KR20200096884A - 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법 - Google Patents

반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법 Download PDF

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주식회사 소프트에피
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Abstract

반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법에 있어서, 성장 기판 위에 제거층을 형성하는 단계; 제거층 위에 반도체 발광부를 성장시키는 단계; 반도체 발광부를 성장 기판으로 분리하는 단계;로서, 반도체 발광부가 복수의 반도체 발광부로 개별화되어 있는 상태에서, 성장 기판과 각 반도체 발광부 사이의 제거층을 일부 제거하여 제거층이 일부만 남겨진 상태에서 복수의 반도체 발광부를 성장 기판으로부터 분리하는 단계: 그리고 복수의 반도체 발광부의 일부 또는 전부를 도통하도록 기판에 부착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법이 제공된다.

Description

반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법{METHOD OF MANUFACTURING A PANEL WITH LIGHT EMITTING DEVICES}
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 미니 엘이디(폭이 100㎛ 정도), 마이크로 엘이디폭이 100㎛ 미만의 소자)를 패널을 부착하되, 대부분의 공정이 웨이퍼 레벨에서 이루어지는, 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법에 관한 것이다.
여기서, 반도체 발광소자는 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 반도체 광소자를 의미하며, 3족 질화물 반도체 발광소자(LED, LD)를 예로 들 수 있다. 3족 질화물 반도체는 Al(x)Ga(y)In(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 된 화합물로 이루어진다. 이외에도 적색 발광에 사용되는 GaAs계 반도체 발광소자 등을 예로 들 수 있다.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
도 1은 미국 등록특허공보 제8,349,116호에 제시된 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법의 일 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자(200)를 이송용 캐리어(100)를 이용하여 기판(300)으로 전사(transfer)하는 과정이 제시되어 있다. 210은 접합층, 220은 전극층, 250은 마이크로 LED 발광부, 260은 유전체 보호막, 310은 전기적 접점이다.
도 2는 미국 등록특허공보 제8,794,501호에 제시된 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법의 일 예를 나타내는 도면으로서, 먼저, 지지용 캐리어 내지 지지 기판(400)에, 웨이퍼 상태의 마이크로 LED 발광부(250)를 부착한 다음(a), 레이저 리프트-오프, 습식 식각 등의 방법으로 성장 기판(230)을 제거하고(b), 연마, 습식 식각, 건식 식각 등의 방법으로 반도체 하부층(230)을 제거함으로써, 마이크로 LED 발광부(250)를 개별화하는 기술이 제시되어 있다. 이러한 상태에서, 필요한 공정을 거친 다음, 도 1에 제시된 것과 같은 이용송 캐리어(100)를 이용하여 마이크로 LED 발광부(250)를 기판(300)으로 이송시켜 반도체 발광소자 패널을 제조하게 된다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법에 있어서, 성장 기판 위에 제거층을 형성하는 단계; 제거층 위에 반도체 발광부를 성장시키는 단계; 반도체 발광부를 성장 기판으로 분리하는 단계;로서, 반도체 발광부가 복수의 반도체 발광부로 개별화되어 있는 상태에서, 성장 기판과 각 반도체 발광부 사이의 제거층을 일부 제거하여 제거층이 일부만 남겨진 상태에서 복수의 반도체 발광부를 성장 기판으로부터 분리하는 단계: 그리고 복수의 반도체 발광부의 일부 또는 전부를 도통하도록 기판에 부착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법이 제공된다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
도 1은 미국 등록특허공보 제8,349,116호에 제시된 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법의 일 예를 나타내는 도면,
도 2는 미국 등록특허공보 제8,794,501호에 제시된 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법의 일 예를 나타내는 도면,
도 3은 본 개시에 따라 반도체 발광부를 제조하는 방법의 일 예를 나타내는 도면,
도 4는 본 개시에 따라 반도체 발광부를 제조하는 방법의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 5는 본 개시에 따라 반도체 발광부를 제조하는 방법의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 6은 본 개시에 따라 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 일 예를 나타내는 도면,
도 7은 본 개시에 따라 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 8은 본 개시에 따라 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 9 내지 도 11은 본 개시에 따라 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 또 다른 예들을 나타내는 도면,
도 12 내지 도 15는 본 개시에 따라 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법의 예들을 나타내는 도면,
도 16 및 도 17은 본 개시에 따라 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 18은 본 개시에 따라 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 19는 본 개시에 따른 반도체 발광부를 선택적으로 이송하는 방법의 예들을 나타내는 도면.
