KR20160126059A - 파장 변환 발광 디바이스를 형성하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들에 따른 방법은 파장 변환 세라믹 웨이퍼(30)의 표면 상에 지지 층(32)을 배치하는 단계를 포함한다. 파장 변환 세라믹 웨이퍼 및 지지 층은 파장 변환 부재들을 형성하도록 다이싱된다(42). 파장 변환 부재는 발광 디바이스에 부착된다. 발광 디바이스에 파장 변환 부재를 부착한 후에, 지지 층이 제거된다.

Description

파장 변환 발광 디바이스를 형성하는 방법{METHOD OF FORMING A WAVELENGTH CONVERTED LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 얇은 파장 변환 요소를 갖는 파장 변환 발광 디바이스를 형성하는 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드들(LED들), 공진 캐비티 발광 다이오드들(RCLED들), 수직 캐비티 레이저 다이오드들(VCSEL들), 및 에지 방출 레이저들을 포함하는 반도체 발광 디바이스들은 현재 가용한 가장 효율적인 광원들 중 하나이다. 가시 스펙트럼에 걸쳐 동작할 수 있는 고 휘도 발광 디바이스들의 제조에서 현재 관심 있는 재료들은 Ⅲ-Ⅴ족 반도체들, 특히 Ⅲ-질화물 재료들이라고도 하는, 갈륨, 알루미늄, 인듐, 및 질소의 2원, 3원, 및 4원 합금들을 포함한다. 전형적으로, Ⅲ-질화물 발광 디바이스들은 금속 유기 화학 증착(MOCVD), 분자 빔 에피택시(MBE), 또는 다른 에피택셜 기술들에 의해 사파이어, 실리콘 탄화물, Ⅲ-질화물, 또는 다른 적합한 기판 상에 상이한 조성들 및 도펀트 농도들의 반도체 층들의 스택을 에피택셜 성장함으로써 제조된다. 스택은 종종 예를 들어, 기판 위에 형성된 Si로 도핑된 하나 이상의 n형 층, n형 층 또는 층들 위에 형성된 활성 영역 내의 하나 이상의 발광 층, 및 예를 들어, 활성 영역 위에 형성된 Mg로 도핑된 하나 이상의 p형 층을 포함한다. 전기 접점들이 n형 및 p형 영역들 상에 형성된다.
LED와 같은 발광 디바이스는 종종 인광체와 같은 파장 변환 재료와 조합된다. 도 1a-1e는 미국 2012/0086028에 보다 상세히 설명된, 파장 변환 칩을 제조하는 데 필요한 공정 단계들을 도시한 측 단면도들이다. 공정은 미국 2012/0086028에서 다음과 같이 설명된다: 파장 변환 칩들을 형성하는 공정의 제1 단계는 도 1a의 측 단면도에 도시한, 기판(100)을 선택하는 것이다. 기판은 파장 변환 층의 후속 퇴적을 위한 물리적 지지를 제공한다. 기판(100)은 하부 표면(120) 및 하부 표면(120)의 맞은 편의 상부 표면(140)을 갖는다. 기판(100)은 중합체 재료 또는 무기 재료일 수 있다. 예를 들어, 단락 77을 참조한다.
다음 공정 단계는 도 1b의 측 단면도에 도시된 바와 같이 기판(100)의 상부 표면(140) 상에 파장 변환 층(200)을 퇴적하는 것이다. 파장 변환 층(200)은 기판(100)의 상부 표면(140)과 직접 접촉하는 하부 표면(220) 및 상부 표면(240)을 갖는다. 파장 변환 층(200)은 파장 변환 재료들로부터 형성된다. 파장 변환 재료들은 제1 파장 변환 범위 내의 광을 흡수하고 제2 파장 범위 내의 광을 방출하고, 여기서 제2 파장 범위의 광은 제1 파장 범위의 광보다 긴 파장들을 갖는다. 파장 변환 재료들은 예를 들어, 인광체 재료들 또는 퀀텀 도트 재료들(quantum dot materials)일 수 있다. 인광체 재료들은 분말들, 세라믹들, 박막 고체들 또는 벌크 고체들의 형태로 있을 수 있다. 예를 들어, 단락들 78 및 79를 참조한다.
