KR20200007739A

KR20200007739A - 발광소자의 제조방법 및 발광소자

Info

Publication number: KR20200007739A
Application number: KR1020190084662A
Authority: KR
Inventors: 요시미 시오야; 오상묵
Original assignee: 나노마테리얼 레버러토리 코., 엘티디.; 이영주; 주식회사 에이오이티
Priority date: 2018-07-13
Filing date: 2019-07-12
Publication date: 2020-01-22
Also published as: KR102630418B1; JP2020013811A

Abstract

디스플레이용 마이크로 LED는 기판의 휨이 큰 것이 원인이 되어, 디스플레이 배선용 기판에 하나씩 이동 배치해야 하며, 이는 매우 비 효율적이므로 반드
시 기판마다 일괄 전송(Pick and Place)을 구현해야 한다. 본 발명에서는 청색 마이크로 LED에 적색 형광층 패턴, 녹색 형광층 패턴 및 투명 절연층 패턴을 형성하고, 적색 발광소자, 녹색 발광소자, 청색 발광소자를 세트로 한 발광소자를 Si 기판 상에 형성하는 경우, Si 기판의 양면에 SiC층, GaN 버퍼층 및 GaN 에피텍셜 층 등을 형성하고, Si 기판의 휨을 최소화하고 표면에 청색 마이크로 LED를 형성한 후 뒷면의 막 및 Si 기판을 제거하고, Si 기판의 휨이 없는 상태로, Si 기판을 전체 디스플레이 배선용 기판에 이동 배치하여 작업의 효율화를 도모한다.

Description

발광소자의 제조방법 및 발광소자{LIGHT EMITTING ELEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 발광소자 및 발광소자의 제조방법에 관한 발명이다. 보다 상세하게는, 발광소자의 기판별, 혹은 블록(Block) 별 일괄전사(Pick and Place)를 이용하는 발광소자의 제조방법 및 이와 같은 방법으로 제조된 발광소자에 관한 것이다.

현재까지는 디스플레이(Display)의 종류는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display : LCD)와 유기 발광 다이오드(Organic LED : OLED)가 있다. 디스플레이로 LED가 현재 조명분야에서 광범위하게 사용되고 있으며, 최근 들어 마이크로 LED가 개발되어 디스플레이로 이용되기 시작하고 있다.

JP 특개평 2018-010309A

종래 마이크로 LED는 LED의 결정성이 양호하게 하는 목적으로 Si 기판의 표면에 우선적으로 GaN 버퍼층을 5 내지 10 마이크로(μm)의 특별한 막을 형성한 다음 그 위에 GaN 에피텍셜(Epitaxial) 층을 형성시켜 마이크로 LED를 제조하는 방법을 이용하였다. 에피택셜이란 반도체를 제작하기 위해 표면에 단결정을 성장시키는 공정이다. 따라서 표면에 형성된 GaN 버퍼층과 GaN 에피텍셜 층 간에 스트레스(Stress)가 발생하여, 웨이퍼가 휘어지게 된다. 그 결과 마이크로 LED의 크기와 위치의 정확도가 균일한 패턴을 얻기가 어려운 문제가 있었다. 또한, 마이크로 LED를 배선용 기판에 일괄전사(Pick and Place) 시키는 것도 어려웠다.

또한, 선행기술문헌으로 첨부한 종래의 기술은 디스플레이용 기판이 마이크로 LED 칩이 한 개의 칩씩 이동 배치를 하는 방식을 사용하여 매우 긴 작업시간이 필요하였다. 심지어 다수의 칩을 처리할 경우에는 전체의 칩의 위치가 완전히 정확하거나 동일하게 작업하는 것이 불가능하였다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 적색, 녹색 및 청색의 마이크로 LED로 이루어진 발광소자의 제조방법에서 포토리소그라피(Photolithography) 공정을 원활하게 수행하기 위해 최소한의 휨을 제어시켜 동시에 반도체 기판별, 혹은 블록( Block)마다 적색, 녹색 및 청색의 마이크로 LED를 준비하여 일괄전사(Pick and Place)를 실현할 수 있다.

본 출원의 청구항 1에 기재된 제조방법은 반도체 기판의 양면에 SiC 층 및 GaN 버퍼층을 각각의 순차적으로 형성시켜 상기 반도체 기판의 휨을 최소로 감소시켜서 기판 표면에 GaN 에피텍셜 층을 형성하는 공정이다.

상기 반도체 기판 표면의 상기 SiC 층 및 상기 GaN 버퍼층 상에 적색 마이크로 LED, 녹색 마이크로 LED 및 청색 마이크로 LED로 이루어지는 발광소자를 형성하는 공정, 상기 반도체 기판 배면(뒷면)에 GaN 버퍼층, SiC 층, 또 상기 반도체 기판을 백 그라인딩(Back grinding, 연삭) 하는 공정, 상기 적색 마이크로 LED, 상기 녹색 마이크로 LED, 상기 청색 마이크로 LED의 발광소자를 반도체 기판별, 혹은 블록(Block)마다 디스플레이 배선 기판으로 이동 배치하는 공정, 상기 디스플레이용 배선 기판에 이동 배치한 상태에서 상기 반도체 기판의 잉여( 필요 없는 나머지 부분 )를 즉, 상기 반도체 기판 표면의 상기 SiC 층 및 상기 GaN 버퍼층을 제거하는 공정, 상기 적색 마이크로 LED, 상기 녹색 마이크로 LED, 상기 청색 마이크로 LED의 발광소자 패턴 간 층간 절연층을 형성하는 공정, 노출된 LED, 상기 청색 마이크로 LED의 상기 발광소자의 배면에 투명 전극 층 패턴을 형성하는 공정, 상기 투명 전도층 패턴 상에 적색 형광층 패턴과 녹색 형광층 패턴 및 투명 절연층 패턴을 형성하는 공정을 구비하여 발광소자의 제조방법을 제공하여 상기 과제를 해결한다.

본 출원의 청구항 1에 기재된 발광소자의 제조방법은 반도체 기판 표면에 청색 마이크로 LED를 형성한 후 상기 청색 마이크로 LED 상에 각각의 적색 형광층 패턴과 녹색 형광층 패턴 및 투명 절연층 패턴을 형성하고 적색 발광소자, 녹색 발광소자, 청색 발광소자를 형성하고, 상기 적색 발광소자, 상기 녹색 발광소자 및 상기 청색 발광소자들을 한 벌(묶음)씩으로 발광소자를 완성한다. 이러한 발광소자는 상기 청색 마이크로 LED 상에 각각의 상기 적색 형광층 패턴과 상기 녹색 형광층 패턴, 그리고 상기 절연층 패턴을 형성하고, 형성된 상기 적색 발광소자와 상기 녹색 발광소자, 상기 청색 발광소자들을 한 벌씩 저렴하게 완성할 수 있다.

도 1에 도시된 반도체 기판을 준비하여 도 2와 같이 상기 반도체 기판의 양면에 에치 스탑(Etch Stop, 식각 공정에서 더 이상 식각이 되지 않도록 형성된 층)용과 GaN 에피텍셜 층의 결정성을 향상시킬 수 있는 SiC 층, 또한 GaN 에피텍셜 층의 결정성을 향상시킬 수 있는 GaN 버퍼층을 형성할 수 있다. 상기 반도체 기판의 양면에 상기 SiC 층과 상기 GaN 버퍼층을 형성하는 이유는 상기 반도체 기판의 휨을 극도로 작게 하기 위함이다. 도 3에 도시되는 상기 반도체 기판의 표면에 GaN 에피텍셜 층위에 p형 GaN층과 퀀텀웰(Quantum Well)층, ｎ형 GaN층을 형성한다.

도 4에 도시되어 있는 상기 청색 마이크로 LED를 제조하는 경우 배면에도 상기 SiC 층 및 상기 GaN 버퍼층 등이 동일한 두께로 존재하여 상기 반도체 기판의 휨을 극도로 작게 할 수 있다. 종래에 문제가 되었던 마이크로 LED 패턴 형성을 위한 포토리소그리피 공정에서 반도체 기판이 크게 휘어 있어서 반도체 기판이 놓이는 노광 스테이지에 완전 평탄 흡착이 되지 못했던 문제를 해결할 수 있어 마이크로 LED 패턴의 크기와 위치의 정확도를 확실히 제어하여 형성할 수 있다.

종래는 반도체 기판의 표면의 한 면만 GaN 버퍼층과 GaN 에피텍셜 층 등을 형성시켜 웨이퍼가 크게 휘어서 결국 노광 스테이지에 강제적으로 흡착시켜도 반도체 기판이 휘어 있어서 마이크로 LED 패턴의 위치와 정확도가 균일하지 못하여 제조상 결함이 발생하는 문제가 있다.

이상의 이유로 종래 반도체 기판에 블록(Block) 별 일괄전사(Pick and Place)가 마이크로 LED의 위치가 맞지 않아 불량률이 높아지는 문제가 있다.

본 발명은 도 5와 같이 상기 청색 마이크로 LED 패턴을 형성시킨 후 배면 스트레스(Stress)는 표면의 스트레스(Stress)와 동일하게 존재하기 때문에 휨의 문제가 해방된다. 따라서 도 6, 도 7과 같이 상기 반도체 기판의 배면에 상기 GaN 버퍼층, 상기 SiC 층 및 상기 반도체 기판의 배면을 백 그라인딩(Back grinding)하면 배면 스트레스(Stress)는 사라진다. 상기 반도체 기판을 백 그라인딩 하는 이유는 상기 청색 마이크로 LED으로 된 블록(Block)을 절단하여 디스플레이 보드의 적당한 위치에 이동 배치가 쉽게 하기 위함이다.

그리고 도 24와 같이 상기 청색 마이크로 LED를 반도체 기판에서 블록 (Block) 별로 절단하여 찝어내는 것을 도시한 것이다. 이렇게 한 후 도 25와 같이 상기 반도체 기판의 블록(Block)을 뒤집어서 도 27과 같이 디스플레이용 배선 기판을 준비하여 도 28과 같이 상기 디스플레이용 배선 기판에 위치를 서로 마주보게 일치시켜 전극끼리 전류가 통하게 접합시키는 것이다. 도 29는 상기 청색 마이크로 LED의 상기 반도체 기판 블록(Block)을 디스플레이 배선용 기판에 이동 배치한 상태를 도시한다. 도 30과 같이 상기 반도체 블록(Block)마다 상기 청색 마이크로 LED를 상기 디스플레이용 기판에 이동 배치 공정 후 상기 반도체 기판의 배면을 제거하기 위해 구조 전체에 포토레지스트(Photoresist) 혹은 절연층을 도포한다.

그리고 도 31과 같이 디스플레이 장치에 필요하지 않은 부분을 상기 반도체 기판의 배면의 상기 SiC 층과 상기 GaN 버퍼층을 플라즈마 에칭(Plasma Etching ) 혹을 ? 에칭(Wet Etching)을 통해 제거한다. 이렇게 한 후 도 32와 같이 상기 청색 마이크로 LED 패턴 간에 층간 절연막을 형성한다. 그 다음 도 33과 같이 노출된 상기 청색 마이크로 LED의 배면 투명 도전체층 패턴을 형성시켜 도 34와 같이 상기 투명 도전체층 상에 적색 형광층 패턴과 녹색 형광층 패턴 및 투명 녹색 패턴을 행성하고 도 35와 같이 도출된 전극 위에 상기 층간 절연막을 제거하여 적색 발광소자, 녹색 발광소자 및 청색 발광소자로 이루어지는 발광소자를 제작하여 디스플레이를 완성한다.

이렇게 휨이 적은 기판을 사용하여 포토리소그라피(Photolithograph) 공정을 정확하게 청색 마이크로 LED를 형성시켜서 반도체 기판별 블록(Block)마다 디스플레이용 배선 기판에 일괄전사(Pick and Place)를 쉽게 할 수 있게 되어 이동 배치 작업의 효율이 향상된다. 적색 발광소자, 녹색 발광소자 및 청색 발광소자의 하부 전극, 상부 투명 전극 간 전압을 인가하여 적색 발광소자, 녹색 발광소자 및 청색 발광소자의 광 강도(Photo Intensity)를 조정하고 디스플레이에 합당한 색의 광을 발광할 수 있도록 조정한다. 형광층은 청색 LED 상의 형성과 적색 및 녹색 발광을 광범위하게 이용할 수 있어 적색 발광소자, 녹색 발광소자와 청색 발광소자로 이루어진 발광소자를 용이하게 형성할 수 있다.

