KR102089499B1 - Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same - Google Patents

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전수근
박준천
김태현
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Abstract

The present invention relates to a semiconductor light emitting element and a manufacturing method thereof. The semiconductor light emitting element comprises: a semiconductor light emitting unit including a first semiconductor layer having first conductivity, a second semiconductor layer having second conductivity different from the first conductivity, and an active layer positioned between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer to generate light through recombination of electrons and holes; a first electrode electrically connected to the first semiconductor layer; and a second electrode electrically connected to the second semiconductor layer. In a side surface of the semiconductor light emitting unit, at least a part thereof is inclined so that a plane area of the first semiconductor layer is greater than a plane area of the second semiconductor layer. The semiconductor light emitting unit is positioned between the first electrode and the second electrode. The first electrode covers more than 50% of a lower surface of the first semiconductor layer.

Description

반도체 발광소자 및 이의 제조방법{SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}Semiconductor light emitting device and manufacturing method therefor {SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 개시(Disclosure)는 전체적으로 반도체 발광소자 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 특히 접착물질을 포함한 이송판이 사용된 반도체 발광소자의 제조방법 및 반도체 발광소자에 관한 것이다.The present disclosure (Disclosure) relates to a semiconductor light emitting device as a whole and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor light emitting device using a transfer plate containing an adhesive material and a semiconductor light emitting device.

여기서, 반도체 발광소자는 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 반도체 광소자를 의미하며, 3족 질화물 반도체 발광소자(LED, LD)를 예로 들 수 있다. 3족 질화물 반도체는 Al(x)Ga(y)In(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 된 화합물로 이루어진다. 이외에도 적색 발광에 사용되는 GaAs계 반도체 발광소자 등을 예로 들 수 있다.Here, the semiconductor light emitting device means a semiconductor optical device that generates light through recombination of electrons and holes, and examples include a group 3 nitride semiconductor light emitting device (LED, LD). The group 3 nitride semiconductor is composed of a compound of Al (x) Ga (y) In (1-x-y) N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x + y≤1). In addition, a GaAs-based semiconductor light-emitting device used for red light emission is exemplified.

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). Here, background technology is provided in connection with the present disclosure, and this does not necessarily mean the prior art.

도 1은 수직형 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing an example of a vertical semiconductor light emitting device.

반도체 발광소자는 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(30; 예: n형 GaN층), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(40; 예; INGaN/(In)GaN MQWs), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(50; 예: p형 GaN층)이 순차로 형성되어 있는 반도체 발광부, 성장 기판(예: 사파이어 기판)이 제거된 측에 형성된 제1 전극(60), 제2 반도체층(50)에 전류를 공급하는 한편 반도체 발광부(30, 40, 50)를 지지하는 지지 기판(70), 그리고 지지 기판(70)에 형성된 제2 전극(80)을 포함한다. 제1 전극(60)은 와이어 본딩을 이용하여 외부와 전기적으로 연결된다. 전극(80)측이 외부와 전기적으로 연결될 때 장착면으로 기능한다. 도 1과 같이 전극(60, 80)이 활성층(40)의 위 및 아래에 1개씩 있는 구조의 반도체 발광소자를 수직형 반도체 발광소자라 한다. 본 명세서에서 반도체 발광소자가 전기적으로 연결되는 외부는 PCB(Printed Circuit Board), 서브마운트, TFT(Thin Film Transistor) 등을 의미한다. 수직형 반도체 발광소자에 대한 것은 한국 등록특허공보 제1296946호, 한국 공개특허공보 제2014-0041527호 등에 다수 기재되어 있다.The semiconductor light emitting device includes a first semiconductor layer 30 having a first conductivity (eg, n-type GaN layer), an active layer 40 that generates light through recombination of electrons and holes (eg; INGaN / (In) GaN MQWs), A semiconductor light emitting unit in which a second semiconductor layer 50 (eg, a p-type GaN layer) having a second conductivity different from the first conductivity is sequentially formed, and a first formed on the side from which the growth substrate (eg, sapphire substrate) is removed The electrode 60, the second semiconductor layer 50 while supplying current while supporting the semiconductor light emitting units 30, 40, 50, the support substrate 70, and the second electrode 80 formed on the support substrate 70 ). The first electrode 60 is electrically connected to the outside using wire bonding. When the electrode 80 is electrically connected to the outside, it functions as a mounting surface. As shown in FIG. 1, a semiconductor light emitting device having one electrode 60 and 80 above and below the active layer 40 is referred to as a vertical semiconductor light emitting device. In the present specification, the exterior to which the semiconductor light emitting device is electrically connected means a printed circuit board (PCB), a submount, a thin film transistor (TFT), or the like. A number of vertical semiconductor light emitting devices are described in Korean Patent Publication No. 12,6946, Korean Patent Publication No. 2014-0041527, and the like.

도 2는 한국 공개특허공보 제2018-0092056호에 기재된 마이크로 반도체 발광소자의 분리 및 전사방법의 일 예를 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위해 도면기호를 변경하였다.2 is a view showing an example of a separation and transfer method of a micro semiconductor light emitting device described in Korean Patent Publication No. 2018-0092056. The drawing symbols have been changed for convenience of explanation.

본 발명은 반도체 발광소자 중 평면상에서 최대 폭이 150um 이하 바람직하게는 100um 이하의 크기를 갖는 마이크로 반도체 발광소자의 분리 및 전사방법에 대한 것이다. The present invention relates to a method for separating and transferring a micro semiconductor light emitting device having a size of 150 µm or less, preferably 100 µm or less, on a plane of the semiconductor light emitting elements.