이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).
도 3은 본 개시에 따라 반도체 발광부를 제조하는 방법의 일 예를 나타내는 도면으로서, 먼저, 성장 기판(10; 예: 사파이어 기판)을 준비한다(단계①). 성장 기판(10)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si 등의 물질로 이루어질 수 있으며, 반도체의 성장이 가능하다면 특별한 제한은 없다. 이하, 반도체로 3족 질화물 반도체를 예로 하고, 성장 기판(10)으로 사파이어 기판을 예로 하여 설명한다. 다음으로, 반도체의 안정적 성장을 위한 버퍼층 내지 씨앗층(20; 예: AlN)을 성장 기판(10) 위에 준비한다(단계②). 버퍼층(20)은 GaN, AlGaN, AlN, CrN 등의 물질로 이루어질 수 있으며, 성장 기판(10)과 반도체의 격자 상수 및 열팽창 계수의 차이를 극복하고 양질의 반도체를 성장시킬 수 있는 물질이라면 특별한 제한은 없다. 마지막으로, 반도체 발광부(30; 예: LED)를 버퍼층(20) 위에 형성한다(단계③). 예를 들어, 반도체 발광부(30)는 n형 반도체층(Si-doped GaN), 활성층(예: InGaN/GaN 다중양자우물구조), p형 반도체층(Mg-doped GaN)으로 이루어질 수 있다. 반도체 발광부(30)는 PN 접합을 이용하고, 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 발광하는 구조라면 특별한 제한은 없다. 버퍼층(20)과 반도체 발광부(30)는 MOCVD와 같은 증착법을 통해 성장될 수 있다.
도 4는 본 개시에 따라 반도체 발광부를 제조하는 방법의 또 다른 예를 나타내는 도면으로서, 먼저, 성장 기판(10; 예: 사파이어 기판)을 준비한다(단계①; 도 3 참조). 다음으로, 성장 기판(10) 위에 버퍼층(20)을 형성한다(단계②; 도 3 참조). 다음으로, 버퍼층(20) 위에 반도체 성장 방지막(21; 예: SiO2)을 형성한다(단계④). 다음으로, 반도체 성장 방지막(21)에 복수의 반도체 성장용 개구(22)를 형성한다(단계⑤). 복수의 반도체 성장용 개구(22)는 반도체 성장 방지막(21)을 포토리소그라피 공정과 건식 식각을 통해 패터닝하여 버퍼층(20)을 노출시킴으로써 형성될 수 있다. 또한 복수의 반도체 성장용 개구(22)를 가지는 반도체 성장 방지막(21)은 복수의 반도체 성장용 개구(22)에 대응하도록 포토레지스트(PR)를 형성한 다음, 반도체 성장 방지막(21)을 증착하고, 포토레지스트를 제거함으로써 형성할 수 있다. 반도체 성장 방지막(21)은 SiO2, SiNx과 같은 유전체 물질로 이루어질 수 있으며, 반도체의 성장이 억제되는 물질이라면 특별히 제한이 있는 것은 아니다. 복수의 반도체 성장용 개구(22)를 가지는 반도체 성장 방지막(21)을 먼저 형성하고, 버퍼층(20)을 형성하는 것도 가능하다. 복수의 반도체 성장용 개구(22)의 형상으로, 6각형, 4각형(예: 사다리꼴, 마름모꼴) 등을 예로 들 수 있으며, 반도체층의 성장이 가능하다면 특별히 제한이 있는 것은 아니다. 예시와 같이, C면 사파이어를 성장 기판(10)으로 할 때, 각 반도체 성장용 개구(22)의 면이 a축 방향을 가지도록 6각형, 4각형 등으로 구성할 수 있다. 