KR20060080827A - 발광 소자의 에피층에서 사파이어 기판을 이탈시키는 방법 - Google Patents

발광 소자의 에피층에서 사파이어 기판을 이탈시키는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20060080827A
KR20060080827A KR1020050001416A KR20050001416A KR20060080827A KR 20060080827 A KR20060080827 A KR 20060080827A KR 1020050001416 A KR1020050001416 A KR 1020050001416A KR 20050001416 A KR20050001416 A KR 20050001416A KR 20060080827 A KR20060080827 A KR 20060080827A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sapphire substrate
emitting device
light emitting
gallium nitride
epitaxial layer
Prior art date
Application number
KR1020050001416A
Other languages
English (en)
Inventor
조성룡
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020050001416A priority Critical patent/KR20060080827A/ko
Publication of KR20060080827A publication Critical patent/KR20060080827A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C2003/2671—Means for preventing foaming of the liquid

Landscapes

  • Led Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 발광 소자의 에피층에서 사파이어 기판을 이탈시키는 방법에 관한 것으로, 사파이어(Sapphire)기판에 홈 패턴을 만들어 사파이어 전체를 균일하게 제거하고, 레이저광으로부터 질화갈륨의 충격을 최소화시켜 크랙(Crack) 발생을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
레이저, 다이오드, 절단, 포인트, 스크라이빙, 광출력면, 미러