다음 공정 단계는 층의 파장 변환 효율을 증가시키기 위해 파장 변환 층(200)을 열적 어닐 또는 복사(radiation) 어닐(300)하고, 또는 인광체 분말의 경우에는, 세라믹 층을 형성하기 위해 분말을 소결하는, 도 1c에 도시된 바와 같은, 선택적인 어닐링 단계이다. 예를 들어, 단락 85를 참조한다.
다음 공정 단계는 파장 변환 층(200)을 복수의 파장 변환 칩(500)으로 세그먼트화하는 것이다. 홈들 또는 통로들(400)은 도 1d의 측 단면도에 도시된 바와 같이 파장 변환 층(200)을 통해 형성된다. 통로들(400)은 정사각형, 직사각형 또는 기타 평면의 기하학적 형상일 수 있는 복수의 파장 변환 칩(500)을 형성하기 위해 2개의 방향에서(단지 하나의 방향만 도시됨) 제조된다. 예를 들어, 단락 88을 참조한다.
마지막 단계는 기판(100)으로부터 복수의 파장 변환 칩(500)을 제거하는 것이다. 예를 들어, 복수의 파장 변환 칩(500)은 도 1e의 측 단면도에 도시된 바와 같이 기판(100)의 상부 표면(140)과의 파장 변환 층(200)의 하부 표면(220)의 점착을 파괴하기 위해 기판(100)을 통해 펄스 레이저 빔(600)을 지향시킴으로써 제거될 수 있다. 예를 들어, 단락 89를 참조한다.
본 발명의 목적은 얇은 파장 변환 부재 및 얇은 파장 변환 부재를 형성하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예들은 발광 디바이스 및 발광 디바이스에 의해 방출된 광의 경로에 배치된 파장 변환 세라믹을 포함한다. 파장 변환 세라믹은 10㎛ 내지 100㎛의 두께를 갖는다.
본 발명의 실시예들에 따른 방법은 파장 변환 세라믹 웨이퍼의 표면 상에 지지 층을 배치하는 단계를 포함한다. 파장 변환 세라믹 웨이퍼 및 지지 층은 파장 변환 부재들을 형성하도록 다이싱된다. 파장 변환 부재는 발광 디바이스에 부착된다. 발광 디바이스에 파장 변환 부재를 부착한 후에, 지지 층이 제거된다.
도 1a, 1b, 1c, 1d, 및 1e는 파장 변환 칩을 제조하는 데 필요한 공정 단계들을 도시한다.
도 2는 파장 변환 세라믹 웨이퍼 및 지지 재료의 부분의 단면도이다.
도 3은 파장 변환 세라믹 웨이퍼 및 지지 재료의 부분의 단면도로, 여기서 파장 변환 세라믹은 지지 재료를 형성한 후에 씨닝된다(thinned).
도 4는 웨이퍼를 다이싱 테이프에 부착하고 웨이퍼를 개개의 파장 변환 부재들로 싱귤레이팅한 후의 파장 변환 세라믹 웨이퍼 및 지지 재료의 부분의 단면도이다.
도 5는 Ⅲ-질화물 LED의 한 예를 도시한다.
도 6은 마운트들의 타일의 부분의 단면도이다. 2개의 LED가 타일 상에 마운트된다.
도 7은 2개의 LED 각각에 개개의 파장 변환 부재들을 부착한 후의 도 6의 구조체를 도시한다.
도 8은 LED들 사이에 반사 층을 형성한 후의 도 7의 구조체를 도시한다.
도 9는 개개의 파장 변환 부재들로부터 지지 재료를 제거한 후의 도 8의 구조체를 도시한다.
도 10은 반사 층을 씨닝한 후의 도 9의 구조체를 도시한다.
파장 변환 세라믹들은 다른 특성들 중에서, 그들의 강건성 및 취급의 용이성으로 매력적이다. 현재의 파장 변환 세라믹들의 한가지 단점은 현재의 최소 제조가능한 두께가 일부 응용들에서 바람직한 것보다 두껍다는 것이다. 예를 들어, 더 얇은 파장 변환 세라믹들은 발광 디바이스의 선속(flux)을 개선시킬 수 있다.