성장용 개구(22)의 면이 a축 방향이면, 즉, 성장용 개구(22)에 의해 노출된 성장 기판(10)의 면이 a축 방향이며, 3족 질화물 반도체층(예: GaN)의 각 면은 m면이 형성된다. 3족 질화물 반도체층(예: GaN)의 m면은 m축 방향으로 성장이 잘 되지 않는 특성이 있으며, 따라서 성장되는 반도체 발광부(30)의 측면들(즉, 반도체 발광부(30)의 횡당면)이 성장용 개구(22)의 형상과 동일한 형상을 가질 수 있다. 나아가, 성장 조건의 조정을 통해, 반도체 발광부(30) 상면을 면적을 성장용 개구(22)의 면적보다 작게 만들 수도 있으며, 이를 통해 각 반도체 발광부(30)가 접합(coalesce)되지 않는 것을 확실히 보장하는 것이 가능해지면, 성장용 개구(22)를 보다 밀하게 배치하는 것이 가능해진다. 이 경우에, 반도체 발광부(30)의 측면이 경사져서 광추출 효율을 높이는 것도 가능하다. 또한 반도체 발광부(30)의 횡단면이 대칭 형상을 가지게 형성함으로써, 이후 공정에서 반도체 발광부(30)의 방향을 특별히 고려할 필요가 없으므로, 공정(예: 팹 공정)의 편의도 도모할 수 있는 이점을 가진다. 한편, 6각형으로 된 성장용 개구(22)의 각 꼭지점들을 a축 방향을 향하게 하거나 원형으로 된 성장용 개구(22)를 이용하는 것을 고려할 수 있으며, 이 경우에는 성장용 개구(22) 보다 다소 큰 면적을 가지며, 측면들이 m면으로 된 반도체 발광부(30)를 성장될 수 있다. 한편, 성장이 완료된 반도체 발광부(30)는 습식 식각을 통해 그 측면을 방위가 바뀔 수 있으며, 예를 들어, m면으로 된 측면을 a면이 되도록 습식 식각하는 것이 가능하다.
정리하면, 성장용 개구(22)의 방위, 성장 조건, 에칭 조건을 조절함으로써, 반도체 발광부(30)의 형상을 제어할 수 있으며, 이를 통해 반도체 발광부(30)의 에측하지 못한 성장(abnormal growth)을 억제하는 한편, 최종적으로 팹 공정에 필요한 형상을 갖도록 하는 것이 가능해진다. 더 바람직하게는, 반도체 발광부(30)의 측면이 성장의 속도가 빠르지 않은 방위 내지 면을 가지도록 성장용 개구(22)를 설계함으로써, 전술한 이점을 가지게 하는 것이 가능하다. 복수의 반도체 성장용 개구(22)의 크기 및 간격은 성장될 반도체 발광부(30)의 크기에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어, 반도체 발광부(30)가 50㎛의 폭을 가진다면 마찬가지로 50㎛의 폭을 가지도록 형성된다. 간격은 이웃한 반도체 성장용 개구(22)에서 성장된 반도체 발광부(30)가 서로 접합(coalesce)되지 않는 폭인 것이 바람직하다. 마지막으로, 반도체 발광부(30)를 형성한다(단계③'). 반도체 성장 방지막(21)이 형성되어 있으므로, 반도체 발광부(30)의 성장은 복수의 반도체 성장용 개구(22)에서만 주로 이루어진다. 반도체 발광부(30)를 위에서 본 형상은 복수의 반도체 성장용 개구(22)의 형상에 의해 영향을 받아서, 6각형, 4각형(사다리꼴, 마름모꼴) 등으로 형성될 수 있다. 이러한 형상을 가짐으로써, 단순히 직사각형 내지 정사각형 형상을 가지는 경우에 비해 광취출 효율을 높이는 것이 가능해진다. 3족 질화물 반도체는 C면 사파이어 위에서 성장되는 경우에, 상면은 동일하게 C면이지만, 도 4에 표시된 형태로 m축과 a축 방향을 가진다(도 5 참조).