본 출원 청구항 2에 기재된 발광소자의 제조방법은 반도체 기판의 양면에 SiC 층과 GaN 버퍼층 및 GaN 에피텍셜 층을 순차적으로 형성하여 상기 반도체 기판의 휨을 극소로 하는 공정으로 상기 반도체 기판 표면의 상기 SiC 층 및 상기 GaN 버퍼층 위에 청색 마이크로 LED를 형성하는 공정, 상기 반도체 기판 배면에 상기 GaN 에피텍셜 층 및 상기 GaN 버퍼층, 상기 SiC 층 및 상기 반도체 기판을 백 그라인딩(Backgrinding, 연삭)하는 공정, 상기 마이크로 LED를 반도체 기판별 혹은 블록(Block) 별 디스플레이 배선용 기판에 이동 배치하는 공정, 상기 디스플레이용 배선 기판에 이동 배치 후 필요하지 않은 나머지 부분은 상기 반도체 기판 배면에 상기 SiC 층 및 상기 GaN 버퍼층을 제거하는 공정, 상기 청색 마이크로 LED 패턴 간에 층간 절연막을 형성하는 공정, 노출된 상기 청색 마이크로 LED의 배면에 투명 전도층 패턴을 형성하는 공정, 상기 투명 전도층 패턴 위에 적색 형광층 패턴과 녹색 형광층 패턴 및 투명 절연층 패턴을 형성하는 공정을 이용하여 구비된 발광소자의 제조방법을 제공하여 상기 과제를 해결한다.

본 출원 청구항 2에 기재된 발광소자의 제조방법은 반도체 기판 표면에 청색 마이크로 LED를 형성시킨 후 상기 청색 마이크로 LED 상에 각각의 적색 형광층 패턴, 녹색 형광층 패턴 및 투명 절연층 패턴을 형성시키고 적색 발광소자, 녹색 발광소자 및 청색 발광소자를 형성시킨다. 상기 적색 발광소자와 상기 녹색 발광소자 및 상기 청색 발광소자들을 한벌(묶음)씩으로 해서 발광소자를 완성하는 것이다.

이러한 발광소자는 청색 마이크로 LED 위에 각각의 상기 적색 형광층 패턴과 상기 녹색 형광 패턴 및 상기 절연층 패턴을 형성하고 상기 적색 발광소자와 상기 녹색 발광소자 및 상기 청색 발광소자를 한벌(묶음)씩으로 제작하는 것 입니다.

그리고 도 1과 같이 상기 반도체 기판을 준비하여 도 8과 같이 상기 반도체 기판 양면에 에치 스탑 용과 GaN 에피텍셜 층, 결정성을 향상시켜주는 SiC 층, GaN 버퍼층 및 GaN 에피텍셜 층과 p형 GaN층과 퀀텀웰층, 그리고 n형 GaN 층을 형성한다. 상기 반도체 기판의 양면에 상기 SiC 층과 상기 GaN 버퍼층 및 상기 GaN 에피텍셜 층을 형성하는 이유는 상기 반도체 기판의 휨을 작게 하기 위함이다.

도 9와 같이 상기 청색 마이크로 LED를 제조하는 경우는 배면에도 상기 SiC 층을 같은 두께로 상기 GaN 버퍼층 및 상기 GaN 에피텍셜 층이 동일하게 존재하여서 상기 반도체 기판의 휨을 작게 한다. 이렇게 하여 종래의 마이크로 LED 패턴을 형성하고 포토리소그리피 공정에서 상기 반도체 기판이 크게 휨으로써 원인이 되었던 상기 반도체 기판을 노광 스테이지에 완전하게 평탄 흡착하여 문제를 해결할 수 있어서 마이크로 LED의 패턴의 크기와 위치를 정확히 제어할 수 있게 형성할 수 있다.

종래는 반도체 기판의 표면에만 GaN 버퍼층과 GaN 에피텍셜 층을 형성시켜서 웨이퍼가 크게 휘어서, 노광 스테이지에 강제적으로 흡착시켜도 반도체 기판이 흡착 장애가 있어서(휘어 있어서) 마이크로 LED 패턴의 위치와 정확도가 균일하지 못하여 제조상 결함이 발생했다. 이상의 이유가 종래 반도체 기판별과 블록(Block)마다 일괄전사(Pick and Place) 공정에서 마이크로 LED의 위치를 정확하게 하기 곤란한 문제를 가졌다.

본 발명은 도 10과 같이 상기 청색 마이크로 LED 패턴 형성 후에 표면 스트레스는 해방되지만 배면이 형성된 하부 층은 스트레스가 남아있다. 따라서 도 11, 도 12와 같이 상기 반도체 기판의 배면의 상기 GaN 에피텍셜 층과 상기 GaN 버퍼층, 상기 SiC 층 및 상기 반도체 기판을 백 그라인딩(Backgrinding)하여 배면의 스트레스를 제거한다.

반도체 기판을 백 그라인딩 하는 이유는 상기 청색 마이크로 LED를 구비하여 블록으로 절단하여 인출하는 공정을 쉽게 하기 위함이고, 도 24는 상기 청색 마이크로 LED를 반도체 기판의 블록별로 절단하여 인출하는 것을 도시한 것이다.

그 후 도 25와 같이 상기 반도체 기판을 블록을 뒤집어서 도 27과 같이 디스플레이용 배선 기판을 준비하여 도 28과 같이 상기 디스플레이용 배선 기판에 위치를 서로 마주보게 일치시켜 전극끼리 전류가 통하게 접합시키는 것이다.

도 29는 상기 청색 마이크로 LED를 구비하여 상기 반도체 기판 블록을 상기 디스플레이 배선용 기판에 이동 배치한 상태를 나타낸 것이다.

도 30과 같이 상기 반도체 블록별의 청색 마이크로 LED를 상기 디스플레이 배선용 기판에 이동 배치 공정 후에 상기 반도체 기판의 배면을 제거하고, 상기 반도체 기판의 배면을 제거하기 위해 구조 전체에 포토레지스트(Photoresist) 혹은 절연층을 도포한다.

그리고 도 31과 같이 디스플레이에 필요하지 않은 상기 반도체 기판에 남아 있는 부분을 제거한다. 즉, 반도체 기판의 상기 반도체 기판의 배면의 상기 SiC 층과 상기 GaN 버퍼 층을 플라즈마 에칭 혹은 ? 에칭을 통해 제거한다.

그리고 도 32와 같이 상기 청색 마이크로 LED 패턴 간에 층간 절연층을 형성한 후 도 33과 같이 노출된 상기 청색 마이크로 LED의 배면을 투명 전도체층 패턴을 형성하고 도 34와 같이 상기 투명 전도체층 패턴 위에 적색 형광층 패턴 위에 녹색 형광층 패턴 및 투명 전도체층 패턴을 형성하고, 도 35와 같이 인출(끄집어 내다)된 전극 위에 상기 층간 절연막을 제거하고, 적색 발광소자와 녹색 발광소자 및 청색 발광소자로 이루어진 디스플레이를 완성한다.

이렇게 휨이 적은 기판을 사용하여 포토리소그래피 공정 정확도를 높여 청색 마이크로 LED를 형성하고, 반도체 기판별 혹은 블록별로 디스플레이 배선용 기판에 일괄전사(Pick and Place)로 이동 배치하는 작업의 효율을 향상시켜 디스플레이 장치를 완성할 수 있다.

적색 발광소자와 녹색 발광소자 및 청색 발광소자로 이루어진 발광소자 하부 전극과 상부 투명 전극 간에 전압을 적색 발광소자와 녹색 발광소자 및 청색 발광소자로 이루어진 발광소자 청색의 광 강도(Photo Intensity)를 조정하여 디스플레이 장치로써 요구되는 색의 광이 발광 가능하게 되었다. 단 형광층은 LED 위에 형성하고 적색과 녹색 발광을 광범위하게 사용할 수 있다. 적색 발광소자와 녹색 발광소자 및 청색 발광소자로 이루어지는 발광소자를 용이하게 형성할 수 있는 장점이 있다.

본 출원 청구항 3에 기재된 발광소자 제조방법은 반도체 기판 양면에 GaN 버퍼층을 형성시켜 상기 반도체 기판의 휨이 적게 하는 공정, 반도체 기판의 표면에 GaN 에피텍셜 층을 형성하는 공정, 상기 반도체 기판 표면에 상기 GaN 버퍼층 위에 청색 마이크로 LED를 형성하는 공정, 상기 반도체 기판 배면에 상기 GaN 버퍼층 및 상기 반도체 기판에 백 그라인딩 하는 공정, 상기 청색 마이크로 LED를 반도체 기판마다 블록마다 디스플레이 배선용 기판에 이동 배치하는 공정, 상기 디스플레이 배선용 기판에 이동 배치한 후에 상기 반도체 기판의 잉여인 필요치 않은 부분과 상기 반도체 기판 배면의 상기 GaN 층을 제거하는 공정, 상기 청색 마이크로 LED 패턴 간에 층간 절연막을 형성하는 공정, 상기 투명 전극층 패턴 위에 적색 형광층 패턴과 녹색 형광층 패턴을 형성하는 공정을 이용하여 구비된 발광소자의 제조방법을 제공하여 상기 과제를 해결한다.

본 출원 청구항 3에 기재되어 있는 발광소자 제조방법은 반도체 기판 표면에 청색 마이크로 LED를 형성한 후 상기 청색 마이크로 LED 위에 각각의 적색 형광층 패턴과 녹색 형광층 패턴 및 투명 절연층 패턴을 형성하고, 적색 발광소자와 녹색 발광소자 및 청색 발광소자를 형성하며, 상기 적색 발광소자와 상기 녹색 발광소자 및 청색 발광소자들을 한벌(묶음)으로 발광소자를 완성한다.

여기서 발광소자는 상기 청색 마이크로 LED 위에 각각의 상기 적색 형광층 패턴과 상기 녹색 형광층 패턴 및 상기 절연층 패턴을 형성하고, 형성된 상기 적색 발광소자와 상기 녹색 발광소자 및 상기 청색 발광소자들로 한벌(묶음)씩 이다.

그리고 도 1과 같이 반도체 기판을 준비하여 도 13과 같이 상기 반도체 기판 양면에 GaN 에피텍셜 층의 결정성을 향상시키기 위해 GaN 버퍼층을 형성시켰다. 상기 반도체 기판 양면에 상기 GaN 버퍼층을 형성하는 이유는 상기 반도체 기판의 휨을 아주 적게 하는 것이다. 도 14와 같이 상기 반도체 기판 표면에 상기 GaN 에피텍셜 층위에 p형 GaN층과 퀀텀웰층 및 n형 GaN층을 형성하며 도 15와 같이 상기 청색 마이크로 LED를 제조하는 경우에 배면에도 상기 GaN 버퍼층이 동일하게 존재함으로써 상기 반도체 기판의 휨이 아주 적게 되는 것이다. 이렇게 종래의 마이크로 LED 패턴을 형성하여 포토리소그라피 공정에서 상기 반도체 기판이 크게 휨으로써 원인이 되었던 상기 반도체 기판을 노광 스테이지에 완전하게 평탄 흡착하여 문제를 해결할 수 있어서 마이크로 LED의 패턴의 크기와 위치를 정확히 제어할 수 있게 형성할 수 있다.

종래는 반도체 기판의 표면에만 GaN 버퍼층 및 GaN 에피텍셜 층을 형성하여서 웨이퍼가 크게 휘어서, 노광 스테이지에 강제적으로 흡착시켜도 반도체 기판이 흡착 장애가 있어서(휘어 있어서) 마이크로 LED 패턴의 위치와 정확도가 균일하지 못하여 제조상 결함이 발생한다.

이상의 이유로 종래 반도체 기판마다 블록마다 일괄전사(Pick and Place) 공정에서 마이크로 LED의 위치를 정확하게 하기 곤란하였다.

본 발명은 도 16과 같이 상기 청색 마이크로 LED 패턴을 형성 후 표면 스트레스는 해방되지만 배면이 형성된 하부층은 스트레스가 남아있다.

이 때문에 도 17, 도 18과 같이 상기 반도체 기판의 배면의 상기 GaN 버퍼층을 백 그라인딩하여 배면의 스트레스를 제거한다. 반도체 기판을 백 그라인딩하는 이유는 상기 청색 마이크로 LED를 구비하여 블록으로 절단하여 찝어내는 공정을 쉽게 하기 위함이고, 도 24와 같이 상기 청색 마이크로 LED를 반도체 기판의 블록별로 절단하여 찝어내는 것을 도시한 것이다. 그 후 도 26과 같이 상기 반도체 기판을 블록을 뒤집어서 도 27과 같이 디스플레이용 배선 기판을 준비하여 도 28과 같이 상기 디스플레이용 배선 기판에 위치를 서로 마주보게 일치시켜 전극끼리 전류가 통하게 접합시키는 것이다. 도 29는 상기 청색 마이크로 LED를 구비하여 상기 반도체 기판 블록을 상기 디스플레이 배선용 기판에 이동 배치한 상태를 나타낸 것이다.

도 30과 같이 상기 반도체 블록별의 청색 마이크로 LED를 상기 디스플레이 배선용 기판에 이동 배치 공정 후에 상기 반도체 기판의 배면을 제거하고, 상기 반도체 기판의 배면을 제거하기 위해 구조 전체에 포토레지스트( Photoresist ) 혹은 절연층을 도포한다.