그들이 그 위에 배치되는 LED들과 같은, 파장 변환 세라믹들은 종종 정사각형이다. 예를 들어, 100㎛보다 얇은 정사각형 파장 변환 세라믹들은 제조 중의 파손 및 생산량 손실로 인해 상업적으로 실행 가능한 옵션이지는 않았다. 정사각형 파장 변환 세라믹들은 또한 어레이의 X축을 따라 LED들 간의 영역들 내에서의 광 세기의 저하의 단점을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예들은 얇은 파장 변환 부재들을 제조하는 방법들을 포함한다. 아래의 설명에서 파장 변환 부재들이 세라믹이지만, 임의의 적합한 사전-형성된 파장 변환 요소가 사용될 수 있다. 적합한 비세라믹 사전-형성된 파장 변환 요소들의 예들은 롤링되거나, 캐스팅되거나, 또는 다른 방식으로 시트로 형성된 다음에, 도 4에 설명된 것과 같이 개개의 작은 판들로 싱귤레이팅되는 실리콘 또는 유리와 같은 투명 재료에 배치되는 분말 인광체들을 포함한다. 파장 변환 부재들은 정사각형, 직사각형, 다각형, 육각형, 원형, 또는 기타 적합한 형상일 수 있다. 일부 실시예들에서, 비정사각형 파장 변환 부재들은 위에 설명된 바와 같이, 정사각형 파장 변환 부재들과 관련된 광 세기의 저하를 잠재적으로 제거함으로써, 정사각형 파장 변환 부재들보다 성능 개선들을 제공할 수 있다.
파장 변환 요소들은 예를 들어, 통상적인 인광체들, 유기 인광체들, 퀀텀 도트들, 유기 반도체들, Ⅱ-Ⅵ 또는 Ⅲ-Ⅴ 반도체들, Ⅱ-Ⅵ 또는 Ⅲ-Ⅴ 반도체 퀀텀 도트들 또는 나노크리스털들, 염료들, 중합체들, 또는 발광하는 다른 재료들일 수 있는 파장 변환 재료를 포함한다. 파장 변환 재료는 LED에 의해 방출된 광을 흡수하고 하나 이상의 상이한 파장의 광을 방출한다. LED에 의해 방출된 비변환된 광은 종종 구조체로부터 추출된 광의 최종 스펙트럼의 일부이지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 일반적인 조합들의 예들은 황색-방출 파장 변환 재료와 조합된 청색-방출 LED, 녹색- 및 적색-방출 파장 변환 재료들과 조합된 청색-방출 LED, 청색- 및 황색-방출 파장 변환 재료들과 조합된 UV-방출 LED, 및 청색-, 녹색-, 및 적색-방출 변환 재료들과 조합된 UV-방출 LED를 포함한다. 다른 색들의 광을 방출하는 파장 변환 재료들이 구조체로부터 추출된 광의 스펙트럼을 맞추도록 추가될 수 있다.
도 2, 3, 및 4는 본 발명의 실시예들에 따른 얇은 세라믹 파장 변환 부재들을 제조하는 것을 도시한다. 도 6, 7, 8, 및 9는 LED와 같은 디바이스에 얇은 세라믹 파장 변환 부재를 부착하는 것을 도시한다.
도 2는 한 표면이 지지 재료(32)로 덮인 파장 변환 세라믹 웨이퍼(30)의 부분을 도시한다.
파장 변환 세라믹 웨이퍼(30)는 임의의 적합한 기술에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 파장 변환 세라믹 웨이퍼(30)는 분말 인광체(들) 또는 분말 인광체 전구체들을 혼합하고, 그 혼합물을 웨이퍼 내로 압축하고, 웨이퍼를 소결한 다음에, 예를 들어 그라인딩에 의해, 웨이퍼를 원하는 두께로 씨닝함으로써 형성될 수 있다.
웨이퍼는 다수의 씨닝 단계들에서 씨닝될 수 있다. 다수의 씨닝 단계들은 상이한 그라인딩 조건들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 제1 그라인딩 단계는 보다 거친 그라인딩 그릿을 사용할 수 있고, 제2 그라인딩 단계는 보다 미세한 그라인딩 그릿을 사용할 수 있다. 한 예에서, 웨이퍼는 먼저 거친 그라인딩 그릿으로 800㎛의 두께로부터 500㎛ 미만의 두께(예를 들어, 300㎛의 두께)로 씨닝될 수 있다. 제2 그라인딩 단계에서, 웨이퍼는 보다 미세한 그라인딩 그릿으로 500㎛ 미만의 두께로부터 200㎛ 미만의 두께(예를 들어, 100㎛ 이하의 두께)로 씨닝될 수 있다.
