KR20110013636A - 파장변환기둥들을 구비하는 발광다이오드 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

발광다이오드 및 발광다이오드 제조방법을 제공한다. 상기 발광다이오드는 기판의 상부면 상에 배치된 제1형 반도체층 및 상기 제1형 반도체층의 상부면 상에 배치되되 상기 제1형 반도체층의 상부면의 적어도 일부를 노출시키는 제2형 반도체층을 구비하는 발광구조체, 상기 제1형 반도체층 및 제2형 반도체층 상부면 상에 배치된 각각의 제1형 전극 및 제2형 전극, 상기 제1형 전극 및 제2형 전극을 제외한 상기 기판 상에 배치되되 상기 제2형 반도체층의 상부면 레벨보다 높은 레벨의 상부면을 가지고, 상기 제1형 전극 및 제2형 전극의 상부면을 노출시키는 투광성보호층, 및 상기 투광성보호층 및 상기 기판의 가장자리부를 관통하는 다수 개의 관통홀 내에 각각 배치된 파장변환기둥들을 포함한다.
발광다이오드, 웨이퍼 레벨 발광다이오드, 파장변환기둥

Description

파장변환기둥들을 구비하는 발광다이오드 및 이의 제조방법{Light emitting diode having wavelength conversion piles and method for fabricating the same}
본 발명은 발광다이오드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파장변환기둥들을구비하는 발광다이오드 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 소자로서, 디스플레이 소자의 광원으로 주로 이용되고 있다. 이러한 발광다이오드는 기존의 광원에 비해 극소형이며, 소비전력이 적고, 수명이 길며, 반응속도가 빠른 등 매우 우수한 특성을 나타낸다. 이와 더불어서, 자외선과 같은 유해 전자기파를 방출하지 않으며, 수은 및 기타 방전용 가스를 사용하지 않으므로 환경 친화적이다.
이러한 발광다이오드는 파장변환물질을 이용하여 발광다이오드 칩으로부터 방출되는 광의 파장을 다양하게 변환시킨다. 이러한 파장변환물질을 이용하여 상기 발광다이오드 칩의 광을 변화시키기 위해서는 파장변환물질을 발광다이오드 칩의 광방출면 전체에 형성해야 한다.
이를 위해, 종래에는 다이싱을 통해 개별화된 발광다이오드 칩을 제조하고, 각각의 발광다이오드 칩의 상부면 및 측면부를 포함하는 방출면 상에 파장변환물질을 배치시켰다.
그러나, 이와 같은 방법으로 발광다이오드의 광방출면 상에 파장변환물질을 형성시키는 경우, 제조시간 및 제조비용의 증가와 더불어 파장변환이 균일하지 못한 문제점이 발생될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 팹공정 내에서 파장변환물질을 형성시킬 수 있어, 색온도, 연색성 등의 광특성 품질 관리가 용이하고, 지향각별 파장변환 균일성이 향상되며, 대량 생산이 용이한 파장변환물질을 함유하는 발광다이오드 및 이의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 발광다이오드를 제공한다. 상기 발광다이오드는 기판의 상부면 상에 배치된 제1형 반도체층 및 상기 제1형 반도체층의 상부면 상에 배치되되 상기 제1형 반도체층의 상부면의 적어도 일부를 노출시키는 제2형 반도체층을 구비하는 발광구조체, 상기 제1형 반도체층 및 제2형 반도체층 상부면 상에 배치된 각각의 제1형 전극 및 제2형 전극, 상기 제1형 전극 및 제2형 전극을 제외한 상기 기판 상에 배치되되 상기 제2형 반도체층의 상부면 레벨보다 높은 레벨의 상부면을 가지고, 상기 제1형 전극 및 제2형 전극의 상부면을 노출시키는 투광성보호층, 및 상기 투광성보호층 및 상기 기판의 가장자리부를 관통하는 다수 개의 관통홀 내에 각각 배치된 파장변환기둥들을 포함한다.
