 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(30; 예: Si 도핑된 GaN), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(50; 예: Mg 도핑된 GaN) 및 제1 반도체층(30)과 제2 반도체층(50) 사이에 개재되며 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(40; 예:InGaN/(In)GaN 다중양자우물구조)을 포함한다.
복수의 반도체층(30, 40, 50) 각각은 다층으로 이루어질 수 있고, 버퍼층은 생략될 수 있다. 제1 반도체층(30)과 제2 반도체층(50)은 그 위치가 바뀔 수 있으며, 3족 질화물 반도체 발광소자에 있어서 주로 GaN으로 이루어진다.
제1 전극(70)은 제1 반도체층(30)과 전기적으로 연통되어 전자를 공급한다.
제2 전극(80)은 제2 반도체층(50)과 전기적으로 연통되어 정공을 공급한다.
5 6(a)를 참조하면, 제2 반도체층(50)과 제1 및 제2 전극(70, 80) 사이에는 광반사층(R)이 개재되며, 광반사층(R)은 SiO2와 같은 절연층, DBR(Distributed Bragg Reflector) 또는 ODR(Omni-Directional Reflector)을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
도 5(b)를 참조하면, 제2 반도체층(50) 위에 금속 반사막(R)이 구비되고, 제2 전극(80)이 금속 반사막(R) 위에 구비되며, 메사식각으로 노출된 제1 반도체층(30)과 다른 제1 전극(70)이 될 수 있다.
제2 반도체층(50)과 광반사층(R) 사이에는 투광성 도전막(미도시)이 개재될 수 있다. 투광성 도전막은 투광성 도전성 물질(예: ITO), 오믹 금속층(Cr, Ti 등), 반사 금속층(Al, Ag, 등) 등으로 형성될 수 있으며, 이들의 조합으로 이루어질 수도 있다. 금속층에 의한 빛흡수를 감소하기 위해 투광성 도전막은 투광성 도전성 물질(예: ITO)로 이루어지는 것이 바람직하다.
봉지재(2)는 반도체 발광소자 칩(1)의 전체면 즉, 전극(70, 80)의 하면을 제외한 반도체 발광소자(1)의 상면 및 측면을 덮도록(cover) 형성된다. 봉지재(2)는 투광성을 갖고 있으며, 에폭시 수지 및 실리콘 수지 중 하나로 이루어질 수 있다. 필요한 경우 파장 변환재를 포함할 수 있다. 파장 변환재는 반도체 발광소자 칩(1)의 활성층(40)으로부터 생성되는 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 것이라면 어떠한 것이라도 좋지만(예: 안료, 염료 등), 광 변환 효율을 고려할 때 형광체(예: YAG, (Sr,Ba,Ca)2SiO4:Eu 등)를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 파장 변환재는 반도체 발광소자에서 나오는 빛의 색에 따라 정해질 수 있으며, 당업자에게 잘 알려져 있다.
봉지재(2)는 전극(70, 80)을 제외한 반도체 발광소자 칩(1)을 덮도록 형성되는 제1 부분(20)과, 제1 부분(20)을 제외한 전극(70, 80)을 덮도록 형성되는 제2 부분(22)을 포함한다. 여기서, 제1 부분(20) 및 제2 부분(22)의 형성 방법에 대해서는 후술한다.
제1 부분(20)은 봉지재(2)의 상면에서부터 전극(70, 80)을 제외한 반도체 발광소자 칩(1)의 하면까지의 높이(H1)를 갖는다. 즉, 제1 부분(20)의 높이(H1)는 봉지재(2)의 상면에서부터 복수의 반도체층(30, 40, 50)의 하면까지의 높이를 나타낸다.
