KR102590229B1 - Led 소자 및 led 소자의 제조 방법 - Google Patents

Led 소자 및 led 소자의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102590229B1
KR102590229B1 KR1020180122523A KR20180122523A KR102590229B1 KR 102590229 B1 KR102590229 B1 KR 102590229B1 KR 1020180122523 A KR1020180122523 A KR 1020180122523A KR 20180122523 A KR20180122523 A KR 20180122523A KR 102590229 B1 KR102590229 B1 KR 102590229B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
substrate
semiconductor layer
support substrate
led device
Prior art date
Application number
KR1020180122523A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200042215A (ko
Inventor
마사루 와다
곽도영
구자명
김은혜
박상무
양선아
오민섭
이윤석
조영경
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020180122523A priority Critical patent/KR102590229B1/ko
Priority to TW108136924A priority patent/TWI805859B/zh
Priority to EP19873008.7A priority patent/EP3818572A4/en
Priority to PCT/KR2019/013472 priority patent/WO2020080779A1/en
Priority to US16/653,449 priority patent/US11063174B2/en
Priority to CN201980064151.4A priority patent/CN112771682A/zh
Publication of KR20200042215A publication Critical patent/KR20200042215A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102590229B1 publication Critical patent/KR102590229B1/ko

Links

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
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0093—Wafer bonding; Removal of the growth substrate
    • 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
    • H01L33/36—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 electrodes
    • H01L33/38—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 electrodes with a particular shape
    • H01L33/382—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 electrodes with a particular shape the electrode extending partially in or entirely through the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
    • 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
    • H01L33/0004—Devices characterised by their operation
    • H01L33/0008—Devices characterised by their operation having p-n or hi-lo junctions
    • 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
    • H01L33/005—Processes
    • 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
    • H01L33/02—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 bodies
    • H01L33/10—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 bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
    • 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
    • H01L33/36—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 electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H01L33/42—Transparent materials
    • 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
    • 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
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0016—Processes relating to electrodes
    • 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
    • H01L2933/0025—Processes relating to coatings
    • 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
    • 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
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0095—Post-treatment of devices, e.g. annealing, recrystallisation or short-circuit elimination
    • 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
    • H01L33/02—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 bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
    • H01L33/305—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table characterised by the doping materials
    • 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
    • H01L33/44—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 coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H01L33/46—Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

본 개시에 따르는 LED(Light Emitting Diode) 소자는, 디바이스 기판, 디바이스 기판 상부에 배치되고, n형 도펀트가 도핑된 제1 반도체층, 제1 반도체층 상부에 배치되고, p형 도펀트가 도핑된 제2 반도체층, 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 배치되며 광이 발생되는 활성층, 제2 반도체층 상부에 인접하게 배치된 투명전극층, 및 디바이스 기판과 제1 반도체층 사이에 배치되며, 제1 반도체층, 제2 반도체층과 각각 전기적으로 연결되는 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드를 포함하고, 활성층에서 생성된 광은 제2 반도체층 방향을 통해 외부로 출사된다.

Description

LED 소자 및 LED 소자의 제조 방법{LIGHT EMITTING DIODE, MANUFACTURING METHOD OF LIGHT EMITTING DIODE}
본 개시는 LED 소자 및 LED 소자의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플립칩 타입으로 형성하여 소형화한 LED 소자와, LED 소자의 제조 효율을 향상시킨 LED 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 발광다이오드(LED)는 조명 장치용 광원뿐만 아니라, TV, 휴대폰, PC, 노트북 PC, PDA 등과 같은 다양한 전자 제품의 각종 디스플레이 장치들을 위한 광원으로 널리 사용되고 있다.
특히, 최근에는 그 크기가 100μm이하의 마이크로 LED(micro LED)가 개발되고 있으며, 마이크로 LED는 기존의 LED에 비해 빠른 반응 속도, 낮은 전력, 높은 휘도를 가지고 있어 차세대 디스플레이의 발광 소자로서 각광받고 있다.
마이크로 LED 소자 중 플립칩 타입의 LED 소자의 경우에는 단일 소자의 소형화, 경량화 및 고집적화에 유리한 구조일 뿐만 아니라, 디스플레이 장치의 제작에 있어서 발광 효율과 전사 공정의 효율성 등을 향상시킬 수 있어, 마이크로 LED 분야에서 적용되고 있다.
다만, 플립칩 타입의 LED 소자를 제조하는 과정에서 여러 번의 열처리 단계가 수행됨에 따라 열팽창계수의 차이에 의해서 휨(Warpage) 현상이나, LED 소자 간의 피치(Pitch)가 변형되는 현상이 발생할 수 있다.
본 개시는 상술한 바와 같은 문제점을 극복하기 위하여 안출된 것으로서, 소자의 활용도와 제조 공정상의 효율성을 향상시킬 수 있는 플립칩 타입의 LED 소자 및 LED 소자를 용이하게 제조할 수 있는 LED 소자 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 개시의 일 측면에 따르는 LED(Light Emitting Diode) 소자는, 디바이스 기판; 상기 디바이스 기판 상부에 배치되고, n형 도펀트가 도핑된 제1 반도체층; 상기 제1 반도체층 상부에 배치되고, p형 도펀트가 도핑된 제2 반도체층; 상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 배치되며 전자와 정공의 재결합을 통해 광을 생성하는 활성층; 상기 제2 반도체층 상부에 인접하게 배치된 투명전극층; 및 상기 디바이스 기판과 상기 제1 반도체층 사이에 배치되며, 상기 제1 반도체층, 상기 제2 반도체층과 각각 전기적으로 연결되는 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드;를 포함하고, 상기 활성층에서 생성된 광은 제2 반도체층 방향을 통해 외부로 출사될 수 있다.