상기 파장변환기둥들은 상기 기판의 가장자리부 방향으로 다수개의 열 형태 로 배치될 수 있으며, 이때, 상기 파장변환기둥들은 각각의 파장변환기둥들이 교호로 배치될 수 있다.
상기 발광다이오드는 상기 기판의 하부면 상에 배치된 파장변환물질막을 더 포함할 수 있다. 상기 기판은 하부면 표면에 다수 개의 홈들을 구비하되, 상기 파장변환물질막은 상기 홈들 내에 배치될 수 있다. 상기 투광성보호층은 파장변환물질을 함유하고 상기 발광다이오드는 상기 기판의 하부면 상에 배치된 반사층을 더 포함할 수 있다.
상기 발광구조체는 청색광 또는 자외선광을 방출하는 소자이고, 상기 파장변환기둥은 황색변환물질, 적색변환물질, 녹색변환물질 및 청색변환물질로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 함유할 수 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 측면은 발광다이오드 제조방법을 제공한다. 상기 발광다이오드 제조방법은 기판의 상부면 상에 배치된 제1형 반도체층 및 상기 제1형 반도체층의 상부면 상에 배치되되 상기 제1형 반도체층의 상부면의 적어도 일부를 노출시키는 제2형 반도체층을 구비하는 발광구조체를 제공하는 단계, 상기 제1형 반도체층 및 제2형 반도체층 상부면 상에 각각 제1형 전극 및 제2형 전극을 형성하는 단계, 상기 제1형 전극 및 제2형 전극을 제외한 상기 기판 상에 상기 제2형 반도체층의 상부면 레벨보다 높은 레벨의 상부면을 가지고, 상기 제1형 전극 및 제2형 전극의 상부면을 노출시키는 투광성보호층을 형성하는 단계, 상기 투광성보호층 및 상기 기판의 가장자리부를 관통하는 다수 개의 관통홀을 형성하는 단계, 및 상기 관통홀 내에 각각 파장변환물질을 인입시켜 파장변 환기둥들을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 파장변환물질은 광, 열 또는 고주파에 의해 경화가 일어나는 경화물질을 더 함유하고, 상기 발광다이오드 제조방법은 상기 관통홀 내에 상기 파장변환물질을 인입시킨 후에, 상기 파장변환물질을 광, 열 또는 고주파에 노출시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 광은 광을 발생하는 기구로부터 가해진 광이거나, 상기 발광구조체로부터 발생되는 광일 수 있다. 상기 관통홀들은 레이저 드릴, 습식식각 또는 건식식각을 사용하여 형성할 수 있다.
상기 발광다이오드 제조방법은 상기 기판의 하부면 상에 파장변환막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 발광다이오드 제조방법은 상기 기판의 하부면 상에 반사층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 제조된 발광다이오드는 팹 공정 내에서 발광구조체의 상부면, 하부면 및 양 측면부에 파장변환물질을 형성시킬 수 있으므로, 백색 발광다이오드와 같은 파장변환물질을 통한 발광다이오드의 전체 제조시간이 절감되고, 색온도, 연색성 등의 광특성 품질 관리가 용이하고, 지향각별 파장변환 균일성이 향상되며, 대량생산이 용이해질 수 있다.
이에 더하여, 상기 기판을 패키지의 뼈대인 프레임으로 이용하고, 기판 혹은 웨이퍼 상태에서 모든 공정을 진행할 수 있으므로 웨이퍼 레벨 발광다이오드 패키지를 구현할 수 있다. 이에 따라, 제조비용 절감을 꾀할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광다이오드의 제조방법을 나타내는 단면도들이고, 도 2는 도 1f의 상부면을 도시한 평면도이다. 상기 도 1f에 도시된 발광다이오드의 단면은 도 2의 절단선 A-A를 따라 취해진 단면에 대응한다. 이하에서는 발광 소자의 단위 셀에 한정되어 도시한다.
