KR20070093091A - 백색 발광 다이오드 생산을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

수직 발광 다이오드(LED)는 금속 기판을; 상기 금속 기판에 접합된 p-전극; p-전극에 접합된 p-접점; p-전극에 접합된 p-GaN 부분; p-GaN 부분에 접합된 활성 영역; 활성 영역에 접합된 n-GaN 부분; 및 n-GaN에 접합된 형광체 층 포함한다.

Description

백색 발광 다이오드 생산을 위한 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR PRODUCING WHITE-LIGHT LIGHT EMITTING DIODES}
본 발명은 일반적으로 발광 다이오드 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED) 기술의 발전은 작은 부피, 경량, 고 효율 및 긴 수명의 특성을 갖는 LED를 만들어 왔다. 이러한 LED는 가령 빨간색, 파란색 및 녹색과 같은 여러 가지 단색의 컬러 출력에 있어서 굉장한 발전을 보여 왔다. 단일 색상 LED는 예컨대, 이동 전화기 및 액정 표시 장치(LCD)와 같은 특별한 디스플레이에 백라이트로서 사용될 수 있다.
최근, 발광 다이오드를 이용함으로써 백색 광 소스를 만들기 위해 다양한 시도가 있어 왔다. 상기 발광 다이오드는 단색의 광을 발생시키는 적절한 발광 스펙트럼을 가지므로, 백색광을 위한 광 소스를 만드는 것은 구성요소에 의해 방출되는 광을 발산하고 혼합할 때, 서로 가깝게 세 개의 R,G,B 발광 구성 요소를 배열하도록 요구한다. 이러한 배열로 백색광을 발생시킬 때, 원하는 톤(tone)의 백색광이 톤, 발광상태(luminance) 그리고 발광 구성요소의 다른 인자에서의 변화로 인해 발생될 수 없다는 이러한 문제가 있었다. 또한, 발광 구성요소가 다른 물질로 만들어 질 경우, 구동에 필요한 전력은 발광 다이오드별로 다른데, 이는 서로 다른 발광 구성요소에 서로 다른 전압을 가하는 것을 필요로 하며, 이것은 복잡한 구동 회로로 이끈다. 더욱이, 발광 구성요소가 반도체 발광 구성요소이기에, 컬러 톤은 온도 특성, 연대순의 변화 그리고 동작 환경에서의 상이함으로 인해 변하기 쉽고, 또는 컬러에 있어서 얼룩(unevenness)은 발광 구성요소에 의해 방출된 광을 균일하게 혼합하는데 있어서의 실패로 인해 야기될 수 있다. 그러므로 발광 구성요소를 사용함으로써 백색광을 방출할 수 있는 만족스러운 광 소스가 비록 지금까지 획득되지 않았지만, 발광 다이오드는 개별적인 컬러를 생성하기 위한 발광 디바이스로서 효과적이다.
USPN 5,998,925는 반도체를 발광 층 및 발광 구성요소에 의해 방출되는 광의 일부분을 흡수하고 상기 흡수된 광의 파장과 다른 파장의 광을 방출하는 형광체(phosphor)로서 사용하는 발광 구성요소를 갖는 백색 발광 다이오드를 개시하며, 상기 발광 구성요소의 발광 층은 질소화물 합성 반도체이고 상기 형광체는, Y,Lu,Sc,La,Gd 및 Sm으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 요소 및 Al,Ga 및 In으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 포함하는 세륨으로 활성화된 심홍색 형광성이 있는 물질(garnet fluorescent material)을 포함하고, 심지어 오랫동안 높은 휘도로 이용될 경우에도 방출 특성을 덜 저하시킨다.
도 1은 '925 특허에 개시된 바와 같이 도선(lead)-형 LED를 도시한다. 상기 발광 다이오드는 마운트 도선(2)과 내부 도선(4)을 갖는 도선-형 발광 다이오드이며, 발광 구성요소(8)는 상기 마운트 도선(2)의 컵(6) 위에 설치되고, 상기 컵(6)은 발광 구성요소(8)를 덮기 위해 지정된 형광체를 포함하는 도포 수지(coating resin)(14)로 채워져서 수지 안에서 주조된다. 발광 구성요소(8)의 n 전극과 p 전극은 전선(12)을 이용하여 마운트 도선(2)과 내부 도선(4)에 각각 연결된다. 위에서 설명된 바와 같이 구성된 발광 다이오드에서, (앞으로 LED 광으로 언급되는) 발광 구성요소(LED 칩)(8)에 의해 방출되는 광의 일부분은 도포 수지(14)에 포함된 형광체를 들뜨게 하여 LED 광의 파장과 다른 파장을 갖는 형광성이 있는 광을 생성함으로써, 형광체에 의해 방출되는 형광성이 있는 광 및 형광체의 들뜸(excitation)에 기여하는 것 없이 출력이 되는 LED 광이 혼합되어 출력되도록 한다. 결과적으로, 상기 발광 다이오드는 발광 구성요소(8)에 의해 방출하는 LED 광의 파장과 다른 파장을 갖는 광을 또한 출력한다.