Description

발광 소자의 에피층에서 사파이어 기판을 이탈시키는 방법 { Method for lifting off sapphire substrate from epi-layer in light emitting device }
도 1은 일반적인 레이저 리프트 오프(Laser Lift-Off, LLO)공정을 설명하기 위한 모식적인 단면도
도 2는 일반적인 레이저 리프트 오프(Laser Lift-Off, LLO)공정을 수행하기 위하여 웨이퍼에 레이저 빔이 조사되는 경로를 설명하는 평면도
도 3a 내지 3e는 본 발명에 따라 발광 소자의 에피층에서 사파이어 기판을 이탈시키는 방법을 설명하기 위한 기판의 개략적인 평면도
도 4는 본 발명에 따라 사파이어 기판의 홈패턴에 레이저광이 조사되어 공기가 팽창되는 상태를 설명하는 개념도
도 5는 본 발명에 따라 사파이어 기판에 홈 패턴이 형성된 상태를 도시한 사시도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 사파이어 기판 101 : 홈 패턴
110 : 발광 소자의 질화갈륨 에피층 120 : 본딩 물질
130 : 캐리어(Carrier) 기판
본 발명은 발광 소자의 에피층에서 사파이어 기판을 이탈시키는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사파이어(Sapphire)기판에 홈 패턴을 만들어 사파이어 전체를 균일하게 제거하고, 레이저광으로부터 질화갈륨의 충격을 최소화시켜 크랙(Crack) 발생을 최소화시킬 수 있는 발광 소자의 에피층에서 사파이어 기판을 이탈시키는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 질화갈륨(GaN)을 성장시키기 위한 기판으로 사용되어지고 있는 사파이어(Al2O3)는 자체의 전도성 문제로 인해 소자제작에 어려움이 있으며, 열전도도가 다른 물질에 비해 현저히 나쁘기 때문에 소자 구동에 있어 많은 문제점을 야기시키게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off, LLO) 방법을 이용하여 사파이어 기판을 제거하고 발광 소자를 제작하게 된다.
도 1은 일반적인 레이저 리프트 오프(Laser Lift-Off, LLO)공정을 설명하기 위한 모식적인 단면도로서, 질화갈륨 에피층(21)이 성장된 사파이어 기판(20)을 핫 플레이트(10)에 올려놓고, 상기 사파이어 기판(20)으로 레이저 광을 조사하여 사파 이어 기판(20)과 질화갈륨 에피층(21) 사이의 계면을 박리시키면, 결국 사파이어 기판으로 질화갈륨 에피층(21)으로부터 이탈된다.
보다 상세히 설명하면, 핫 플레이트(10) 상부에 에폭시를 이용하여, 질화갈륨 에피층(21)을 본딩하고, 사파이어 기판(20)에 248㎚ 또는 355㎚ 파장의 레이저 광을 조사하면, 질화갈륨 에피층(21)과 사파이어 기판(20)의 경계면에 레이저광의 에너지가 집중되어 순간적으로 온도가 올라가 레이저 광이 지나가는 부분에 순간적으로 질화갈륨 에피층(21)이 분리된다.
도 2는 일반적인 레이저 리프트 오프(Laser Lift-Off, LLO)공정을 수행하기 위하여 웨이퍼에 레이저 빔이 조사되는 경로를 설명하는 평면도로서, 핫 플레이트(10) 상부에는 질화갈륨 에피층이 성장된 사파이어 웨이퍼(25) 전면에 레이저 광을 골고루 조사하게 되면, 갈륨(Ga)과 N2가스로 분리되어 N2가스는 날라가고, 경계면에 액체 상태의 갈륨만 남게 되어 사파이어 웨이퍼(25)는 질화갈륨 에피층으로부터 이탈되는 것이다.
전술된 레이저 리프트 오프 공정을 적용하는데 있어, 레이저 빔(Laser Beam)의 크기와 균일함의 한계로 인해 사파이어 기판 전면을 한번에 제거할 수 없기 때문에, 균일하게 제작된 작은 사이즈의 빔을 사파이어 기판에 일부분씩 조사하여 사파이어 전체를 제거하게 된다.
이러한 방법은 빔이 겹치는 부분이 존재하게 되고, 그러한 부분에서 떨어진 질화갈륨 에피층의 뒷 표면이 균일하지 못하다는 문제가 발생하게 되며, 질화갈륨 의 일부 막질이 좋지 못한 부분에서 발생할 수 있는 크랙(Crack)이 다른 부분으로 전파되는 현상이 발생하게 된다.
상기의 현상을 막기 위해 질화갈륨의 일부막을 에칭하여 소자 각각을 분리한 후, 실리콘(Si)과 갈륨비소(GaAs) 등의 기판이나 Cu, Au, Al 등의 플레이팅막에 본딩후 사파이어를 분리시키는 방법을 사용하게 된다.
이런 본딩 후에 각 소자와 소자 사이의 격리된 트렌치(Trench)의 빈 공간에 공기가 잔존하게 될 경우가 발생하게 되는데, 이러한 공기는 레이저광의 강한 열에너지로 인해 팽창되어 주위의 질화갈륨 소자에 크랙을 발생시키는 원인이 된다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 사파이어(Sapphire)기판에 홈 패턴을 만들어 사파이어 전체를 균일하게 제거하고, 레이저광으로부터 질화갈륨의 충격을 최소화시켜 크랙(Crack) 발생을 최소화시킬 수 있는 발광 소자의 에피층에서 사파이어 기판을 이탈시키는 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 양태(樣態)는, 사파이어 기판의 상부면을 선택적으로 식각하여 홈 패턴을 형성하는 단계와;
상기 홈 패턴이 형성된 사파이어 기판 상부면에 발광 소자의 질화갈륨 에피층을 형성하는 단계와;
상기 사파이어 기판 상부에 본딩 물질을 이용하여 캐리어(Carrier) 기판을 접합시키는 단계와;
상기 사파이어 기판 하부에서 레이저광을 조사시켜, 상기 발광 소자의 질화갈륨 에피층에서 사파이어 기판을 이탈시키는 단계로 구성된 발광 소자의 에피층에서 사파이어 기판을 이탈시키는 방법이 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 3a 내지 3e는 본 발명에 따라 발광 소자의 에피층에서 사파이어 기판을 이탈시키는 방법을 설명하기 위한 기판의 개략적인 평면도로서, 먼저, 사파이어 기판(100)의 상부면을 선택적으로 식각하여 홈 패턴(101)을 형성한다.(도 3a)
그 다음, 상기 홈 패턴(101)이 형성된 사파이어 기판(100) 상부면에 발광 소자의 질화갈륨 에피층(110)을 형성한다.(도 3b)
연이어, 상기 사파이어 기판(100) 상부에 본딩 물질(120)을 이용하여 캐리어(Carrier) 기판(130)을 접합시킨다.(도 3c)
계속하여, 상기 사파이어 기판(100) 하부에서 레이저광을 조사한다.(도 3d)
이 때, 상기 사파이어 기판(100)과 발광 소자의 질화갈륨 에피층(110) 사이 계면에서는 레이저광의 에너지가 집중되게 되고, 질화갈륨이 갈륨과 N2가스로 분리되어 경계면이 박리된다.
이와 동시에, 도 4에 도시된 바와 같이, 레이저광의 에너지에 의해 발생된 열로 사파이어 기판(100)의 홈 패턴(101) 내부에 존재하는 공기는 팽창하게 되고, 팽창된 공기는 발광 소자의 질화갈륨 에피층(110)을 밀어올려 발광 소자의 질화갈륨 에피층(110)은 보다 용이하게 사파이어 기판과 분리된다.
상기의 도 3d 공정을 수행하면, 도 3e에 도시된 바와 같이 발광 소자의 질화갈륨 에피층(110)에서 사파이어 기판(100)이 이탈된다.
도 4는 본 발명에 따라 사파이어 기판의 홈패턴에 레이저광이 조사되어 공기가 팽창되는 상태를 설명하는 개념도로서, 도 3d의 A의 확대도이다.
먼저, 조사된 레이저광의 에너지에 의해 사파이어 기판(100)의 홈 패턴(101) 내부에는 온도가 증가된다.
상기 사파이어 기판(100)의 홈 패턴(101) 내부에는 공기(Air)가 존재하는데, 이 공기는 증가된 온도에 의해 팽창하게 된다.
점점 팽창된 공기는 사파이어 기판(100)과 발광 소자의 질화갈륨 에피층(110)을 밀어올려, 결국, 사파이어 기판(100)은 발광 소자의 질화갈륨 에피층(110)에서 보다 용이하게 이탈된다.
따라서, 전술된 바와 같이, 본 발명은 사파이어 기판에 홈 패턴을 형성하고, 조사된 레이저광의 에너지에 의해 홈 패턴에 존재하는 공기 팽창으로 발광 소자의 질화갈륨 에피층에 충격이 인가됨으로써, 발광 소자의 질화갈륨 에피층에 크랙(Crack)의 발생을 줄이면서 사파이어 기판과 발광 소자의 질화갈륨 에피층을 쉽게 분리시킬 수 있게 된다.
더불어, 사파이어 기판에 홈 패턴을 균일하게 형성하면, 팽창된 공기로 사파 이어 기판 전 영역에 균일하게 충격을 인가할 수 있으므로, 균일하게 사파이어 기판을 이탈시킬 수 있게 된다.
도 5는 본 발명에 따라 사파이어 기판에 홈 패턴이 형성된 상태를 도시한 사시도로서, 사파이어 기판(100) 상부에 상호 이격된 홈들을 복수개로 형성시켜 홈 패턴(101)을 만든다.
여기서, 각 홈들은 동일한 크기인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 홈들의 이격된 거리는 동일한 것이 바람직하다.
그러므로, 사파이어 기판 전체를 균일하게 제거할 수 있게된다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 사파이어(Sapphire)기판에 홈 패턴을 만들어 사파이어 전체를 균일하게 제거하고, 레이저광으로부터 질화갈륨의 충격을 최소화시켜 크랙(Crack) 발생을 최소화시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (4)