도 5는 본 개시에 따라 반도체 발광부를 제조하는 방법의 또 다른 예를 나타내는 도면으로서, 먼저, 성장 기판(10; 예: 사파이어 기판)을 준비한다(단계①; 도 3 참조). 다음으로, 성장 기판(10) 위에 버퍼층(20; 예: AlN)을 형성한다(단계②; 도 3 참조). 다음으로, 버퍼층(20) 위에 식각 방지막(23; 예: SiO2)을 형성한다(단계: ⑤'). 식각 방지막(23)은 반도체 성장 방지막(22)과 동일한 방법으로 형성될 수 있다. 다음으로, 버퍼층(20)과 성장 기판(10)을 건식 식각과 같은 방법을 통해 제거하며, 이 때 식각 방지막(23)이 형성된 영역은 제거되지 않고 유지된다. 제거되어 노출된 성장 기판(10)의 영역(11)이 반도체 성장 방지 영역으로 기능한다. 남겨진 버퍼층(20)의 형상은 도 5에 제시된 성장 방지용 개구(22)와 동일한 형태를 가질 수 있으며, 특별히 제한이 있는 것은 아니다. 마지막으로, 반도체 발광부(30)를 형성한다(단계③"). 성장 기판(10)의 노출된 영역(11)이 반도체 성장 방지막(21)과 같은 기능을 하므로, 반도체 발광부(30)의 성장은 남겨진 버퍼층(20) 위에서만 주로 이루어진다. 반도체 발광부(30)를 위에서 본 형상은 도 4에 제시된 반도체 발광부(30)의 형상과 동일하다.
도 6은 본 개시에 따라 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 일 예를 나타내는 도면으로서, 먼저, 도 3에 제시된 방법에 따라 제조된 반도체 발광부(30)를 준비한다(단계③). 다음으로, 식각(예: ICP 에칭)을 통해 에피 레벨의 반도체 발광부(30)를 칩 레벨의 반도체 발광부(30)로 개별화한다(단계⑦). 여기에는, 건식 식각, 습식 식각 등의 방법이 사용될 수 있으며, 칩 레벨의 반도체 발광부(30)를 결과할 수만 있다면 특별한 제한은 없다. 개별화의 과정에서 버퍼층(20)은 일부 남겨져도 좋지만, 후속 공정을 고려하면 제거되는 것이 바람직하다. 마지막으로, 습식 식각을 통해, 반도체 발광부(30)와 성장 기판(10) 사이에 위치하는 버퍼층(20: 예 AlN)의 일부를 제거한다(단계⑧). 식각의 정도는 반도체 발광부(30)가 성장 기판(10)에 여전히 고정되어 있는 한편, 후속 공정에서 반도체 발광부(30)가 성장 기판(10)으로부터 쉽게 분리될 수 있는 정도로 한다. 이러한 의미에서 버퍼층(20)을 제거층이라 할 수 있으며, 제거층은 성장 기판(10)과 반도체 발광부(30)의 사이에서 습식 식각을 통해 그 일부가 제거될 수 있는 수 있다면 반드시 성장 기판(10)에 접하여 형성되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, AlN가 버퍼층(20)으로 사용되는 경우에, 습식 식각 용액으로 KOH(Potassium hydroxide), AZ400K, KOH: ethylene glycol(혼합용액), H3PO4 (Phosphoric acid) 등이 사용될 수 있으며, KOH 용액의 경우는 온도는 20~80℃ 정도가 적당하며, 필요시 에틸렌글리콜 용액을 첨가하여 80~200℃ 온도에서도 공정이 가능하다. 에칭 시간은 에칭 용액의 온도에 매우 의존적이다. 수분에서 수십 시간 동안 가능하다. 식각되고 남은 버퍼층(20)의 폭이 반도체 발광부(30)의 폭의 20% 이하가 되도록 식각 조건을 조절할 수 있다. 필요에 따라, 반도체 발광부(30)에 전극(50)을 형성하는 공정이 행해진다(단계⑨). 이 공정은 반도체 발광부(30)와 래터럴 칩(Lateral Chip), 플립 칩(Flip Chip), 수직형 칩(Vertical Chip)이냐에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 전극의 갯수도 달라질 수 있다.