상기 n형 도펀트는, Si, Ge, Se, Te, C 중 적어도 하나이고, 상기 p형 도펀트는, Mg, Zn, Be, Ca, Sr, Ba 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 제1 반도체층 아래에 형성되는 반사층;을 더 포함하고, 상기 반사층은 상기 활성층에서 생성된 광을 상기 제2 반도체층 방향으로 반사할 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따르는 LED(Light Emitting Diode) 소자에 있어서, 지지기판; 상기 지지기판의 상부에 배치되고, p형 도펀트가 도핑된 제2 반도체층; 상기 제2 반도체층 상부에 배치되고, n형 도펀트가 도핑된 제1 반도체층; 상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 배치되며 전자와 정공의 재결합을 통해 광을 생성하는 활성층; 상기 제1 반도체층 상부에 배치되며, 상기 제1 반도체층, 상기 제2 반도체층과 각각 전기적으로 연결되는 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드; 상기 제2 반도체층의 하부에 배치된 투명전극층; 및 상기 지지기판과 상기 투명전극층 사이에 배치된 분리층;을 포함할 수 있다.
상기 지지기판은, 갈륨비소 기판, 사파이어 기판, 실리콘 기판, 플라스틱 기판 중 하나일 수 있다.
상기 지지기판의 일부가 노출되도록 상기 투명전극층 및 상기 분리층은 상기 제2 반도체층에 대응되도록 배치될 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따르는 LED 소자 제조 방법은, 성장 기판 상에 제1 반도체층, 활성층 및 제2 반도체층을 포함하는 에피 구조체를 형성하는 단계; 상기 에피 구조체에 지지기판을 부착하는 단계; 상기 지지기판이 부착된 에피 구조체로부터 상기 성장 기판을 분리하는 단계; 상기 성장 기판이 분리된 에피 구조체에 제1 전극 및 제2 전극을 형성하는 단계; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 각각 전기적으로 연결되는 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드를 형성하고, 상기 에피 구조체의 기 설정된 영역을 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 지지기판을 부착하는 단계 이전에, 상기 지지기판 상에 분리층 및 투명전극층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 분리층 및 투명전극층을 형성하는 단계는, 상기 분리층 및 상기 투명전극층의 상기 기 설정된 영역을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 반도체층의 상부에 상기 투명전극층, 상기 분리층 및 상기 지지기판이 순차적으로 배치될 수 있다.
상기 제1 전극 패드와 상기 제2 전극 패드는, 상기 제1 반도체층 하부에 형성될 수 있다.
상기 성장 기판을 분리하는 단계는, 레이저 또는 화학적 리프트 오프 방식으로 상기 성장 기판을 분리할 수 있다.
상기 기 설정된 영역을 제거하는 단계 이후에, 상기 LED 소자를 디바이스 기판에 실장하기 위해 상기 LED 소자를 상기 지지기판으로부터 분리하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 성장 기판은, 갈륨비소 기판 또는 사파이어 기판 중 어느 하나일 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디바이스 기판에 장착된 LED 소자의 단면도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 소자의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 LED 소자의 에피 구조체 성장과정을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 LED 소자의 지지기판 부착과정을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 LED 소자의 성장 기판 분리과정을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 LED 소자의 전극 형성과정을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 LED 소자의 전극 패드 형성 및 에피 구조체의 기 설정된 영역의 제거 과정을 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 LED 소자가 지지기판으로부터 분리되는 과정을 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 개시의 다른 실시예에 따른 LED 소자의 지지기판 부착과정을 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 LED 소자의 지지기판 부착과정을 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 의한 LED 소자 및 LED 소자 제조 방법의 실시 예들에 대해 상세하게 설명한다.
이하에서 설명되는 실시 예는 본 개시의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 개시는 여기서 설명되는 실시 예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 개시의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 개시의 실시 예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
또한, 본 개시에서 사용한 '위', '아래', '선단', '후단', '상부', '하부', '상단', '하단' 등의 용어는 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의해 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 개시에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디바이스 기판에 장착된 LED 소자의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 디바이스 기판(10) 상에 각각의 LED 소자(100)들이 상호 분리된 상태로 구비된다. LED 소자(100)들은 디바이스 기판(10)으로부터 순차적으로 전극 패드(141, 142), 제1 반도체층(111), 활성층(113), 제2 반도체층(112) 및 투명전극층(123)을 포함하여 구성될 수 있다.
LED 소자(100)들로부터 출사된 소정 색상, 예를 들면 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 광에 의하여 화상을 형성할 수 있다.
디바이스 기판(10)은 디스플레이 또는 조명을 위해 사용될 수 있는 재질이라면 어느 것이나 가능할 것이다. 특히, 디바이스 기판(10)은 별도의 적층구조에 의해 트랜지스터를 구비하거나, 집적 회로 또는 금속 배선을 구비할 수 있다. 또한, 디바이스 기판(10)은 복수개의 개별적인 기판들이 조합되거나 접합된 기판일 수 있다.
디바이스 기판(10)을 구성할 수 있는 재질로는 질화갈륨, 유리, 사파이어, 쿼츠, 실리콘카바이드와 같은 세라믹 재질, 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에테르설폰, 폴리사이클릭올레핀 또는 폴리이미드 등의 유기 재료 또는 유연한 재질의 기판일 수 있다. 또한, 디바이스 기판(10)은 사용예에 따라 전기적 열적 전도성을 가지거나 전기적 열적 절연성을 가질 수 있다.
LED 소자(100)는 제1 반도체층(111), 활성층(113), 제2 반도체층(112) 및 투명전극층(123)으로 이루어질 수 있다. 전극 패드(141, 142)를 통해 LED 소자(100)는 디바이스 기판(10)에 연결될 수 있다. LED 소자(100)는 디바이스 기판(10) 상에 배치됨으로써 디스플레이의 발광 모듈을 구성할 수 있다.
LED 소자(100)는 전극 패드(141, 142)를 통해 디바이스 기판(10)에 탑재된다. 디바이스 기판(10)에는 LED 소자(100)의 전극 패드(141, 142)와 연결되는 전극 패드(미도시)를 구비할 수 있다. 전극 패드(141, 142)는 패턴화된 금속 패턴으로 제공될 수 있다.