그리고 도 31과 같이 디스플레이에 필요하지 않은 상기 반도체 기판에 남아 있는 부분을 제거한다. 즉, 반도체 기판의 상기 반도체 기판의 배면의 상기 SiC 층과 상기 GaN 버퍼층을 플라즈마 에칭 혹은 ? 에칭을 통해 제거한다. 그리고 도 32와 같이 상기 청색 마이크로 LED 패턴 간에 층간 절연층을 형성한 후 도 33과 같이 노출된 상기 청색 마이크로 LED의 배면에 투명 도전체층 패턴을 형성하고 도 34와 같이 상기 투명 전도체층 패턴 위에 적색 형광층 패턴 위에 녹색 형광층 패턴 및 투명 전도체층 패턴을 형성하고, 도 35와 같이 인출(끄집어 내다)된 전극 위에 상기 층간 절연막을 제거하고, 적색 발광소자와 녹색 발광소자 및 청색 발광소자로 이루어진 디스플레이를 완성한다.

이렇게 하여 휨이 적은 기판을 사용하고, 포토리소그래피 공정에서 정밀하게 청색 마이크로 LED를 형성한다. 또한, 반도체 기판마다 또는 블록마다 디스플레이용 배선 기판에 일괄 전사(Pick and Place)하여 이동 배치 작업의 효율성을 향상시킬 수 있으며, 디스플레이를 완성할 수 있다. 적색 발광소자 및 녹색 발광소자 및 청색 발광소자로 이루어진 발광소자의 하부 전극과 상부 투명 전극 사이에 전압을 인가하여 적색 발광소자 및 녹색 발광소자 및 청색 발광소자로 이루어진 발광소자의 청색 빛의 강도를 조정하여 디스플레이 장치로 원하는 색의 빛을 발광시킬 수 있다. 또한, 형광층은 청색 LED에 형성하고, 적색 및 녹색을 발광시키기 위해 널리 사용되는 적색 발광소자 및 녹색 발광소자 및 청색 발광소자로 이루어진 발광소자를 용이하게 형성할 수 있는 장점이 있다.

본 출원 청구항 4에 기재된 발광소자의 제조 방법은, 반도체 기판의 양면에 GaN 버퍼층 및 GaN 에피텍셜 층을 이 순서로 형성함으로써, 상기 반도체 기판의 변형을 적게 하는 공정, 상기 반도체 기판 표면의 상기 GaN 버퍼층에 청색 마이크로 LED를 형성하는 공정, 상기 반도체 기판 배면의 상기 GaN 에피텍셜 층과 GaN 버퍼층 및 상기 반도체 기판을 백 그라인딩하는 공정, 상기 청색 마이크로 LED를 반도체 기판마다 또는 블록마다 디스플레이용 배선 기판에 이동 배치하는 공정, 상기 디스플레이 배선용 기판에 이동 배치한 상태에서 상기 반도체 기판의 나머지 부분과, 상기 반도체 기판 표면의 상기 GaN 버퍼층을 제거하는 공정, 상기 청색 마이크로 LED 패턴 사이에 층간 절연층을 형성하는 공정, 노출된 상기 청색 마이크로 LED의 뒷면에 투명 도전층 패턴을 형성하는 공정, 상기 투명 도전층 패턴에 적색 형광층 패턴과 녹색 형광층 패턴 및 투명 절연층 패턴을 형성하는 공정을 갖춘 발광소자의 제조 방법을 제공함으로써 상기 과제를 해결한다.

본 출원 청구항 4에 기재된 발광소자의 제조방법은, 반도체 기판 표면에 청색 마이크로 LED만을 형성한 후 상기 청색 마이크로 LED에 각각 적색 형광층 패턴과 녹색 형광층 패턴 및 투명 절연층 패턴을 형성하고, 적색 발광소자와 녹색 발광소자 및 청색 발광소자를 형성하고, 상기 적색 발광소자와, 상기 녹색 발광소자 및 상기 청색 발광소자를 한벌(묶음)으로 한 발광소자를 완성한다. 여기서 발광소자는 상기 청색 마이크로 LED에 각각 상기 적색 형광체층 패턴과, 상기 녹색 형광체층 패턴, 또는 상기 절연층 패턴을 형성하고, 형성된 상기 적색 발광소자와, 상기 녹색 발광소자 및 상기 청색 발광소자를 한벌(묶음)으로 한 것이다.

그리고 도 1과 같이 반도체 기판을 준비하고 도 19와 같이, 상기 반도체 기판의 양면에 GaN 에피텍셜 층의 결정성을 향상시키기 위한 GaN 버퍼층 및 GaN 에피텍셜 층인 p형 GaN 층과 퀀텀웰층 및 n형 GaN층을 형성한다. 반도체 기판의 양면에 상기 GaN 버퍼층 및 상기 GaN 에피텍셜 층을 형성하는 이유는 상기 반도체 기판의 휨을 줄이기 위해서이다. 도 20과 같이 상기 청색 마이크로 LED를 제조하는 경우에는 뒷면에 두꺼운 상기 GaN 버퍼층 및 상기 GaN 에피텍셜 층이 존재하기 때문에, 상기 반도체 기판의 휘어짐을 적게 할 수 있다. 이것에 의해, 종래와 같이 마이크로 LED 패턴을 형성하는 포토리소그래피 공정에서의 상기 반도체 기판의 큰 휨으로 인해 상기 반도체 기판을 노광 스테이지에 완전히 평탄하게 흡착할 수 없는 문제를 해결할 수 있고, 마이크로 LED 패턴의 크기와 위치 정확도를 제어하여 형성할 수 있다.

기존에는 반도체 기판의 표면에만 GaN 버퍼층 및 GaN 에피텍셜 층을 형성해서 웨이퍼가 크게 변형하기 때문에 노광 스테이지에 강제로 흡착시켜도 반도체 기판의 휨은 나머지 마이크로 LED 패턴 및 위치의 정확도가 반드시 균일하게 되지 않는다는 단점이 있었다. 이러한 이유로 기존 반도체 기판 또는 블록마다 일괄 전사(Pick and Place)에서는 마이크로 LED의 정렬된 이동 배치가 어려웠다.

본 발명에서는 도 21과 같이, 상기 청색 마이크로 LED 패턴을 형성한 후, 표면의 스트레스는 제거되지만, 뒷면에 형성한 층에 의한 스트레스는 남아있다. 따라서 도 22, 도 23과 같이 상기 반도체 기판의 배면에 상기 GaN 에피텍셜 층과, 상기 GaN 버퍼층 및 상기 반도체 기판을 백 그라인딩하여 표면의 스트레스를 제거한다.

또한, 상기 반도체 기판을 연마하는 이유는 상기 청색 마이크로 LED를 갖춘 블록을 쉽게 절단하여 잘라 공정을 진행하기 위해서이다. 그리고 도 24와 같이 상기 청색 마이크로 LED를 상기 반도체 기판의 블록으로 잘라낸 다음 도 26과 같이, 상기 반도체 기판의 블록을 뒤집힌 형태로 도 27과 같이 디스플레이 배선용 기판을 준비하고 도 28과 같이 상기 디스플레이 배선용 기판과 전극끼리 서로 마주보게 접합할 수 있게 한다.

도 30과 같이 상기 반도체 블록마다 상기 청색 마이크로 LED를 상기 디스플레이 배선용 기판에 이동 배치하는 공정 후에, 상기 반도체 기판의 배면을 제외하고 이동 배치한 구조 전체를 포토레지스트 층 혹은 절연층으로 도포한다.

그리고 도 31과 같이, 디스플레이 장치에 필요 없는 상기 반도체 기판의 나머지 부분과, 상기 반도체 기판의 표면에 상기 GaN 버퍼층을 플라즈마 에칭 및 습식 에칭에 의해 제거한 다음 도 32와 같이 상기 청색 마이크로 LED 패턴 사이에 층간 절연층을 형성한다. 도 33과 같이 노출된 상기 청색 마이크로 LED의 배면에 투명 전도체층 패턴을 형성하고, 도 34과 같이 상기 투명 전도체층 패턴에 적색 형광층 패턴과 녹색 형광층 패턴 및 투명 절연층 패턴을 형성하고, 도 35과 같이 인출 전극에 상기 층간 절연막을 제거하고 적색 발광소자 및 녹색 발광소자 및 청색 발광소자로 이루어진 발광소자를 구비한 디스플레이를 완성시킬 수 있다.

이렇게 하여 휨이 적은 기판을 사용하고, 포토리소그래피 공정에서 정확하게 청색 마이크로 LED를 형성하고, 또한, 반도체 기판마다 또는 블록마다 디스플레이 배선용 기판에 일괄 전사(Pick and Place)하여 이동 배치 작업의 효율성을 향상시켜서 디스플레이 장치를 완성할 수 있다. 적색 발광소자와 녹색 발광소자 및 청색 발광소자로 이루어진 발광소자의 하부 전극과 상부 투명 전극 사이에 전압을 인가하여 적색 발광소자와 녹색 발광소자 및 청색 발광소자로 이루어진 발광소자 청색 빛의 강도를 조정하여 디스플레이 장치로 원하는 색상의 빛을 발광시킬 수 있다.

또한, 형광층은 청색 LED에 형성하고, 적색 및 녹색을 발광시키기 위해 널리 사용되는 적색 발광소자와 녹색 발광소자 및 청색 발광소자로 이루어진 발광소자를 용이하게 형성할 수 있는 장점이 있다.

본 출원 청구항 5에 기재된 발광소자의 제조방법은, 청구항 1에서 4까지에 기재된 발광소자의 제조방법 중 상기 반도체 기판은 Si 기판으로 제공함으로써 상기 과제를 해결한다.

Si 기판은 반도체 공정에서 널리 사용되고 있기 때문에, 발광소자의 프로세스(제조 공정)에서 사용된 포토리소그래피 공정, 백 그라인딩 공정, 일괄 전사(Pick and Place) 공정, 에칭 공정을 용이하게 적용할 수 있어서, 발광소자를 용이하게 제작할 수 있다.

본 출원 청구항 6에 기재된 발광소자의 제조방법은, 청구항 1에서 4까지에 기재된 발광소자의 제조방법 중 상기 반도체 기판은 사파이어 기판으로 제공함으로써 상기 과제를 해결한다.

사파이어 기판은 LED 공정에서 널리 사용되고 있기 때문에, 발광소자의 프로세스에서 사용된 포토리소그래피 공정, 백 그라인딩 공정, 일괄 전사(Pick and Place) 공정, 에칭 공정을 용이하게 적용할 수 있어서, 발광소자를 용이하게 형성 제작할 수 있다.

본 출원 청구항 7에 기재된 발광소자의 제조방법은 청구항 1에서 4까지에 기재된 발광소자의 제조 방법 중 상기 디스플레이 배선용 기판이 적색과 녹색 및 청색 발광을 각각 독립적으로 제어하는 것을 가능하게 하는 배선 구조를 구비하도록 함으로써, 상기 과제를 해결한다.

이 디스플레이 배선용 기판은 적색과 녹색 및 청색 발광소자를 각각 독립적으로 제어할 수 있기 때문에 컬러 디스플레이 장치를 작동시킬 수 있다.

본 출원 청구항 8에 기재된 발광소자는 청구항 1에서 4까지의 어떤 한 항에 기재된 발광소자의 제조방법에 의해 제조되는 발광소자를 제공함으로써 상기 과제를 해결한다.

본 출원 청구항 8에 기재된 발광소자는 청구항 1에서 4까지 중 어느 한 항에 기재된 공정을 행하고, 청색 마이크로 LED를 사용한 적색과 녹색 및 청색 발광소자를 한 벌(묶음)으로 한 발광소자의 다수의 벌(묶음)을 갖추고 그 발광 강도를 조정하여 컬러 디스플레이 장치 작동시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 반도체 기판의 양면에 각각의 SiC 층과 GaN 버퍼층 및 GaN 에피텍셜 층, GaN 버퍼층 등을 형성하는 증착 공정에서 반도체 기판의 변형을 작게 할 수 있기 때문에, 발광소자의 제조공정에서의 흡착 장애를 없애고, 포토 리소그래피 처리 공정에서 반도체 기판의 발광소자의 크기 및 위치를 정확하게 형성할 수 있다.

다음으로, 발광소자를 갖는 반도체 기판을 정사각형 및 직사각형 블록으로 절단하여서 발광소자들의 크기 및 위치의 정밀도가 높기 때문에 이들의 블록들을 디스플레이 배선용 기판에 정렬(위치 맞춤)이 용이하게 되어, 이 블록별로 디스플레이 배선용 기판에 일괄 전사(Pick and Place)할 수 있는 것으로, 마이크로 LED를 하나씩 전송하는 방식에 비해 크게 작업 시간을 단축할 수 있다.

청색 마이크로 LED를 사용한 적색과 녹색 및 청색 발광소자를 디스플레이 배선용 기판에 이동 배치에 의해 임의의 색을 발광할 수 있는 청색 마이크로 LED를 사용한 적색, 녹색 및 청색 발광소자로 이루어지는 디스플레이 장치를 실현할 수 있다.

적색과 녹색 및 청색 발광소자로 이루어진 발광소자를 갖는 블록을 여러 장 조합하는 것만으로, 대형 기판의 적색과 녹색 및 청색 발광소자로 이루어진 발광소자를 구비한 디스플레이 장치를 쉽게 실현할 수 있는 장점이 있다.