도 7은 본 개시에 따라 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 또 다른 예를 나타내는 도면으로서, 먼저, 도 4에 제시된 방법에 따라 제조된 반도체 발광부(30)를 준비한다(단계③'). 다음으로, 반도체 식각 방지막(21)을 제거한다(단계⑦'). 제거 과정에서 버퍼층(20)이 제거될 수 있음은 물론이다. 마지막으로, 습식 식각을 통해, 반도체 발광부(30)와 성장 기판(10) 사이에 위치하는 버퍼층(20: 예 AlN)의 일부를 제거한다(단계⑧). 도 6에 제시된 예와 달리 에피 성장의 과정에서 반도체 발광부(30)가 이미 개별화되어 있으므로, 단계⑦은 필요하지 않다. 필요에 따라, 반도체 발광부(30)에 전극(50)을 형성하는 공정이 행해진다(단계⑨).
도 8은 본 개시에 따라 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 또 다른 예를 나타내는 도면으로서, 먼저, 도 5에 제시된 방법에 따라 제조된 반도체 발광부(30)를 준비한다(단계③"). 다음으로, 습식 식각을 통해, 반도체 발광부(30)와 성장 기판10) 사이에 위치하는 버퍼층(20: 예 AlN)의 일부를 제거한다(단계⑧). 도 6에 제시된 예와 달리 에피 성장의 과정에서 반도체 발광부(30)가 이미 개별화되어 있으므로, 단계⑦은 필요하지 않으며, 성장 기판(10)의 노출 영역(11)이 구비되어 있어 식각액의 침투가 용이한 이점을 추가로 가진다. 필요에 따라, 반도체 발광부(30)에 전극(50)을 형성하는 공정이 행해진다(단계⑨).
도 9 내지 도 11은 본 개시에 따라 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 또 다른 예들을 나타내는 도면으로서, 도 6 내지 도 10에 제시된 예들과 달리, 단계⑧에 앞서 단계⑨가 행해진다. 이를 통해, 전극(50)을 형성하는 단계(단계⑨)에서 얇아진 버퍼층(20)으로 인해 성장 기판(10)과 반도체 발광부(30)가 분리되어 공정 불량을 일으키는 것을 방지할 수 있게 된다. 다만, 도 10에 제시된 예와 관련하여, 전극(50)을 형성하는 단계(단계⑨)가 반도체 식각 방지막(21; 도 4 참조)을 제거하는 단계(단계⑦')에 앞서 행해질 수도 있다.
도 12 내지 도 15는 본 개시에 따라 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법의 예들을 나타내는 도면으로서, 도 9에 제시된 반도체 발광소자를 예로 하여 설명한다. 도 10 및 도 11에 제시된 반도체 발광소자에 적용될 수 있음은 물론이다.