전극 패드(141, 142)는 플립칩 구조를 형성하는 제1 전극 패드(141)와 제2 전극 패드(142)를 포함할 수 있다.
제1 전극 패드(141)는 후술하는 제1 반도체층(111)과 전기적으로 연결되고, 제2 전극 패드(142)는 후술하는 제2 반도체층(112)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극 패드(141) 및 제2 전극 패드(142)는 제1 반도체층(111)의 아래에 배치될 수 있으며, 제1 전극 패드(141) 및 제2 전극 패드(142)는 동일 평면상에 배치될 수 있다.
제1 전극 패드(141)는 제2 반도체층(112)에 형성된 제1 전극(131)에 도전성 재료를 연결하여 제1 반도체층(111)의 바닥에 형성할 수 있다.
제2 전극 패드(142)는 제1 반도체층(111)에 형성된 제2 전극(132)에 도전성 재료를 연결하여 제1 반도체층(111)의 바닥에 형성할 수 있다.
LED 소자(100)는 제1 및 제2 전극 패드(142)가 제1 반도체층(111)의 바닥에 동일 평면 상에 형성되어 플립칩(Flip chip) 타입으로 형성될 수 있다.
이러한 플립칩 타입의 LED 소자(100)는 소자의 소형화, 경량화 및 고집적화에 유리하다. 또한, 디스플레이 장치의 제작에 있어서 LED 소자(100)는 구조상 전극이 발광 영역을 제한하지 않아 발광 효율을 향상시킬 수 있고, 디바이스 기판(10)과의 결합에 있어 와이어와 같은 중간 매체를 사용하지 않기 때문에 전사 공정의 효율성 등을 향상시킬 수 있다.
전극 패드(141, 142)를 통해 LED 소자(100)를 에피 구조체(110)디바이스 기판(10)에 연결할 수 있다. LED 소자(100)는에피 구조체(110) 순차적으로 적층된 제1 반도체층(111), 활성층(113), 제2 반도체층(112) 및 투명전극층(123)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 전극 패드(141, 142) 상에는 제1 반도체층(111)이 형성될 수 있다. 상기 제1 반도체층(111)은 그 상부에 형성되는 활성층(113)의 조성 및 재질에 따라 그 조성 및 재질이 달라진다.
또한, 제1 반도체층(111)은 n형의 도전형을 가질 수 있다. 제1 반도체층(111)은 n형 도펀트가 도핑된 층으로 형성될 수 있다. n형 도펀트에는 예를 들어, Si, Ge, Sn, Se, Te 등이 있다.
제1 반도체층(111)의 위에는 제2 반도체층(112)이 형성될 수 있다. 제2 반도체층(112)은 제1 반도체층(111)과 동일한 기반 물질로 구성되며, 다만 도펀트가 상이하며, 제1 반도체층(111)과 상보적인 도전형을 가진다.
이에 따라, 제2 반도체층(112)은 p형의 도전형을 가질 수 있다. 제2 반도체층(112)은 p형 도펀트가 도핑된 층으로 형성될 수 있다. p형 도펀트로는 예를 들어, Zn, Mg, Co, Ni, Cu, Fe, C 등을 이용할 수 있다.
제1 반도체층(111)은 전자를 제공하는 층이고, 제2 반도체층(112)은 정공을 제공하는 층으로 이루어질 수 있다.
제1 반도체층(111)과 제2 반도체층(112) 사이에 활성층(113)이 형성될 수 있다. 제1 반도체층(111), 활성층(130) 및 제2 반도체층(112)은 순차적으로 수직 방향으로 배치될 수 있다.
활성층(113)은 제1 반도체층(111)에서 제공된 전자와 제2 반도체층(112)에서 제공된 정공이 재결합되면서 소정 파장의 광을 출력하는 층으로서, 우물층(well layer)과 장벽층(barrier layer)을 교대로 적층하여 단일 양자 우물 구조 또는 다중 양자 우물 구조(multi-quantum well; MQW)를 가질 수 있다. 활성층(130)은 다중 양자 우물 구조(MQW)를 가지는 것이 바람직하다.
투명전극층(123)은 제2 반도체층(112)의 위에 배치될 수 있다. 투명전극층(123)은 투명 재질의 전도성 재료인 ITO로 구성될 수 있다. 투명전극층(123)을 투명 재질의 전도성 재료로 구성할 경우, 전류를 확산하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, LED 소자(100)는 제1 반도체층(111) 아래에 형성되는 반사층(143)을 더 포함할 수 있다. 반사층(143)은 활성층(113)에서 생성된 광을 제2 반도체층(112) 방향으로 반사할 수 있다.
반사층(143)은 광을 반사시키기 위하여 반사율이 높은 금속으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 반사층(143)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 니켈(Ni) 등과 같은 금속으로 이루어질 수 있다.
상기와 같은 구조로 플립칩 본딩된 LED 소자(100)는 디바이스 기판(10)을 통하여 전원이 LED 소자(100)에 인가되면, 활성층(113)에서 전자와 정공이 결합하여 광을 발생한다.
활성층(113)에서 발생된 광의 일부는 제2 반도체층(112)을 통하여 외부로 방출되고, 나머지 일부의 광은 제1 반도체층(111) 아래에 형성된 반사층(143)에서 반사된 후 제2 반도체층(112)을 통하여 외부로 출사된다.
LED 소자(100)가 플립칩 구조이므로, 활성층(113)에서 발생된 광이 직접 또는 반사된 후 제2 반도체층(112)을 통하여 외부로 출사되므로, 광효율이 증가하는 장점이 있다.
또한, LED 소자(100)의 제1 반도체층(111)의 하부면에 디바이스 기판(10)과 접촉하는 제1 전극 패드(141) 및 제2 전극 패드(142)가 형성되기 때문에 와이어 등의 중간매체에 의해 본딩되는 영역에 의해 광효율이 저하되는 문제를 방지할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 LED 소자(100)는 후술하는 LED 소자 제조 방법을 통해 고온 및 고압 하에서 수행되는 기판을 교체하는 작업을 최소한으로 수행하기 때문에 광이 외부로 출사되는 발광면이 제2 반도체층(112)으로 구성된다. 디바이스 기판(10)에 장착된 LED 소자(100)는 에피 구조체(110, 도 3 참조) 성장 순서와 같이 디바이스 기판(10)에 대하여 제1 반도체층(111), 활성층(113), 제2 반도체층(112)이 순차적으로 적층되도록 형성될 수 있다.