세라믹 웨이퍼(30)의 한 표면은 지지 재료(32)로 덮인다. 지지 재료(32)는 예를 들어, 다이싱 중에, 수율을 개선시키도록 파손을 줄임으로써, 세라믹 웨이퍼(30)를 보호하는 재료이다. 지지 재료가 예를 들어, 세라믹 웨이퍼를 다이싱 한 후에 또는 세라믹 요소를 LED에 부착한 후에, 세라믹 웨이퍼로부터 제거되는 실시예들에서, 지지 재료(32)는 또한 쉽게 제거되도록 선택될 수 있다. 임의의 적합한 재료가 지지 재료(32)용으로 사용될 수 있다. 한 예는 예를 들어, 웨이퍼 상으로 스핀 캐스팅한 후에 사용된 중합체에 특정된 저온 중합체 경화를 하는 것을 포함하는 임의의 적합한 기술에 의해 형성될 수 있는 중합체 재료이다. 또 하나의 예는 유리 지지 재료가 세라믹 웨이퍼(30)로부터 제거될 수 있도록 형성된 유리이다.
일부 실시예들에서, 지지 재료(32)는 도 3에 도시된 바와 같이, 웨이퍼가 씨닝되기 전에 세라믹 웨이퍼(30) 상에 형성된다. 지지 재료(32)는 최종 두께보다 큰 두께(34)를 갖는 세라믹 웨이퍼 상에 형성된다. 지지 재료(32)를 형성한 후에, 세라믹 웨이퍼(30)는 웨이퍼의 부분(36)을 제거함으로써, 최종 두께로 씨닝될 수 있다. 다수의 씨닝 단계들을 갖는 실시예들에서, 지지 재료는 임의의 씨닝 단계들 전에, 또는 씨닝 단계들 사이에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 씨닝 단계들을 갖는 전술한 실시예들에서, 일부 실시예들에서 중합체 지지 재료(32)는 800㎛로부터 300㎛로 두께를 감소시키는 제1의 거친 그라인드 후이지만 300㎛로부터 100㎛ 이하로 두께를 감소시키는 제2의 미세한 그라인드 전에 세라믹 웨이퍼 상에 스핀 캐스팅(spin cast)된다. 지지 재료(32)가 형성되는 세라믹 웨이퍼(30)의 측면은 씨닝되지 않고, 지지 재료(32)의 맞은 편의 세라믹 웨이퍼(30)의 측면만이 도 3에 도시된 바와 같이 씨닝된다.
일부 실시예들에서, 세라믹 웨이퍼(30)는 테이프 캐스팅에 의해 형성되는데, 여기서 세라믹 및 인광체의 슬러리는 특정한 형상의 얇은 시트 내로 캐스팅되고 다음에 소결된다. 테이프 캐스팅 이후에, 중합체와 같은 지지 재료(32)는 웨이퍼 상으로 스핀 캐스팅된 후에 중합체를 안정화시키기 위해 저온 중합체 경화할 수 있게 되어서, 결국 도 2에 도시된 구조체를 생성한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 지지 재료(32)가 세라믹 웨이퍼(30)에 도포된 후에, 구조체는 다이싱에 적합한 기판 막(38) 상에 놓여진다. 기판 막(38)은 다이싱 테이프 또는 기타 적합한 구조체일 수 있다. 기판 막(38)은 일반적으로 지지 재료(32) 맞은 편의 세라믹 웨이퍼(30)의 표면에 부착된다. 예를 들어, 중합체 지지 재료(32) 및 다이싱 테이프 기판 막(38)의 경우에, 다이싱 테이프에 대한 중합체 친화력은 전형적으로 높고, 나중에 제거하기가 어렵기 때문에, 세라믹 웨이퍼(30)는 세라믹 웨이퍼(30) 표면이 중합체 지지 재료(32) 대신에, 테이프(38)에 터치하게 하도록 배향된다.