도 2는 상기 '925 특허에 개시된 바와 같은 칩 실시예를 도시한다. 상기 칩 유형 LED(26)는 코팅(28)을 형성하기 위해 지정된 형광체를 포함하는 도포 물질로 채워진 케이스(22)의 오목부에 설치된다. 상기 발광 구성요소(26)는 에폭시 수지 또는 Ag를 포함하는 이와 유사한 것을 사용함으로써 고정되고 예컨대, 발광 구성요소(26)의 n 전극 및 p 전극은 전도성이 있는 전선(24)을 이용하여 케이스(22) 상에 설치되는 금속 터미널(20)에 연결된다. 위에서 설명된 바와 같이 구성된 칩 유형 발광 다이오드에서, 도 1의 도선-형 발광 다이오드와 유사하게, 발광 다이오드가 발광 구성요소(26)에 의해 방출되는 LED광의 파장과 다른 파장을 갖는 광을 또한 출력하기 위하여, 형광체에 의해서 방출되는 형광성이 있는 광과 이 형광체에 의해 흡수되지 않고 투과되는 LED 광이 혼합되어 출력된다.
USPN 6,642,652는 형광체의 단층 또는 다층과 같은 형광체 구조로 덮인 Ⅲ- 질소화물 발광 다이오드와 같은 발광 디바이스를 포함하는 광 소스를 개시한다. 형광체 구조의 두께에 있어서의 임의의 변화는 상기 형광체 구조의 평균 두께의 10%와 같거나 그 미만이 된다. 일부 실시예에서, 형광체 구조의 두께는 발광 디바이스의 단면 크기의 10%보다 작다. 일부 실시예에서, 형광체 구조는, 발광 디바이스로부터 방출하는 광이 통과하는 형광체가 유일하다. 일부 실시예에서, 상기 형광체 구조는 대략 15 및 100마이크론 두께 사이가 된다. 상기 형광체 구조는 예컨대, 스텐실링(stenciling) 또는 전기이동 증착(electrophoretic deposition)에 의해 발광 디바이스 상에 선택적으로 증착된다.
'652 특허에 따른 형광체로 도포된 LED가 도 3에 도시된다. 도 3에서의 LED는 사파이어, SiC, 또는 Ⅲ-질소화물 물질과 같이 기판(42) 상에 형성된 n-유형 영역(44)을 포함한다. 활성 영역(46)은 상기 n-유형 영역(44) 상에 형성되고, p-유형 영역(36)은 상기 활성 영역(46) 상에 형성된다. n-유형 영역(44), 활성 영역(46) 및 p-유형 영역(36)은 전형적으로 다층 구조이다. n-유형 영역(44), 활성 영역(46) 및 p-유형 영역(36)의 일부분은 n-유형 영역(44)의 일부분을 노출시키기 위해 에칭된다. p-유형 접점(34)은 p-유형 영역(36) 상에 증착되고 n-유형 접점(38)은 n-유형 영역(44)의 노출된 부분 상에 증착된다. 이때 상기 LED는 플립-오버(flip over)되어 땜납과 같은 물질(32)에 의해서 서브-마운트(30)에 마운팅된다.