이하에서, 본 개시의 일 실시예에 따른 LED 소자의 제조 방법을 설명한다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 소자의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 LED 소자의 제조방법은 성장 기판(101) 상에 에피 구조체(110)를 성장하는 단계(S210)와, 에피 구조체(110)에 지지기판을 부착하는 단계(S220)와, 성장 기판(101)을 분리하는 단계(S230)와, 에피 구조체(110)에 전극을 형성하는 단계(S240)와, 전극 패드를 형성하고, 아이솔레이션(isolation)을 통해 분리된 LED 소자(100)를 형성하는 단계(S250)를 포함하여 구성될 수 있다. 이하에서 각 단계의 구체적인 제조 방법을 설명한다.
또한, 아이솔레이션 단계(S250) 이후에, LED 소자를 디바이스 기판(10)에 실장하기 위해 LED 소자(100)를 지지기판(121)으로부터 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
에피 구조체(110)에 지지기판을 부착하는 단계(S220)와, 성장 기판(101)을 분리하는 단계(S230)는 기판을 교체하는 작업으로 고온 및 고압에서 수행된다. 본 개시의 일 실시예에 따른 LED 소자의 제조방법은 고온 및 고압 하에서 수행되는 기판을 교체하는 작업을 최소한으로 수행한다.
이에 따라, 고온 및 고압에 의해 발생하는 휨(Warpage) 현상 및 LED 소자(100) 간의 피치(Pitch)가 변형되는 문제를 최소화할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 LED 소자의 제조방법은 기판을 교체하는 작업을 수행한 후에 에피 구조체(110)에 전극 및 전극 패드를 형성하고, 아이솔레이션(isolation)을 통해 분리된 LED 소자(100)를 형성하기 때문에 기판 교체 작업 중에 에피 구조체(110)에 휨이 발생하더라도, 기판 교체 작업 이후에 형성된 LED 소자(100)는 휨이 발생하지 않고, LED 소자(100) 간의 피치를 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 이렇게 형성된 LED 소자(100)는 이후의 추가적인 공정 없이 디바이스 기판(10)에 부착되기 때문에 일정한 LED 소자(100) 간의 피치가 변형되는 문제도 방지할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 LED 소자 제조 방법은 단순하여 LED 소자의 제조가 용이하다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 LED 소자의 에피 구조체 성장과정을 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 성장 기판(101) 상에 제1 반도체층(111), 활성층(113), 제2 반도체층(112)이 순차적으로 적층된 에피 구조체(110)를 형성할 수 있다.
성장 기판(101)은 사파이어(Al2O3), 실리콘 카바이드(SiC), 질화갈륨(GaN), 질화인듐갈륨(InGaN), 질화알루미늄갈륨(AlGaN), 질화알루미늄(AlN), 갈륨 산화물(Ga2O3), 갈륨비소(GaAs), 또는 실리콘 기판으로 구성될 수 있다.
일 예로, 적색(R) 광을 출사하기 위한 LED 소자(100)는 갈륨비소(GaAs) 기판인 성장 기판(101)에서 제조될 수 있고, 녹색(G) 및 청색(B)의 광을 출사하기 위한 LED 소자(100)는 사파이어(Al2O3) 기판인 성장 기판(101)에서 제조될 수 있다.
에피 구조체(110)는 성장 기판(101)으로부터 순차적으로 적층된 제1 반도체층(111), 활성층(113) 및 제2 반도체층(112)으로 이루어질 수 있다.
한편, 성장 기판(101)과 에피 구조체(110) 사이에 버퍼층(102)이 형성될 수 있다.
버퍼층(102)은 선택적 에칭이 가능한 층이면서, 성장 기판(101)과 에피 구조체(110) 사이의 격자 불일치도를 감소시킬 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 LED 소자의 지지기판 부착과정을 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 지지기판(121)은 에피 구조체(110)의 성장 기판(101)이 제거됨에 따라 전체 LED 소자(100)를 지지하는 역할을 한다. 지지기판(121)은 제2 반도체층(112)의 상면에 부착될 수 있다.
지지기판(170)은 사파이어 기판, 실리콘 기판, 플라스틱 기판, 플라스틱 필름 중 적어도 하나 이상의 기판을 사용할 수 있다. 또한, 지지기판(121)은 플렉서블(Flexible)한 재질의 기판을 접착한 다음 리지드(Rigid)한 재질의 기판을 부착하여 형성될 수 있다. 플렉서블한 재질의 기판을 통해 과도한 변형과, 에피 구조체(110)의 크랙 발생을 방지할 수 있고, 리지드한 재질의 기판을 통해 에피 구조체(110)가 견고하게 지지하며, 제조과정에 핸들링을 용이하게 수행할 수 있다.
지지기판(121)은 에피 구조체(110)와 부착되는 제1 면(121a)과 제1 면(121a)에 반대되는 제2 면(121b)을 포함할 수 있다.
지지기판(121)의 제1 면(121a)에 분리층(122)과 투명전극층(123)이 순차적으로 배치될 수 있다. 지지기판(121)의 제1 면(121a)에 인접하게 분리층(122)이 배치된다.
분리층(122)은 LED 소자를 지지기판(121)으로부터 분리하여 디바이스 기판(10)에 실장할 때, LED 소자(100)를 지지기판(121)으로부터 용이하게 분리될 수 있게 한다.
지지기판(121)의 제2 면(121b)을 통해 레이저 빔을 조사하여 지지기판(121)을 LED 소자(100)로부터 분리시킬 수 있다. 이 때 분리층(122)은 레이저 빔에 의해 제거되면서 지지기판(121)이 분리될 수 있다.