성장기판(10) 위에 형성된 복수의 마이크로 반도체 발광소자(20)를 이송판(90)에 접착시킨다. 이후 성장기판(10)을 제거한다. 이후 이송판(90)에 접착되어 있는 복수의 마이크로 반도체 발광소자(20)를 외부(91)에 전사한다. 마이크로 반도체 발광소자의 경우 크기가 작아 외부에 마이크로 반도체 발광소자를 이송하여 전기적으로 연결하는데 어려움이 있으며, 본 발명은 이송판(90)에 정렬된 상태로 마이크로 반도체 발광소자(20)를 한 번에 이송하여 외부(91)에 전기적으로 연결할 수 있도록하여 이러한 문제를 해결한 것이다.The plurality of micro semiconductor light emitting devices 20 formed on the growth substrate 10 are adhered to the transfer plate 90. Thereafter, the growth substrate 10 is removed. Thereafter, the plurality of micro semiconductor light emitting elements 20 adhered to the transfer plate 90 are transferred to the outside 91. In the case of a micro-semiconductor light-emitting device, it is difficult to electrically connect the micro-semiconductor light-emitting device to the outside due to its small size, and the present invention arranges the micro-semiconductor light-emitting device 20 at a time in a state aligned with the transfer plate 90. This problem has been solved by allowing the transmission to be electrically connected to the external 91.

도 3은 이송판에서 수직형 마이크로 반도체 발광소자를 제조하는 경우 문제점을 보여주는 도면이다.3 is a view showing a problem in the case of manufacturing a vertical type micro semiconductor light emitting device from the transfer plate.

수직형 마이크로 반도체 발광소자(20)를 도 2와 같은 방법에 따라 분리하고 전사하는 방법을 사용하는 경우, 이송판(90)에 복수의 마이크로 반도체 발광부(21)를 접착한 상태에서 복수의 마이크로 반도체 발광부(21)의 성장기판(10)이 제거된 측에 전극(22)을 형성하여 수직형 마이크로 반도체 발광소자(20)를 제조할 수 있다. 성장기판(10)이 제거된 측에 전극(22)을 형성하는 경우 포토레지스트(11, PR)를 사용하여 전극(22)을 형성하는 포토리소그래피 공정이 사용될 수 있다. 그러나 이 경우 포토리소그래피 공정에 사용되는 유기용매(예 : PR 제거액 등)에 의해 이송판(90)에 복수의 마이크로 반도체 발광부(21)를 접착시키는 접착물질(92) 예를 들어 실리콘, 에폭시 등과 같은 접착물질(92)의 접착성이 떨어져 이송판(90)으로부터 복수의 마이크로 반도체 발광부(21) 중 일부가 떨어져 나가거나 배열이 흐트러지는 문제가 발생하였다. When using the method of separating and transferring the vertical type micro semiconductor light emitting device 20 according to the method as shown in FIG. 2, a plurality of micros in a state in which a plurality of micro semiconductor light emitting units 21 are attached to the transfer plate 90 An electrode 22 may be formed on the side where the growth substrate 10 of the semiconductor light emitting unit 21 is removed to manufacture the vertical type micro semiconductor light emitting device 20. When forming the electrode 22 on the side where the growth substrate 10 is removed, a photolithography process of forming the electrode 22 using photoresists 11 and PR may be used. However, in this case, an adhesive material 92 for adhering a plurality of micro semiconductor light emitting portions 21 to the transfer plate 90 by an organic solvent used in a photolithography process (for example, PR removal liquid, etc.), for example, silicon, epoxy, etc. The adhesiveness of the same adhesive material 92 is deteriorated, and a part of the plurality of micro-semiconductor light emitting parts 21 is separated from the transfer plate 90 or the arrangement is disturbed.

본 개시에서는 이송판을 사용하여 수직형 반도체 발광소자를 제조할 때 이송판과 반도체 발광부 사이의 접합력을 유지한 상태에서 수직형 반도체 발광소자를 제조하는 방법과 본 개시에 따라 제조한 수직형 반도체 발광소자를 제공하고자 한다. In the present disclosure, when manufacturing a vertical type semiconductor light emitting device using a transfer plate, a method of manufacturing a vertical type semiconductor light emitting element while maintaining a bonding force between the transfer plate and the semiconductor light emitting unit and a vertical type semiconductor manufactured according to the present disclosure It is intended to provide a light emitting device.

이에 대하여 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.This will be described at the end of 'Details for Carrying Out the Invention'.

여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).Here, an overall summary of the present disclosure is provided, which is not to be understood as limiting the periphery of the present disclosure (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 발광소자에 있어서, 제1 도전성을 갖는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 갖는 제2 반도체층 및 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 위치하여 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층을 포함하는 반도체 발광부; 제1 반도체층과 전기적으로 연결된 제1 전극; 그리고 제2 반도체층과 전기적으로 연결된 제2 전극;을 포함하며, 반도체 발광부의 측면은 제1 반도체층의 평면적이 제2 반도체층의 평면적보다 커지도록 적어도 일부가 경사지고, 제1 전극과 제2 전극 사이에 반도체 발광부가 위치하며, 제1 전극은 제1 반도체층의 하면을 50% 이상 덮고 있는 반도체 발광소자가 제공된다.According to one aspect of the present disclosure (According to one aspect of the present disclosure), in a semiconductor light emitting device, a first semiconductor layer having a first conductivity, a second semiconductor layer having a second conductivity different from the first conductivity, and A semiconductor light emitting unit positioned between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer and including an active layer that generates light through recombination of electrons and holes; A first electrode electrically connected to the first semiconductor layer; And a second electrode electrically connected to the second semiconductor layer, wherein at least a portion of the side surface of the semiconductor light emitting unit is inclined such that a plane area of the first semiconductor layer is larger than that of the second semiconductor layer, and the first electrode and the second electrode. A semiconductor light emitting unit is positioned between the electrodes, and the first electrode is provided with a semiconductor light emitting device covering 50% or more of the lower surface of the first semiconductor layer.