USPN 6,744,196은 제1 파장에서 광을 방출하는 LED 칩 및 방출하는 광의 컬러를 변화시키는 상기 LED 칩 상의 색을 띈 박막 층으로 구성된 박막 LED 디바이스를 개시한다. 예컨대, 청색-발광 LED 칩은 백색광을 생산하는데 사용될 수 있다. 상기 색을 띈 박막 층은 유기 금속 화학 증착법(MOCVD), 원자층 화학 증착(ALD), 플라즈마 강화 MOCVD, 플라즈마 강화 ALD 및/또는 광 강화 CVD와 같은 화학 증착 공정(chemical vapor deposition process)를 이용하여 증착되는 ZnSe, CeO2, Al2O3 또는 Y2O3Ce로 구성되어 있다. 도 4에서 도시된 바와 같이, N-접점(50)은 반사 층(52) 아래에 위치된다. 색을 띄는 층(형광체 층)(53)은 반사 층(52) 상에 위치된다. 다음으로, 제1 패시베이션(passivation) 층(54)이 형성되고, p 반-투과성 접점(56)이 형성된다. 제2 패시베이션 층(58)은 제1 패시베이션 층(54) 및 접점(56) 위에 형성된다. 전도성이 있는 전선(60)은 p-도선(64) 위에 위치되는 p-패드(62)에 연결된다.
수직 발광 다이오드(LED)는 금속 기판; 금속 기판에 접합된 p-전극; p-전극에 접합된 p-GaN 부분; p-GaN 부분에 접합된 활성 영역; 활성 영역에 접합된 n-GaN 부분; 및 n-GaN에 접합된 형광체 층을 포함한다.
상기 LED의 실현은 다음의 하나 이상의 것을 포함한다. 미러 층을 갖는 금속 기판은 p-GaN 부분의 상위에 형성된다; 레이저 절삭(LLO), 선택적인 습식 에칭(wet etching) 또는 화학 기계적인 연마(mechanical polishing)를 이용해서, 상기 사파이어 캐리어는 제거된다. p-접점은 또한 광 반사기가 될 수 있다. 상기 형광체 층은 스핀-도포되거나 또는 형광체 파우더 또는 페이스트(paste)를 갖는 스크린 프린팅일 수 있다. 상기 형광체 층(96)은 플라즈마를 포함하는 플루오르(fluorine)를 사용하는 건식 에칭(dry etch) 및 포토레지스트(photoresist)과 같은 마스크 물질(101)을 사용하여 패턴화(pattern)된다.; 이때 Cr/Ni(Cr 및 Ni)와 같은 금속 층(99)은 PVD, 전자빔 증착(e-beam evaporation) 또는 CVD와 같은 다양한 기술을 이용하여 n-GaN를 갖는 접점을 형성하기 위해 인가된다; 상기 절연 도료(101)가 제거되어 연결 패드(98)를 형성하기 위해 금속의 원하지 않는 영역(99)을 들어버린 이후에 금속 연결 패드(metal bond pad)(98)는 n-GaN을 갖는 접점으로 형성된다. 이것을 레지스트 절삭 기술(resist lift-off technique)이라고 부른다. 상기 형광체 층과 접합 패드는 노출된 n-GaN 표면(80)을 덮는다.
본 발명의 이점은 다음의 하나 이상을 포함할 수 있다. 노출된 n-GaN 부분(80)을 갖는 LED 웨이퍼 표면은 차후의 공정을 위해 실질적으로 매끄럽고 평면적인 표면이다. 상기 방법은, 동시에 종래의 하나의 LED 다이와 비교해서, 노출된 n-GaN 표면 바로 상위에 존재하는 웨이퍼 레벨에서 청색 LED 상에 형광체를 도포함으로써 백색 LED를 생산하는데 드는 비용을 절감한다. 상기 방법은 각각의 다이에 필요한 형광체의 양을 줄인다. 상기 LED는 웨이퍼 접합 또는 접착 및 복잡함 및 장황함을 필요로 하지 않으며 한꺼번에 하나의 웨이퍼 접합/접착 공정은 예컨대, 물리 기상 증착법(PVD), 화학 증착법(CVD), 플라즈마 강화 CVD(PECVD), 증착(evaporation), 이온 빔 증착법, 전기 화학 증착법, 비전기(electroless) 화학 증착법, 플라즈마 스프레이 또는 잉크-젯 증착법과 같은 덜 복잡한 증착 공정에 의해 대체된다. n-GaN 전도률이 좋기 때문에 반-투과 접점이 n-전극을 위해 요구되지 않으며, 결과적으로 더 많은 광 출력이 LED 디바이스로부터 방출될 수 있다. 더욱이, 오직 하나의 전극이 상기 디바이스의 각각의 면에 필요하기 때문에, 상기 LED 전극은 더 적은 광을 차단한다. 이에 더하여, 전류는 n-전극에서 p-전극으로 일정하게 퍼져나갈 수 있으므로, LED 성능이 향상된다. 더욱이, 상기 금속 기판은 사파이어 기판보다 더 많은 열을 방산해서, 더 많은 전류가 LED를 구동하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 결과로서 얻는 LED는 더 작은 크기로 종래의 LED를 대체할 수 있다. 같은 LED 크기에 있어서, 수직 LED로부터의 광 출력은 같은 구동 전류에 대한 종래의 LED보다 상당히 크다.