세라믹 웨이퍼(30)가 기판 막(38)에 부착되고 나서, 세라믹 웨이퍼(30)와 지지 재료(32)는 예를 들어, 소잉(sawing)과 같은 임의의 적합한 기술에 의해 개개의 파장 변환 부재들로 분리될 수 있다. 도 4에 도시된 구조체는 3개의 개개의 파장 변환 부재들(40A, 40B, 및 40C)을 형성하기 위해 영역들(42)에서 컷팅함으로써 분리된다. 임의의 적합한 다이싱 또는 컷팅 기술이 사용될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 다이싱은 기판 막(38) 전체를 통한 컷팅 없이, 세라믹 웨이퍼(30) 및 지지 재료(32)를 통해 컷팅할 수 있다. 다이싱 이후에, 개개의 파장 변환 부재들은 정사각형, 직사각형, 또는 기타 적합한 형상일 수 있다. 직사각형 파장 변환 부재들을 사용하는 한 가지 장점은 어레이로 배열된 다수 디바이스들을 가로지르는 루멘 세기 프로필의 개선이다. 직사각형 파장 변환 부재들은 또한 정사각형 파장 변환 부재들에 비해, 개선된 선속을 나타낼 수 있다.
지지 재료(32)는 깨지기 쉬운 얇은 세라믹 웨이퍼를 지지하여, 130㎛ 이하의 두께를 갖는 웨이퍼들이 감소된 파손 및 개선된 수율로 다이싱되게 한다. 세라믹 웨이퍼(30)는 일부 실시예들에서 적어도 10㎛ 두께, 일부 실시예들에서 130㎛ 두께 이하, 일부 실시예들에서 적어도 30㎛ 두께, 일부 실시예들에서 100㎛ 두께 이하, 일부 실시예들에서 적어도 50㎛ 두께, 및 일부 실시예들에서 70㎛ 두께 이하이다.
파장 변환 부재들과 분리하여, LED들 또는 다른 적합한 디바이스들이 형성된다. 적합한 Ⅲ-질화물 LED의 한 예가 도 5에 도시된다.
아래의 예들에서 반도체 발광 디바이스들이 청색 또는 UV 광을 방출하는 Ⅲ-질화물 LED들이지만, 레이저 다이오드들 및 다른 Ⅲ-Ⅴ 재료들, Ⅲ-인화물들, Ⅲ-비소화물들, Ⅱ-Ⅵ 재료들, ZnO, 또는 Si-기반 재료들과 같은 다른 재료 계들로 이루어진 반도체 발광 디바이스들과 같은 LED들 이외의 반도체 발광 디바이스들이 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 Ⅲ-질화물 LED(1)를 도시한다. 임의의 적합한 반도체 발광 디바이스가 사용될 수 있고 본 발명의 실시예들은 도 5에 도시된 디바이스로 제한되지 않는다. 도 5의 디바이스는 본 기술 분야에 공지된 바와 같이 성장 기판(10) 상에 Ⅲ-질화물 반도체 구조체를 성장함으로써 형성된다. 성장 기판은 종종 사파이어이지만 예를 들어, SiC, Si, GaN과 같은 임의의 적합한 기판, 또는 합성 기판일 수 있다. Ⅲ-질화물 반도체 구조체가 그 위에 성장하는 성장 기판의 표면은 성장 전에 패턴되거나, 거칠어지거나, 또는 결이 생길 수 있어서, 디바이스로부터의 광 추출을 개선시킬 수 있다. 성장 표면의 맞은 편의 성장 기판의 표면(즉, 광의 대부분이 플립 칩 구성에서 추출되는 표면)은 성장 전 또는 후에 패턴되거나, 거칠어지거나, 또는 결이 생길 수 있어서, 디바이스로부터의 광 추출을 개선시킬 수 있다.
반도체 구조체는 n형 영역과 p형 영역 사이에 샌드위치된 발광 또는 활성 영역을 포함한다. n형 영역(16)은 먼저 성장할 수 있고 예를 들어, 버퍼 층들 또는 핵형성 층들, 및/또는 n형 또는 의도적으로 도핑되지 않을 수 있는, 성장 기판의 제거를 용이하게 하기 위해 설계된 층들과 같은 준비 층들, 및 광을 효율적으로 방출하기 위해 발광 영역을 위해 바람직한 특정한 광학적, 물질적, 또는 전기적 특성들을 위해 설계된 n형 또는 심지어 p형 디바이스 층들을 포함하는, 상이한 조성들 및 도펀트 농도의 다수의 층들을 포함할 수 있다. 발광 또는 활성 영역(18)은 n형 영역 위에 성장한다. 적합한 발광 영역들의 예들은 단일의 두껍거나 얇은 발광 층, 또는 장벽 층들에 의해 분리된 다수의 얇거나 두꺼운 발광 층들을 포함하는 다수의 퀀텀 웰 발광 영역을 포함한다. p형 영역(20)은 다음에 발광 영역 위에 성장할 수 있다. n형 영역과 마찬가지로, p형 영역은 의도적으로 도핑되지 않은 층들, 또는 n형 층들을 포함하는, 상이한 조성, 두께, 및 도펀트 농도의 다수의 층들을 포함할 수 있다.