제2 부분(22)은 제1 부분(20)을 제외한 반도체 발광소자 칩(1)의 하면에서부터 봉지재(2)의 하면까지의 높이(H2)를 갖는다. 즉, 제2 부분(22)의 높이(H2)는 복수의 반도체층(30, 40, 50)의 하면에서부터 전극(70, 80)의 하면까지의 높이를 갖는다. 여기서, 제2 부분(22)의 높이(H2)는 전극(70, 80)과 동일한 높이를 가질 수 있지만 이에 한정되지 않는다.
제2 부분(22)의 하면의 일측 끝단에서 제1 전극(70) 또는 제2 전극(80)까지의 제1 길이(D1)는 제1 및 제 2 전극(70, 80)의 제 2길이(D2)보다 길게 형성되는 것이 바람직하다. 하지만, 제1 길이(D1)는 제 2길이(D2)와 동일하게 형성될 수도 있다.
제2 부분(22)의 하면의 일측 끝단에서 제1 전극(70) 또는 제2 전극(80)과 접하는 제1 전극(70) 또는 제2 전극(80)까지의 제1 길이(D1)에 있어서, 제2 부분(22)의 하면의 일측 끝단에서 복수의 반도체층(30, 40, 50)의 측면 즉, 일측 끝단과 수직한 지점까지의 길이(D11)는 복수의 반도체층(30, 40, 50)의 측면 즉, 일측 끝단과 수직한 지점에서 제1 전극(70) 또는 제2 전극(80)까지의 길이(D12)보다 더 작게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 전극(70, 80)의 측면 및 복수의 반도체층(30, 40, 50)의 하면까지 형성되는 봉지재(2)의 제2 부분(22)에 의해 반도체 발광소자 칩(100)과 봉지재(2)와의 접착력이 유지되어 신뢰성이 향상될 수 있다.
종래에는 봉지재가 전극을 제외한 반도체 발광소자 칩의 측면 및 상면에만 형성되었다. 이에 따라 봉지재와 반도체 발광소자 칩 사이의 접합력이 약할 뿐만 아니라 제조 공정 중에 열에너지 또는 외부충격이 가해지는 경우, 외부 충격에 의해 봉지재와 반도체 발광소자 칩이 서로 분리되어 손상 또는 훼손될 수 있었다.
이에, 본 개시에서는 반도체 발광소자 칩(1)의 전극(70, 80)의 측면과 전극(70, 80)사이에도 봉지재(2)가 형성됨으로써, 반도체 발광소자 칩(100)과 봉지재(2)와의 접착력이 유지되어 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 제조 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
반도체 발광소자의 제조 방법에 있어서, 먼저, 도 6을 참조하면 제1 베이스(210) 위에 적어도 하나의 개구(310)가 형성된 마스크(300)를 준비한다. 본 예에서, 반도체 발광소자 칩(100)으로는 플립 칩(flip chip)이 적합하지만, 레터럴 칩(lateral chip)이나 수직형 칩(vertical chip)을 배제하는 것은 아니다.
제1 베이스(210)는 플렉시블한 필름 또는 테이프이거나, 리지드(rigid)한 금속 판 또는 비금속 판일 수 있다.
필름 또는 테이프도 특별한 제한은 없으며, 점착성 또는 접착성을 가지며 내열성을 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 내열성 테이프, 블루테이프 등이 사용될 수 있으며, 다양한 색상이나 광반사율을 선택할 수 있다.
금속 판으로는 특별한 한정이 있는 것은 아니며, 예를 들어, Al, Cu, Ag, Cu-Al 합금, Cu-Ag 합금, Cu-Au 합금, SUS(스테인리스스틸) 등이 사용될 수 있으며, 도금된 판도 물론 사용 가능하다.
비금속 판으로는 플라스틱이 사용될 수 있으며, 다양한 색상이나 광반사율을 선택할 수 있다.
이와 같이, 본 예에 의하면, 반도체 발광소자 칩(100)이 배열되는 제1 베이스(210)가 반도체 기판이나 다른 고가의 기판이 아니라도 무방한 장점이 있다.
또한, 마스크(300)가 반도체 발광소자 칩(100) 배열의 가이드가 되므로 제1 베이스(210)에 추가적인 패턴 형성 공정이 필요 없다.