본 발명의 그 이외의 특징, 기술적 개념 및 목적을 더 잘 이해하기 위해, 다음의 실시예와 첨부 도면의 설명을 읽을 수 있다.
도 1 내지 도 4는 다양한 종래 기술 LED를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 수직 LED의 제1 실시예를 도시한 도면.
도 6은 위에 형광체 도포부를 갖는 도 5의 LED를 도시한 도면.
도 7은 포토레지스트 마스크 층을 갖는 패턴화된 형광체 도포부를 도시한 도면.
도 8은 도 7의 패턴화된 형광체 도포부 위에 증착된 금속 접점 층을 도시한 도면.
도 9는 LED 웨이퍼를 덮는 패턴화된 금속 접합 패드 및 형광체 도포부를 도시한 도면.
도 10은 복수의 형광체로 도포된 LED를 도시한 도면.
첨부 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예가 설명될 것이다. 세부적인 설명을 읽는데 있어서, 이와 동시에 상기 첨부 도면이 참조될 수 있으며, 상세한 설명의 일부분으로서 간주 될 수 있다.
도 5는 수직 LED 웨이퍼의 하나의 실시예에 대한 예시적인 구조를 도시한다. 각각의 LED는 레이저 절삭(lift-off) 공정으로부터 만들어진 금속 기판(70)을 포함한다. p 전극(72)은 상기 금속 기판(70) 위에 위치된다. 다음으로, 광 반사기 및 p-접점(74) 및 p-GaN 부분(76)은 상기 p 전극(72)위에 위치된다. {복수의 양자 우물(multi-quantum well)을 포함하는} 활성 영역(78)이 형성되고, n-GaN 부분(82)은 상기 활성 영역(78) 위에 형성되고; 상기 n-GaN은 노출된 표면(80)을 갖는다.
상기 LED는 사파이어와 같은 캐리어 기판 위에 다층 에피텍셜형(multilayer epitaxial) 구조를 증착하고; 상기 다층 에피텍셜형 구조 위에 적어도 하나의 금속 층을 증착하여; 상기 금속 물질(70)을 남겨두기 위해 캐리어 기판을 제거함으로써 형성된다. 이 금속 층은 전기 화학 증착법, 비전기(electroless) 화학 증착법, 화학 증착법(CVD), 금속 유기 CVD(MOCVD), 플라즈마 강화 CVD(PECVD), 원자 층 증착법(ALD), 물리 증착법(PVD), 증발 증착법 또는 플라즈마 스프레이 또는 이러한 기술의 접합을 이용하여 증착될 수 있다. 상기 금속 층은 단일 또는 다층이 될 수 있다. 하나의 실시예에서, Ag/Pt 또는 Ag/Pd 또는 Ag/Cr은 미러 층으로 사용되고, Ni은 Gold를 위한 장벽으로서 벌크 기판으로 사용되는 구리 도금을 위한 시드(seed) 층으로서 사용된다. 상기 미러 층(예컨대, Ag,Al,Pt,Ti,Cr)이 증착되고 난 뒤 TiN,TaN,TiWN,TiW와 같은 산소를 갖는 장벽층이 Ni 또는 Cu와 같은 금속의 전기 또는 비전기 화학 증착 이전에, 상기 미러 층 위에 형성된다. 구리의 증기화학 증착에 있어서, 시드 층은 CVD,MOCVD,PVD,ALD 또는 증착 공정을 사용하여 증착된다; 구리를 위한 시드 물질 중 일부는 특히 W,Au,Cu 또는 Ni이다. 상기 금속 층은 같거나 다른 혼합물을 가지고 다양한 증착 기술을 이용하여 증착된다. 상기 캐리어 기판 제거는 특히 레이저, 에칭, 그라인딩/랩핑(lapping) 또는 화학 기계적인 연마 또는 습식 에칭을 이용하여 이루어 질 수 있다.