성장 후에, p-접점은 p형 영역의 표면 상에 형성된다. p-접점(21)은 종종 반사 금속 또는 반사 금속의 일렉트로마이그레이션을 방지 또는 감소시킬 수 있는 가드(guard) 금속과 같은 다수의 도전 층들을 포함한다. 반사 금속은 종종 은이지만 임의의 적합한 재료 또는 재료들이 사용될 수 있다. p-접점(21)을 형성한 후에, p-접점(21), p형 영역(20), 및 활성 영역(18)의 부분은 n-접점(22)이 형성되는 n형 영역(16)의 부분을 노출하도록 제거된다. n- 및 p- 접점들(22 및 21)은 실리콘의 산화물과 같은 유전체 또는 기타 적합한 재료로 채워질 수 있는 갭(25)에 의해 서로 전기적으로 분리된다. 다수의 n-접촉 비아들이 형성될 수 있고; n- 및 p- 접점들(22 및 21)은 도 5에 도시된 배열로 제한되지 않는다. n- 및 p- 접점들은 본 기술 분야에 공지된 바와 같이, 유전체/금속 스택과의 본드 패드들을 형성하기 위해 재분배될 수 있다.
LED(1)와의 전기적 접속들을 형성하기 위해서, 하나 이상의 인터커넥트들(26 및 28)이 n- 및 p- 접점들(22 및 21) 상에 형성되거나 그들에 전기적으로 접속된다. 인터커넥트(26)는 도 5에서 n-접점(22)에 전기적으로 접속된다. 인터커넥트(28)는 p-접점(21)에 전기적으로 접속된다. 인터커넥트들(26 및 28)은 n- 및 p- 접점들(22 및 21)로부터 전기적으로 분리되고 서로 유전체 층(24) 및 갭(27)에 의해 분리된다. 인터커넥트들(26 및 28)은 예를 들어, 솔더, 스터드 범프들, 금 층들, 또는 기타 적합한 구조체일 수 있다.
기판(10)은 씨닝되거나 전체적으로 제거될 수 있다. 일부 실시예들에서, 씨닝에 의해 노출된 기판(10)의 표면은 광 추출을 개선시키도록 패턴되거나, 결이 생기거나, 또는 거칠어질 수 있다.
많은 개개의 LED들은 단일 웨이퍼 상에 형성된 다음에 디바이스들의 웨이퍼로부터 다이싱된다. 임의의 적합한 디바이스가 사용될 수 있다. 본 발명은 도 5에 도시된 특정한 LED로 제한되지 않는다. LED들은 다음 도면들에서 블록(1)으로 표시된다.
도 6은 개개의 마운트들의 타일(44) 상에 마운트된 다수의 LED들을 도시한다. 도 6에 도시된 LED들은 도 5에 도시된 배향에 대해 뒤집혀 있어서, 인터커넥트들(26 및 28)은 타일(44) 상에 배치되고, 광은 기판(10)을 통해 추출된다. 타일(44)은 예를 들어, 금속, 세라믹, 또는 기타 적합한 재료일 수 있다. LED들(1)은 예를 들어, 솔더, 금속 인터커넥트들, 금-금 인터커넥트들, 스터드 범프들, 또는 기타 적합한 기술 또는 구조체에 의해, 타일(44)에 부착될 수 있다. 단지 2개의 LED들(1A 및 1B)이 간단히 하기 위해 도시되지만, 타일(44)은 많은 LED들을 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 7에서, 개개의 파장 변환 요소들(40A 및 40B)이 LED들(1A 및 1B)에 부착된다. 개개의 파장 변환 요소들은 도 4에 도시된 파장 변환 요소들일 수 있다. 파장 변환 요소들(40A 및 40B)은 임의의 적합한 기술에 의해 LED들(1A 및 1B)에 부착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 예를 들어, 실리콘과 같은 접착제(46)가 LED들 상에 또는 파장 변환 요소들 상에 디스펜스된 다음에, 파장 변환 요소는 도 4의 기판 막(38)으로부터 제거되고 도 7의 LED 상에 배치된다. LED들(1A 및 1B)은 파장 변환 요소들(40A 및 40B)과 동일한 형상(즉, 직사각형 파장 변환 요소들은 직사각형 LED들에 부착될 수 있다), 또는 상이한 형상일 수 있다(즉, 직사각형 파장 변환 요소들은 정사각형 LED들 또는 다른 형상들의 LED들에 부착될 수 있다).