  1. 사파이어 기판의 상부면을 선택적으로 식각하여 홈 패턴을 형성하는 단계와;
    상기 홈 패턴이 형성된 사파이어 기판 상부면에 발광 소자의 질화갈륨 에피층을 형성하는 단계와;
    상기 사파이어 기판 상부에 본딩 물질을 이용하여 캐리어(Carrier) 기판을 접합시키는 단계와;
    상기 사파이어 기판 하부에서 레이저광을 조사시켜, 상기 발광 소자의 질화갈륨 에피층에서 사파이어 기판을 이탈시키는 단계로 구성된 발광 소자의 에피층에서 사파이어 기판을 이탈시키는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈 패턴은,
    상기 사파이어 기판 상부에 상호 이격된 홈들을 복수개로 형성시켜 만드는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 에피층에서 사파이어 기판을 이탈시키는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 각 홈들은 동일한 크기인 것을 특징으로 하는 발광 소자의 에피층에서 사파이어 기판을 이탈시키는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 홈들의 이격된 거리는 동일한 것인 것을 특징으로 하는 발광 소자의 에피층에서 사파이어 기판을 이탈시키는 방법.
KR1020050001416A 2005-01-06 2005-01-06 발광 소자의 에피층에서 사파이어 기판을 이탈시키는 방법 KR20060080827A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050001416A KR20060080827A (ko) 2005-01-06 2005-01-06 발광 소자의 에피층에서 사파이어 기판을 이탈시키는 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050001416A KR20060080827A (ko) 2005-01-06 2005-01-06 발광 소자의 에피층에서 사파이어 기판을 이탈시키는 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20060080827A true KR20060080827A (ko) 2006-07-11

Family

ID=37172028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050001416A KR20060080827A (ko) 2005-01-06 2005-01-06 발광 소자의 에피층에서 사파이어 기판을 이탈시키는 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20060080827A (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010058991A2 (ko) * 2008-11-21 2010-05-27 우리엘에스티 주식회사 수직형 질화물계 발광소자의 제조방법
KR101012638B1 (ko) * 2008-11-21 2011-02-09 우리엘에스티 주식회사 수직형 질화물계 발광소자의 제조방법
CN103066179A (zh) * 2013-01-14 2013-04-24 楼刚 蓝宝石衬底可自剥离的氮化镓薄膜制备用外延结构及方法
CN107195536A (zh) * 2017-06-26 2017-09-22 镓特半导体科技（上海）有限公司 自支撑氮化镓层及其制备方法
US11527588B2 (en) 2019-10-14 2022-12-13 Samsung Display Co., Ltd. Display apparatus having an even pattern layer comprising a plurality of protrusions and grooves arranged on a substrate and manufacturing method thereof

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010058991A2 (ko) * 2008-11-21 2010-05-27 우리엘에스티 주식회사 수직형 질화물계 발광소자의 제조방법
WO2010058991A3 (ko) * 2008-11-21 2010-08-19 우리엘에스티 주식회사 수직형 질화물계 발광소자의 제조방법
KR101012638B1 (ko) * 2008-11-21 2011-02-09 우리엘에스티 주식회사 수직형 질화물계 발광소자의 제조방법
CN103066179A (zh) * 2013-01-14 2013-04-24 楼刚 蓝宝石衬底可自剥离的氮化镓薄膜制备用外延结构及方法
CN107195536A (zh) * 2017-06-26 2017-09-22 镓特半导体科技（上海）有限公司 自支撑氮化镓层及其制备方法
US11527588B2 (en) 2019-10-14 2022-12-13 Samsung Display Co., Ltd. Display apparatus having an even pattern layer comprising a plurality of protrusions and grooves arranged on a substrate and manufacturing method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5167384B2 (ja) 基板の分割方法
US9000464B2 (en) Semiconductor structure for substrate separation and method for manufacturing the same
US7858414B2 (en) Nitride semiconductor device and manufacturing method thereof
KR100706951B1 (ko) 수직구조 질화갈륨계 ｌｅｄ 소자의 제조방법
KR100533910B1 (ko) 고품질 질화물 반도체 박막 성장 방법
KR101454821B1 (ko) 결정성막, 디바이스, 및, 결정성막 또는 디바이스의 제조방법
KR20020050122A (ko) 반도체 디바이스 분리 방법 및 반도체 디바이스
US20130234149A1 (en) Sidewall texturing of light emitting diode structures
KR102338795B1 (ko) 공작물 처리 방법 및 공작물 처리 시스템
KR20060080827A (ko) 발광 소자의 에피층에서 사파이어 기판을 이탈시키는 방법
US9472714B2 (en) Dicing-free LED fabrication
WO2012089074A1 (en) Method for manufacturing light emitting diode chip
CN108666212B (zh) 一种led芯片制作方法
KR101352242B1 (ko) 반도체 제조방법
JP2006156454A (ja) 結晶成長方法及び窒化ガリウム系化合物薄膜の製造方法
JP2004363213A (ja) 半導体装置の製造方法
KR101308127B1 (ko) 발광 다이오드의 제조 방법
JP7465288B2 (ja) 半導体ウェハをダイシングする方法およびこの方法によって作製された半導体装置
TW202139479A (zh) 包含金屬格柵之雷射剝離處理系統
US20110057295A1 (en) Epitaxial substrate component made therewith and corresponding production method
TWI446583B (zh) 半導體製程方法
KR100588378B1 (ko) 수직구조 질화갈륨계 발광다이오드의 제조방법
KR20070122120A (ko) 수직형 발광 다이오드의 제조방법
KR102601702B1 (ko) 반도체 성장용 템플릿을 이용한 반도체 발광 소자 제조 방법
KR101173985B1 (ko) 기판 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
B601 Maintenance of original decision after re-examination before a trial
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2011101007491; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20111013

Effective date: 20120723

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20111013

Effective date: 20120723