도 1a를 참조하면, 상기 기판(10) 상에 제1형 반도체층(12)을 형성한다. 상기 기판(10)은 투광성 재질의 기판일 수 있다. 상기 기판(10)은 Al2O3(사파이어), SiC, GaAs, InP, AlN 또는 GaN 기판일 수 있다. 바람직하게는 상기 기판(10)은 Al2O3 기판일 수 있다. 상기 기판(10)은 단일 소자가 형성되는 단위 기판 또는 다수개의 소자들이 형성되는 웨이퍼를 포함할 수 있다.
상기 제1형 반도체층(12)은 제1형 불순물 예를 들어, n형 불순물이 주입된 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체층 또는 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체층일 수 있다. 구체적으로, 상기 제1형 반도체층(12)은 GaN층, GaAs층 또는 InGaAs층일 수 있다.
상기 기판(10)과 제1형 반도체층(12) 사이에는 상기 기판(10)과 제1형 반도체층(12) 간의 격자결함을 감소시키기 위한 버퍼층(미도시)이 더 배치될 수 있다. 상기 버퍼층은 AlN층, InP층 또는 GaN층일 수 있다.
상기 제1형 반도체층(12) 상에 활성층(14)을 형성할 수 있다. 상기 활성층(14)은 양자점 구조 또는 다중양자우물 구조(Multi Quantum Well Structure)를 가질 수 있다.
상기 활성층(14) 상에 제2형 반도체층(16)을 형성하여 발광구조체(S)를 형성할 수 있다. 상기 제2형 반도체층(16)은 제2형 불순물 즉, p형 불순물이 주입된 Ⅲ-Ⅴ화합물 반도체층 또는 Ⅱ-Ⅵ 화합물 반도체층일 수 있다. 구체적으로, 상기 제2형 반도체층(16)은 GaN층, GaAs층 또는 InGaAs층일 수 있다.
상기 제1형 반도체층(12), 상기 활성층(14) 및 상기 제2형 반도체층(16)은 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 기술 또는 MBE(Molecular Beam Epitaxy) 기술을 사용하여 형성할 수 있다.
도 1b를 참조하면, 상기 제2형 반도체층(16), 상기 활성층(14), 제1형 반도체층(12)을 메사식각하여 상기 기판(10)의 상부면의 가장자리부를 노출시키고, 상기 제2형 반도체층(16) 및 상기 활성층(14)의 일부를 식각하여, 상기 제1형 반도체층(12)의 상부면의 적어도 일부를 노출시킨다. 이때, 상기 제1형 반도체층(12)의 상부면 일부 또한 식각될 수 있다.
이에 따라, 상기 발광구조체(S)는 기판(10)의 상부면 상에 배치된 제1형 반 도체층(12) 및 상기 제1형 반도체층(12)의 상부면 상에 배치되되 상기 제1형 반도체층(12)의 상부면의 적어도 일부를 노출시키는 활성층(14) 및 제2형 반도체층(16)을 구비할 수 있다. 상기와 같이 제조된 발광구조체(S)는 청색광 또는 자외선광을 방출하는 소자일 수 있다.
도 1c를 참조하면, 상기 제1형 반도체층(12) 및 제2형 반도체층(16) 상부면 상에 각각 제1형 전극(22) 및 제2형 전극(24)을 형성한다. 이때, 상기 제1형 전극(22) 및 제2형 전극(26)의 상부면 레벨은 서로 동일하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1형 반도체층(12)과 제 1형 전극(22) 사이 및 제2형 반도체층(16) 상부면과 제 2형 전극(24) 사이에는 각각 투명도전막(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 투명도전막은 ITO, IZO 또는 AZO를 함유할 수 있다.
상기 제1형 전극(22) 및 제2형 전극(26)은 Cr, Ni 또는 Ti 중 어느 하나와, Au, Al, Cu, Mo, W, Ag, Sn 또는 Pd 중 어느 하나의 혼합층으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 전극들(22, 24)의 표면에는 솔더에 잘 젖는 전기전도성 물질층(미도시)이 더 형성될 수 있다. 상기 전기전도성 물질층은 SnBi, PbSn, SnAgCu, SnAgCuBi, AuSn, Sn 또는 In일 수 있다.