도 8에서, 반사 재료(48)가 LED들 간의 영역들 내에 형성된다. 예를 들어, 몰드가 타일(44) 위에 배치될 수 있다. 몰드는 LED들(1A, 1B)의 형상에 대응하는 오목 자국들을 포함할 수 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 매트릭스 재료(종종 실리콘, 에폭시, 또는 유리이지만, 임의의 적합한 재료가 사용될 수 있다)와 반사 입자들(종종 TiO2이지만 임의의 적합한 재료가 사용될 수 있다)의 점성 혼합물인 몰딩 복합물(molding compound)이 몰드를 채우기 위해 몰드 위에 배치된다. 타일(44)과 LED들(1A, 1B)과 몰드가 압력하에서 합쳐져서 LED들(1A, 1B)이 몰딩 복합물 내에 담겨진다. 몰드와 타일 사이에 진공이 생성될 수 있다. 몰딩 복합물은 가열 등에 의해 경화된다. 타일과 몰드는 다음에 분리된다. 경화된 몰딩 복합물은 예를 들어, 가열 또는 자외선 복사선에 노출하는 것에 의해 더 경화될 수 있다. 경화 후에, 몰딩 복합물은 일반적으로, 반사성, 백색, 및 불투명할 수 있다.
일부 실시예들에서, 몰딩 복합물보다는, 졸 겔 재료가 사용된다. 이러한 실시예들에서, 반사 입자들과 졸 겔 액체의 혼합물이 LED들(1A, 1B) 위에 디스펜스될 수 있고, 다음에 물이 졸 겔 액체로부터 증발되어, 본질적으로 실리케이트 망 내에 매립된 반사 입자들을 갖는 유리인 실리케이트 망을 남긴다.
일부 실시예들에서, 높은 열전도율, 예를 들어; 투명 재료 및/또는 반사 입자들보다 높은 열전도율을 갖는 재료가 혼합물에 첨가될 수 있다. 예를 들어, 높은 열전도율을 갖는 재료는 약 0.1 - 0.2W/mK의 열전도율을 가질 수 있는, 일반적인 실리콘 재료들의 것보다 높은 열전도율을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 반사 재료는 몰딩 중에 LED들(1A, 1B)의 상부들 위에 배치된다. 과잉 반사 재료는 웨트 비트 블래스팅 또는 기타 적합한 기술에 의해 제거될 수 있다. 과잉 반사 재료를 제거한 후에, 파장 변환 요소들(40A 및 40B)의 상부들(50)이 노출된다.
도 9에서, 지지 재료(32)는 각각의 파장 변환 부재(40A, 40B)로부터 제거된다. 지지 재료는 임의의 적합한 기술에 의해 제거될 수 있다. 지지 재료가 하나 이상의 탄소 함유 중합체인 실시예들에서, 지지 재료는 오존 플라즈마 처리들에 의해 제거될 수 있다. 활성화된 산소는 중합체와 반응하여 CO2를 생성하므로, 중합체를 파괴 및 제거한다. 이 공정을 "애싱"이라고 하고 중합체 포토 레지스트를 제거하는 반도체 산업에 널리 공지되어 있다. 애싱 레시피들은 전형적으로 불활성 가스들(Ar, N2 등) 및 산소 플라즈마 둘 다를 가진다.
지지 재료(32)를 제거하면 각각의 파장 변환 세라믹(30)의 상부 표면(52)이 노출된다. 일부 실시예들에서, 지지 재료가 파장 변환 요소(40A, 40B)의 주변 주위에 반사 재료의 가장자리 또는 테두리를 발생하기에 충분히 두꺼우면, 과잉 재료는 예를 들어, 비드 블래스팅에 의해 제거될 수 있다. 과잉 재료를 제거한 후에, 도 10에 도시된 바와 같이, 반사 재료(48)의 상부 표면(56)은 각각의 파장 변환 세라믹(30)의 상부 표면(52)과 실질적으로 동일한 높이에 있다.