마스크(300)는 플라스틱, 금속, 또는, 표면이 도금된 부재일 수 있으며, 적어도 하나의 개구(310)가 형성되어 있다. 마스크(300)의 재질은 상기 제1 베이스(210)의 재질로 예시된 예들이 사용될 수 있지만, 마스크(300) 및 개구(310)의 형태 유지에 좋도록 어느 정도 딱딱한 재질이 바람직하고, 크랙이나 갈라짐 방지에 효과적인 재질로 선택하는 것이 바람직하다.
본 예에서, 제1 베이스(210)와 마스크(300)는 외력에 의해 가압되어 서로 접하거나, 접착물질을 이용하여 서로 접착할 수 있다. 예를 들어, 접착 물질은 도전성 페이스트, 절연성 페이스트, 폴리머 접착제 등 다양하게 선택가능하며, 특별히 제한되지는 않는다. 어느 온도 범위에서는 접착력을 상실하는 물질을 사용하면, 제1 베이스(210)와 마스크(300)의 분리 시에 상기 온도 범위에서 분리가 쉽게 될 수 있다.
마스크(300)에 형성된 하나 이상의 개구(310)는 일 예로, 복수의 행과 열로 배열되어 있다. 개구(310)에 의해 제1 베이스(210)의 상면이 노출된다. 개구(310)의 개수 및 배열 방식은 필요에 따라 적절하게 변경할 수 있음은 물론이다. 개구(310)는 반도체 발광소자 칩(100)의 형상을 따를 수도 있다. 이때, 마스크(300)의 높이는 반도체 발광소자 칩(100)의 높이보다 높게 형성되고, 개구(310)의 폭은 반도체 발광소자 칩(100)의 폭보다 넓게 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 7(a)를 참조하면 각각의 개구(310)로 노출된 제1 베이스(210) 위에 반도체 발광소자 칩(1)을 놓는다.
이때, 마스크(310)의 형상, 패턴, 또는 경계 등을 인식하여 소자가 놓일 위치 및 각도를 보정하는 제1 소자 이송 장치(500)를 사용하여 반도체 발광소자 칩(1)을 제1 베이스(210) 위에 위치시킬 수 있다. 여기서, 마스크(300)는 제1 소자 이송 장치(500)가 반도체 발광소자 칩(1)을 놓을 위치나 각도를 보정하기 위한 패턴으로 인식될 수 있다.
반도체 발광소자 칩(100)은 2개의 전극(70, 80)이 제1 베이스(210)의 상면과 마주하도록 배치된다.
다음으로, 도 7(b)를 참조하면 마스크(300)를 댐(dam)으로 하여 각각의 개구(310)에 봉지재(2)를 투입하여 경화한다. 마스크(300)는 봉지재(2)의 댐으로 기능한다.
봉지재(2)는 디스펜싱, 스텐실, 스크린 프린팅, 스핀 코팅 등을 이용하여 형성할 수 있다. 두께의 균일도나 형광체의 내부 밀도 등의 관점에서 스프레이 코팅이 바람직하다.
봉지재(2)는 반도체 발광소자 분야에서 일반적으로 사용되는 에폭시 수지, 실리콘 수지 중 하나 일 수 있다.
다음으로, 도 7(c)를 참조하면 마스크(300)의 개구(310) 내에 일체로 형성된 반도체 발광소자 칩(100) 및 봉지재(2) 즉, 봉지재(2)에 의해 반도체 발광소자 칩(100)의 전체면이 덮인 반도체 발광소자 칩(100)을 제1 베이스(210)로부터 분리한다.