상기 제1형 전극(22), 제2형 전극(26), 전기전도성물질층(미도시) 및 투명도전막(미도시)은 스퍼터링, 전자빔증착법, 열증착법, 펄스레이저증착법 또는 레이저분자빔증착법을 사용하여 형성할 수 있다.
도 1d를 참조하면, 상기 제1형 전극(22) 및 제2형 전극(24)을 제외한 상기 기판(10) 상에 상기 제1형 전극(22) 및 제2형 전극(24)의 상부면을 노출시키는 투 광성보호층(26)을 형성한다. 이때, 상기 투광성보호층(26)은 상기 활성층(14)의 상부면 레벨보다 높은 레벨의 상부면을 가지도록 형성할 수 있다.
상기 투광성보호층(26)은 상기 발광구조체(S)를 보호하는 역할을 할 수 있을 뿐만 아니라 지지체로서의 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 투광성보호층(26)은 절연 물질을 함유하여, 상기 제1형 반도체층(12) 및 제2형 반도체층(16) 간을 전기적으로 절연시킬 수 있다.
상기 투광성보호층(26)은 실리콘 산화층, 실리콘 질화층, BPSG(Boro-phosphor Silicate Glass)층, SOG(Spin On Glass)층, BCB(BenzoCycloButene)층, PI(Poly Imide)층, 실리콘 고분자(silicone polymer)층, 또는 에폭시 수지(epoxy resin)층일 수 있다.
상기 투광성 보호층(26)은 마스크를 이용한 습식코팅법을 이용하여 형성하거나, 습식코팅법을 사용하여 투광성물질막을 형성한 후, 평탄화 장비를 이용하여 상기 투광성물질막의 상부면을 제거할 수 있다.
그 결과, 상기 투광성보호층(26) 사이로 상기 제1형 전극(22) 및 제2형 전극(24)이 노출될 수 있다.
도 1e를 참조하면, 상기 투광성보호층(26) 및 상기 기판(10)의 가장자리부를 관통하는 다수 개의 관통홀 내에 각각 배치된 파장변환기둥들(32)을 형성한다.
상기 파장변환기둥들(52)은 파장변환 효과를 극대화 시키기 위해 하나 이상의 열 형태로 배치시킬 수 있다. 이때, 상기 파장변환기둥들(52)은 서로의 광경로를 동일하게 하기 위해 상기 파장변환기둥들(52)을 교호로 배치시킬 수 있다.
상기 파장변환기둥(52)은 상기 투광성보호층(26) 및 상기 기판(10)의 가장자리부를 관통하는 다수 개의 관통홀들을 형성하고, 상기 관통홀들 내부에 액체상태의 파장변환물질을 각각 인입시켜 형성할 수 있다. 이때, 상기 액체상태의 파장변환물질은 모세관현상에 의해 상기 관통홀들 내에 채워질 수 있다.
추가적으로, 상기 파장변환물질을 경화물질을 더 함유하여, 경화시간을 단축시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 경화물질은 광, 열 또는 고주파에 의해 경화가 진행되는 물질일 수 있다. 일 예로서, 상기 경화물질은 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지 또는 포토레지스트일 수 있다.
이에 따라, 외부의 광원, 열 또는 고주파에 의해 상기 파장변환물질은 빠르게 경화될 수 있다. 이때, 상기 외부의 광원은 광을 발생시키는 기구를 사용하여 조사되는 광원뿐만 아니라, 상기 발광구조체(S)에 전계를 인가하여 발생되는 광원을 포함할 수 있다. 상기 관통홀들은 레이저드릴, 또는 습식식각 또는 건식식각과 같은 식각공정을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 파장변환기둥(32)은 황색변환물질, 적색변환물질, 녹색변환물질 및 청색변환물질로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 함유할 수 있다. 구체적으로, 상기 발광구조체(S)가 자외선광을 발생시키는 경우에 상기 파장변환기둥(32)은 적색, 녹색 및 청색 변환물질을 함유할 수 있으며, 상기 발광구조체(S)가 청색광을 발생시키는 경우에 상기 파장변환기둥(32)은 황색 변환물질을 함유할 수 있다. 이에 따라 최종 구조의 발광 다이오드는 백색광을 방출할 수 있다.