도 10에 도시된 구조체는 인접한 LED들 간의 영역(54)에서 타일(44) 및 반사 재료(48)를 통해 컷팅함으로써 개개의 디바이스들 또는 디바이스들의 어레이 또는 다른 그룹들로 분리될 수 있다.
본 발명을 상세히 설명하였지만, 본 기술 분야의 통상의 기술자는 본 개시 내용이 주어지는 경우, 여기에 설명된 발명 개념의 취지에서 벗어나지 않고서 수정들이 이루어질 수 있다는 것을 알 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 도시되고 설명된 특정한 실시예들로 제한되는 것으로 의도되지 않는다.

Claims (15)

  1. 발광 디바이스; 및
    상기 발광 디바이스에 의해 방출된 광의 경로에 배치된 파장 변환 세라믹
    을 포함하고, 상기 파장 변환 세라믹은 10㎛ 내지 100㎛의 두께를 갖는 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 파장 변환 세라믹은 50㎛ 내지 70㎛의 두께를 갖는 디바이스.
  3. 제1항에 있어서, 상기 발광 디바이스 주위에 배치된 반사 재료를 더 포함하고, 상기 반사 재료의 상부 표면은 상기 파장 변환 세라믹의 상부 표면과 동일한 높이에 있는 디바이스.
  4. 제1항에 있어서, 상기 파장 변환 세라믹은 상기 발광 디바이스와 별도로 형성된 사전-형성된 부재인 디바이스.
  5. 파장 변환 세라믹 웨이퍼의 표면 상에 지지 층을 배치하는 단계;
    파장 변환 부재들을 형성하도록 상기 파장 변환 세라믹 웨이퍼 및 상기 지지 층을 다이싱(dicing)하는 단계;
    파장 변환 부재를 발광 디바이스에 부착하는 단계; 및
    상기 파장 변환 부재를 상기 발광 디바이스에 부착한 후에, 상기 지지 층을 제거하는 단계
    를 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 파장 변환 세라믹 웨이퍼의 상기 표면 상에 상기 지지 층을 배치한 후에 상기 파장 변환 세라믹 웨이퍼를 씨닝(thinning)하는 단계를 더 포함하는 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 파장 변환 세라믹 웨이퍼는 100㎛ 미만의 두께를 갖는 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 파장 변환 세라믹 웨이퍼의 상기 표면 상에 상기 지지 층을 배치하는 단계는 상기 파장 변환 세라믹 웨이퍼의 상기 표면 상에 중합체 층을 스핀 캐스팅(spin casting)하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 지지 층을 제거하기 전에 상기 발광 디바이스 주위에 반사 재료를 배치하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 지지 층을 제거한 후에 상기 반사 재료의 부분을 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제5항에 있어서, 상기 지지 재료는 중합체를 포함하고, 상기 지지 층을 제거하는 단계는 오존 플라즈마 처리(ozone plasma treatment)로 제거하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제5항에 있어서, 상기 파장 변환 부재는 직사각형인 방법.
  13. 파장 변환 세라믹 웨이퍼를 제1 씨닝 공정에서 500㎛ 미만의 두께로 씨닝하는 단계;
    파장 변환 세라믹 웨이퍼의 표면 상에 지지 층을 배치하는 단계;
    상기 파장 변환 세라믹 웨이퍼의 표면 상에 상기 지지 층을 배치한 후에, 상기 파장 변환 세라믹 웨이퍼를 제2 씨닝 공정에서 200㎛ 미만의 두께로 씨닝하는 단계
    를 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    파장 변환 부재들을 형성하도록 상기 파장 변환 세라믹 웨이퍼 및 상기 지지 층을 다이싱하는 단계;
    파장 변환 부재를 발광 디바이스에 부착하는 단계; 및
    상기 파장 변환 부재를 상기 발광 디바이스에 부착한 후에, 상기 지지 층을 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 지지 층을 제거하기 전에 상기 발광 디바이스 주위에 반사 재료를 배치하는 단계; 및 상기 지지 층을 제거한 후에 상기 반사 재료의 부분을 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.
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