제2 소자 이송 장치(600)는 제1 베이스(210) 위에 각각의 일체로 형성된 반도체 발광소자 칩(100) 및 봉지재(2)를 픽업(pick-up)하여 제1 베이스(210)로부터 분리한다. 여기서, 제2 소자 이송 장치(600)는 제1 소자 이송 장치(500)와 동일한 기능을 수행할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 소자 이송 장치(600)의 일 예로, 다이본더와 유사하게, 패턴 또는 형상을 인식하며, 이송할 위치나 대상물의 각도를 보정할 수 있는 장치라면 그 명칭에 무관하게 사용 가능할 것이다.
구체적으로, 제1 베이스(210)의 아래에서 핀 또는 봉이 일체로 형성된 반도체 발광소자 칩(100) 및 봉지재(2)를 치면 제1 베이스(210)로부터 일체로 형성된 반도체 발광소자 칩(100) 및 봉지재(2)가 떨어지며, 그 순간 제2 소자 이송 장치(600)가 일체로 형성된 반도체 발광소자 칩(100) 및 봉지재(2)를 전기적 흡착 또는 진공 흡착할 수 있다.
한편, 반도체 발광소자 칩(100)의 전체면을 덮도록 형성되는 봉지재(2)는 고점도를 갖는 물질이 투입되어 전극(70, 80)을 제외한 반도체 발광소자 칩(100)을 덮도록 형성되는 제1 부분(20)과, 일정 시간이 경과하여 물질의 점도가 고점도에서 저점도로 확산하여 전극(70, 80)을 덮도록 형성되는 제2 부분(22)을 포함한다.
본 예에서, 봉지재(2)는 약 40℃ 내지 70℃의 온도에서 저점도를 갖고, 70℃의 온도이상에서 고점도를 갖는 실리콘 수지로 이루어질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
실리콘 수지가 고점도에서 저점도로 확산되는 경우, 개구(310) 내에 실리콘 수지가 투입될 때 발생하는 기포의 발생을 방지할 수 있다. 기포의 발생이 방지됨으로써, 실리콘 수지가 균일하게 확산되어 신뢰성을 높일 수 있다.
구체적으로, 실리콘 수지로 이루어진 봉지재(2)를 반도체 발광소자 칩(100)이 배치된 개구(310) 내에 투입한다.
도 8(a)를 참조하면, 실리콘 수지는 투입시 고점도를 가지므로, 전극(70, 80)을 제외한 반도체 발광소자 칩(100)의 복수의 반도체층(30, 40, 50)의 하면까지 투입된다. 이와 같은 투입에 의해 형성된 제1 부분(20)은 개구(310)의 상면에서 복수의 반도체층(30, 40, 50)의 하면까지의 높이(H1)로 형성된다. 여기서, 제1 부분(20)의 상면은 개구(310)의 상면의 높이와 동일하게 형성되는 것이 바람직하지만 이에 한정되지 않는다. 제1 부분(20)의 상면은 반도체 발광소자 칩(100)의 상면보다 높게 형성될 수 있다. 즉, 제1 부분(20)의 상면은 개구(310)의 상면보다 높거나 낮게 형성될 수 있다.
다음, 도 8(b)를 참조하면, 약 1시간이 경과한 후 실리콘 수지의 점도가 약 40℃ 내지 70℃의 온도에서 저점도로 낮아져 반도체 발광소자 칩(100)의 하면으로 확산된다. 본 개시에서 고점도에서 저점도로 확산되는 온도를 55℃, 확산되는 시간을 물질 투입 후 1시간 이후로 설정하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 확산에 의해 형성된 제2 부분(22)은 제1 부분(20)의 하면에서 제1 베이스(210)의 상면까지의 높이(H2)로 형성된다.
제2 부분(22)은 전극(70, 80)의 측면 및 전극(70, 80) 사이에 형성되어 노출된 전극(70, 80)의 전체면을 덮도록 형성되는 것이 바람직하다.
하지만, 이에 한정되지 않고, 도 9에 도시된 바와 같이 반도체 발광소자(200)는 제1 및 제2 전극(70, 80) 사이에 봉지재(2)가 위치하지 않고 진공(vacuum) 상태인 빈 공간(V)으로 형성될 수 있다.