본 개시에 따른 다른 일 태양에 의하면(According to another aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자의 제조방법에 있어서, 성장기판을 준비하는 단계(S1); 성장기판 위에 제1 도전성을 갖는 제1 반도체층, 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층 및 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 갖는 제2 반도체층 을 순서대로 형성하여 반도체 발광부를 형성하는 단계(S2); 반도체 발광부를 복수 개로 나누는 단계;로서, 각각의 반도체 발광부의 측면은 제1 반도체층의 평면적이 제2 반도체층의 평면적보다 커지도록 적어도 일부가 경사진 반도체 발광부를 복수 개로 나누는 단계(S3); 각각의 반도체 발광부의 제2 반도체층과 전기적으로 연결된 제2 전극을 형성하는 단계(S4); 제1 이송판의 접착층에 각각의 반도체 발광부을 접합하는 단계(S5); 성장기판을 제거하는 단계(S6); 그리고 각각의 반도체 발광부의 제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극을 형성하는 단계(S7);로서, 제1 전극이 제1 반도체층 하면을 50% 이상 덮도록 제1 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 반도체 발광소자의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present disclosure (According to another aspect of the present disclosure), in a method of manufacturing a semiconductor light emitting device, preparing a growth substrate (S1); A semiconductor light emitting unit is formed by sequentially forming a first semiconductor layer having a first conductivity on the growth substrate, an active layer generating light through recombination of electrons and holes, and a second semiconductor layer having a second conductivity different from the first conductivity. Step S2; Dividing the semiconductor light emitting unit into a plurality of sections; wherein, the side surfaces of each semiconductor light emitting unit are divided into a plurality of semiconductor light emitting units inclined at least partially so that the first semiconductor layer has a larger plane area than the second semiconductor layer (S3); Forming a second electrode electrically connected to the second semiconductor layer of each semiconductor light emitting unit (S4); Bonding each semiconductor light emitting portion to the adhesive layer of the first transfer plate (S5); Removing the growth substrate (S6); And forming a first electrode electrically connected to the first semiconductor layer of each semiconductor light emitting unit (S7); wherein, forming the first electrode such that the first electrode covers the lower surface of the first semiconductor layer by 50% or more. It provides a method for manufacturing a semiconductor light emitting device comprising a.

이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.This will be described at the end of 'Details for the Invention'.

도 1은 수직형 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 2는 한국 공개특허공보 제2018-0092056호에 기재된 마이크로 반도체 발광소자의 분리 및 전사방법이 일 예를 보여주는 도면,
도 3은 이송판에서 수직형 반도체 발광소자를 제조하는 경우 문제점을 보여주는 도면,
도 4는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 보여주는 도면,
도 5 내지 도 7은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 제조방법의 일 예를 보여주는 도면.1 is a view showing an example of a vertical semiconductor light emitting device,
2 is a view showing an example of the separation and transfer method of the micro semiconductor light emitting device described in Korean Patent Publication No. 2018-0092056,
3 is a view showing a problem when manufacturing a vertical type semiconductor light emitting device from the transfer plate,
4 is a view showing an example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure,
5 to 7 are views showing an example of a method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present disclosure.

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)). 또한 본 명세서에서 상측/하측, 위/아래 등과 같은 방향 표시는 도면을 기준으로 한다.Hereinafter, the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings (The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing (s)). In addition, in the present specification, indications of directions such as top / bottom, top / bottom, etc. are based on drawings.

도 4는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 보여주는 도면이다.4 is a view showing an example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure.

도 4(a)는 사시도이고, 도 4(b)는 AA'를 따라 자른 단면도이다.Figure 4 (a) is a perspective view, Figure 4 (b) is a cross-sectional view taken along AA '.

반도체 발광소자(100)는 반도체 발광부(110), 제1 전극(120), 제2 전극(130)을 포함할 수 있다. 반도체 발광부(110)는 제1 도전성을 갖는 제1 반도체층(111), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 갖는 제2 반도체층(113) 및 제1 반도체층(111)과 제2 반도체층(113) 사이에 위치하여 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(112)을 포함할 수 있다. 반도체 발광부(110)의 측면(114)은 제1 반도체층(111)의 평면적(S1)이 제2 반도체층(113)의 평면적(S2)보다 커지도록 경사져 있다. 도 5 내지 도 7에서 다시 설명하겠지만 반도체 발광소자(100)의 반도체 발광부(110)는 성장기판에서 MOCVD와 같은 증착법을 통해 성장되며 성장기판으로부터 제1 반도체층(111), 활성층(112) 및 제2 반도체층(113)의 순서로 증착될 수 있다. 예를 들어 반도체 발광부(110)는 제1 반도체층(111)으로 n형 반도체층(Si-doped GaN)이고 제2 반도체층(113)으로 p형 반도체층(Mg-doped GaN) 및 활성층(예: InGaN/GaN 다중양자우물구조)으로 이루어질 수 있다.The semiconductor light emitting device 100 may include a semiconductor light emitting unit 110, a first electrode 120, and a second electrode 130. The semiconductor light emitting unit 110 includes a first semiconductor layer 111 having a first conductivity, a second semiconductor layer 113 having a second conductivity different from the first conductivity, and the first semiconductor layer 111 and the second semiconductor layer Located between (113) may include an active layer 112 for generating light through the recombination of electrons and holes. The side surface 114 of the semiconductor light emitting unit 110 is inclined such that the planar area S1 of the first semiconductor layer 111 is larger than the planar area S2 of the second semiconductor layer 113. 5 to 7, the semiconductor light emitting unit 110 of the semiconductor light emitting device 100 is grown through a vapor deposition method such as MOCVD on the growth substrate, and the first semiconductor layer 111, the active layer 112 and The second semiconductor layer 113 may be deposited in order. For example, the semiconductor light emitting unit 110 is an n-type semiconductor layer (Si-doped GaN) as the first semiconductor layer 111 and a p-type semiconductor layer (Mg-doped GaN) and an active layer as the second semiconductor layer 113 ( Example: InGaN / GaN multi-quantum well structure).