상기 사파이어 기판은 레이저 절삭(LLO) 기술을 이용하여 제거될 수 있다. 다층 에픽텍셜 층(multilayer epitaxial layer)은 금속 도금 층에 접합된 반사성 금속 층을 가질 수 있다; 패시베이션 층(81)은 반사성 층(74), p-전극(72), p-GaN(76), MQW(78) 및 n-GaN(82)에 접합된 LED 다이의 측벽에 보호막을 씌우고 있고; p-GaN 층은 상기 패시베이션 층에 접합되고; n-GaN 층은 MQW 층에 접합되고; n-전극은 상기 n-GaN 층에 접합되며; 상기 금속 도금 층은 p-전극이거나 또는 상기 금속 도금 층에 접합된 p-전극을 갖는다.
도 6은 수직 LED 상에 형광체 도포부(90)를 도시한다. LED 웨이퍼가 상당히 매끄럽고 평면형이므로, 웨이퍼-레벨 형광체 도포는 균일하고 발광 LED 표면(80)에 평행하며, 상기 활성 층으로부터 방출하는 청색광이 상기 형광체 층을 통해 똑같은 거리 또는 광로(light path)를 이동하기 때문에 다채로운 고리(colorful ring)는 LED 필드 패턴 상에 존재하지 않는다. 더욱이, LED 두께(GaN 층 총 두께는 약 2um 에서 8um이다)는 방출 표면(82)에 의해 훨씬 작다(50um보다 더 큰). 광은 상위 표면으로부터 주로 방출되며, 약간의 광은 상기 형광체 층(90)의 비평탄한 두께로부터 발생하는 문제들을 최소화시키기 위해 측벽으로부터 온다.
상기 형광체 층(90)은 스핀 도포기(spin coater)를 사용하여 형성될 수 있다. 이 형광체 층(90)은 n-사이드-업 수직-LED 웨이퍼 상에서 층 두께를 제어하기 위해 500에서 30000 rpm 사이의 스핀-도포기 스피닝(spin-coater spinning)에 의해 도포될 수 있다. 상기 스핀 도포 방법에 더하여, 스크린 프린팅, 롤러 방법 또는 딥핑 방법과 같은 다른 방법이 사용될 수 있다. 특히, 미리 결정된 동일한 막(equal film) 두께를 얻기 위해, 상기 스핀 도포 방법은 바람직하게 사용된다. 형광체가 상기 기판에서 도포된 이후에, 상기 도포된 막은 건조된다. 이러한 건조 방법은, 막의 수분이 증발되는 한, 제한되지 않는다. 그러므로 히터 또는 건조한 공기 또는 복사 열 램프(radiant heat lamp)와 같은 표면 처리를 이용하는 다양한 방법이 사용될 수 있다. 대안적으로, 상기 도포된 막은 오랫동안 실온 환경에 이 막을 남겨둠으로써 건조될 수 있다.
형광체 도포를 만들기 위해, 형광체 파우더 혼합물(composition)이 준비된다. 이러한 목적을 위해, 예컨대, 분산제(dispersing agent)는 정화된 물에서 분산되고, 상기 분산은 호모믹서(homomixer)와 섞여서 상기 분산재가 분산되었던 정화된 물에 자리를 잡으므로, 상기 혼합물은 섞이게 된다. 형광체 파우더 혼합물에서, 물은 분산 매체(dispersing medium)로서 사용될 수 있다. 이 형광체 파우더 혼합물은 분산제(dispersing agent) 또는 유지제(retaining agent)로서 알코올을 포함할 수 있고, 암모늄 중-크롬산염(ammonium bi-chromate)은 감광성 폴리머로서 사용될 수 있다. 상기 형광체 파우더는 분산 특성(dispersing property)과 부착력을 향상시키기 위한 제조 공정상에서 표면 처리될 수 있다. 형광체 도포 물질은 도포 물질의 점도(viscosity)를 조정하기 위한 알코올, 에어로졸(aerosol), 접합 물질(binder material) 또는 수지 에폭시와 같은 유기 화학제품에 혼합된 형광체 요소에 의해 혼합된다. 두께는 백색광 LED의 최종적인 CIE 정합을 변화시키는 상기 물질 점도 및 스핀률에 의해 재생산 할 수 있게 조정될 수 있다. 다음으로, 포토레지스트 층(101)이 인가되어 접점 유형으로 노출되고 난 뒤, 상기 형광체 층(90)은 에칭된다. 이 에칭은 건식 에칭 방법을 포함할 수 있다.
도 7은 마스킹 포토레지스트 마스킹 층을 갖는 패턴화된 형광체 층을 도시한다. 패턴화된 형광체 층(96)은 노출된 n-GaN 표면(80) 상에 형성된다. 이 패턴화된 형광체 층(96)은 건식 에칭 공정을 이용하여 패턴화될 수 있다. 건식 에칭 공정에서, 포토레지스트성 마스크는 형광체 박막 상에 놓이고 상기 박막을 전계 내에 존재하는 부식성 가스에 노출시킨다. 이 마스크는 형광체 구획의 크기에 대응하는 포토 레지스트성 스트립을 포함할 수 있다. 이 에칭의 결과는 Ni/Cr(Ni은 n-GaN와 접점하고 있다)와 같이 접점 금속 층(99)을 나중에 증착하기 위해 접점 개구를 위한 복수의 개구가 된다.
도 8에서, Ni/Cr(Ni은 n-GaN와 접점하고 있다)와 같이 접점 금속 층(99)은 형광체 층(96)과 접합되어 n-GaN(80)과 접점하고 있는 포토레지스트 마스킹 층의 윗면에 증착된다. 금속 층(99)은 CVD,PVP 또는 전자 빔 증착을 이용하여 증착될 수 있다.
도 8에서, 접합 패드(98)는 n-패드를 형성하기 위해 패턴화된 형광체 층(96) 위에 형성된다. 이 접합 패드 금속(98)은 희석된 KOH와 같은 수성 액을 이용하여 포토레지스트 마스킹 층(101)의 제거 단계 동안에 절삭 기술(lift-off technique)에 의해 형성된다. 형광체 도포 및 접합 패드를 위한 공정이 바뀌게 된다; 이 경우 형광체 층(96)이 인가되어, 희석된 KOH와 같은 수용액을 이용하여 접합 패드(98)를 보호하는 포토레지스트 마스킹 층의 제거 단계 동안 절삭 기술에 의해 패턴화되기 이전에, n-GaN 접점 금속(99)이 포토레지스트 마스킹 층에 의해 패턴화되고, 건식 에칭되어 1차 보호받는다.
도 10은 복수의 백색광 LED 칩을 도시한다. 형광체로 도포된 LED 웨이퍼는 칩 레벨 상에 형광체를 추가하지 않고 직접적으로 패키지화될 수 있는 백색 칩으로 다이싱된다. 이 형광체 도포는 웨이퍼 레벨 공정의 n-사이드-업 수직 LED로 통합된다. 이때 백색광 웨이퍼는 레이저 또는 톱(saw)에 의해 분리된 백색광 LED 칩으로 다이싱된다.
단일 형광체 층이 위에서 설명되었지만, 다중 형광체 층이 사용될 수 있다. 예컨대, 빨간색 감광성 형광체 파우더 혼합물{형광체 슬러리(slurry)}는 전체 표면에 인가되고, 광에 노출되어 현상된 다음, 녹색 감광성 형광체 파우더 혼합물(형광체 슬러리)이 전체 표면에 인가되고, 광에 노출되어 현상되며, 그리고 난 뒤, 파란색 감광성 형광체 파우더 혼합물(형광체 슬러리)이 전체 표면에 인가되고, 광에 노출되어 현상된다.
본 발명이 예시의 방법으로서 그리고 바람직한 실시예에 대하여 설명되었지만, 본 발명이 여기에 제한되지 않음을 이해해야 한다. 반대로, 이는 다양한 수정 및 유사한 배열과 진행 절차를 포함하도록 의도되므로, 첨부된 청구범위의 범위는 모든 이러한 수정 및 유사한 배열과 진행 절차를 포함하기 위해 가장 광범위한 해석이 허용되어야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 일반적으로 발광 다이오드 및 이 같은 것을 제조하는 방법에 이용가능 하다.

Claims (21)

  1. 금속 기판;
    상기 금속 기판에 접합된 p-전극;
    상기 p-전극에 접합된 p-접점;
    상기 p-전극에 접합된 p-GaN 부분;
    상기 p-GaN 부분에 접합된 능동 영역;
    상기 능동 영역에 접합된 n-GaN 부분; 및
    상기 n-GaN에 접합된 형광체 층을 포함하는, 수직 발광 다이오드.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 금속 기판은 전기-화학적 도금, 비전기 화학적 도금, 스퍼터링(sputtering), 화학 기상 증착법, 전자 빔 증착, 열 스프레이(thermal spray) 중 하나의 방법을 이용하여 증착되는, 수직 발광 다이오드.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 금속 기판은 구리, 니켈, 알루미늄 중 하나를 포함하는 금속 또는 금속 합금인, 수직 발광 다이오드.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 p-접점은 광 반사기를 포함하는, 수직 발광 다이오드.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 형광체는 스핀-도포된, 수직 발광 다이오드.