상기 청색 변환물질은 Sr(PO)Cl:Eu, SrMgSiO:Eu, BaMgSiO:Eu, BaMgAlO:Eu, SrPO:Eu, SrSiAlON:Eu등의 형광체 또는 감청(Fe4[Fe(CN)6]3), 코발트 블루(CoO-Al2O3)등의 안료일 수 있다.
상기 녹색 변환물질은 BaSiO:Eu, SrSiO:Eu, SrAlO:Eu, SrAlO:Eu, SrGaS:Eu, SrSiAlON:Eu, (Ca,Sr,Ba)SiNO:Eu, YSiON:Tb, YSiON:Tb, GdSiON:Tn의 형광체, 또는 산화크롬(Cr2O3), 수산화 크롬(Cr2O(OH)4), 염기성 초산구리(Cu(C2H3O2)-2Cu(OH)2), 코발트 그린(Cr2O3-Al2O3-CoO)등의 안료일 수 있다.
상기 적색변환물질은 황화물계, 질화물계의 형광체 또는 산화철(Fe2O3), 사산화 납(Pb3O4), 황화수은(HgS)등의 안료일 수 있다. 구체적으로, 상기 황화물계 형광체는 SrS:Eu 또는 CaS:Eu일 수 있으며, 상기 질화물계 형광체는 SrSiN:Eu, CaSiN:Eu, CaAlSiN, (Ca,Sr,Ba)SiN:Eu, LaSiN:Eu 또는 Sr-α-SiAlON일 수 있다.
상기 황색 변환물질은 YAG계(yttrium aluminum garnet), 실리케이트계의 형광체 또는 크롬산 납(PbCrO4), 크롬산 아연(ZnCrO4), 황화-카드뮴-황화아연(CdS-ZnS)등의 안료일 수 있다. 구체적으로, 상기 YAG계 형광체는 YAG:Ce, TbYAG:Ce, GdYAG:Ce 또는 GdTbYAG:Ce일 수 있으며, 상기 실리케이트계 형광체는 메틸실리케이트, 에틸 실리케이트, 마그네슘알루미늄 실리케이트 또는 알루미늄 실리케이트일 수 있다.
상기 파장변환기둥(52)은 100nm로 형성되는 것이 바람직하나, 파장변환효과를 조절하기 위해 상기 파장변환기둥(52)의 직경은 조절될 수 있다.
도 1f 및 도 2를 참조하면, 상기 기판(10)의 하부면에 파장변환물질막(34)을 배치시켜 발광다이오드를 형성한다. 상기 파장변환물질막(34)은 상기 기판(10)의 하부면 상에 단일막으로 형성되거나, 상기 기판(10)의 하부면 상에 다수 개의 홈들을 형성한 후에, 상기 홈들 내에 상기 파장변환물질을 채움으로서 형성될 수도 있다.
이와 같이 제조된 발광다이오드는 소잉(sawing), 클리빙(cleaving), 스크라이빙(scribing), 브레이킹(breaking), 레이저 다이싱(laser dicing) 등을 포괄하는 다이싱에 의해 분리되어 단위 발광다이오드들로 개별화될 수 있다. 상기와 같이 기판(10)의 하부면이 홈들에 의해 요철형상의 표면을 가지는 경우, 상기 단위 발광다이오드가 픕립칩 형태로 실장될 때, 전반사를 방지할 수 있어 외부양자효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 제조된 발광다이오드는 팹 공정 내에서 발광구조체의 측면부와 하부면 상에 파장변환물질을 형성시킬 수 있으므로, 발광다이오드 제조시간이 절감되고, 대량생산이 용이해질 수 있다.
이에 더하여, 상기 기판을 패키지의 뼈대인 프레임으로 이용하고, 기판 혹은 웨이퍼 상태에서 모든 공정을 진행할 수 있으므로 웨이퍼 레벨 발광다이오드 패키지를 구현할 수 있다. 이에 따라, 제조비용 절감을 꾀할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광다이오드의 구조를 도시한 단면도이다. 후술하는 것을 제외하고는 도 1a 내지 도 1f를 참조하여 설명한 발광다이 오드와 유사하다.
도 3을 참조하면, 상기 발광다이오드는 기판(10)의 상부면 상에 배치된 제1형 반도체층(12) 및 상기 제1형 반도체층(12)의 상부면 상에 배치되되 상기 제1형 반도체층(12)의 상부면의 적어도 일부를 노출시키는 제2형 반도체층(16)을 구비하는 발광구조체(S)를 구비한다. 이때, 상기 제1형 반도체층(12) 및 제2형 반도체층(16) 사이에는 활성층(14)이 위치할 수 있다.
상기 기판(10)은 양측 가장자리부를 관통하는 다수 개의 관통홀 내에 각각 배치된 파장변환기둥(32)을 구비하며, 상기 기판(10)의 하부면 상에는 반사층(36)이 위치할 수 있다. 일 예로서, 상기 반사층은(36)은 Ag층 또는 Al층일 있다.
상기 반사층(36)은 상기 발광구조체(S)로부터 방출되는 광원 중 하부방향으로 방출되는 광을 반사시켜 상기 발광구조체(S)의 상부면으로 방출되는 광원의 양을 증가시켜줄 수 있으므로, 광추출 효과가 향상될 수 있다.
상기 제1형 반도체층(12) 및 제2형 반도체층(16) 상부면 상에는 각각 제1형 전극(22) 및 제2형 전극(24)이 배치될 수 있으며, 상기 제1형 전극(22) 및 제2형 전극(24)을 제외한 상기 기판(10) 상에는 상기 제2형 반도체층(16)의 상부면 레벨보다 높은 레벨의 상부면을 가지고, 상기 제1형 전극(22) 및 제2형 전극(24)의 상부면을 노출시키는 투광성보호층(26)이 배치될 수 있다. 이때, 상기 투광성보호층(26)은 파장변환물질을 함유할 수 있다. 상기 파장변환물질은 상기 파장변환물질기둥(32)과 동일한 물질을 사용하여 형성할 수 있다.
상기 투광성보호층(26)이 파장변환물질을 함유함으로써 상부면으로 방출되는 광을 다른 파장으로 변환시켜줄 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표면 실장형 발광다이오드 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 베이스 보드(100) 상에 위치한 절연 코팅층(101) 및 복수의 본딩 패드들(102)을 구비하는 회로 보드(CB) 상에 단위 발광다이오드가 플립되어 배치된다. 상기 단위 발광다이오드는 도 1a 내지 도 1f, 및 도 2를 참조하여 설명한 단위 발광다이오드일 수 있다.
상기 단위 발광다이오드는 상기 본딩 패드들(102)과 상기 단위 발광다이오드의 하부면에 노출된 전극들(22, 24)은 도전성 접합 물질(110)에 의해 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 회로 보드(CB)는 실리콘, 금속, 세라믹 재질, FR4 등의 보드일 수 있으며, 상기 본딩 패드들은 Au, Ag, Cr, Ni, Cu, Zn, Ti 또는 Pd 등의 금속 패드일 수 있다. 상기 도전성 접합 물질(110)은 상기 본딩 패드와 동일 물질이거나 Ag를 함유한 열경화성접착제이거나 SnBi, PbSn, SnAgCu, SnAgCuBi, AuSn, Sn, In 등의 솔더 물질일 수 있다. 상기 절연 코팅층(101)은 생략될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 와이어 본딩형 발광다이오드 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 지지부(202)와 제1 전극부(204) 및 제2 전극부(206) 등으 로 구성된 패키지 리드 프레임 상에 단위 발광다이오드가 배치된다. 상기 발광다이오드는 도 3을 참조하여 설명한 단위 발광다이오드일 수 있다.
상기 단위 발광다이오드는 열전도성 접착 물질(206)을 통해 상기 지지부(202)와 접착될 수 있다. 상기 전극부들(204, 206)과 상기 단위 발광다이오드의 상부면 내에 노출된 전극들(22,24)은 도전성 와이어(120)에 의해 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광다이오드의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
도 2는 도 1f의 상부 면을 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광다이오드의 구조를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표면 실장형 발광다이오드 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 와이어 본딩형 발광다이오드 패키지를 나타낸 단면도이다.

Claims (13)

  1. 기판의 상부면 상에 배치된 제1형 반도체층 및 상기 제1형 반도체층의 상부면 상에 배치되되 상기 제1형 반도체층의 상부면의 적어도 일부를 노출시키는 제2형 반도체층을 구비하는 발광구조체;
    상기 제1형 반도체층 및 제2형 반도체층 상부면 상에 배치된 각각의 제1형 전극 및 제2형 전극;
    상기 제1형 전극 및 제2형 전극을 제외한 상기 기판 상에 배치되되 상기 제2형 반도체층의 상부면 레벨보다 높은 레벨의 상부면을 가지고, 상기 제1형 전극 및 제2형 전극의 상부면을 노출시키는 투광성보호층; 및
    상기 투광성보호층 및 상기 기판의 가장자리부를 관통하는 다수 개의 관통홀 내에 각각 배치된 파장변환기둥들을 포함하는 발광다이오드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파장변환기둥들은 상기 기판의 가장자리부 방향으로 다수개의 열 형태로 배치되는 발광다이오드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 파장변환기둥들은 각각의 파장변환기둥들이 교호로 배치되는 발광다이오드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 하부면 상에 배치된 파장변환물질막을 더 포함하는 발광다이오드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기판은 하부면 표면에 다수 개의 홈들을 구비하되,
    상기 파장변환물질막은 상기 홈들 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 투광성보호층은 파장변환물질을 함유하고,
    상기 기판의 하부면 상에 배치된 반사층을 더 포함하는 발광다이오드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 발광구조체는 청색광 또는 자외선광을 방출하는 소자이고,
    상기 파장변환기둥은 황색변환물질, 적색변환물질, 녹색변환물질 및 청색변환물질로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 함유하는 발광다이오드.
  8. 기판의 상부면 상에 배치된 제1형 반도체층 및 상기 제1형 반도체층의 상부 면 상에 배치되되 상기 제1형 반도체층의 상부면의 적어도 일부를 노출시키는 제2형 반도체층을 구비하는 발광구조체를 제공하는 단계;
    상기 제1형 반도체층 및 제2형 반도체층 상부면 상에 각각 제1형 전극 및 제2형 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1형 전극 및 제2형 전극을 제외한 상기 기판 상에 상기 제2형 반도체층의 상부면 레벨보다 높은 레벨의 상부면을 가지고, 상기 제1형 전극 및 제2형 전극의 상부면을 노출시키는 투광성보호층을 형성하는 단계;
    상기 투광성보호층 및 상기 기판의 가장자리부를 관통하는 다수 개의 관통홀을 형성하는 단계; 및
    상기 관통홀 내부에 파장변환물질을 각각 인입시켜 파장변환기둥들을 형성하는 단계를 포함하는 발광다이오드 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 파장변환물질은 광, 열 또는 고주파에 의해 경화가 일어나는 경화물질을 더 함유하고,
    상기 관통홀 내에 상기 파장변환물질을 인입시킨 후에, 상기 파장변환물질을 광, 열 또는 고주파에 노출시키는 단계를 더 포함하는 발광다이오드 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광은 광을 발생하는 기구로부터 가해진 광이거나, 상기 발광구조체로부 터 발생되는 광인 발광다이오드 제조방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 관통홀들은 레이저 드릴, 습식식각 또는 건식식각을 사용하여 형성하는 발광다이오드 제조방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 기판의 하부면 상에 파장변환막을 형성하는 단계를 더 포함하는 발광다이오드 제조방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 기판의 하부면 상에 반사층을 형성하는 단계를 더 포함하는 발광다이오드 제조방법.
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