제1 전극(120)은 제1 반도체층(111)과 전기적으로 연결된다. 특히 제1 전극(120)은 제1 반도체층(111)의 하면(1111)을 50% 이상 덮어 형성된다. 바람직하게는 제1 반도체층(111)의 하면(1111)을 전부 덮어 형성된다. 도시하지는 않았지만 제1 반도체층(111)의 하면(1111)과 제1 전극(120) 사이에 버퍼층 등 전류 흐름을 방해하지 않는 다른 물질이 위치할 수 있다. 또한 제1 전극(120)의 두께(121)는 제2 전극(130)부터 제1 반도체층(111)의 하면(1111)까지의 두께인 H(115)와 같거나 작을 수 있다. 더 나아가 제1 전극(120)의 두께(121)는 반도체 발광부(110)의 두께와 같거나 작을 수 있다. 도 1과 같은 종래의 수직형 반도체 발광소자의 경우 외부와 전기적으로 연결되는 장착면 방향으로 두께가 반도체 발광부보다 두꺼운 지지 기판이 형성되는 것이 일반적이었다. 지지 기판이 전극 기능을 하거나 도 1처럼 별도의 전극을 형성하기도 한다. 그러나 지지 기판의 두께가 반도체 발광부보다 두꺼운 경우 평면상에서 최대 폭이 100um 이하인 마이크로 반도체 발광소자를 제조할 때 지지 기판의 두꺼운 두께로 인하여 마이크로 반도체 발광소자의 제조 및 취급에 어려움이 있었다. The first electrode 120 is electrically connected to the first semiconductor layer 111. In particular, the first electrode 120 is formed by covering at least 50% of the lower surface 1111 of the first semiconductor layer 111. Preferably, the entire bottom surface 1111 of the first semiconductor layer 111 is formed. Although not illustrated, another material that does not interfere with current flow, such as a buffer layer, may be positioned between the lower surface 1111 and the first electrode 120 of the first semiconductor layer 111. In addition, the thickness 121 of the first electrode 120 may be equal to or less than the thickness of H 115 from the second electrode 130 to the bottom surface 1111 of the first semiconductor layer 111. Furthermore, the thickness 121 of the first electrode 120 may be equal to or smaller than the thickness of the semiconductor light emitting unit 110. In the case of the conventional vertical semiconductor light emitting device as shown in FIG. 1, it is common that a support substrate having a thickness greater than that of the semiconductor light emitting unit is formed in a mounting surface direction electrically connected to the outside. The support substrate may function as an electrode or may form a separate electrode as shown in FIG. 1. However, when the thickness of the support substrate is thicker than that of the semiconductor light emitting unit, when manufacturing a micro semiconductor light emitting device having a maximum width of 100 μm or less on a plane, there is a difficulty in manufacturing and handling the micro semiconductor light emitting device due to the thick thickness of the support substrate.

제2 전극(130)은 제2 반도체층(113)과 전기적으로 연결된다. 제2 전극(130)과 제2 반도체층(113) 사이에는 전류 확산을 위해 ITO(150)가 위치할 수 있다. The second electrode 130 is electrically connected to the second semiconductor layer 113. The ITO 150 may be positioned between the second electrode 130 and the second semiconductor layer 113 for current diffusion.

또한 반도체 발광부(110)의 측면(114)에 절연층(140)이 형성될 수 있다. 절연층(140)은 반도체 발광부(110)를 외부 오염으로부터 보호하고 전기적 쇼트 등을 방지할 수 있다. 절연층(140)이 형성되는 경우 절연층(140)의 하면(141)까지 제1 전극(120)이 형성될 수 있다. 제1 전극(120)이 외부와 전기적으로 연결될 때 장착면으로 기능하기 때문에 제1 전극(120)은 넓게 형성하는 것이 바람직하다. 전기적 쇼트 방지 등을 위해 절연층(140)은 반도체 발광부 측면(114)뿐 아니라 제2 반도체층(113) 상면(1131) 및 ITO(150)가 있는 경우 ITO(150) 상면도 덮을 수 있다. 도 4(a)에서 반도체 발광소자(100)의 사시도는 사다리꼴 형상으로 도시하였으나 단면 형상이 도 4(b)와 같은 사다리꼴 형상인 경우 사시도 형상은 제한이 없다. 예를 들어 도 4(c)와 같은 형상의 반도체 발광소자도 가능하다. 더 나아가 반도체 발광부(110)의 측면(114)이 제2 반도체층(113)의 평면적(S2)보다 제1 반도체층(111)의 평면적(S1)이 커지도록 적어도 일부 경사져 있는 경우 반도체 발광부(110)의 단면 형상은 도 4(b)와 같은 사다리꼴 형상에 제한되지 않는다. 예를 들어 반도체 발광부(110)의 단면 형상은 도 4(d)와 같은 형상도 가능하다.In addition, an insulating layer 140 may be formed on the side surface 114 of the semiconductor light emitting unit 110. The insulating layer 140 may protect the semiconductor light emitting unit 110 from external contamination and prevent electrical shorts. When the insulating layer 140 is formed, the first electrode 120 may be formed to the lower surface 141 of the insulating layer 140. Since the first electrode 120 functions as a mounting surface when it is electrically connected to the outside, the first electrode 120 is preferably formed wide. To prevent electrical shorts, the insulating layer 140 may cover not only the side surface 114 of the semiconductor light emitting portion, but also the top surface 1131 of the second semiconductor layer 113 and the top surface of the ITO 150 when the ITO 150 is present. 4 (a), the perspective view of the semiconductor light emitting device 100 is shown in a trapezoidal shape. However, when the cross-sectional shape is a trapezoidal shape as in FIG. 4 (b), the perspective view shape is not limited. For example, a semiconductor light emitting device having the shape shown in FIG. 4 (c) is also possible. Furthermore, when the side surface 114 of the semiconductor light emitting unit 110 is at least partially inclined such that the flat area S1 of the first semiconductor layer 111 is larger than the plane area S2 of the second semiconductor layer 113, the semiconductor light emitting unit The cross-sectional shape of 110 is not limited to the trapezoidal shape shown in FIG. 4 (b). For example, the cross-sectional shape of the semiconductor light emitting unit 110 may be a shape as shown in FIG. 4 (d).