본 발광소자를 구비한 디스플레이 장치를 자동차, 항공기, 로봇, IOT, 통신 기기, 건강기구, 보안 장비 등을 이용할 수 있다.

도 1은 Si 기판을 준비하는 공정을 나타낸다.
도 2는 청색 마이크로 LED를 형성하기 위해, Si 기판의 양면에 SiC 층과 GaN 버퍼층을 형성하는 공정 후의 상태를 나타낸다.
도 3은 청색 마이크로 LED를 형성하기 위해, Si 기판의 양면에 SiC 층과 GaN 버퍼층을 형성한 후, 표면에만 GaN 에피텍셜 층을 형성하는 공정 후의 상태를 나타낸다.
도 4는 Si 기판 표면의 GaN 에피텍셜 층 상에 포토레지스트 패턴을 형성하고, 청색 마이크로 LED를 형성하는 공정을 나타내고, 점선은 청색 마이크로 LED를 형성하는 영역을 나타낸다.
도 5는 Si 기판 표면에 청색 마이크로 LED를 형성하는 공정의 상태를 나타낸다.
도 6은 Si 기판 표면에 청색 마이크로 LED를 형성하는 공정 후에 배면에 GaN 버퍼층, SiC 층 및 Si 기판을 백 그라인딩하는 공정을 나타낸다. 점선으로 둘러싼 영역은 백 그라인딩하는 영역이다.
도 7은 청색 마이크로 LED를 형성하기 위해 배면의 GaN 버퍼층, SiC 층 및 Si 기판을 백 그라인딩하는 공정 후의 상태를 나타낸다.
도 8은 청색 마이크로 LED를 형성하기 위해, Si 기판의 양면에 SiC 층과 GaN 버퍼층 및 GaN 에피텍셜 층을 형성하는 공정 후의 상태를 나타낸다.
도 9는 Si 기판 표면의 GaN 에피텍셜 상에 포토레지스트 패턴을 형성하고, 청색 마이크로 LED를 형성하는 공정을 나타내며, 점선은 청색 마이크로 LED를 형성하는 영역을 나타낸다.
도 10은 Si 기판 표면에 청색 마이크로 LED를 형성하는 공정의 상태를 나타낸다.
도 11은 Si 기판 표면에 청색 마이크로 LED를 형성하는 공정 후 배면의 GaN 에피텍셜 층, GaN 버퍼층, SiC 층 및 Si 기판을 백 그라인딩하는 공정을 나타낸다. 점선으로 둘러싼 영역은 백 그라인딩하는 영역이다.
도 12는 배면의 GaN 에피텍셜 층, GaN 버퍼층, SiC 층 및 Si 백 그라인딩 공정을 한 후의 상태를 나타낸다.
도 13은 청색 마이크로 LED를 형성하기 위해, Si 기판의 양면에 GaN 버퍼층을 형성하는 공정 후의 상태를 나타낸다.
도 14는 청색 마이크로 LED를 형성하기 위해, Si 기판의 양면에 GaN 버퍼층을 형성한 후, 표면에만 GaN 에피텍셜 층을 형성하는 공정의 상태를 나타낸다.
도 15는 Si 기판 표면의 GaN 에피텍셜 층 상에 포토레지스트 패턴을 형성하고, 청색 마이크로 LED를 형성하는 공정을 나타낸다. 점선은 청색 마이크로 LED를 형성하는 영역을 나타낸다.
도 16은 Si 기판 표면에 청색 마이크로 LED를 형성하는 공정의 상태를 나타낸다.
도 17은 Si 기판 표면에 청색 마이크로 LED를 형성하는 공정 후 배면의 GaN 버퍼층 및 Si 기판을 백 그라인딩하는 공정을 나타낸다. 점선으로 둘러싼 영역은 백 그라인딩하는 영역이다.
도 18은 배면의 GaN 버퍼층 및 Si 백 그라인딩 공정 후의 상태를 나타낸다.
도 19는 청색 마이크로 LED를 형성하기 위해, Si 기판의 양면에 GaN 버퍼층 및 GaN 에피텍셜 층을 형성하는 공정 후의 상태를 나타낸다.
도 20은 Si 기판 표면의 GaN 에피텍셜 상에 포토레지스트 패턴을 형성하고, 청색 마이크로 LED를 형성하는 공정을 나타낸다. 점선은 마이크로 LED를 형성하는 영역을 나타낸다.
도 21은 Si 기판 표면에 청색 마이크로 LED를 형성하는 공정의 상태를 나타낸다.
도 22는 Si 기판 표면에 청색 마이크로 LED를 형성하는 공정 후 배면의 GaN 에피텍셜 층, GaN 버퍼층 및 Si 기판을 백 그라인딩 하는 공정을 나타내고, 점선으로 둘러싼 영역은 백 그라인딩하는 영역이다.
도 23은 배면의 GaN 에피텍셜 층, GaN 버퍼층 및 Si 백 그라인딩 공정 후의 상태를 나타낸다.
도 24는 청색 마이크로 LED를 형성한 Si 기판을 사각형 블록으로 절단하는 공정을 나타낸다.
도 25는 SiC 층을 구비한 Si 기판의 표면에 청색 마이크로 LED를 형성한 블록을 디스플레이 배선용 기판에 접합하기 위해 뒤집는 공정을 나타낸다.
도 26은 SiC 층을 구비하고 Si 기판의 표면에 청색 마이크로 LED를 형성한 블록을 디스플레이 배선용 기판에 접합하기 위해 뒤집는 공정을 나타낸다.
도 27은 디스플레이 배선용 기판을 준비하는 공정을 나타낸다.
도 28은 Si 기판에 청색 마이크로 LED 디스플레이 배선용 기판을 마이크로 LED로 된 Si 기판 블록을 디스플레이 배선용 기판에 이동 배치하는 공정을 나타낸다.
도 29는 청색 마이크로 LED를 형성한 Si 기판 블록과 마이크로 LED 디스플레이된 Si 기판 블록을 디스플레이 배선용 기판에 이동 배치하는 공정을 나타낸다.
도 30은 적색과 녹색 및 청색 디스플레이용 마이크로 LED를 형성한 Si 기판 블록과 마이크로 LED 디스플레이용 배선 기판을 접합한 공정 후에, Si 기판 블록의 배면을 제외한 영역에 포토레지스트 막 등을 형성하는 공정 후의 상태를 나타낸다.
도 31은 청색 마이크로 LED를 형성한 Si 기판 블록과 마이크로 LED 디스플레이용 배선 기판을 접합한 공정 후에, Si 기판을 드라이 에칭 및 ?트 에칭하고, SiC 층과 GaN 버퍼층 또는 GaN 버퍼층을 드라이 에칭 및 습식 식각 공정 한 후의 상태를 나타낸다.
도 32는 청색 마이크로 LED를 형성한 Si 기판 블록과 마이크로 LED 디스플레이용 배선 기판을 접합한 구조의 마이크로 LED 사이에 층간 절연막을 형성하는 공정 후의 상태를 나타낸다.
도 33은 청색 마이크로 LED를 형성한 Si 기판 블록과 마이크로 LED 디스플레이용 기판을 접합하여 마이크로 LED 사이에 층간 절연막을 형성하는 공정 후 청색 마이크로 LED에 투명 전극 및 투명 배선을 형성하는 공정 후의 상태를 나타낸다.
도 34는 청색 마이크로 LED에 투명전극 및 투명배선에 적색 형광층 패턴과 녹색 형광층 패턴 및 투명 절연층 패턴을 형성하고, 적색 발광소자 및 녹색 발광소자 및 청색 발광소자로 이루어진 발광소자를 형성하는 공정을 나타낸다.
도 35는 적색 발광소자와 녹색 발광소자 및 청색 발광소자로 이루어진 발광소자를 형성하는 공정 후 인출된 전극에 층간 절연막을 제거하는 공정을 나타낸다.

이하, 본 발명의 실시 예를 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 있다.

(실시 형태 1)

이 실시 예는 적색과 녹색 및 청색 LED를 형성하는 대신에 청색 마이크로 LED 13을 형성하고, 그 위에 투명 전극배선 48을 형성한 후 그 위에 적색 형광층 51 패턴과 녹색 형광층 52 패턴 및 투명 절연층 패턴 53을 형성하고, 각각 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63을 형성하는 것이며, 또한 이러한 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63을 벌(묶음)으로 한 발광소자를 기판 1 상에 다수를 전개하고 컬러 디스플레이 장치로 기능 하게 하는 것이다.

도 1과 같이 반도체 기판 1을 준비하고 그림 2와 같이 저압 CVD 법(미도시)에 의해 반도체 기판 1의 양면에 50 ~ 200nm의 SiC 층 2를 형성하고, 그 위에 3 ~ 10μm의 GaN 버퍼층 3을 형성하고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 반도체 기판 1의 표면에 0.3 ~ 2μm의 p형 GaN층 4, 10 ~ 100nm의 퀀텀웰층 5, 0.3 ~ 2μm의 n형 GaN층 6 에피텍셜 성장시키고, 청색 마이크로 LED의 형성 이전에 반도체 기판 1의 변형을 감소시킨 구조를 형성하는 공정을 나타낸다. 또한, 반도체 기판 1의 표면에 에피텍셜 층을 형성하는 것은 상용 에피텍셜 장치를 이용하는 것을 고려한 것이다.

도 4는 또한 n형 에피텍셜 층 6위에 전극층 7을 형성하고, 그 위에 청색 마이크로 LED를 형성하기 위한 포토레지스트 패턴 8을 형성한다. 도 5는 반도체 기판 1의 표면에 청색 마이크로 LED 13을 형성하는 공정을 나타낸다. 각각의 마이크로 LED는 0.3 ~ 2μm의 p형 GaN층 4, 10 ~ 100nm의 퀀텀웰층 5, 0.3 ~ 2μm의 n형 GaN층 6 및 500nm ~ 2μm의 전극층 7을 포함한 구조이다.

퀀텀웰층의 In 농도의 조정은 선택적인 이온 주입에 의해도 좋고, 또한 선택적인 에피텍셜 성장에 의해도 좋다. 이렇게 하여 반도체 기판 1 상에 3개의 청색 마이크로 LED를 한 벌(묶음)으로 한 마이크로 LED의 많은 개체 수를 전개한다.

도 6은 배면의 GaN 버퍼층 3과 SiC 층 2 및 도체 기판 1의 배면을 분쇄기(혹은 연마기, Grinder)에 의해 분쇄하여 반도체 기판 1의 나머지 두께를 50 ~ 300μm로 하는 공정을 나타낸다. 점선 부분은 분쇄되는 부분이다. 도 7은 배면의 GaN 버퍼층 3과 SiC 층 2 및 반도체 기판 1의 배면을 분쇄기에 의해 분쇄하여 반도체 기판 1의 나머지 두께를 50 ~ 300μm의 두께가 될 때까지 백 그라인딩 공정을 한 후의 상태를 나타낸다.

도 24는 청색 마이크로 LED 13을 갖춘 반도체 기판 1을 디스플레이 배선용 기판 40에 이동 배치하기 위해 블록 30으로 절단한 공정을 나타낸다.

도 25는 청색 마이크로 LED 13을 갖춘 반도체 기판 1을 디스플레이 배선용 기판 40에 이동 배치하기 위해 뒤집는 공정을 나타낸다.

도 27은 청색 마이크로 LED 13을 구동하는 배선을 가지는 디스플레이 배선용 기판 40을 나타내고, 디스플레이 배선용 기판에는 적색 발광소자 내장배선 41, 녹색 발광소자 내장배선 42와 청색 발광소자 내장배선 43, 또한 적색 발광소자용 콘택트(접촉 : Contact) 전극 44 녹색 발광소자용 콘택트 전극 45과 청색 발광소자용 콘택트 전극 46 및 인출 전극 47를 포함한다.

　 도 28은 청색 마이크로 LED 13을 갖춘 반도체 기판 1 블록 30을 디스플레이 배선용 기판 40에 위치를 정렬하여 서로 마주보게 전극끼리를 접합시키는 이동 배치 공정을 나타낸다. 디스플레이 배선용 기판 40의 표면에 전극 표면에 전도성 접착제 또는 솔더 등(미도시)으로 형성하고 있다. 여기에서는 일점 쇄선 화살표와 같이 3개 세트(Set) 청색 마이크로 LED 13 중 하나와 적색 발광소자용 콘택트 전극 44, 3개 세트(묶음) 청색 마이크로 LED 13 다른 하나와 녹색 발광소자 콘택트 전극 45, 3개 세트(묶음) 청색 마이크로 LED 13 다른 하나와 청색 발광소자용 콘택트 전극 (46)을 정렬한 후 접합한다.

도 29는 반도체 기판 1 블록 30과 디스플레이 배선용 기판 40을 접합하는 공정 후의 상태를 나타낸다.