지지기판(121)은 레이저 빔에 대해서 비흡수성 재료로 구성될 수 있다. 분리층(122)은 레이저 빔을 흡수함으로써 증발해 제거되는 재료로 구성될 수 있다. 분리층(122)은 레이저 빔으로 쉽게 제거되며 용융 온도가 높고 평탄도가 우수한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 분리층(122)은 폴리아미드(Polyimide) 등으로 형성될 수 있지만 이에 한정되지 않는다.
지지기판(121)은 후술하는 레이저 리프트 오프(laser lift-off, LLO) 방법을 통해 LED 소자(100)를 디바이스 기판(10)에 실장할 때 LED 소자(100)를 지지하는 캐리어 기판(carrier substrate)의 역할도 할 수 있다.
분리층(122)은 액체 상태의 물질을 코팅 등의 방법으로 지지기판(121) 상에 필름 형태로 도포할 수 있다.
지지기판(121) 상에 레이저 빔에 의해 쉽게 제거되는 분리층(122)을 형성함으로써 지지기판(121)을 용이하게 분리시킬 수 있다. 또한, 분리층(122)은 지지기판(121)이 분리되는 과정에서 LED 소자(100)를 보호할 수 있다.
투명전극층(123)은 분리층(122)의 아래에 배치될 수 있다. 지지기판(121)이 에피 구조체(110)에 부착되면, 투명전극층(123)은 제2 반도체층(112)의 상부 표면에 배치될 수 있다.
분리층(122)과 투명전극층(123)을 포함하는 지지기판(121)을 에피 구조체(110)에 부착할 수 있다. 이에 따라, 성장 기판(101)으로부터 순차적으로 에피 구조체(110), 투명전극층(123), 분리층(122) 및 지지기판(121)이 적층된다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 LED 소자의 성장 기판 분리과정을 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 성장 기판(101)을 에피 구조체(110)로부터 분리할 수 있다. 성장 기판(101)은 발광 스펙트럼을 흡수하므로 분리하는 것이 광 추출 효율을 개선하기 위해 좋다.
성장 기판(101)이 제거되는 동안 에피 구조체(110)는 지지기판(121)에 고정될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 성장 기판(101)이 갈륨비소(GaAs)로 이루어진 경우, 화학적 리프트 오프(Chemical Lift -off, CLO)를 통해 성장 기판(101)을 에피 구조체(110)와 분리시킬 수 있다.
한편, 본 개시의 다른 실시예에 따른 성장 기판(101)이 사파이어(Al2O3)로 이루어진 경우, 레이저 리프트 오프(laser lift-off, LLO)를 통해 성장 기판(101)을 에피 구조체(110)와 분리시킬 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 LED 소자 제조 방법은 지지기판(121)을 부착하고, 성장 기판(101)을 분리하는 기판을 교체하는 공정을 1회 포함합니다. 이러한 기판 교체 공정은 고온, 고압에서 수행되기 때문에 기판 교체 공정을 최소한으로 포함하는 본 개시의 ELD 소자 제조 방법은 기판 교체 공정에서 수축 및 팽창 등으로 발생하는 문제를 최소화할 수 있습니다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 LED 소자의 전극 형성과정을 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 에피 구조체(110)에서 제2 반도체층(112)의 일부가 노출되도록 식각한 다음 노출된 제2 반도체층(112)에 제1 전극(131)을 형성한다. 마찬가지로, 에피 구조체(110)에서 제1 반도체층(111)의 일부가 노출되도록 식각한 다음 노출된 제1 반도체층(111)에 제2 전극을 형성한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 에피 구조체(110)는 p 형 도펀트가 도핑된 제2 반도체층(112)이 n형 도펀트가 도핑된 제1 반도체층(111)보다 지지기판(121)에 인접하게 형성되기 때문에 제1 전극(131)이 제2 전극(132)보다 지지기판(121)에 인접하게 형성된다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 LED 소자의 전극 패드 형성 및 에피 구조체의 기 설정된 영역의 제거 과정을 나타내는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 제1 전극(131)과 전기적으로 연결되는 제1 전극 패드(141)와 제2 전극(132)과 전기적으로 연결되는 제2 전극 패드(142)를 형성할 수 있고, 에피 구조체(110)의 기 설정된 영역을 제거할 수 있다.
제1 전극 패드(141)와 제2 전극 패드(142)는 제1 반도체층(111)의 위에 배치되도록 연장 형성된다. 제1 전극 패드(141)와 제2 전극 패드(142)는 동일 평면 상에 위치되어 플립칩(flip chip) 구조로 형성된다.
제1 및 제2 전극 패드(142)는 패턴화된 금속 패턴으로 제공될 수 있다. 제2 전극(132)이 제1 전극(131)보다 제1 반도체층(111)에 인접하게 형성되기 때문에, 제2 전극 패드(142)가 제1 전극 패드(141)보다 높이가 낮게 형성될 수 있다. 제1 전극 패드(141)는 에피 구조체(110)의 수직 방향으로 연장 형성될 수 있다.
에피 구조체(110)의 기 설정된 영역을 제거함에 따라 분리된 ELD 소자(100)를 형성할 수 있다. 구체적으로, 분리된 LED 소자(100)를 형성하기 위해 에피 구조체(110)의 제1 반도체층(111), 활성층(113) 및 제2 반도체층(112)의 기 설정된 영역(S)을 제거하여, 지지기판(121)의 일부(S)를 노출시킨다. 지지기판(121)의 노출된 영역(S)에 LED 소자(100)는 제1 반도체층(111), 활성층(113) 및 제2 반도체층(112)과 분리되어 단일의 LED 소자(100)로 형성된다.