도 5 내지 도 7은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 제조방법의 일 예를 보여주는 도면이다.5 to 7 are views showing an example of a method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present disclosure.

먼저 성장 기판(200)을 준비한다(S1). 성장 기판(200)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si 등의 물질로 이루어질 수 있으며, 반도체의 성장이 가능하다면 특별한 제한은 없다. 이하, 반도체로 3족 질화물 반도체를 예로 하고, 성장 기판(200)으로 사파이어 기판을 예로 하여 설명한다. 이후 반도체 발광부(220; 예: LED)를 성장기판(200) 위에 형성한다(S2). 반도체 발광부(220)는 제1 도전성을 갖는 제1 반도체층(221, 예 : n형 반도체층), 활성층(222), 제2 반도체층(223, 예: p형 반도체층)으로 이루어질 수 있다. 반도체 발광부(220)는 PN 접합을 이용하고, 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 발광하는 구조라면 특별한 제한은 없다. 반도체 발광부(220)는 MOCVD와 같은 증착법을 통해 성장될 수 있다. 반도체의 안정적 성장을 위한 버퍼층 내지 씨앗층(210; 예: AlN)을 반도체 발광부(220)를 형성하기 전에 성장 기판(200) 위에 준비할 수 있다(S2-1). 버퍼층(210)은 GaN, AlGaN, AlN, CrN 등의 물질로 이루어질 수 있으며, 성장 기판(20)과 반도체의 격자 상수 및 열팽창 계수의 차이를 극복하고 양질의 반도체를 성장시킬 수 있는 물질이라면 특별한 제한은 없다. 설명을 위해 두께는 과장되게 또는 축소하여 표현하였다. 이후 식각(예 : ICP 에칭)을 통해 반도체 발광부(220)를 복수의 반도체 발광부(220)로 개별화한다(S3). 특히 복수의 반도체 발광부(220)로 개별화하는 경우 각각의 반도체 발광부(220)의 측면(224)은 제1 반도체층(221)의 평면적이 제2 반도체층(223)의 평면적보다 커지도록 적어도 일부 경사지게 식각한다. 이후 제2 반도체층(223)과 전기적으로 연결된 제2 전극(230)을 형성한다(S4). S3 단계와 S4 단계 사이에 필요에 따라 제2 반도체층(223)과 제2 전극(230) 사이에 ITO(240)을 형성할 수 있으며 절연층(250)을 반도체 발광부(220) 측면(224) 및 상면(225)에 형성할 수 있다(S3-1). 이후 제1 이송판(260)에 각각의 반도체 발광부(220)를 접착한다(S5). 제1 이송판(260)은 지지판(262)과 접착층(261)으로 구성될 수 있으며, 지지판(262)은 잘 휘지 않는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어 유리나 금속판일 수 있다. 다만 지지판(262)이 테이프와 같이 잘 휘는 재질로 형성되는 것을 배제하는 것은 아니다. 제1 이송판(260)의 접착층(261)에 제2 전극(230) 또는 절연층(250) 중 적어도 하나가 접착된다. 이후 성장기판(200)을 반도체 발광부(220)로부터 분리하는 공정(예: CLO(Chemical Lift-Off), LLO(Laser Lift-Off))을 사용하여 분리한다(S6). 이후 금속(271)을 증착하여 제1 반도체층(221)과 전기적으로 연결된 제1 전극(270)을 형성한다(S7). 본 개시의 S7 단계처럼 포토리소그래피 공정을 사용하지 않고 단지 금속 증착만을 통해 제1 전극(270)을 형성하기 때문에 도 3에 기재한 문제를 해결할 수 있다. 다만 금속 증착을 할 때 인접한 반도체 발광소자(280) 사이에 증착된 금속이 서로 연결되는 것을 방지하기 위해서 반도체 발광부(220)의 측면(224)이 제1 반도체층(221)의 평면적이 제2 반도체층(223)의 평면적보다 크도록 일부 경사져 반도체 발광부(220)의 단면 형상이 사다리꼴과 유사한 것이 중요하다. 즉 도 7의 S7과 같이 반도체 발광부(220)의 단면 형상이 제1 반도체층(221)의 평면적이 제2 반도체층(223)의 평면적보다 큰 형태의 사다리꼴과 비슷한 경우 금속(271)이 증착될 때 금속(271)이 제1 반도체층(221)의 하면(2211)을 거의 대부분(50% 이상) 덮어 제1 전극(270)을 형성하지만 빗금 친 부분(290)에는 금속(271)이 증착되지 않아 제1 반도체층(221)의 하면(2211)에 형성된 제1 전극(270)과 제1 이송판(260)에 형성된 금속(271)이 떨어져 형성될 수 있다. 따라서 금속을 증착할 때 인접한 반도체 발광소자(280) 사이에 금속이 서로 연결되는 것을 방지할 수 있다. 물론 반도체 발광부(220)의 단면 형상은 제1 반도체층(221)의 평면적이 제2 반도체층(223)의 평면적보다 큰 조건을 만족하는 한 다양하게 가능하며 도 4(d)에서 다양한 예를 기재하였다. 버퍼층(210)의 두께는 30nm 이하 정도여서 제거를 하지 않아도 문제가 없으며, 필요하다면, 플라즈마를 이용하여 제거하는 것이 가능하다. 도 7에서는 버퍼층(210)을 제거한 상태를 도시하였다. 이후 제1 이송판(260)에 정렬된 상태로 완성된 반도체 발광소자(280)를 외부(300)에 전사한다(S8). 필요한 경우 도시하지 않았지만 외부(300)가 아닌 제2 이송판에 전사할 수도 있다. 본 개시에 따른 제조방법은 수직형 마이크로 반도체 발광소자에 바람직하지만, 마이크로 반도체 발광소자보다 큰 일반 수직형 반도체 발광소자에도 적용할 수 있다. 또한 제1 전극(120)의 두께(121)는 이송판의 접착층 하면에서 반도체 발광부(220)의 하면(2211)까지의 두께인 H1보다 작거나 같을 수 있다. 이송판의 접착층(261)에 제1 전극(120)의 일부가 들어가지 않는 경우 H1은 도 4에서 설명한 H와 동일하다.First, the growth substrate 200 is prepared (S1). The growth substrate 200 may be made of a material such as sapphire (Al 2 O 3 ), SiC, Si, etc., and there is no particular limitation as long as semiconductor growth is possible. Hereinafter, a group 3 nitride semiconductor is used as the semiconductor, and a sapphire substrate is used as the growth substrate 200. Thereafter, a semiconductor light emitting unit 220 (eg, LED) is formed on the growth substrate 200 (S2). The semiconductor light emitting unit 220 may include a first semiconductor layer 221 having a first conductivity (eg, an n-type semiconductor layer), an active layer 222, and a second semiconductor layer 223 (eg, a p-type semiconductor layer). . The semiconductor light emitting unit 220 is not particularly limited as long as it uses a PN junction and emits light using recombination of electrons and holes. The semiconductor light emitting unit 220 may be grown through a deposition method such as MOCVD. A buffer layer or a seed layer 210 (eg, AlN) for stable growth of the semiconductor may be prepared on the growth substrate 200 before forming the semiconductor light emitting unit 220 (S2-1). The buffer layer 210 may be made of a material such as GaN, AlGaN, AlN, CrN, and if the material capable of overcoming the difference between the lattice constant and the coefficient of thermal expansion of the growth substrate 20 and the semiconductor and growing a high-quality semiconductor is particularly limited There is no. For the sake of illustration, the thickness is exaggerated or reduced. Thereafter, the semiconductor light emitting unit 220 is individually divided into a plurality of semiconductor light emitting units 220 through etching (eg, ICP etching) (S3). In particular, when individualized into a plurality of semiconductor light emitting units 220, the side surfaces 224 of each of the semiconductor light emitting units 220 are at least such that the plane area of the first semiconductor layer 221 is larger than that of the second semiconductor layer 223. Some etch is slanted. Thereafter, a second electrode 230 electrically connected to the second semiconductor layer 223 is formed (S4). ITO 240 may be formed between the second semiconductor layer 223 and the second electrode 230 as necessary between steps S3 and S4, and the insulating layer 250 may be formed on the side 224 of the semiconductor light emitting unit 220. ) And the upper surface 225 (S3-1). Thereafter, each semiconductor light emitting unit 220 is adhered to the first transfer plate 260 (S5). The first transfer plate 260 may be composed of a support plate 262 and an adhesive layer 261, and the support plate 262 is preferably formed of a material that is not easily bent. For example, it may be a glass or metal plate. However, the support plate 262 is not excluded from being formed of a material that is well bent, such as a tape. At least one of the second electrode 230 or the insulating layer 250 is adhered to the adhesive layer 261 of the first transfer plate 260. Subsequently, the growth substrate 200 is separated from the semiconductor light emitting unit 220 using a process (eg, Chemical Lift-Off (CLO), Laser Lift-Off (LLO)) (S6). Thereafter, a metal 271 is deposited to form a first electrode 270 electrically connected to the first semiconductor layer 221 (S7). Since the first electrode 270 is formed only through metal deposition without using a photolithography process as in step S7 of the present disclosure, the problem described in FIG. 3 can be solved. However, in order to prevent metals deposited between adjacent semiconductor light emitting devices 280 from being connected to each other during metal deposition, the side surface 224 of the semiconductor light emitting unit 220 has a second planar area of the first semiconductor layer 221. It is important that the cross-sectional shape of the semiconductor light emitting unit 220 is similar to a trapezoid by being partially inclined to be larger than the plane of the semiconductor layer 223. That is, as shown in S7 of FIG. 7, when the cross-sectional shape of the semiconductor light emitting unit 220 is similar to a trapezoid of a shape in which the first semiconductor layer 221 has a larger plane than the second semiconductor layer 223, the metal 271 is deposited. When the metal 271 covers most of the lower surface 2211 of the first semiconductor layer 221 (50% or more), the first electrode 270 is formed, but the metal 271 is deposited on the hatched portion 290. The first electrode 270 formed on the lower surface 2211 of the first semiconductor layer 221 and the metal 271 formed on the first transfer plate 260 may be separated and formed. Therefore, it is possible to prevent metals from being connected to each other between adjacent semiconductor light emitting devices 280 when depositing the metal. Of course, the cross-sectional shape of the semiconductor light emitting unit 220 can be varied as long as the planar area of the first semiconductor layer 221 satisfies a condition larger than the planar area of the second semiconductor layer 223, and various examples in FIG. 4 (d) It was described. The thickness of the buffer layer 210 is about 30 nm or less, so there is no problem without removing it, and if necessary, it can be removed using plasma. 7 illustrates a state in which the buffer layer 210 is removed. Thereafter, the semiconductor light emitting device 280 completed in the state aligned with the first transfer plate 260 is transferred to the outside 300 (S8). If necessary, although not illustrated, it may be transferred to the second transfer plate instead of the outside 300. The manufacturing method according to the present disclosure is preferred for vertical micro semiconductor light emitting devices, but can also be applied to general vertical semiconductor light emitting devices larger than micro semiconductor light emitting devices. In addition, the thickness 121 of the first electrode 120 may be less than or equal to the thickness H1 from the lower surface of the adhesive layer of the transfer plate to the lower surface 2211 of the semiconductor light emitting unit 220. When a part of the first electrode 120 does not enter the adhesive layer 261 of the transfer plate, H1 is the same as H described in FIG. 4.

이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present disclosure will be described.

(1) 반도체 발광소자에 있어서, 제1 도전성을 갖는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 갖는 제2 반도체층 및 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 위치하여 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층을 포함하는 반도체 발광부; 제1 반도체층과 전기적으로 연결된 제1 전극; 그리고 제2 반도체층과 전기적으로 연결된 제2 전극;을 포함하며, 반도체 발광부의 측면은 제1 반도체층의 평면적이 제2 반도체층의 평면적보다 커지도록 적어도 일부가 경사지고, 제1 전극과 제2 전극 사이에 반도체 발광부가 위치하며, 제1 전극은 제1 반도체층의 하면을 50% 이상 덮고 있는 반도체 발광소자.(1) In a semiconductor light emitting device, an electron and a hole are located between a first semiconductor layer having a first conductivity, a second semiconductor layer having a second conductivity different from the first conductivity, and a first semiconductor layer and a second semiconductor layer. A semiconductor light emitting unit including an active layer that generates light through recombination of; A first electrode electrically connected to the first semiconductor layer; And a second electrode electrically connected to the second semiconductor layer, wherein at least a portion of the side surface of the semiconductor light emitting unit is inclined such that a plane area of the first semiconductor layer is larger than that of the second semiconductor layer, and the first electrode and the second electrode. A semiconductor light emitting unit is positioned between the electrodes, and the first electrode covers a lower surface of the first semiconductor layer by 50% or more.

(2) 제1 전극은 제1 반도체층의 하면을 전부 덮고 있는 반도체 발광소자.(2) The first electrode is a semiconductor light emitting device that entirely covers the bottom surface of the first semiconductor layer.

(3) 제1 반도체층은 n형 반도체층인 반도체 발광소자.(3) The first semiconductor layer is an n-type semiconductor layer, a semiconductor light emitting device.

(4) 절연층이 반도체 발광부의 측면을 덮은 반도체 발광소자.(4) A semiconductor light emitting device in which an insulating layer covers a side surface of the semiconductor light emitting unit.

(5) 제1 전극이 절연층 하면의 적어도 일부를 덮고 있는 반도체 발광소자.(5) A semiconductor light emitting device in which the first electrode covers at least a portion of the lower surface of the insulating layer.

(6) 제2 전극과 제2 반도체층 사이에 ITO가 위치하는 반도체 발광소자.(6) A semiconductor light emitting device in which ITO is positioned between the second electrode and the second semiconductor layer.

(7) 제1 전극의 두께는 H와 같거나 작은 반도체 발광소자.(7) A semiconductor light emitting device having a thickness of the first electrode equal to or less than H.

(8) 평면상에서 반도체 발광부의 최대 폭이 100um 이하인 반도체 발광소자.(8) A semiconductor light emitting device having a maximum width of a semiconductor light emitting portion on a plane of 100 µm or less.

(9) 반도체 발광소자의 제조방법에 있어서, 성장기판을 준비하는 단계(S1); 성장기판 위에 제1 도전성을 갖는 제1 반도체층, 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층 및 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 갖는 제2 반도체층 을 순서대로 형성하여 반도체 발광부를 형성하는 단계(S2); 반도체 발광부를 복수 개로 나누는 단계;로서, 각각의 반도체 발광부의 측면은 제1 반도체층의 평면적이 제2 반도체층의 평면적보다 커지도록 적어도 일부가 경사진 반도체 발광부를 복수 개로 나누는 단계(S3); 각각의 반도체 발광부의 제2 반도체층과 전기적으로 연결된 제2 전극을 형성하는 단계(S4); 제1 이송판의 접착층에 각각의 반도체 발광부을 접합하는 단계(S5); 성장기판을 제거하는 단계(S6); 그리고 각각의 반도체 발광부의 제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극을 형성하는 단계(S7);로서, 제1 전극이 제1 반도체층 하면을 50% 이상 덮도록 제1 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 반도체 발광소자의 제조방법.(9) A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising: preparing a growth substrate (S1); A semiconductor light emitting unit is formed by sequentially forming a first semiconductor layer having a first conductivity on the growth substrate, an active layer generating light through recombination of electrons and holes, and a second semiconductor layer having a second conductivity different from the first conductivity. Step S2; Dividing the semiconductor light emitting unit into a plurality of sections; wherein, the side surfaces of each semiconductor light emitting unit are divided into a plurality of semiconductor light emitting units inclined at least partially so that the first semiconductor layer has a larger plane area than the second semiconductor layer (S3); Forming a second electrode electrically connected to the second semiconductor layer of each semiconductor light emitting unit (S4); Bonding each semiconductor light emitting portion to the adhesive layer of the first transfer plate (S5); Removing the growth substrate (S6); And forming a first electrode electrically connected to the first semiconductor layer of each semiconductor light-emitting unit (S7); forming a first electrode such that the first electrode covers the lower surface of the first semiconductor layer by 50% or more. Method of manufacturing a semiconductor light-emitting device comprising a.

(10) S3 단계와 S4 단계 사이에 절연층이 반도체 발광부의 측면을 덮는 단계;를 포함하는 반도체 발광소자의 제조방법.(10) A method of manufacturing a semiconductor light-emitting device comprising; step S3 and step S4 covering the side of the semiconductor light emitting portion between the insulating layer.

(11) 제1 이송판의 접착층은 실리콘 및 에폭시 중 적어도 하나의 물질로 형성되는 반도체 발광소자의 제조방법.(11) A method of manufacturing a semiconductor light emitting device in which the adhesive layer of the first transfer plate is formed of at least one of silicon and epoxy.

(12) 제1 이송판의 지지층은 단단한 재질로 형성되는 반도체 발광소자의 제조방법.(12) A method of manufacturing a semiconductor light emitting device in which the support layer of the first transfer plate is formed of a rigid material.