도 30은 접합 된 반도체 기판 1 블록 30과 디스플레이 배선용 기판 40 구조에서 반도체 기판 1 블록 30 이외 포토레지스트(또는 유기물 또는 절연 층) 21로 도포하는 공정을 나타내고, 반도체 기판 1 블록 30을 에칭할 때 다른 부분을 ? 에칭 액(에칭 약품, Etching Chemical or Ecthant)과 또는 플라즈마 에칭용 이온 또는 라디칼이 내부에 침입하지 않도록 보호한다. 여기서, 반도체 기판 1 블록 30을 덮는 포토레지스트 21을 자외선 노광 및 현상하여 노출한다. 플라즈마 에칭을 사용하는 경우에는 반도체 기판 1 블록 이외의 절연 층을 예를 들어 SOG 막 등으로 덮는다.

도 31은 반도체 기판을 플라즈마 에칭 및 ? 에칭 즉, TMAH 또는 TMAH + 황산 암모늄 선택적으로 표면 쪽의 SiC 층 2 및 버퍼층 3을 플라즈마 에칭에 의해 제거하고, 또 다시 주변 포토레지스트 층 21도 제거하는 공정 후의 상태를 나타낸다. SF6에 의해 선택 드라이 에칭을 실시하는 경우에는 에칭 후, SOG 막을 제거한다.

도 32는 청색 마이크로 LED 13 패턴 사이에 층간 절연층 22를 형성하는 공정 후의 상태를 나타낸다.

도 33은 청색 마이크로 LED 13 표면에 투명 전극배선 48을 형성하는 공정 후의 상태를 나타낸다. 투명 전극배선 48은 도 32에 표시된 청색 마이크로 LED 13을 구비하는 디스플레이 장치에 직접 포토리소그래피를 사용하여 형성하여도 좋고, 미리 다른 투명기판(미도시)에 전극배선 구조 48을 형성하고 다음 별도의 투명 기판을 디스플레이 장치에 접합하여도 좋다. 일반적으로는 이 전극 배선구조 48은 매우 크지만, 그렇게 큰 것이 아닐 수도 있다.

도 34는 투명전극 배선에 적색 형광층 패턴과 녹색 형광층 패턴 및 청색을 그대로 발광시키는 절연층 패턴을 형성하고, 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63을 형성하는 공정 후의 상태를 나타낸다.

도 35는 인출전극 47의 상부의 층간 절연층을 제거하고 전원(미도시)과 연결하는 공정 후의 상태를 나타낸다.

이렇게 얻어진 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63으로 이루어진 발광소자를 구비하는 디스플레이를 디스플레이 배선용 기판 40의 적색 발광소자의 내장배선 41, 녹색 발광소자용 임베디드(Embedded) 배선 42 및 청색 발광소자 내장배선 43, 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63으로 이루어진 발광소자 표면의 투명전극 48 사이에 전압을 인가하여 전압의 크기를 조절하여 다양한 발광색을 생성하는 디스플레이 장치로 기능한다.

(실시 형태 2）

이 실시 예는 적색과 녹색 및 청색 LED를 형성하는 대신에 청색 마이크로 LED 13을 형성하고, 그 위에 투명 전극배선 48을 형성한 후 그 위에 적색 형광층 패턴 51과 녹색 형광층 패턴 52 및 투명 절연층 패턴 53을 형성하고, 각각 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63을 형성하는 것이며, 또한 이러한 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63을 세트(묶음)으로 한 발광소자를 기판 1 상에 다수의 개체수를 전개하여 컬러 디스플레이 장치로 기능 하는 것이다.

도 1과 같이 반도체 기판 1을 준비하고 그림 8과 같이 저압 CVD 법(미도시)에 의해 반도체 기판 1의 양면에 50 ~ 200nm의 SiC 층 2를 형성하고, 그 위에 3 ~ 10μm의 GaN 버퍼층 3을 형성하고, 0.3 ~ 2μm의 p형 GaN층 4, 10 ~ 100nm의 퀀텀웰층 5, 0.3 ~ 2μm의 n형 GaN층 6을 에피텍셜 성장시키고, 마이크로 LED의 형성 이전에 반도체 기판 1의 변형을 감소시키는 구조를 형성하는 공정을 나타낸다.

도 9는 또한 n형 에피텍셜 층 6 위에 전극층 7을 형성하고, 그 위에 마이크로 LED를 형성하기 위한 포토레지스트 패턴 8을 형성한다.

도 10은 반도체 기판 1의 표면에 청색 마이크로 LED 13을 형성하는 공정을 나타낸다. 각각의 마이크로 LED는 0.3 ~ 2μm의 p형 GaN층 4, 10 ~ 100nm의 퀀텀웰층 5, 0.3 ~ 2μm의 n형 GaN층 6 및 500nm ~ 2μm의 전극층 11을 포함한 구조이다.

퀀텀웰층의 In 농도의 조정은 선택적인 이온 주입에 의해 형성하여도 좋고, 또한, 선택적인 에피텍셜 성장에 의해도 좋다. 이렇게 하여 반도체 기판 1 상에 3개의 청색 마이크로 LED를 세트(묶음)으로 한 마이크로 LED의 많은 개체를 전개한다.

도 11은 배면의 n형 GaN층 6과 퀀텀웰층 5와 p형 GaN층 4와 GaN 버퍼층 3과 SiC 층 2 및 반도체 기판 1의 이면(배면)을 그라인더에 의해 연마하고, 반도체 기판 1의 나머지 두께를 50 ~ 300μm로 하는 공정을 나타낸다. 점선 부분은 연마하는 부분이다. 도 12는 배면의 n형 GaN층 6과 퀀텀웰층 5와 p형 GaN층 4와 GaN 버퍼층 3과 SiC 층 2 및 반도체 기판 1의 이면을 그라인더에 의해 연마하고, 반도체 기판 1이 50 ~ 300μm의 두께가 될 때까지 연마하는 공정 후의 상태를 나타낸다.

도 25는 청색 마이크로 LED 13으로 이루어진 반도체 기판 1을 디스플레이 배선용 기판 40에 이동 배치하기 위해 반전시키는(뒤집는) 공정을 나타낸다.

도 27은 청색 마이크로 LED를 구동하는 배선을 가지는 디스플레이 배선용 기판 40을 나타내고, 디스플레이 배선용 기판에는 적색 발광소자의 내장배선 41과 녹색 발광소자 내장배선 42 및 청색 발광소자 내장배선 43, 또한 적색 발광소자용 콘택트 전극 44 녹색 발광소자용 콘택트 전극 45과 청색 발광소자용 콘택트 전극 46 및 인출전극 47을 포함한다.

도 28은 청색 마이크로 LED로 된 반도체 기판 1 블록 30을 디스플레이 배선용 기판 40에 정렬하여 서로 마주보게 전극끼리 접합시키는 이동 배치 공정을 나타낸다. 디스플레이 배선용 기판 40의 표면의 전극 표면에 전도성 접착제 또는 솔더(미도시) 등을 형성하고 있다. 여기에서는 일점 쇄선 화살표와 같이 3개 세트 청색 마이크로 LED 13 중 하나와 적색 발광소자용 콘택트 전극 44, 3개 세트 청색 마이크로 LED 13 다른 하나와 녹색 발광소자 콘택트전극 45, 3개 세트 청색 마이크로 LED 13 다른 하나와 청색 발광소자용 콘택트 전극 46을 정렬한 후 접합한다.

도 29는 반도체 기판 1 블록 30과 디스플레이 배선용 기판 40을 접합하는 공정의 상태를 나타낸다.

도 30은 접합 된 반도체 기판 1 블록 30과 디스플레이 배선용 기판 40 구조의 반도체 기판 1 블록 30 이외의 부분에 포토레지스트(또는 유기물 또는 절연층) 21로 도포하는 공정을 나타내고, 반도체 기판 1 블록 30을 에칭할 때 다른 부분을 ? 에칭액과 플라즈마 에칭의 이온 또는 라디칼이 내부에 침입하지 않도록 보호한다. 여기서, 반도체 기판 1 블록 30을 덮는 포토레지스트 21을 자외선 노광 및 현상하여 노출한다. 플라즈마 에칭을 사용하는 경우에는 반도체 기판 1 블록 이외의 절연 층, 예를 들어 SOG 막으로 덮는다.

도 31은 반도체 기판을 플라즈마 에칭 및 ?(습식)에칭, TMAH 또는 TMAH + 황산 암모늄 선택적으로 표면 쪽의 SiC 층 2 및 버퍼층 3을 플라즈마 에칭으로 제거하고, 또 다시 주변 포토레지스트 층 21도 제거하는 공정의 상태를 나타낸다. SF6에 의해 선택적 건식(Dry) 에칭을 하는 경우에는 에칭 후, SOG 막을 제거한다.

도 32는 청색 마이크로 LED 13 패턴 사이에 층간 절연층 22를 형성하는 공정의 상태를 나타낸다.

도 33은 청색 마이크로 LED 13 표면에 투명전극 배선 48을 형성하는 공정의 상태를 나타낸다. 투명전극 배선 48은 도 32에 표시된 청색 마이크로 LED 13을 구비하여 디스플레이 장치에 직접 포토리소그래피를 사용하여 형성하여도 좋고, 미리 다른 투명기판(미도시)에 전극배선 구조 48을 형성하여서 이 투명 기판을 디스플레이 장치에 접합하여도 좋다. 일반적으로는 이 전극 배선 구조 48은 크지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

도 34는 투명전극 배선에 적색 형광층 패턴과 녹색 형광층 패턴 및 청색을 그대로 발광시키는 절연층 패턴을 형성하고, 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63을 형성하는 공정의 상태를 나타낸다.

도 35는 인출전극 47의 상부의 층간 절연층을 제거하고 전원(미도시)과 연결하는 공정의 상태를 나타낸다.

이렇게 얻어진 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63으로 이루어진 발광소자를 구비한 디스플레이 장치를 디스플레이 배선용 기판 12의 적색 발광소자 내장배선 41, 녹색 발광소자 내장배선 42 및 청색 발광소자 내장 배선 43, 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63으로 이루어진 발광소자 표면의 투명전극 48 사이에 전압을 인가하여 전압의 크기를 조절하여 다양한 발광색을 생성하는 디스플레이 장치로 기능한다.

(실시 형태 3)

이 실시 예는 적색과 녹색 및 청색 LED를 형성하는 대신에 청색 마이크로 LED 13을 형성하고, 그 위에 투명전극 배선 48을 형성한 후 그 위에 적색 형광층 패턴 51과 녹색 형광층 패턴 52 및 투명 절연층 패턴 53을 형성하고, 각각 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63을 형성하는 것이며, 또한 이러한 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63을 세트로 한 발광소자를 기판 1 상에 다수를 전개하는 컬러 디스플레이 장치로 기능하는 것이다.

도 1과 같이 반도체 기판 1을 준비하고 도 13과 같이 저압 CVD 법(미도시)에 의해 반도체 기판 1의 양면에 3 ~ 10μm의 GaN 버퍼층 3을 형성하고, 도 14와 같이, 반도체 기판 1의 표면에 0.3 ~ 2μm의 p형 GaN층 4, 10~ 100nm의 퀀텀웰층 5 및 0.3 ~ 2μm의 n형 GaN층 6 에피텍셜 성장 청색 마이크로 LED의 형성 이전에 반도체 기판 1의 변형을 감소시킨 구조를 형성하는 공정을 나타낸다. 또한, 반도체 기판 1의 표면에 에피텍셜 층을 형성하는 것은 상용 에피텍셜 장치를 이용하는 것을 고려한 것이다.

도 15는 또한, n형 에피텍셜 층 6 위에 전극층 7을 형성하고, 그 위에 청색 마이크로 LED를 형성하기 위한 포토레지스트 패턴 8을 형성한다. 도 16은 반도체 기판 1의 표면에 청색 마이크로 LED 13을 형성하는 공정을 나타낸다.

청색 마이크로 LED는 0.3 ~ 2μm의 p형 GaN층 4, 10 ~ 100nm의 퀀텀웰층 5, 0.3 ~ 2μm의 n형 GaN층 6 및 500nm ~ 2μm의 전극층 7을 포함한 구조이다. 퀀텀웰층의 In 농도의 조정은 선택적인 이온 주입에 의해도 좋고, 또한 선택적인 에피텍셜 성장에 의해도 좋다. 이렇게 하여 반도체 기판 1 상에 3개의 청색 마이크로 LED를 세트로 한 마이크로 LED의 많은 개체를 전개한다.

도 17은 뒷(배)면의 GaN 버퍼층 3 및 반도체 기판 1의 이면을 그라인더에 의해 연마하고, 반도체 기판 1 기판의 나머지 두께를 50 ~ 300μm로 하는 공정을 나타낸다. 점선 부분은 연마하는 부분이다. 그림 18은 뒷면의 GaN 버퍼층 3 및 반도체 기판 1의 이면을 그라인더에 의해 연마하고, 반도체 기판 1을 50 ~ 300μm의 두께가 될 때까지 연마하는 공정 후의 상태를 나타낸다.

도 24는 청색 마이크로 LED 13으로 된 반도체 기판 1을 디스플레이 배선용 기판 40에 이동 배치하기 위해 블록 30으로 절단한 공정을 나타낸다.

도 26은 청색 마이크로 LED 13으로 된 반도체 기판 1을 디스플레이 배선용 기판 40에 이동 배치하기 위해 반전시키는(뒤집는) 공정을 나타낸다.