LED 소자(100)는 에피 구조체(110)가 지지기판(121)에 부착되고 성장 기판(101)이 분리된 후, 에피 구조체(110)를 가공하여 형성되기 때문에, LED 소자(100)는 지지기판(121)을 부착하고 성장 기판(101)을 분리하는 과정에서 생기는 열 및 압력에 의해 틀어지는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 기판 교체 작업 중에 에피 구조체(110)에 휨이 발생하더라도, 기판 교체 작업 이후에 형성된 LED 소자(100)에 영향이 없고, 기판 교체 작업 이후에 형성된 LED 소자(100) 간의 피치에 영향이 없다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 LED 소자가 지지기판으로부터 분리되는 과정을 나타내는 단면도이다.
도 8을 참조하면, LED 소자(100)를 형성한 이후에, LED 소자(100)를 디바이스 기판(10)에 실장하기 위해 지지기판(121)으로부터 LED 소자(100)를 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
지지기판(121)으로부터 LED 소자(100)를 분리하기 위해 지지기판(121)의 후면에 레이저 빔을 조사하는 레이저 리프트 오프(laser lift-off, LLO)를 통해 지지기판(121)을 LED 소자(100)와 분리시킬 수 있다.
픽업 장치(11)는 레이저(laser) 방식으로서, 지지기판(121)은 캐리어 기판(carrier substrate)의 기능을 수행할 수 있다.
구체적으로, 지지기판(121)은 제조된 복수의 LED 소자(100)와 접촉하여 복수의 LED 소자(100)를 지지기판(121)에 고정시킬 수 있다. 즉, 지지기판(121)의 제1 면(121a)에 LED 소자(100)가 부착될 수 있다.
이후, 지지기판(121)의 제2 면(121b)에 마스크 플레이트(12)를 통해 조사된 레이저 빔은 LED 소자를 분리시켜 디바이스 기판(10) 상에 배치할 수 있다.
여기서, 조사하는 레이저 빔은 후술하는 분리층(122)에서만 흡수되는 파장이며, LED 소자(100) 및 지지기판(121) 사이의 분리층(122)에 조사될 수 있다. 레이저 빔은 LED 소자(100) 및 지지기판(121) 사이의 분리층(122)을 완전하게 증발 제거할 수 있는 에너지로 이루어질 수 있다.
분리된 LED 소자(100) 마다 접착된 분리층(122)이 지지기판(121)에 조사된 레이저 빔에 의해 제거되면서 LED 소자(100)들을 분리시켜 디바이스 기판(10) 상에 배치할 수 있다.
즉, 지지기판(121)에 지지되는 복수의 LED 소자(100)는 레이저(laser) 방식으로 디바이스 기판(10)에 실장될 수 있다.
레이저 리프트 오프 방법에 의해 도 1에 나타난 바와 같이, 분리층(122)이 제거된 LED 소자(100)를 디바이스 기판(10)에 부착할 수 있다. 이러한 LED 소자(100)는 플립칩 구조로, LED 소자(100)를 디바이스 기판(10)에 부착시킬 때 금속 리드(와이어)와 같은 추가적인 연결 구조나 볼 그리드 어레이(BGA)와 같은 중간 매체를 사용하지 않고 LED 소자(100)의 아랫면의 전극 패드(141, 142)를 이용해 LED 소자(100)를 그대로 융착시킬 수 있다.
이러한 플립칩 타입의 LED 소자(100)는 소자의 소형화, 경량화 및 고집적화에 유리한 구조일 뿐만 아니라, 디스플레이 장치의 제작에 있어서 발광 효율과 전사 공정의 효율성 등을 향상시킬 수 있다.
도 9는 본 개시의 다른 실시예에 따른 LED 소자의 지지기판 부착과정을 나타내는 단면도이다.
본 개시의 다른 실시예에 따른 LED 소자의 제조방법은 성장 기판(101) 상에 에피 구조체(110)를 성장하는 단계와, 에피 구조체(110)에 지지기판(221)을 부착하는 단계와, 성장 기판(101)을 분리하는 단계와, 에피 구조체(110)에 전극을 형성하는 단계와, 전극 패드를 형성하고, 아이솔레이션(isolation)을 통해 분리된 LED 소자(100)를 형성하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 본 개시의 다른 실시예에 따른 LED 소자의 제조방법은 에피 구조체(110)에 부착되는 지지기판(221)이 기 설정된 영역(S)이 제거된 분리층(222) 및 투명전극층(223)을 포함하는 점에서 도 2 내지 8에서 설명한 실시예와 차이가 있다. 이하에서, 차이가 있는 지지기판(221)의 제조 과정에 대해 자세하게 설명한다.
도 9를 참조하면, 본 개시의 다른 실시예에 따른 LED 소자의 지지기판(221)은 기 설정된 영역(S)이 제거된 분리층(222) 및 투명전극층(223)을 포함할 수 있다. 분리층(222) 및 투명전극층(223)은 분리된 LED 소자(100)에 대응되는 영역에만 형성될 수 있다.
지지기판(221)은 에피 구조체(110)와 부착되는 제1 면(221a)과 제1 면(221a)에 반대되는 제2 면(221b)을 포함할 수 있다.
지지기판(221)의 제1 면(221a)에 분리층(222)과 투명전극층(223)이 순차적으로 배치될 수 있다. 배치된 분리층(222)과 투명전극층(223)을 LED 소자(100)에 대응되도록 에칭할 수 있다.
분리층(222)과 투명전극층(223)의 기설정된 영역을 제거하여 지지기판(221)의 일부를 노출시키도록 할 수 있다.
에피 구조체(110)에 부착되는 지지기판(221)의 분리층(222)과 투명전극층(223)은 기 설정된 영역(S)이 사전에 제거되었기 때문에 에피 구조체(110)에 지지기판(221)을 부착한 뒤에 에피 구조체(110)의 기 설정된 영역(S)을 제거하는 단계에서 분리층(222)과 투명전극층(223)의 기 설정된 영역(S)을 제거하지 않을 수 있다.
분리층(222)은 LED 소자를 디바이스 기판(10)에 실장할 때, LED 소자(100)를 지지기판(221)으로부터 용이하게 분리되고, 인접한 LED 소자(100)에 영향을 미치지 않도록 하는 것이다. 이에 따라, 분리층(222)은 LED 소자(100)에 대응되는 영역에만 형성되는 것이 바람직하다.