(13) S7 단계 이후에 각각의 반도체 발광소자의 제1 전극을 제2 이송판에 접합하고 제1 이송판으로부터 각각의 반도체 발광소자를 떨어뜨리는 단계;를 포함하는 반도체 발광소자의 제조방법.(13) After the step S7, bonding the first electrode of each semiconductor light emitting device to the second transfer plate and dropping each semiconductor light emitting element from the first transfer plate.

(14) S7 단계에서 제1 전극을 형성하는 물질이 각각의 반도체 발광부 사이의 제1 이송판 위에 부착되는 반도체 발광소자의 제조방법.(14) A method of manufacturing a semiconductor light emitting device in which the material forming the first electrode is attached to the first transfer plate between the semiconductor light emitting units in step S7.

본 개시에 의하면, 평면상에서 최대 폭이 100um 이하인 수직형 마이크로 반도체 발광소자를 얻을 수 있다.According to the present disclosure, a vertical type micro semiconductor light emitting device having a maximum width of 100 μm or less on a plane can be obtained.

또한 본 개시에 의하면, 50um 이하의 두께를 갖는 수직형 반도체 발광소자를 얻을 수 있다.In addition, according to the present disclosure, a vertical semiconductor light emitting device having a thickness of 50 µm or less can be obtained.

반도체 발광소자 : 100, 280
이송판 : 90, 160
반도체 발광부 : 21, 110, 220Semiconductor light emitting device: 100, 280
Transfer plate: 90, 160
Semiconductor light emitting part: 21, 110, 220

Claims (14)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 반도체 발광소자의 제조방법에 있어서,
성장기판을 준비하는 단계(S1);
성장기판 위에 제1 도전성을 갖는 제1 반도체층, 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층 및 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 갖는 제2 반도체층 을 순서대로 형성하여 반도체 발광부를 형성하는 단계(S2);
반도체 발광부를 복수 개로 나누는 단계;로서, 각각의 반도체 발광부의 측면은 제1 반도체층의 평면적이 제2 반도체층의 평면적보다 커지도록 적어도 일부가 경사진 반도체 발광부를 복수 개로 나누는 단계(S3);
각각의 반도체 발광부의 제2 반도체층과 전기적으로 연결된 제2 전극을 형성하는 단계(S4);
제1 이송판의 접착층에 각각의 반도체 발광부를 접합하는 단계(S5);로서,
성장기판을 제거하는 단계(S6); 그리고
각각의 반도체 발광부의 제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극을 형성하는 단계(S7);로서, 제1 전극이 제1 반도체층 하면을 50% 이상 덮도록 제1 전극을 형성하는 단계;를 포함하며,
S5 단계에서 제2 반도체층과 전기적으로 연결된 제2 전극이 제1 이송판의 접착층에 접촉하며,
S7 단계에서 제1 전극을 형성하는 물질이 각각의 반도체 발광부 사이에서 각각의 반도체 발광부와 접촉하지 않고 제1 이송판 위의 접착층에 부착되는 반도체 발광소자의 제조방법.In the method of manufacturing a semiconductor light emitting device,
Preparing a growth substrate (S1);
A semiconductor light emitting unit is formed by sequentially forming a first semiconductor layer having a first conductivity on the growth substrate, an active layer generating light through recombination of electrons and holes, and a second semiconductor layer having a second conductivity different from the first conductivity. Step S2;
Dividing the semiconductor light emitting units into a plurality of sections; wherein, the side surfaces of each semiconductor light emitting unit are divided into a plurality of semiconductor light emitting units inclined at least partially so that the first semiconductor layer has a larger plane than the second semiconductor layer (S3);
Forming a second electrode electrically connected to the second semiconductor layer of each semiconductor light emitting unit (S4);
Bonding each semiconductor light-emitting portion to the adhesive layer of the first transfer plate (S5);
Removing the growth substrate (S6); And
Forming a first electrode electrically connected to a first semiconductor layer of each semiconductor light-emitting unit (S7); comprising: forming a first electrode such that the first electrode covers the bottom surface of the first semiconductor layer by 50% or more; It includes,
In step S5, the second electrode electrically connected to the second semiconductor layer contacts the adhesive layer of the first transfer plate,
A method of manufacturing a semiconductor light emitting device in which the material forming the first electrode in step S7 is attached to the adhesive layer on the first transfer plate without contacting each semiconductor light emitting unit between each semiconductor light emitting unit. 제9항에 있어서,
S3 단계와 S4 단계 사이에 절연층이 반도체 발광부의 측면을 덮는 단계;를 포함하는 반도체 발광소자의 제조방법.The method of claim 9,
A method of manufacturing a semiconductor light emitting device comprising a; step S3 and S4 covering the side of the semiconductor light emitting portion between the insulating layer. 제9항에 있어서,
제1 이송판의 접착층은 실리콘 및 에폭시 중 적어도 하나의 물질로 형성되는 반도체 발광소자의 제조방법.The method of claim 9,
A method of manufacturing a semiconductor light emitting device wherein the adhesive layer of the first transfer plate is formed of at least one of silicon and epoxy. 제9항에 있어서,
제1 이송판의 지지층은 단단한 재질로 형성되는 반도체 발광소자의 제조방법.The method of claim 9,
A method of manufacturing a semiconductor light emitting device wherein the support layer of the first transfer plate is formed of a rigid material. 제9항에 있어서,
S7 단계 이후에 각각의 반도체 발광소자의 제1 전극을 제2 이송판에 접합하고 제1 이송판으로부터 각각의 반도체 발광소자를 떨어뜨리는 단계;를 포함하는 반도체 발광소자의 제조방법.The method of claim 9,
After the step S7, bonding the first electrode of each semiconductor light emitting device to the second transfer plate and dropping each semiconductor light emitting element from the first transfer plate. 삭제delete
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