도 27은 청색 마이크로 LED 13을 구동하는 배선을 가지는 디스플레이 배선용 기판 40을 나타내고, 디스플레이 배선용 기판에는 적색 발광소자 내장배선 41과 녹색 발광소자 내장배선 42와 청색 발광소자 내장배선 43, 또한 적색 발광소자용 콘택트 전극 44 녹색 발광소자용 콘택트 전극 45과 청색 발광소자용 콘택트 전극 46 및 인출전극 47를 포함한다.

도 28은 청색 마이크로 LED 13으로 된 반도체 기판 1 블록 30을 디스플레이 배선용 기판 40에 정렬하여 서로 마주보게 전극끼리 접합시키는 이동 배치 공정을 나타낸다. 디스플레이 표시 배선용 기판 40의 표면의 전극 표면에 도전성 접착제 또는 솔더(미도시) 등을 형성하고 있다. 여기에서는 일점 쇄선 화살표와 같이 3개 세트 청색 마이크로 LED 13 중 하나와 적색 발광소자용 콘택트 전극 44, 3개 세트 청색 마이크로 LED 13의 다른 하나와 녹색 발광소자 콘택트 전극 45, 3개 세트 청색 마이크로 LED 13의 다른 하나와 청색 발광소자용 콘택트 전극 46을 정렬한 후 접합한다.

도 30은 접합 반도체 기판 1 블록 30과 디스플레이 배선용 기판 40 구조의 반도체 기판 1 블록 30 이외의 부분에 포토레지스트(또는 유기물 또는 절연층) 21로 도포하는 공정을 나타내고, 반도체 기판 1 블록 30을 에칭할 때 다른 부분을 습식 에칭액 또는 플라즈마 에칭의 이온 또는 라디칼이 내부에 침입하지 않도록 보호한다. 여기서, 반도체 기판 1 블록 30을 덮는 포토레지스트 21을 자외선 노광 및 현상하여 노출한다. 플라즈마 에칭을 사용하는 경우에는 반도체 기판 1 블록 이외의 절연층, 예를 들어 SOG 막으로 덮는다.

도 31은 반도체 기판 1을 TMAH 또는 TMAH + 황산 암모늄을 선택적으로 습식 에칭으로 표면 측의 버퍼층 3을 플라즈마 에칭에 의해 제거하고, 또 다시 주변 포토레지스트 층 21도 제거하는 공정 상태를 나타낸다. SF6 의해 선택 건식 에칭을 하는 경우에는 에칭 후, SOG 막을 제거한다.

도 32는 청색 마이크로 LED 패턴 사이에 층간 절연층 22를 형성하는 공정 상태를 나타낸다.

도 33은 청색 마이크로 LED 13 표면에 투명 전극배선 48 형성하는 공정 상태를 나타낸다. 투명 전극배선 48은 도 32과 같이 청색 마이크로 LED를 구비한 디스플레이 장치에 직접 포토리소그래피를 사용하여 형성하여도 좋고, 미리 다른 투명기판(미도시)에 전극배선 구조 48을 형성시킨 후 이 투명 기판을 디스플레이 장치에 접합하여도 좋다. 일반적으로는 전극 배선 구조 48이 크지만, 이것에 제한되는 것은 아니다.

도 34는 투명전극 배선에 적색 형광층 패턴과 녹색 형광층 패턴 및 청색을 그대로 발광시키는 절연층 패턴을 형성하고, 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63을 형성하는 공정 상태를 나타낸다.

도 35는 인출전극 47의 상부의 층간 절연층을 제거하고 전원(미도시)와 연결하는 공정 상태를 나타낸다.

이렇게 얻어진 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63을 구비하는 3색의 발광소자를 사용한 디스플레이 장치를 디스플레이 배선용 기판 12의 적색 발광소자 내장배선 41 녹색 발광소자 내장배선 42 및 청색 발광소자 내장배선 43, 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63으로 이루어진 발광소자 표면의 투명전극 48 사이에 전압을 인가하고, 전압의 크기를 조절하여 다양한 발광색을 생성하는 디스플레이 장치로 기능한다.

(실시 형태 4)

이 실시 예는 적색과 녹색 및 청색 LED를 형성하는 대신에 청색 마이크로 LED 13을 형성하고, 그 위에 투명 전극배선 48을 형성한 후 그 위에 적색 형광층 패턴 51과 녹색 형광층 패턴 52 및 투명 절연층 패턴 53을 형성하고, 각각 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63을 형성하는 것이며, 또한 이러한 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63을 세트로 한 발광소자를 기판 1 상에 다수로 전개하는 컬러 디스플레이 장치로 기능하는 것이다.

도 1과 같이 반도체 기판 1을 준비하고 도 19와 같이 저압 CVD 법(미도시)에 의해 반도체 기판 1의 양면에 3 ~ 10μm의 GaN 버퍼층 3을 형성하고, 0.3 ~ 2μm의 p형 GaN층 4, 10 ~ 100nm의 퀀텀웰층 5, 0.3 ~ 2μm의 n형 GaN층 6 에피텍셜 성장 마이크로 LED의 형성 이전에 반도체 기판 1의 변형을 감소시킨 구조를 형성하는 공정을 나타낸다.

도 20은 또한 n형 에피텍셜 층 6 위에 전극층 7을 형성하고, 그 위에 청색 마이크로 LED를 형성하기 위한 포토레지스트 패턴 8을 형성한다. 도 21은 반도체 기판 1의 표면에 청색 마이크로 LED 13을 형성하는 공정을 나타낸다. 청색 마이크로 LED는 0.3 ~ 2μm의 p형 GaN층 4, 10 ~ 100nm의 퀀텀웰층 5, 0.3 ~ 2μm의 n형 GaN층 6 및 500nm ~ 2μm의 전극층 7을 포함한 구조이다.

퀀텀웰층의 In 농도의 조정은 선택적인 이온 주입에 의해도 좋고, 또한 선택적인 에피텍셜 성장에 의해도 좋다. 이렇게 하여 반도체 기판 1 상에 3개의 청색 마이크로 LED를 세트로 한 마이크로 LED의 많은 개체를 전개한다.

도 22는 뒷면의 n형 GaN층 6과 퀀텀웰층 5와 p형 GaN층 4와 GaN 버퍼층 3 및 반도체 기판 1의 이면을 그라인더에 의해 연마하고, 반도체 기판 1 에서 기판의 나머지 두께 50 ~ 300μm로 하는 연마공정을 나타낸다. 점선 부분은 연마하는 부분이다. 도 23은 뒷면의 n형 GaN층 6과 퀀텀웰층 5와 p형 GaN층 4와 GaN 버퍼층 3 및 반도체 기판 1의 이면을 그라인더에 의해 연마하고, 반도체 기판 1을 50 ~ 300μm의 두께가 될 때까지 연마하는 공정상태를 나타낸다.

도 24는 청색 마이크로 LED 13으로 된 반도체 기판 1을 디스플레이 배선용 기판 40에 이동 배치하기 위해 블록 30으로 절단하는 공정을 나타낸다.

도 27은 청색 마이크로 LED 13을 구동하는 배선을 가지는 디스플레이 배선용 기판 40을 나타내고, 디스플레이 배선용 기판에는 적색 발광소자 내장 배선 41, 녹색 발광소자 내장배선 42와 청색 발광소자 내장배선 43, 또한 적색 발광소자용 콘택트 전극 44 녹색 발광소자용 콘택트 전극 45과 청색 발광소자용 콘택트 전극 46 및 인출전극 47를 포함한다.

도 28은 청색 마이크로 LED 13으로 된 반도체 기판 1 블록 30을 디스플레이 배선용 기판 40에 정렬하여 서로 마주보게 전극끼리를 접합시키는 이동 배치 공정을 나타낸다. 디스플레이 배선용 기판 40의 표면의 전극 표면에 도전성 접착제 또는 솔더(미도시) 등을 형성하고 있다. 여기에서는 일점 쇄선 화살표와 같이 3개 세트 청색 마이크로 LED 13 중 하나와 적색 발광소자용 콘택트 전극 44, 3개 세트 청색 마이크로 LED 13 다른 하나와 녹색 발광소자 콘택트 전극 45, 3개 세트 청색 마이크로 LED 13 다른 하나와 청색 발광소자용 콘택트 전극 46을 정렬한 후 접합한다.

도 29는 반도체 기판 1 블록 30과 디스플레이 배선용 기판 40을 접합하는 공정 상태를 나타낸다.

도 30은 접합 반도체 기판 1 블록 30과 디스플레이 배선용 기판 40 구조의 반도체 기판 1 블록 30 이외의 부분에 포토레지스트(또는 유기물 또는 절연층) 21로 도포하는 공정을 나타내고, 반도체 기판 1 블록 30을 에칭할 때 다른 부분을 습식 에칭액 또는 플라즈마 에칭의 이온 또는 라디칼이 내부에 침입하지 않도록 보호한다.

여기서, 반도체 기판 1 블록 30을 덮는 포토레지스트 21을 자외선 노광 및 현상하여 노출한다. 플라즈마 에칭을 사용하는 경우, 반도체 기판 1 블록 30 이외의 절연층, 예를 들어 SOG 막으로 덮는다.

도 31은 반도체 기판 1을 TMAH 또는 TMAH + 황산 암모늄 선택적으로 습식 에칭, 표면 측의 버퍼층 3을 플라즈마 에칭에 의해 제거하고, 또 다시 주변 포토레지스트 층 21도 제거하는 공정 상태를 나타낸다. SF6에 의해 선택 건식 에칭을 하는 경우에는 에칭 후, SOG 막을 제거한다.

도 32는 청색 마이크로 LED 13 패턴 사이에 층간 절연층 22를 형성하는 공정 상태를 나타낸다.

도 33은 청색 마이크로 LED 13 표면에 투명 전극 배선 48을 형성하는 공정 상태를 나타낸다. 투명 전극 배선 48은 도 32에 표시된 청색 마이크로 LED를 구비한 디스플레이 장치에 직접 포토리소그래피를 사용하여 형성하여도 좋고, 미리 다른 투명기판(미도시)에 전극배선 구조 48을 형성하고 이 투명 기판을 디스플레이 장치에 접합하여도 좋다. 일반적으로는 전극배선 구조 48이 크지만, 이것에 제한되는 것은 아니다.

이렇게 얻어진 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63으로 이루어진 발광소자를 구비한 디스플레이 장치를 디스플레이 배선용 기판 12의 적색 발광소자 내장배선 41, 녹색 발광소자 내장배선 42 및 청색 발광소자 내장 배선 43 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자로 이루어진 발광소자 표면의 투명전극 48 사이에 전압을 인가하여 전압의 크기를 조절하여 다양한 발광색을 생성하는 표시 장치로 기능한다.

(실시예 1)

도 1과 같이 반도체 기판 1을 준비하고 도 3과 같이 저압 CVD법 (미도시)에 의해 반도체 기판 1의 양면에 100nm의 SiC 층 2를 형성하고, 그 위에 7μm 의 GaN 버퍼층 3을 형성하고, 도 4와 같이, 반도체 기판 1의 표면에 0.7μm의 p형 GaN층 4와 50nm의 퀀텀웰층 5 및 0.7μm의 n형 GaN층 6 에피텍셜 성장으로 청색 마이크로 LED 13의 형성 전에 Si 기판 1의 변형을 감소시킨 구조를 형성하는 공정 상태를 나타낸다.

도 4는 또한 n형 에피텍셜 층 6 위에 전극층 7을 형성하고, 그 위에 마이크로 LED를 형성하기 위한 포토레지스트 패턴 8을 형성했다. 도 5는 반도체 기판 1의 표면에 청색 마이크로 LED 13을 형성하는 공정 상태를 나타낸다. 청색 마이크로 LED는 0.7μm의 p형 GaN층 4와 50nm의 퀀텀웰층 5와 0.7μm의 n형 GaN층 6 및 1μm의 전극층 7을 포함한 구조로 되어있다. 퀀텀웰층의 In 농도의 조정은 에피텍셜 성장으로 하였고, Si 기판 1 상에 3개의 청색 마이크로 LED 13을 세트로 한 마이크로 LED의 많은 개체를 전개했다.

도 6은 뒷면의 GaN 버퍼층 3과 SiC 층 2 및 반도체 기판 1의 뒷면을 분쇄기(Grinder)에 의해 연마하여, 기판의 나머지 두께를 250μm으로 한 공정을 나타낸다. 점선 부분은 연마한 부분이다. 도 7은 뒷면의 GaN 버퍼층 3과 SiC 층 2 및 Si 기판 1의 뒷면을 분쇄기에 의해 연마하여 Si 기판의 나머지 두께 250μm의 두께가 될 때까지 연마한 공정 상태를 나타낸다.

도 24는 청색 마이크로 LED 13으로 된 Si 기판 1을 디스플레이 배선용 기판 40에 이동 배치하기 위해 블록 30에 찝어낸 공정을 나타낸다.

도 25는 청색 마이크로 LED 13으로 된 Si 기판 1을 디스플레이 배선용 기판 40에 이동 배치하기 위해 반전시킨(뒤집는) 공정을 나타낸다.