투명전극층(223)은 분리층(222)의 아래에 배치될 수 있고, 지지기판(221)이 에피 구조체(110)에 부착됨에 따라 투명전극층(223)은 제2 반도체층(112)의 표면에 인접하게 위치할 수 있다. 이에 따라, LED 소자(100)를 형성하는 제2 반도체층(112)의 영역에만 형성되도록 미리 투명전극층(223)의 기 설정된 영역(S)을 제거할 수 있다.
분리층(222)과 투명전극층(223)을 포함하는 지지기판(221)이 에피 구조체(110)에 부착되면, 성장 기판(101)으로부터 순차적으로 에피 구조체(110), 투명전극층(223), 분리층(222) 및 지지기판(221)이 적층된다. 이 때, 투명전극층(223)과 분리층(222)은 기 설정된 영역(S)은 제거되어, LED 소자(100)에 대응되는 영역에만 형성된 상태로 에피 구조체(110)에 부착될 수 있다.
지지기판(221) 상에 기 설정된 영역(S)이 제거된 분리층(222) 및 투명전극층(223)을 형성함에 따라 LED 소자(100)의 제조 공정을 더욱 간소화할 수 있다.
도 10은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 LED 소자의 지지기판 부착과정을 나타내는 단면도이다.
여기서, 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 LED 소자의 제조방법은 에피 구조체(110)에 부착되는 지지기판(321)이 LED 소자보다 작은 크기를 갖도록 일부 영역(G)이 제거된 분리층(322) 및 투명전극층(323)을 포함하는 점에서 도 9에서 설명한 실시예에 따른 지지기판(221)과 차이가 있다. 이하에서, 차이가 있는 지지기판(321)의 제조 과정에 대해 자세하게 설명한다.
도 10를 참조하면, 본 개시의 다른 실시예에 따른 LED 소자의 지지기판(321)은 분리층(322) 및 투명전극층(323)을 포함한다. 분리층(322) 및 투명전극층(323)은 분리된 LED 소자(100)보다 작은 영역을 갖도록 패터닝될 수 있다.
지지기판(321)의 제1 면(321a)에 분리층(322)과 투명전극층(323)이 순차적으로 배치한다. 배치된 분리층(322)과 투명전극층(323)을 LED 소자(100) 보다 작은 크기로 패터닝한다.
분리층(322)과 투명전극층(323)의 일부 영역(G)을 제거하여 지지기판(321)의 일부를 노출시키도록 할 수 있다.
분리층(322)은 LED 소자(100) 보다 작은 크기로 형성되었기 때문에 LED 소자(100)를 디바이스 기판(10)에 실장할 때, LED 소자(100)를 지지기판(321)으로부터 용이하게 분리할 수 있다.
지지기판(321) 상에 일부 영역(G)이 제거된 분리층(322) 및 투명전극층(323)을 형성함에 따라 LED 소자(100)를 디바이스 기판(10)에 실장하는 공정을 간소화할 수 있다.
상기에서 본 개시는 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 개시의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 개시는 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.
10: 디바이스 기판 100: LED 소자
110: 에피 구조체 111: 제1 반도체층
112: 제2 반도체층 113: 활성층
121: 지지기판 122: 분리층
123: 투명전극층 131: 제1 전극
132: 제2 전극 141: 제1 전극 패드
142: 제2 전극 패드

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 성장 기판 상에 제1 반도체층, 활성층 및 제2 반도체층을 포함하는 에피 구조체를 형성하는 단계;
    지지기판 상에 분리층 및 투명전극층을 형성하는 단계;
    상기 에피 구조체에 상기 투명전극층이 접촉하도록 상기 지지기판을 상기 에피 구조체에 부착하는 단계;
    상기 지지기판이 부착된 에피 구조체로부터 상기 성장 기판을 분리하는 단계;
    상기 성장 기판이 분리된 에피 구조체에 제1 전극 및 제2 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 각각 전기적으로 연결되는 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드를 형성는 단계;
    상기 지지기판의 일부를 노출하도록 상기 에피 구조체의 일부 영역을 제거하여 복수의 LED 소자를 형성하는 단계; 및
    상기 지지기판으로부터 상기 복수의 LED 소자를 분리하는 단계;를 포함하는 LED 소자 제조 방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 분리층 및 투명전극층을 형성하는 단계는,
    상기 분리층 및 상기 투명전극층이 상기 제2 반도체층의 영역에만 형성되도록 상기 분리층 및 상기 투명전극층의 일부 영역을 제거하는 단계를 더 포함하는 LED 소자 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제2 반도체층의 상부에 상기 투명전극층, 상기 분리층 및 상기 지지기판이 순차적으로 배치되는 LED 소자 제조 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 전극 패드와 상기 제2 전극 패드는,
    상기 제1 반도체층 하부에 형성되는 LED 소자 제조 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 성장 기판을 분리하는 단계는,
    레이저 또는 화학적 리프트 오프 방식으로 상기 성장 기판을 분리하는 LED 소자 제조 방법.
  13. 삭제
  14. 제7항에 있어서,
    상기 성장 기판은, 갈륨비소 기판 또는 사파이어 기판 중 어느 하나인 LED 소자 제조 방법.