제1 베이스(210) 위에 배치된 마스크(300)의 개구(310) 내에 반도체 발광소자 칩(100)이 배치될 때, 제1 및 제2 전극(70, 80) 사이가 진공 상태로 유지됨으로써, 고점도 구간에서 제1 부분(20)이 형성된 후, 저점도 구간에서 형성되는 제2 부분(22)이 제1 및 제2 전극(70, 80) 사이의 빈 공간(V)에 채워지지 않고 제1 및 제2 전극(70, 80) 사이의 일부분(22a)에만 형성될 수 있다.
제1 및 제2 전극(70, 80) 사이의 빈 공간(V)에 의해 제2 부분(22)이 제1 및 제2 전극(70, 80) 사이의 일부분(22a)에만 형성되더라도, 제1 및 제2 전극(70, 80) 사이의 일부분(22a)을 제외한 제1 및 제2 전극(70, 80)의 측면을 덮는 부분(22b)에 의해 반도체 발광소자 칩(100)과 봉지재(2)와의 접착력이 유지되어 신뢰성이 향상될 수 있다.
한편, 도 10은 마스크(300)의 개구(310) 내에 일체로 형성된 반도체 발광소자 칩(100) 및 봉지재(2)를 제1 베이스(210)로부터 분리하는 단계의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
우선, 제2 베이스(220)를 준비한다. 여기서, 제2 베이스(220)는 제1 베이스(210)이 동일한 물질로 형성될 수 있다. 하지만, 이에 한정하지 않고 제1 베이스(210)와 서로 다른 물질로 형성될 수 있다.
다음으로, 마스크(300)로부터 제1 베이스(210)를 분리한 후, 반도체 발광소자 칩(100)의 전극(70, 80)이 위쪽을 향하도록 마스크(300)를 뒤집어 배치한다.
다음으로, 마스크(300)의 패턴을 인식하고, 위치 및 각도 보정이 가능한 소자 분리 장치(700)를 이용하여 마스크(300)의 개구(310)에 일체로 형성된 반도체 발광소자 칩(100) 및 봉지재(2)를 제2 베이스(220)로 밀어서 분리하여 배치한다.
이와 다르게 도시하지 않았지만, 별도의 절단 공정을 통해 일체로 형성된 반도체 발광소자 칩(100) 및 봉지재(2)를 제1 베이스(210)로부터 분리할 수 있다.
이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 반도체 발광소자의 제조 방법에 있어서, 개구가 형성된 마스크에 반도체 발광소자 칩을 배치하는 단계;로서, 전자와 전공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 복수의 반도체층과, 복수의 반도체층에 전기적으로 연결된 전극을 가지는 반도체 발광소자 칩을 개구 내에 배치하는 단계; 마스크를 댐(dam)으로 하여, 반도체 발광소자 칩이 배치된 개구 내에 봉지재를 투입하는 단계; 그리고 마스크로부터 반도체 발광소자 칩을 분리하는 단계;를 포함하고, 봉지재는 반도체 발광소자 칩의 상면 및 측면을 덮도록(cover) 형성되는 반도체 발광소자의 제조 방법.
여기서, 봉지재는 반도체 발광소자 칩의 주변을 감싸도록(surround) 형성될 수 있고, 형광체를 포함할 수 있다.
(2) 봉지재를 투입하는 단계에 있어서, 봉지재는 고점도 구간에서 반도체 발광소자 칩의 제1 부분까지 투입되고, 저점도 구간에서 반도체 발광소자 칩의 제2 부분까지 투입되는 반도체 발광소자의 제조 방법.
(3) 고점도 구간에서 봉지재의 온도는 최소 50℃ 이상인 반도체 발광소자의 제조 방법.
(4) 저점도 구간에서 봉지재의 온도는 최대 50℃ 이하인 반도체 반도체 발광소자의 제조 방법.