  6. 제 5항에 있어서, 스핀-도포되는 형광체 파우더를 형성하는 단계를 포함하는, 수직 발광 다이오드.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 형광체 입자는 하나 이상의 유기 화학제품과 혼합되는, 수직 발광 다이오드.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 형광체 층은 패턴화되는, 수직 발광 다이오드.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 형광체 층은 건식-에칭되는, 수직 발광 다이오드.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 형광체 층에 결합된 금속 접합 패드를 포함하는, 수직 발광 다이오드.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 형광체 층은 상기 LED의 n-GaN 표면에 접점하는, 수직 발광 다이오드.
  12. 형광체 n-GaN 업 LED 웨이퍼를 제조하기 위한 방법으로서,
    캐리어 기판을 제공하는 단계;
    상기 캐리어 기판 위에 n-GaN 부분을 증착하는 단계;
    상기 n-GaN 부분 위에 활성 층을 증착하는 단계;
    상기 활성 층 위에 p-GaN 부분을 증착하는 단계;
    하나 이상의 금속 층을 증착하는 단계;
    마스킹 층을 인가하는 단계;
    상기 금속, p-GaN 층, 활성 층 및 n-GaN 층을 에칭하는 단계;
    상기 마스킹 층을 제거하는 단계;
    패시베이션 층을 증착하는 단계;
    상기 금속을 노출시키기 위해 상기 p-GaN의 윗면에 패시베이션 층의 일부분을 제거하는 단계;
    하나 이상의 층을 증착하는 단계;
    금속 기판을 증착하는 단계;
    n-GaN 표면을 노출시키기 위해 캐리어 기판을 제거하는 단계;
    상기 n-GaN 표면 위에 형광체 층을 가하는 단계를 포함하는, 형광체 n-GaN 업 LED 웨이퍼 제조 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 형광체 n-GaN 업 LED 웨이퍼는 실질적으로 매끄럽고 평편한, 형광체 n-GaN 업 LED 웨이퍼 제조 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 형광체 n-GaN 업 LED 웨이퍼는, 상기 형광체 층이 가해지기 이전에, 10000 옹스트롬(angstrom) 미만의 표면 거칠기(surface roughness)를 갖는, 형광체 n-GaN 업 LED 웨이퍼 제조 방법.
  15. 제 12항에 있어서, 상기 캐리어 기판은 사파이어인, 형광체 n-GaN 업 LED 웨이퍼 제조 방법.
  16. 제 12항에 있어서, 상기 금속 기판은 전기-화학적 도금, 비전기 화학적 도금, 스퍼터링, 화학적 기상 증착법, 전자 빔 증착 및 열 스프레이(thermal spray) 중 하나의 방법을 이용하여 증착되는, 형광체 n-GaN 업 LED 웨이퍼 제조 방법.
  17. 제 12항에 있어서, 상기 금속 기판은 구리, 니켈 및 알루미늄 중 하나를 포함하는 금속이거나 또는 금속 합금인, 형광체 n-GaN 업 LED 웨이퍼 제조 방법.
  18. 제 12항에 있어서, 상기 캐리어 기판은 레이저 절삭(LLO), 습식 에칭, 화학 기계적 연마 중 하나의 방법을 이용하여 제거되는, 형광체 n-GaN 업 LED 웨이퍼 제조 방법.
  19. 제 12항에 있어서, 상기 p-접점은 광 반사기를 포함하는, 형광체 n-GaN 업 LED 웨이퍼 제조 방법.
  20. 제 12항에 있어서, 상기 형광체 층과 결합되는 접합 패드를 포함하는, 형광체 n-GaN 업 LED 웨이퍼 제조 방법.
  21. 제 12항에 있어서, 웨이퍼 레벨에 가해지는 상기 형광체 층은 n-면 업(n-side up) 수직형 LED의 n-GaN 표면에 접합되는, 형광체 n-GaN 업 LED 웨이퍼 제조 방법.
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