도 27은 청색 마이크로 LED 13을 구동하는 배선을 가지는 디스플레이 배선용 기판 40을 나타내고, 디스플레이 배선용 기판에는 적색 발광소자 내장배선 41, 녹색 발광소자 내장배선 42와 청색 발광소자 내장배선 43, 또한 적색 발광소자용 콘택트 전극 44 녹색 발광소자용 콘택트 전극 45과 청색 발광소자용 콘택트 전극 46 및 인출전극 47를 포함한다.

도 28은 청색 마이크로 LED 13으로 된 Si 기판 1 블록 30을 디스플레이 배선용 기판 40에 정렬하여 서로 마주보게 전극끼리를 접합시킨 이동 배치 공정을 나타낸다. 디스플레이 배선용 기판 40의 표면의 전극 표면에 도전성 접착제나 솔더(미도시) 등을 형성하고 있다. 여기서 일점 쇄선 화살표와 같이 3개 세트 청색 마이크로 LED 13 중 하나와 적색 발광소자용 콘택트 전극 44, 3개 세트 청색 마이크로 LED 13 다른 하나와 녹색 발광소자 콘택트 전극 45, 3개 세트 청색 마이크로 LED 13 다른 하나와 청색 발광소자용 콘택트 전극46을 정렬한 후 접합했다.

도 29는 Si 기판 1 블록 30과 표 디스플레이 배선용 기판 40을 접합한 공정 상태를 나타낸다.

도 30은 접합한 Si 기판 1 블록 30과 디스플레이 배선용 기판 40 구조의 Si 기판 1 블록 30 이외의 부분 포토레지스트 21로 도포 공정을 나타내고, 반도체 기판 1 블록 30을 에칭할 때 다른 부분을 습식 에칭액 또는 플라즈마 에칭의 이온 또는 라디칼이 내부에 침입하지 않도록 보호했다. 여기서, 반도체 기판 1 블록 30을 덮는 포토레지스트 21을 자외선 노광 및 현상하여 노출시켰다.

도 31은 Si 기판 1을 25중량 %의 수산화 테트라 메틸 암모늄 용액 (TMAH)2 중량 %의 황산 암모늄을 첨가한 에칭액으로 습식 에칭하고, 혹은 표면측의 SiC 층 2 및 버퍼층 3을 CF4 플라즈마 에칭에 의해 제거하고, 또 다시 주변 포토레지스트 층 21도 제거하는 공정 상태를 나타낸다.

도 32는 청색 마이크로 LED 13 패턴 사이에 층간 절연층 22를 형성한 공정 상태를 나타낸다.

도 33은 청색 마이크로 LED 13 표면에 투명전극 배선 48을 형성하는 공정 상태를 나타낸다. 투명전극 배선 48은 도 32와 같이 청색 마이크로 LED 13을 구비하는 디스플레이 장치에 직접 포토리소그래피를 사용했다. 이 전극 배선구조 48은 클 수 있다.

도 34는 투명전극 배선에 적색 형광층 패턴 51과 녹색 형광층 패턴 52 및 청색을 그대로 발광시키는 절연층 패턴 53을 형성하고, 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63를 형성한 공정 상태를 나타낸다.

도 35는 인출전극 47의 상부의 층간 절연층을 제거하고 전기전원(미도시)과 연결 준비한 공정 상태를 나타낸다.

이렇게 얻어진 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63으로 이루어진 발광소자를 사용한 디스플레이 장치의 디스플레이 배선용 기판 12의 적색 발광소자 내장배선 41, 녹색 발광소자용 임베디드 배선 42 및 청색 발광소자 내장배선 43, 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63으로 이루어진 발광소자의 표면에 투명전극 48 사이에 전압을 인가하여 전압의 크기를 조절하여 다양한 발광색을 생성하는 디스플레이 장치로 작동시켰다.

(실시예 2)

도 1과 같이 Si 기판 1을 준비하고 도 8과 같이, 저압 CVD법(미도시)에 의해 Si 기판 1의 양면에 100nm의 SiC 층 2를 형성하고, 그 위에 7μm의 GaN 버퍼층 3을 형성하고, 0.7μm의 p형 GaN층 4와 50nm의 퀀텀웰층 5, 0.7μm의 n형 GaN층 6 에피텍셜 성장으로 청색 마이크로 LED의 형성 전에 Si 기판 1의 변형을 감소시킨 구조를 형성하는 공정을 나타낸다.

도 9는 또한 n형 에피텍셜 층 6 위에 전극층 7을 형성하고, 그 위에 청색 마이크로 LED를 형성하기 위해 포토레지스트 패턴 8을 형성했다.

도 10은 Si 기판 1 표면에 청색 마이크로 LED 13을 형성하는 공정을 나타낸다. 청색 마이크로 LED 13은 0.7μm의 p형 GaN층 4와 50nm의 퀀텀웰층 5와 0.7μm의 n형 GaN층 6 및 1μm 전극층 11을 포함하는 구조로 되어있다. 퀀텀웰층의 In 농도의 조정은 에피텍셜 성장으로 하였고, Si 기판 1 상에 3개의 청색 마이크로 LED 13를 세트로 한 마이크로 LED의 많은 개체를 전개했다.

도 11은 뒷면의 n형 GaN층 6과 퀀텀웰층 5와 p형 GaN층 4와 GaN 버퍼층 3과 SiC 층 2 및 반도체 기판 1의 뒷면을 그라인더에 의해 연마하여 Si 기판 1의 나머지 두께를 250μm으로 한 공정을 나타낸다. 점선 부분은 연마한 부분이다. 도 12는 뒷면의 n형 GaN층 6과 퀀텀웰층 5와 p형 GaN층 4 와 GaN 버퍼층 3과 SiC 층 2 및 도체 기판 1의 뒷면을 그라인더에 의해 연마하여 Si 기판 1의 나머지 두께 250μm의 두께가 될 때까지 연마한 공정 상태를 나타낸다.

도 24는 청색 마이크로 LED 13으로 된 Si 기판 1을 디스플레이 배선용 기판 40에 이동 배치하기 위해 블록 30에서 찝어낸 공정을 나타낸다.

도 28은 청색 마이크로 LED 13으로 된 반도체 기판 1 블록 30을 디스플레이 배선용 기판 40에 정렬하여 서로 마주보게 전극끼리를 접합시킨 이동 배치공정을 나타낸다.

디스플레이 배선용 기판 40의 표면의 전극 표면에 도전성 착제나 솔더(미도시) 등을 형성하고 있다. 여기에서는 일점 쇄선 화살표와 같이 3개 세트 청색 마이크로 LED 13 중 하나와 적색 발광소자용 콘택트 전극 44, 3개 세트 청색 마이크로 LED 13 다른 하나와 녹색 발광소자 콘택트 전극 45, 3개 세트 청색 마이크로 LED 13 다른 하나와 청색 발광소자용 콘택트 전극 46을 정렬한 후 접합했다.

도 29는 반도체 기판 1 블록 30과 디스플레이 배선용 기판 40을 접합한 공정 상태를 나타낸다.

도 30은 접합한 Si 기판 1 블록 30과 디스플레이 배선용 기판 40 구조의 Si 기판 1 블록 30 이외의 부분에 포토레지스트 21로 도포 공정을 나타내고, 반도체 기판 1 블록 30을 에칭할 때 다른 부분을 습식 에칭액이 또는 플라즈마 에칭의 이온 또는 라디칼이 내부에 침입하지 않도록 보호했다. 여기서, 도체 기판 1 블록 30을 덮는 포토레지스트 21을 자외선 노광 및 현상하여 노출시켰다.

도 31은 Si 기판 1을 25 중량 %의 수산화 테트라 메틸 암모늄 용액 (TMAH) 2 중량 %의 황산 암모늄을 첨가한 에칭액으로 습식 에칭하고, 표면측의 SiC 층 2 및 버퍼층 3을 CF4 플라즈마 에칭에 의해 제거하고, 또 다시 주변 포토 레지스트 층 21도 제거 공정 상태를 나타낸다.

도 33은 청색 마이크로 LED 13 표면에 투명전극 배선 48을 형성한 공정 상태를 나타낸다. 투명전극 배선 48은 도 32와 같이 청색 마이크로 LED를 구비한 디스플레이 장치에 직접 포토리소그래피를 사용하여 형성했고, 이 전극 배선 구조 48은 컸다.

도 34는 투명전극 배선에 적색 형광층 패턴 51과 녹색 형광층 패턴 52 및 청색을 그대로 발광시키는 절연층 패턴 53을 형성하고, 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63을 형성한 공정 상태를 나타낸다.

도 35는 인출전극 47의 상부의 층간 절연층을 제거하고 전기전원(미도시)과 연결을 준비한 공정을 나타낸다.

이렇게 얻어진 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63으로 이루어진 발광소자를 구비한 디스플레이 장치의 디스플레이 배선용 기판 12의 적색 발광소자 내장배선 41, 녹색 발광소자용 임베디드 배선 42 및 청색 발광소자 내장배선 43, 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63으로 이루어진 발광소자 표면의 투명전극 48 사이에 전압을 인가하여 전압의 크기를 조절하여 다양한 발광색을 생성하는 디스플레이 장치로 작동시켰다.

(실시예 3)

도 1과 같이 Si 기판 1을 준비하고 도 13과 같이 저압 CVD법(미도시)에 의해 반도체 기판 1의 양면에 7μm의 GaN 버퍼층 3을 형성하고, 도 14와 같이 Si 기판 1 표면에 0.7μm의 p형 GaN층 4와 50nm의 퀀텀웰층 5 및 0.7μm의 n형 GaN층 6을 에피텍셜 성장시키고, 청색 마이크로 LED 13의 형성 전에 반도체 기판 1의 변형을 감소시킨 구조를 형성하는 공정을 나타낸다.

도 15는 n형 에피텍셜 층 6 위에 전극층 7을 형성하고, 그 위에 마이크로 LED를 형성하기 위한 포토레지스트 패턴 8을 형성했다. 도 16은 Si 기판 1의 표면에 청색 마이크로 LED 13을 형성하는 공정을 나타낸다. 청색 마이크로 LED는 0.7μm의 p형 GaN층 4와 50nm의 퀀텀웰층 5와 0.7μm의 n형 GaN층 6 및 1μm 전극층 11을 포함하는 구조로 되어있다. 퀀텀웰층의 In 농도의 조정은 에피텍셜 성장으로 했고, 반도체 기판 1 상에 3개의 청색 마이크로 LED를 세트로 한 마이크로 LED의 많은 개체를 전개했다.

도 17은 뒷면의 GaN 버퍼층 3 및 도체기판 1의 뒷면을 그라인더에 의해 연마하여 Si 기판 1의 나머지 두께를 250μm으로 한 공정을 나타낸다. 점선 부분은 연마한 부분이다. 도 18은 뒷면의 GaN 버퍼층 3 및 Si 기판 1의 뒷면을 그라인더에 의해 연마하여 Si 기판 1의 나머지 두께가 250μm의 두께가 될 때까지 연마한 공정 후의 상태를 나타낸다.

도 24는 청색 마이크로 LED 13으로 된 반도체 기판 1을 디스플레이 배선용 기판 40에 이동 배치하기 위해 블록 30에서 찝어낸 공정을 나타낸다.

도 26은 청색 마이크로 LED 13으로 된 반도체 기판 1을 디스플레이 배선용 기판 40에 이동 배치하기 위해 반전시킨(뒤집는) 공정을 나타낸다.

도 28은 청색 마이크로 LED 13으로 된 반도체 기판 1 블록 30을 디스플레이 배선용 기판 40에 정렬하여 서로 마주보게 전극끼리를 접합시킨 이동 배치 공정을 나타낸다. 디스플레이 배선용 기판 40의 표면의 전극 표면에 전도체나 솔더(미도시) 등을 형성하고 있다. 여기에서는 일점 쇄선 화살표와 같이 3개 세트 청색 마이크로 LED 13 중 하나와 적색 발광소자용 콘택트 전극 44, 3개 세트 청색 마이크로 LED 13 다른 하나와 녹색 발광소자 콘택트 전극 45, 3개 세트 청색 마이크로 LED 13 다른 하나와 청색 발광소자용 콘택트 전극 46을 정렬한 후 접합한다.

도 30은 접합한 Si 기판 1 블록 30과 디스플레이 배선용 기판 40 구조의 Si 기판 1 블록 30 이외의 부분에 포토레지스트 21로 도포한 공정을 나타내고, 반도체 기판 1 블록 30을 에칭할 때 다른 부분을 습식 에칭액 또는 플라즈마 에칭의 이온 또는 라디칼이 내부에 침입하지 않도록 보호했다. 여기서, 반도체 기판 1 블록 30을 덮는 포토레지스트 21을 자외선 노광 및 현상하여 노출시켰다.

도 31은 Si 기판 1을 25 중량 %의 수산화 테트라 메틸 암모늄 용액 (TMAH) 2 중량 %의 황산 암모늄을 첨가한 에칭액으로 습식 에칭하고, 표면측의 버퍼층 3을 CF4 플라즈마 에칭에 의해 제거하고 또 다시 주변 포토레지스트 층 21도 제거 공정 상태를 나타낸다.

도 33은 청색 마이크로 LED 13 표면에 투명전극 배선 48을 형성한 공정 상태를 나타낸다. 투명전극 배선 48은 도 32에 표시된 청색 마이크로 LED를 구비하는 디스플레이 장치에 직접 포토리소그래피를 사용하여 형성했다. 이 전극배선 구조 48은 컸다.

이렇게 얻어진 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63을 구비하는 3색의 발광소자를 사용한 디스플레이 장치의 디스플레이 배선용 기판 12의 적색 발광소자 내장배선 41, 녹색 발광소자 내장배선 42 및 청색 발광소자 내장배선 43, 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 표면의 투명전극 48 사이에 전압을 인가하여 전압의 크기를 함께 다양한 발광색을 생성하는 표시 장치로 작동시켰다.

(실시예 8)

도 1과 같이 Si 기판 1을 준비하고 도 19와 같이 저압 CVD법(미도시)에 의해 반도체 기판 1의 양면에 7μm의 GaN 버퍼층 3을 형성하고, 0.7μm의 p형 GaN층 4와 50nm의 퀀텀웰층 5와 0.7μm의 n형 GaN층 6을 에피텍셜 성장시키고, 마이크로 LED의 형성전에 Si 기판 1의 변형을 감소시킨 구조를 형성하는 공정을 나타낸다.

도 20은 또한 n형 에피텍셜 층 6 위에 전극층 7을 형성하고, 그 위에 마이크로 LED를 형성하기 위한 포토레지스트 패턴 8을 형성했다. 도 21은 Si 기판 1 표면에 청색 마이크로 LED 13을 형성하는 공정을 나타낸다. 청색 마이크로 LED는 0.7μm의 p형 GaN층 4와 50nm의 퀀텀웰층 5와 0.7μm의 n형 GaN층 6 및 1μm의 전극층 7을 포함한 구조로 되어있다. 퀀텀웰층의 In 농도의 조정은 에피텍셜 성장으로 하였고, 따라서 반도체 기판 1 상에 3개의 청색 마이크로 LED를 세트로 한 마이크로 LED의 많은 개체를 전개했다.

도 22는 뒷면의 n형 GaN층 6과 퀀텀웰층 5와 p형 GaN층 4와 GaN 버퍼층 3 및 도체기판 1의 뒷면을 그라인더에 의해 연마한 기판의 나머지 두께를 250μm 한 공정을 나타낸다. 점선 부분은 연마한 부분이다. 도 23은 뒷면의 n형 GaN층 6과 퀀텀웰층 5와 p형 GaN층 4와 GaN 버퍼층 3 및 Si 기판 1의 뒷면을 그라인더에 의해 연마하여 Si 기판 1의 나머지 두께를 250μm의 두께가 될 때까지 연마한 공정을 나타낸다.

도 24는 청색 마이크로 LED 13으로 된 반도체 기판 1을 디스플레이 배선용 기판 40에 전송하기 위해 블록 30에서 찝어낸 공정을 나타낸다.

도 26은 청색 마이크로 LED 13으로 된 반도체 기판 1을 디스플레이 배선용 기판 40에 이동 배치하기 위해 반전시킨 공정을 나타낸다.

도 27은 청색 마이크로 LED 13을 구동하는 배선을 가지는 디스플레이 배선용 기판 40을 나타내고, 디스플레이 배선용 기판에는 적색 발광소자 내장 배선 41, 녹색 발광소자 내장배선 42와 청색 발광소자 내장배선 43, 또한 적색 발광소자용 콘택트 전극 44, 녹색 발광소자용 콘택트 전극 45과 청색 발광소자용 콘택트 전극 46 및 인출전극 47을 포함한다.

도 28은 청색 마이크로 LED 13으로 된 반도체 기판 1 블록 30을 디스플레이 배선용 기판 40에 정렬하여 서로 마주보게 전극끼리를 접합시킨 이동 배치 공정을 나타낸다. 디스플레이 배선용 기판 40의 표면의 전극 표면에 전도체나 솔더 (미도시) 등을 형성하고 있다. 여기에서는 일점 쇄선 화살표와 같이 3개 세트 청색 마이크로 LED 13 중 하나와 적색 발광소자용 전극 44, 3개 세트 청색 마이크로 LED 13 다른 하나와 녹색 발광소자 콘택트 전극 45, 3개 세트 청색 마이크로 LED 13 다른 하나와 청색 발광소자용 콘택트 전극 46을 정렬한 후 접합했다.

도 30은 접합한 Si 기판 1 블록 30과 디스플레이 배선용 기판 40 구조의 Si 기판 1 블록 30 이외의 부분에 포토레지스트 21로 도포한 공정을 나타내고, 반도체 기판 1 블록 30을 에칭할 때 다른 부분을 습식 에칭액 또는 플라즈마 에칭 이온의 라디칼이 내부에 침입하지 않도록 보호했다. 여기서, 반도체 기판 1 블록 30을 덮는 포토레지스트 21을 자외선 노광 및 현상하여 노출시켰다.

도 31은 Si 기판 1을 25 중량 %의 수산화 테트라 메틸 암모늄 용액 (TMAH) 2 중량 %의 황산 암모늄을 첨가한 에칭액으로 습식 에칭하고, 표면측의 버퍼층 3을 CF4 플라즈마 에칭에 의해 제거하고 또 다시 주변 포토레지스트 층 21도 제거한 공정 상태를 나타낸다.

도 33은 청색 마이크로 LED 13 표면에 투명전극 배선 48을 형성하는 공정 상태를 나타낸다. 투명전극 배선 48은 도 32에 표시된 청색 마이크로 LED를 구비한 디스플레이 장치에 직접 포토리소그래피를 사용하여 형성했다. 이 전극 배선 구조 48은 크다.

도 34는 투명 전극 배선에 적색 형광층 패턴 51과 녹색 형광층 패턴 52 및 청색을 그대로 발광시키는 절연층 패턴 53을 형성하고, 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63을 형성한 공정 상태를 나타낸다.

이렇게 얻어진 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 63으로 이루어진 발광소자를 구비한 디스플레이 장치의 디스플레이 배선용 기판 12의 적색 발광소자 내장배선 41과 녹색 발광소자용 임베디드 배선 42 및 청색 발광소자 내장배선 43, 적색 발광소자 61, 녹색 발광소자 62 및 청색 발광소자 표면의 투명전극 48 사이에 전압을 인가하여 전압의 크기를 조절하여 각종 발광색을 생성하는 디스플레이 장치로 작동시켰다.

1 반도체 기판 (Si 웨이퍼) 또는 절연 기판 (사파이어 웨이퍼)
2 SiC 층 (또는 GaN의 격자 상수에 가까운 격자 상수를 갖는 결정층)
3 GaN 버퍼층 (또는 반도체 버퍼층)
4 p형 GaN 에피텍셜 층
5 퀀텀웰층
6 n형 GaN 에피텍셜 층
7 전극층
8 포토레지스트 패턴
13 청색 마이크로 LED
21 포토레지스트 층 또는 절연층
22 절연층
30 반도체 기판 사각형 블록 (Si 사각형 블록) 또는 사파이어 사각형 블록)
40 디스플레이 배선용 기판
41 적색 발광소자 내장배선
42 녹색 발광소자 내장배선
43 청색 발광소자 내장배선
44 적색 발광소자용 콘택트 전극
45 녹색 발광소자용 콘택트 전극
46 청색 발광소자용 콘택트 전극
47 인출( 끄집어 낸 ) 전극
48 투명전극 배선
51 적색 형광층 패턴
52 녹색 형광층 패턴
53 투명 절연층 패턴
61 적색 발광소자
62 녹색 발광소자
63 청색 발광소자

Claims

반도체 기판의 양면에 SiC 층 및 GaN 버퍼층을 순서대로 형성함으로써, 상기 반도체 기판의 변형을 적게 하는 공정,
상기 반도체 기판의 표면에 GaN 에피텍셜 층을 형성하는 공정,
상기 반도체 기판의 표면의 상기 SiC 층 및 상기 GaN 버퍼층에 청색 마이크로 LED를 형성하는 공정,
상기 반도체 기판의 뒷면의 상기 GaN 버퍼층, 상기 SiC 층 및 상기 반도체 기판을 연마하는 공정,
상기 마이크로 LED를 반도체 기판마다 또는 블록마다 디스플레이 배선용 기판에 이동 배치하는 공정,
상기 디스플레이 배선용 기판에 이동 배치한 상태에서 상기 반도체 기판의 나머지 부분과, 상기 반도체 기판의 표면의 상기 SiC 층 및 GaN 버퍼층을 제거하는 공정,
상기 청색 마이크로 LED의 패턴 사이에 층간 절연층을 형성하는 공정,
노출된 상기 청색 마이크로 LED의 뒷면에 투명도전층 패턴을 형성하는 공정,
상기 투명도전층 패턴에 적색 형광층 패턴과 녹색 형광층 패턴 및 투명 절연층 패턴을 형성하는 공정들을 포함하는 발광소자의 제조방법.
반도체 기판의 양면에 SiC 층과 GaN 버퍼층 및 GaN 에피텍셜 층을 순서대로 형성함으로써, 상기 반도체 기판의 변형을 적게 하는 공정,
상기 반도체 기판의 표면의 상기 SiC 층 및 상기 GaN 버퍼층에 청색 마이크로 LED를 형성하는 공정,
상기 반도체 기판의 뒷면의 상기 GaN 에피텍셜 층, 상기 GaN 버퍼층, 상기 SiC 층 및 상기 반도체 기판을 연마하는 공정,
상기 마이크로 LED를 반도체 기판마다 또는 블록마다 디스플레이 배선용 기판에 이동 배치하는 공정,
상기 디스플레이 배선용 기판에 이동 배치한 상태에서 상기 반도체 기판의 나머지 부분과, 상기 반도체 기판의 표면의 상기 SiC 층 및 상기 GaN 버퍼층을 제거하는 공정,
상기 청색 마이크로 LED의 패턴 사이에 층간 절연층을 형성하는 공정,
노출된 상기 청색 마이크로 LED의 뒷면에 투명도전층 패턴을 형성하는 공정,
상기 투명도전층 패턴에 적색 형광층 패턴과 녹색 형광층 패턴 및 투명 절연층 패턴을 형성하는 공정들을 포함하는 발광소자의 제조방법.
반도체 기판의 양면에 GaN 버퍼층을 형성함으로써, 상기 반도체 기판의 변형을 적게 하는 공정,
반도체 기판의 표면에 GaN 에피텍셜 층을 형성하는 공정,
상기 반도체 기판의 표면의 상기 GaN 버퍼층에 청색 마이크로 LED를 형성시키는 공정,
상기 반도체 기판의 뒷면의 상기 GaN 버퍼층 및 상기 반도체 기판을 연마하는 공정,
상기 청색 마이크로 LED를 반도체 기판마다 또는 블록마다 디스플레이 배선용 기판에 이동 배치하는 공정,
상기 디스플레이 배선용 기판에 이동 배치한 상태에서 상기 반도체 기판의 나머지 부분과, 상기 반도체 기판의 표면의 상기 GaN 버퍼층을 제거하는 공정,
상기 청색 마이크로 LED 패턴 사이에 층간 절연층을 형성하는 공정,
노출된 상기 청색 마이크로 LED의 뒷면에 투명도전층 패턴을 형성시키는 공정,
상기 투명도전층 패턴에 적색 형광층 패턴과 녹색 형광층 패턴 및 투명절연층 패턴을 형성하는 공정들을 포함하는 발광소자의 제조방법.
반도체 기판의 양면에 GaN 버퍼층 및 GaN 에피텍셜 층을 순서대로 형성함으로써, 상기 반도체 기판의 변형을 적게 하는 공정,
상기 반도체 기판의 표면의 상기 GaN 버퍼층에 청색 마이크로 LED를 형성시키는 공정,
상기 반도체 기판의 뒷면의 상기 GaN 에피텍셜 층과, 상기 GaN 버퍼층 및 상기 반도체 기판을 연마하는 공정,
상기 청색 마이크로 LED를 반도체 기판마다 또는 블록마다 디스플레이 배선용 기판에 이동 배치하는 공정,
상기 디스플레이 배선용 기판에 이동 배치한 상태에서 상기 반도체 기판의 나머지 부분과, 상기 반도체 기판의 표면의 상기 GaN 버퍼층을 제거하는 공정,
상기 청색 마이크로 LED의 패턴 사이에 층간 절연층을 형성하는 공정,
노출된 상기 청색 마이크로 LED의 뒷면에 투명도전층 패턴을 형성시키는 공정,
상기 투명도전층 패턴에 적색 형광층 패턴과 녹색 형광층 패턴 및 투명 절연층 패턴을 형성하는 공정들을 포함하는 발광소자의 제조방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도체 기판은 Si 기판인 발광소자의 제조방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도체 기판은 사파이어 기판인 발광소자의 제조방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디스플레이 배선용 기판이 적색, 녹색 및 청색 발광을 각각 독립적으로 제어하는 것을 가능하게 하는 배선 구조를 구비한 발광소자의 제조방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 방법으로 제조되는 발광소자.