KR1020180122523A 2018-10-15 2018-10-15 Led 소자 및 led 소자의 제조 방법 KR102590229B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180122523A KR102590229B1 (ko) 2018-10-15 2018-10-15 Led 소자 및 led 소자의 제조 방법
TW108136924A TWI805859B (zh) 2018-10-15 2019-10-14 發光二極體以及發光二極體的製造方法
EP19873008.7A EP3818572A4 (en) 2018-10-15 2019-10-15 LIGHT DIODE AND METHOD FOR MANUFACTURING LIGHT DIODE
PCT/KR2019/013472 WO2020080779A1 (en) 2018-10-15 2019-10-15 Light emitting diode and manufacturing method of light emitting diode
US16/653,449 US11063174B2 (en) 2018-10-15 2019-10-15 Light emitting diode and manufacturing method of light emitting diode
CN201980064151.4A CN112771682A (zh) 2018-10-15 2019-10-15 发光二极管和发光二极管的制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180122523A KR102590229B1 (ko) 2018-10-15 2018-10-15 Led 소자 및 led 소자의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200042215A KR20200042215A (ko) 2020-04-23
KR102590229B1 true KR102590229B1 (ko) 2023-10-17

Family

ID=70160247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180122523A KR102590229B1 (ko) 2018-10-15 2018-10-15 Led 소자 및 led 소자의 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11063174B2 (ko)
EP (1) EP3818572A4 (ko)
KR (1) KR102590229B1 (ko)
CN (1) CN112771682A (ko)
TW (1) TWI805859B (ko)
WO (1) WO2020080779A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020124258A1 (de) * 2020-09-17 2022-03-17 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung zumindest eines optoelektronischen halbleiterbauelements
DE102021202026A1 (de) * 2021-03-03 2022-09-08 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung zumindest eines optoelektronischen halbleiterbauelements
US11901477B2 (en) * 2021-06-17 2024-02-13 Applied Materials, Inc. Light absorbing barrier for LED fabrication processes
WO2023004535A1 (zh) * 2021-07-26 2023-02-02 重庆康佳光电技术研究院有限公司 电路板组件、发光组件及其制作方法
CN116845147A (zh) * 2021-08-13 2023-10-03 福建兆元光电有限公司 一种基于GaN基外延的红光LED制造方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW466784B (en) 2000-09-19 2001-12-01 United Epitaxy Co Ltd Method to manufacture high luminescence LED by using glass pasting
JP4461616B2 (ja) 2000-12-14 2010-05-12 ソニー株式会社 素子の転写方法、素子保持基板の形成方法、及び素子保持基板
JP5526782B2 (ja) * 2007-11-29 2014-06-18 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその製造方法
US9117944B2 (en) 2008-09-24 2015-08-25 Koninklijke Philips N.V. Semiconductor light emitting devices grown on composite substrates
JP5444798B2 (ja) 2009-04-10 2014-03-19 ソニー株式会社 素子の移載方法
KR20110035489A (ko) 2009-09-30 2011-04-06 주식회사 퀀텀디바이스 반도체 발광소자
US20110261847A1 (en) 2010-04-27 2011-10-27 Chou Hsi-Yan Light emitting devices
JP2012230969A (ja) 2011-04-25 2012-11-22 Sumitomo Electric Ind Ltd ＧａＮ系半導体デバイスの製造方法
TW201248945A (en) * 2011-05-31 2012-12-01 Chi Mei Lighting Tech Corp Light-emitting diode device and method for manufacturing the same
KR101868537B1 (ko) 2011-11-07 2018-06-19 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지
US9620478B2 (en) 2011-11-18 2017-04-11 Apple Inc. Method of fabricating a micro device transfer head
EP2860769A1 (en) * 2013-10-11 2015-04-15 Azzurro Semiconductors AG Layer structure for surface-emitting thin-film p-side-up light-emitting diode
KR102282141B1 (ko) 2014-09-02 2021-07-28 삼성전자주식회사 반도체 발광소자
KR101733225B1 (ko) 2015-04-23 2017-05-08 광주과학기술원 이종 발광 구조체의 집적화 방법
KR101799656B1 (ko) 2015-12-31 2017-11-20 한국광기술원 Ｌｅｄ 구조체 및 이의 이송방법
KR101745263B1 (ko) 2016-04-27 2017-06-09 한국광기술원 투명필름을 구비한 ｌｅｄ 모듈의 제조방법
CN105914275B (zh) 2016-06-22 2018-04-27 天津三安光电有限公司 倒装发光二极管及其制作方法
GB2570221B (en) * 2016-08-11 2022-05-04 Lumens Co Ltd LED module and method for fabricating the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020080779A1 (en) 2020-04-23
KR20200042215A (ko) 2020-04-23
TW202025515A (zh) 2020-07-01
US11063174B2 (en) 2021-07-13
CN112771682A (zh) 2021-05-07
US20200119223A1 (en) 2020-04-16
TWI805859B (zh) 2023-06-21
EP3818572A4 (en) 2021-09-08
EP3818572A1 (en) 2021-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102590229B1 (ko) Led 소자 및 led 소자의 제조 방법
US9882104B2 (en) Light emitting device package having LED disposed in lead frame cavities
US9559278B2 (en) Light emitting device package
KR101028277B1 (ko) 발광 소자, 발광 소자 제조방법, 발광 소자 패키지 및 라이트 유닛
US9070835B2 (en) Semiconductor light emitting device
US8319241B2 (en) Light emitting device, light emitting device package, and lighting system
US7897981B2 (en) Light emitting device and method of manufacturing the same
US8431950B2 (en) Light emitting device package structure and fabricating method thereof
US8624270B2 (en) Device having a plurality of light emitting structures bonded by adhesive layers and light emitting device package having the same
CN102130258B (zh) 发光器件、发光器件封装以及照明系统
US8748927B2 (en) Light emitting device, light emitting device package, and lighting system
EP2262014B1 (en) Light emitting device and light emitting device package having the same
US9768363B2 (en) Light emitting device module
CN111164753A (zh) 半导体装置及包括该半导体装置的前照灯
US8741671B2 (en) Method for manufacturing light emitting device having an active layer formed over a Ga-face
US8637893B2 (en) Light emitting device package, method of manufacturing the same, and lighting system
KR20130028291A (ko) 발광소자 및 발광 소자 패키지
KR102075151B1 (ko) 발광소자, 발광소자 패키지 및 라이트 유닛
US9236304B2 (en) Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
US20050127388A1 (en) Light-emitting device and forming method thereof
KR20110074506A (ko) 발광 소자
KR102507444B1 (ko) 발광소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR20130005589A (ko) 발광 소자, 발광 소자 패키지, 라이트 유닛, 발광 소자 제조방법
KR20120013759A (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant