KR20120065676A

KR20120065676A - 발광소자의 제조방법

Info

Publication number: KR20120065676A
Application number: KR1020100126930A
Authority: KR
Inventors: 배정혁
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2012-06-21

Abstract

실시예에 따른 발광소자의 제조방법은 성장기판에 다수의 이종물질을 형성하여서 성장기판의 제거 시에 레이저 광에 의한 발광구조물의 손상을 줄이고, 발광소자의 광 추출 효율을 향상시키며, 발광소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

발광소자의 제조방법{Method of manufacturing Light emitting device}

본 발명은 발광소자의 제조방법을 제공한다.

형광등은 흑점 현상, 짧은 수명 등으로 잦은 교체와 형광물질 사용으로 친환경을 지향하는 미래 조명시장의 흐름에 반하므로 점차 타 광원으로 대치되고 있는 추세이다.

이에 타 광원으로 가장 주목받고 있는 것은 LED(Light Emitting Diode)로써, 반도체의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께, 환경 친화적이면서도 에너지 절약 효과가 높아서 차세대 광원으로 꼽히고 있다. 따라서, 기존의 형광등을 대체하기 위한 LED의 활용은 활발히 진행 중에 있다.

현재, LED와 같은 반도체 발광 소자는 텔레비전, 모니터, 노트북, 휴대폰, 및 기타 디스플레이장치를 구비하는 다양한 장치에 적용되고 있으며, 특히 기존의 CCFL을 대체하여 백 라이트 유닛으로도 널리 사용되고 있다.

최근에는 발광소자를 조명광원으로 이용하기 위해서 고휘도화가 요구되고 있으며, 이러한 고휘도화를 달성하기 위하여 전류를 균일하게 확산시켜 발광 효율을 증가시킬 수 있는 발광소자를 제작하기 위한 연구가 진행 중에 있다.

실시예는 새로운 발광소자의 제조방법을 제공한다.

실시예는 성장기판 제거 시에 발광구조물의 손상을 최소화 하고, 광 추출 효율이 향상되며, 발광소자의 안정성 및 신뢰성이 향상된 반도체 발광소자의 제조방법을 제공한다.

실시예에 따른 발광소자의 제조방법은, 이종물질이 다수 임베이딩(embedding)된 성장기판 상에 제1, 2 반도체층 및 상기 제1, 2 반도체층 사이에 활성층을 포함하는 발광구조물을 성장시키는 단계 및 상기 성장기판을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 실시예에 따른 발광소자의 제조방법은, 성장기판상에 이종물질을 다수 돌출된 형태로 형성시키는 단계, 상기 성장기판 상에 제1, 2 반도체층 및 상기 제1, 2 반도체층 사이에 활성층을 포함하는 발광구조물을 성장시키는 단계 및 상기 성장기판을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 이종물질은 사파이어(Al₂0₃) 보다 밴드갭(band gap) 에너지가 작거나 동일한 물질을 포함할 수 있다.

또한, 상기 이종물질은 산화실리콘(SiO₂), 산화알루미늄(Al₂O₃) 및 산화티탄(TiO_x) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

발광소자 제조공정 중 성장기판을 제거하는 공정에서 LLO(laser lift off) 방식이 사용될 경우, 성장기판에 형성된 다수의 이종물질이 레이저 광을 흡수 또는 산란시키므로 발광구조물의 레이저 광에 의한 데미지를 최소화 할 수 있고, 성장기판의 제거가 용이하다. 따라서, 발광소자의 광 추출 효율이 향상되고, 발광소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 다수의 이종물질 발광구조물 상에 잔존하게 되면 활성층에서 발생한 빛이 이종물질에 의해 산란되므로 발광소자의 연색성을 향상시킬 수 있다.

도 1 내지 도 6은 실시예에 따른 발광소자의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 실시예에 따른 발광소자의 제조방법으로 제조된 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지의 단면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.

또한, 실시 예에서 발광소자의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 발광소자를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.

도 1 내지 도 6은 실시예에 따른 발광소자의 제조방법을 나타낸 순서도이다.

도 1a는 성장기판(101) 내에 이종물질(180)이 임베이딩(embedding)된 상태의 단면도이고, 도 1b는 성장기판(101) 내에서 이종물질(180)이 성장기판의 표면에 인접하여 임베이딩(embedding)된 상태의 단면도이며, 도 1c는 성장기판(101) 상에 이종물질(180)이 돌출되어 형성된 상태를 나타내는 단면도이고, 도 1d는 성장기판(101) 상에 이종물질(180)의 일부분이 돌출된 상태의 단면도이다.

실시예에 따른 발광소자의 제조방법은 이종물질(180)이 형성된 성장기판(101) 상에 발광구조물(150)을 성장시키는 단계 및 성장기판(101)을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.

도 1a를 참조하면, 성장기판(101) 상에 발광구조물(150)을 성장시키는 단계는 이종물질(180) 성장기판(101)이 이종물질(180)이 임베이딩된 상태로 공급되는 경우 바로 성장기판(101) 상에 발광구조물(150)을 성장시키는 단계를 시작할 수도 있다.

또한, 도 1b, 도 1c, 도 1d를 참조하면, 성장기판(101) 상에 발광구조물(150)을 성장시키는 단계는 먼저, 성장기판(101)에 이종물질(180)을 형성시키는 단계를 포함할 수 있고, 이종물질(180) 형성단계는 성장기판(101) 상에 돌출된 이종물질(180)이 형성되는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 이종물질(180)읠 일부는 성장기판(101) 상에 돌출되어 형성되고, 일부는 성장기판(101)에 임베이딩 되어 형성될 수 있다. 또한, 이종물질(180)이 성장기판(101)의 표면에 인접하여 형성될 수도 있다. 다시 설명하면, 도 1b 내지 도 1d에서 도시하는 바와 같이 이종물질(180)은 성장기판(101)에 다양하게 배치될 수 있다. 성장기판(101)에 이종물질(180)이 배치되는 위치는 도면에 도시한 것에 한정되지 않는다.

이때, 이종물질(180) 형성방법은 성장 기판에 다수의 홈을 형성하고 상기 홈에 이종물질(180)을 형성시킬 수도 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.

이종물질(180)은 개수는 제한이 없지만, 발광소자의 형상, 면적 등을 고려하여 다수개가 배치될 수 있다.

성장기판(101)은 사파이어 기판(Al₂0₃), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, 그리고 GaAs 등으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 사파이어 기판(Al₂0₃)일 수 있다.

또한, 상기 이종물질(180)은 레이저 광을 흡수 또는 산란시키는 물질을 포함할 수 있다.

발광소자 제조공정 중 성장기판(101)을 제거하는 공정에서 LLO(laser lift off) 방식이 사용될 경우, 이종물질(180)은 레이저 광을 흡수 또는 산란시키므로 발광구조물(150)의 데미지를 최소화 할 수 있고, 성장기판(101)의 제거가 용이하다. 따라서, 발광소자의 광 추출 효율이 향상되고, 발광소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 이종물질(180)은 사파이어(Al₂0₃) 보다 밴드갭(band gap) 에너지가 작거나 동일한 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 성장기판의 재료인 사파이어(Al₂0₃) 보다 밴드갭(band gap) 에너지가 작거나 동일한 물질의 이종물질(180)이 사용되면 레이저 광이 이종물질(180)를 통과하지 못하고 산란 또는 흡수되기 때문에 레이저 광에 의한 발광구조물(150)의 손상을 줄일 수 있다.

또한, 이종물질(180)은 밴드갭 에너지가 사파이어(Al₂0₃) 보다 작은 물질, 예를 들어 산화실리콘(SiO₂), 산화알루미늄(Al₂O₃) 및 산화티탄(TiO_x) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 이종물질(180)이 배치되는 위치는 제한이 없으나, 바람직하게는, 발광구조물(150)의 손상을 최소화할 수 있도록 발광구조물(150) 상에 인접하여 배치될 수 있다.

또한, 상기 다수의 발광구조물(150)은 뷸규칙적 또는 규칙적으로 배치될 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 발광소자(100)의 크기, 면적 등을 고려하여 다양하게 배치될 수 있다.

또한, 상기 다수의 이종물질의 단면형상은 제한이 없고, 예를 들면, 단면이 다각형 또는 원형인 기둥형상으로 형성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 발광구조물(150)을 형성하는 단계는 성장기판(101) 상에 순차적으로 제2 반도체층(153), 활성층(152) 및 제1 반도체층(151)을 포함하는 발광구조물(150)이 형성될 수 있다.

도면에 나타내지는 않았으나 성장기판(101)과 발광구조물(150) 사이에는 버퍼층(미도시)이 형성될 수 있다.

버퍼층(미도시)은 3족과 5족 원소가 결합된 형태이거나 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중에서 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 도펀트가 도핑될 수도 있다.

이러한 성장기판(101) 또는 버퍼층(미도시) 위에는 언도프드 반도체(미도시)층이 형성될 수 있으며, 버퍼층(미도시)과 언도프드 반도체층(미도시) 중 어느 한 층 또는 두 층 모두 형성하거나 형성하지 않을 수도 있으며, 이러한 구조에 대해 한정되지는 않는다.

제1 반도체층(151)은 n형 반도체층으로 구현되어, 활성층(152)에 전자를 제공할 수 있다. 제1 반도체층(151)은 In_xAl_yGa₁ _-x- _yN (0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 GaN을 포함하여 형성될 수 있고, Si, Ge, Sn 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.

제1 반도체층(151)의 하부에는 활성층(152)이 형성될 수 있다. 활성층(152)은 전자와 정공이 재결합되는 영역으로, 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.

활성층(152)은 예를 들어, In_xAl_yGa₁ _-x- _yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가지는 반도체 재료를 포함하여 형성할 수 있으며, 단일 양자 우물 구조 또는 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well)로 형성될 수 있다.

따라서, 더 많은 전자가 양자우물층의 낮은 에너지 준위로 모이게 되며, 그 결과 전자와 정공의 재결합 확률이 증가 되어 발광효과가 향상될 수 있다. 또한, 양자선(Quantum wire)구조 또는 양자점(Quantum dot)구조를 포함할 수도 있다.

활성층(152) 하부에는 제2 반도체층(153)이 형성될 수 있다. 제2 반도체층(153)은 p형 반도체층으로 구현되어, 활성층(152)에 정공을 주입할 수 있다. 예를 들어 p형 반도체층은 In_xAl_yGa₁ _-x- _yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.

또한 제2 반도체층(153)의 하부에는 제3 반도체층(미도시)을 형성할 수도 있다. 여기서 제3 반도체층은 제2 반도체층과 극성이 반대인 반도체층으로 구현될 수 있다.

한편, 상술한 제1 반도체층(151), 활성층(152) 및 제2 반도체층(153)은 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy), 스퍼터링(Sputtering) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

또한, 상술한 바와는 달리 실시예에서 제1 반도체층(151)이 p형 반도체층으로 구현되고, 제2 반도체층(153)이 n형 반도체층으로 구현될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.

이후, 제1 반도체층(151) 상에 제1 전극층(130)이 형성될 수 있다. 그리고, 제1 전극층(130) 상에 반사층(120)이 형성될 수도 있다. 다만, 도 2부터는 수직형 발광소자를 기준으로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니고 수평형 발광소자에도 적용이 가능하다. 수평형 발광소자의 경우 제1 전극층(130)을 형성한 후 제2 반도체층(153)이 노출되도록 일부영역을 식각한 후 상기 식각된 제2 반도체층(153) 상에 전극패드(미도시)를 형성할 수 있다.

제1 전극층(130)은 금속과 투광성 전도층을 선택적으로 사용할 수 있으며, 발광구조물(150)에 전원을 제공한다. 제1 전극층(130)은 전도성 재질을 포함하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 니켈(Ni), 백금(Pt), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 은(Ag), 텅스텐(W), 구리(Cu), 크롬(Cr), 팔라듐(Pd), 바나듐(V), 코발트(Co), 니오브(Nb), 지르코늄(Zr), 산화인듐주석(ITO, Indium Tin Oxide), 알루미늄산화아연(AZO, aluminum zinc oxide), 인듐 아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide) ), IrO_x, RuO_x, RuO_x/ITO, Ni/IrO_x/Au, 또는 Ni/IrO_x/Au/ITO 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.

반사층(120)은 발광구조물(150)의 활성층(152)에서 발생된 광 중 일부가 지지기판(110) 방향으로 향하는 경우, 발광소자(100)의 상부 방향으로 향하도록 광을 반사시켜 발광소자(100)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.

따라서, 반사층(120)은 광을 반사할 수 있는 재질로써, 예를 들면, 은(Ag), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 백금(Pt), 금(Au), 하프늄(Hf) 및 이들 중 둘 이상의 합금으로 구성된 물질 중에서 한 층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있고, 또는 ITO, IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성할 수 있으며, 구체적으로는, IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni, Ag/Cu, Ag/Pd/Cu 등으로 적층될 수 있고, 반사율이 다른 물질을 교대로 적층되어 형성될 수도 있다. 상술한 재질 외에 다른 재질로 형성될 수 있고, 이에 한정되지 않는다.

도 3을 참조하면, 이후, 제1 전극층(130) 또는 반사층(120) 상에 일정 패턴을 가지는 PR(Photo Resist)(190)이 배치될 수 있다. 이때 PR은 전류확산 및 광추출 효율을 고려한 전극형상에 대응하여 일정한 패턴으로 배치될 수 있다.

이후, 제1 전극층(130) 및 반사층(120) 중 PR(190)이 배치된 영역과 수직적으로 중첩된 영역 이외의 영역이 제거된다. 이때, 제거되는 단면은 직사각형을 이룰 수고 있고, 곡률을 가질 수도 있으며 단차를 가질 수도 있다. 이에 대해 한정하지는 않는다. 제거방법은 습식식각(wet etching), 건식식각(dry etching) 또는 LLO(laser lift off) 방법이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

이후, PR(190)이 제거될 수 있다.

도 4를 참조하면, 이후, 상기 식각된 영역에 채널층(140)이 형성될 수 있다.

이후, 반사층(120) 및 채널층(140)과 접착층(111)이 배치된 지지기판(110)이 본딩 접착되며, 이때 제2 반도체층(153) 상에 배치된 성장기판(101)을 분리시킬 수 있다.

이때, 성장기판(101)은 LLO(laser lift off) 방식으로 제거할 수 있다. 그리고, 이종물질(180)은 레이저 광을 흡수 또는 산란시켜 제2 반도체층(153)을 보호할 수 있다.

이때, 도 4a에서 도시하는 바와 같이 성장기판(101) 제거시에 이종물질(180) 전부가 제2 반도체층(153)에 잔존할 수 있다. 또한, 도 4b에서 도시하는 바와 같이 성장기판(101)의 제거 시에 이종물질(180)이 분리되어서 일부 이종물질(180)은 제2 반도체층(153)에 잔존할 수 있고, 일부 이종물질(180)은 성장기판(101)에 잔존할 수도 있다. 또는 도면에서는 도시하지 않았지만, 성장기판(101) 분리 시에 이종물질(180)이 제2 반도체층(153)에 잔존하지 않을 수도 있다. 제2 반도체층(153)에 잔존하는 이종물질(180)은 빛을 산란시켜서 발광소자(100)의 연색성을 향상시키는 효과가 있다.

본딩층(111)은 지지기판(110) 상부에 형성되어, 층들간의 접착력을 강화시켜 줄 수 있다. 본딩층(111)은 하부 물질과의 접착력이 우수한 물질을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 인듐(In), 주석(Sn), 은(Ag), 니오브(Nb), 니켈(Ni), 알루미늄(Au), 구리(Cu) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. ,

본딩층(111) 상부에 확산 방지막(미도시)을 더 형성할 수 있다. 확산 방지막은 지지기판(110) 및 본딩층(111)을 이루는 물질이 발광구조물(150)로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 상기 확산 방지막은 금속의 확산을 방지하는 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 루테늄(Ru), 몰리브덴(Mo), 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 탄탈(Ta), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 니오브(Nb), 바나듐(V) 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 합금을 이용할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 본딩층(111)은 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.

채널층(140)은 제2 반도체층(153)과 접하고 상기 발광 소자(100) 내에서 링 형상, 루프 형상, 프레임 형상 등으로 형성될 수 있으며, 제1 전극층(130)과 동일선상에 배치될 수 있다.

채널층(140)은 소성되어 형성된 제1 전극층(130)을 드라이에칭(Dry etching)하는 경우 발광구조물(150)까지 에칭되는 것을 방지하는 역할을 한다.

또한, 채널층(140)은 발광 구조물(150) 및 지지기판(110)이 전기적 쇼트를 일으키는 것을 최소화할 수 있으며, 발광 구조물(150) 및 지지기판(110)사이의 틈새로 수분 등이 침투되는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 채널층(140)은 금속물질 및 절연물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 금속물질인 경우에는 제1 전극층(130)을 이루는 물질보다 전기 전도성이 낮은 물질을 사용하여, 제1 전극층(130)에 인가되는 전원이 채널층(140)으로 인가되지 않도록 할 수 있다.

이러한, 채널층(140)은 전도성이 낮은 물질 및 절연물질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 티탄(Ti), 니켈(Ni), 백금(Pt), 납(Pb), 로듐(Rh), 이리듐(Ir) 및 텅스텐(W), 산화알루미늄(Al₂O₃), 산화실리콘(SiO₂), 질화실리콘(Si₃N₄), 산화티탄(TiO_x), SiO_x, SiO_xN_y, TiO₂ _, Ti, Al, Cr, 산화인듐주석(ITO, Indium Tin Oxide), 알루미늄산화아연(AZO, aluminum zinc oxide), 인듐 아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide) IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, ATO, ZnO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 채널층(140)은 금속물질 또는 절연물질을 모두 포함하여 복수 층을 이룰 수 있다.

지지기판(110)은 발광구조물(150)을 지지하며, 제2 전극(160)과 함께 발광구조물(150)에 전원을 제공할 수 있다. 지지기판(110)은 열전도성이 우수한 물질을, 또는 전도성 물질로 형성 될 수 있으며, 예를 들어, 금(Au), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 탄탈(Ta), 은(Ag), 백금(Pt), 크롬(Cr), Si, Ge, GaAs, ZnO, GaN, Ga₂O₃ 또는 SiC, SiGe, CuW 중에서 선택된 어느 하나로 형성하거나 둘 이상의 합금으로 형성할 수 있으며, 서로 다른 둘 이상의 물질을 적층하여 형성할 수 있다.

이와 같은 지지기판(110)은 발광소자(100)에서 발생하는 열의 방출을 용이하게 하여 발광소자(100)의 열적 안정성을 향상시킬 수 있다.

실시 예에서, 지지기판(110)은 전도성을 갖는 것으로 설명하나, 전도성을 갖지 않을 수도 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.

도 5를 참조하면, 발광 구조물(150)의 외곽부 영역에 대해 에칭을 수행하여 경사를 가지게 할 수 있다.

도 6을 참조하면, 발광구조물(150)의 외주면 일부 또는 전체 영역에 패시베이션(170)이 형성될 수 있다.

발광구조물(150)의 제2 반도체층(153)의 표면 일부 영역 또는 전체 영역에 대해 소정의 식각 방법으로 요철을 형성해 줄 수 있으며, 이러한 제2 반도체층(153)의 표면에 제2 전극(160)를 형성해 준다.

또한, 도 1 내지 도 6에 나타낸 공정 순서에서 적어도 하나의 공정은 순서가 바뀔 수 있으며 이에 한정을 두지 않는다.

도 3내지 도 6에서는 이종물질(180)이 성장기판(101)상에 돌출되어 있는 구조를 중심으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 이종물질(180)이 성장기판(101) 내에 임베이딩 된 경우에도 적용이 가능하다.

또한, 제2 반도체층(153) 상에 돌출되어 이종물질(180)이 잔존하는 것으로 도시되어 있으나, 이종물질(180)은 제2 반도체층(153) 층에 임베이딩 될 수도 있고, 잔존하지 않을 수도 있다. 이에 한정되지는 않는다.

도 7는 실시 예에 따른 발광소자의 제조방법에 의해 제조된 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지의 단면도이다. 도 7을 참조하여 설명하면, 발광 소자 패키지(300)는 몸체(320)와, 몸체(320)에 설치된 제1 전극층(331) 및 제1 전극층(332)과, 몸체(320)에 설치되어 제1 전극층(331) 및 제1 전극층(332)과 전기적으로 연결되는 실시예에 따른 발광소자(100)와, 발광소자(100)를 밀봉하는 몰딩부재(340)를 포함한다.

몸체(320)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 발광소자(100)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.

제1 전극층(331) 및 제1 전극층(332)은 서로 전기적으로 분리되며, 발광소자(100)에 전원을 제공한다. 또한, 제1 전극층(331) 및 제1 전극층(332)은 발광소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 발광소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.

발광소자(100)는 몸체(320) 상에 설치되거나 제1 전극층(331) 또는 제1 전극층(332) 상에 설치될 수 있다.

발광소자(100)는 제1 전극층(331) 및 제1 전극층(332)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다.

몰딩부재(340)는 발광소자(100)를 밀봉하여 보호할 수 있다. 또한, 몰딩부재(340)에는 형광체가 포함되어 발광소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.

발광 소자 패키지(300)는 상기에 개시된 실시 예들의 발광 소자 중 적어도 하나 또는 복수 개로 탑재할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

발광 소자 패키지(300)는 광 추출 효율이 향상되고 신뢰성이 향상될 수 있다.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 발광소자 110: 지지기판
111: 본딩층 120: 반사층
130: 제1 전극층 140: 채널층
151: 제1 반도체층 152: 활성층
153: 제2 반도체층 160: 제2 전극
170: 패시베이션 180: 이종물질

Claims

이종물질이 다수 임베이딩(embedding)된 성장기판 상에 제1, 2 반도체층 및 상기 제1, 2 반도체층 사이에 활성층을 포함하는 발광구조물을 성장시키는 단계; 및
상기 성장기판을 제거하는 단계를 포함하는 발광소자의 제조방법.
성장기판상에 이종물질을 다수 돌출된 형태로 형성시키는 단계;
상기 성장기판 상에 제1, 2 반도체층 및 상기 제1, 2 반도체층 사이에 활성층을 포함하는 발광구조물을 성장시키는 단계; 및
상기 성장기판을 제거하는 단계를 포함하는 발광소자의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 성장기판을 제거하는 단계는,
LLO공정(laser lift off)에 의해 이루어지는 발광소자의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 성장기판은 사파이어(Al₂0₃)를 포함하는 발광소자의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 이종물질은,
사파이어(Al₂0₃) 보다 밴드갭(band gap) 에너지가 작거나 동일한 물질을 포함하는 발광소자의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 이종물질은,
산화실리콘(SiO₂), 산화알루미늄(Al₂O₃) 및 산화티탄(TiO_x) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 발광소자의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 이종물질은,
레이저 광을 흡수 또는 산란시키는 물질인 것을 특징으로 하는 발광소자의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 이종물질은,
뷸규칙적 또는 규칙적으로 배치되는 발광소자의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 이종물질은,
단면이 다각형 또는 원형인 기둥형상으로 형성되는 발광소자의 제조방법.