(5) 제1 부분은 개구의 상면에서부터 복수의 반도체층의 하면까지의 높이를 갖는 반도체 발광소자의 제조 방법.
(6) 제2 부분은 복수의 반도체층의 하면에서부터 개구의 하면까지의 높이를 갖는 반도체 발광소자의 제조 방법.
(7) 제2 부분의 높이는 전극의 높이와 동일한 반도체 발광소자의 제조 방법.
(8) 봉지재는 전극 사이에 위치하는 반도체 발광소자 제조 방법.
(9) 마스크의 높이는 반도체 발광소자 칩의 높이보다 높고, 개구의 폭은 반도체 발광소자 칩의 폭보다 큰 반도체 발광소자 제조 방법.
(10) 반도체 발광소자에 있어서, 기판과 전기적으로 연결된 반도체 발광소자 칩;으로서, 전자와 전공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 복수의 반도체층과, 복수의 반도체층에 전기적으로 연결된 전극을 가지는 반도체 발광소자 칩; 그리고 반도체 발광소자 칩의 상면 및 측면을 덮는(cover) 봉지재;를 포함하고, 봉지재는 전극의 사이에 위치하는 반도체 발광소자.
(11) 복수의 반도체층의 일측 끝단과 수직한 지점에서 전극까지의 봉지재의 길이는 복수의 반도체층의 일측 끝단과 수직한 지점에서 봉지재의 외측면의 일측 끝단까지의 봉지재의 길이보다 긴 반도체 발광소자.
본 개시에 따른 하나의 반도체 발광소자에 의하면, 봉지재가 반도체 발광소자 칩의 상면 및 측면을 덮도록 형성됨으로써, 반도체 발광소자 칩과 봉지재와의 접착력이 유지되어 신뢰성이 향상될 수 있다.
이에 따라, 반도체 발광소자의 광 추출 효율(extraction efficiency)을 향상시킬 수 있다.
1 : 반도체 발광소자 칩 2 : 봉지재
20 : 제1 부분 22 : 제2 부분
300 : 마스크 310 : 개구
500, 600 : 소자이송장치 700 : 소자분리장치

Claims (11)

  1. 반도체 발광소자의 제조 방법에 있어서,
    개구가 형성된 마스크에 반도체 발광소자 칩을 배치하는 단계;로서, 전자와 전공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 복수의 반도체층과, 복수의 반도체층에 전기적으로 연결된 전극을 가지는 반도체 발광소자 칩을 개구 내에 배치하는 단계;
    마스크를 댐(dam)으로 하여, 반도체 발광소자 칩이 배치된 개구 내에 봉지재를 투입하는 단계; 그리고
    마스크로부터 반도체 발광소자 칩을 분리하는 단계;를 포함하고,
    봉지재는 반도체 발광소자 칩의 상면 및 측면을 덮도록(cover) 형성되며,
    봉지재를 투입하는 단계에 있어서,
    봉지재는 고점도 구간에서 반도체 발광소자 칩의 제1 부분까지 투입되고, 저점도 구간에서 반도체 발광소자 칩의 제2 부분까지 투입되는 반도체 발광소자의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    고점도 구간에서 봉지재의 온도는 최소 50℃ 이상인 반도체 발광소자의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    저점도 구간에서 봉지재의 온도는 최대 50℃ 미만인 반도체 반도체 발광소자의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    제1 부분은 개구의 상면에서부터 복수의 반도체층의 하면까지의 높이를 갖는 반도체 발광소자의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    제2 부분은 복수의 반도체층의 하면에서부터 개구의 하면까지의 높이를 갖는 반도체 발광소자의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    제2 부분의 높이는 전극의 높이와 동일한 반도체 발광소자의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    봉지재는 전극 사이에 위치하는 반도체 발광소자의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    마스크의 높이는 반도체 발광소자 칩의 높이보다 높고,
    개구의 폭은 반도체 발광소자 칩의 폭보다 큰 반도체 발광소자의 제조 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
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