먼저, 도 12에 제시된 바와 같이 적어도 반도체 발광부(30)를 고정물(60)로 덮어 고정한다(단계⑩; 고정물(60)이 전극(50)을 노출하도록 반도체 발광부(30)를 감싸는 것도 가능하다). 전술한 바와 같이, 전극(50)은 형성되지 않은 상태일 수 있다. 고정물(60)은 반도체 공정에서 널리 이용되는 에폭시, 폴리이미드 등일 수 있으며, 반도체 발광부(30)를 후속하는 공정에서 고정할 수 있는 물질이라면 특별히 제한은 없다. 예를 들어, 에폭시를 도포한 다음 경화시킴으로써, 고정물(60)이 형성될 수 있다. 다음으로, 반도체 발광부(30)와 일체로 된 고정물(60)을 성장 기판(10)으로부터 분리한다(단계⑪). 일반적으로 고정물(60)과 성장 기판(10)의 결합력은 높지 않으므로, 반도체 발광부(30)와 성장 기판(10)의 분리하는 것에 초점을 맞춘 분리방법이 사용될 수 있다. 한편, 본 개시에 있어서, 반도체 발광부(30)와 성장 기판(10)은 이미 일부가 제거된 버퍼층(20)에 의해 서로 붙어 있으므로, 레이저 리프트 오프와 같은 방법을 사용하지 않고도, 이들을 분리하는 것이 가능하다. 예를 들어, 고정물(60)와 성장 기판(10) 양측에 진공 척을 부착하여, 분리되는 방향으로 힘을 가함으로써, 이들을 분리하는 것이 가능하다. 횡단력(shear stress)를 가할 수 있음은 물론이다. 즉, 기계적인 힘을 통해 이들을 분리할 수 있다. 필요에 따라, 성장 기판(10)과 계면 접착력이 높이 않은 물질을 선택하는 것도 가능하다. 다른 예로서, 단계⑨의 상태에서, 도 17(a)에 제시된 형태의 캐리어(71)를 준비한 다음, 습식 식각을 통해 버퍼층(20)을 제거하는 것도 가능하다. 또한, 버퍼층(20), 고정물(60) 및 성장 기판(10) 간의 열팽창 계수의 차이에 기인하는 열적 스트레스(thermal stress)를 이용하여 이들을 분리하는 것이 가능하다. 예를 들어, 성장 기판(10)로 사용되는 사파이어의 열팽창계수는 7×10-6℃ 정도이고, 고정물(60)로 일반적으로 사용되는 폴리머의 열팽창계수는 70×10-6℃ 정도로서, 약 10배 정도 차이를 보인다. 이러한 팽창계수 차이를 이용하여 가열 및 냉각 과정을 1회 내지 수차 반복하여 계면 사이에 열적 스트레스를 발생시켜 분리하는 것이 가능하다. 다음으로, 남겨진 잔류물을 에싱을 통해 제거한다(단계⑫). 잔류물의 제거는 산소 플라즈마를 이용한 에싱공정으로 쉽게 제거가 가능하다. 실제 버퍼층(20)의 두께는 30nm 정도여서 제거를 하지 않아도 문제가 없으며, 필요하다면, Ar 플라즈마를 이용하여 제거하는 것이 가능하다.
도 13은 본 개시에 따라 플립 칩 형태인 반도체 발광소자를 캐리어로 이송하는 방법의 일 예를 나타내는 도면으로서, 먼저, 잔류물이 제거된 측(A)에 접착제를 이용하여 캐리어(70)를 부착한다(단계⑬). 캐리어(70)는 휨이 덜한 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 예를 들어, 유리, 사파이어 등으로 이루어질 수 있고, 특별한 제한은 없다. 다음으로, 고정물(60)의 일부를 제거하여 전극(50)을 노출시킨다(단계⑭). 다음으로, 전극 패드(81)가 마련된 기판(80)에 솔더링, 유테틱 본딩, 페이스트 등의 방법으로 전극(50)을 부착한다(단계⑮). 마지막으로, 고정물(60)과 캐리어(70)를 제거하여, 반도체 발광소자 패널을 완성한다.
도 14는 본 개시에 따라 수직형 칩 형태인 반도체 발광소자를 캐리어로 이송하는 방법의 일 예를 나타내는 도면으로서, 먼저, 전극(50)이 구비된 측(B)에 접착제를 이용하여 고정물(60)에 캐리어(70)를 부착하고(단계⑬'), 잔류물이 제거된 측(A)에서 반도체 발광부(30)에 추가의 전극(51)을 형성한다(단계⑭'). 다음으로, 전극 패드(81)가 마련된 기판(80)에 추가의 전극(51)을 부착한다(단계⑮'). 마지막으로, 고정물(60)과 캐리어(70)를 제거하여, 반도체 발광소자 패널을 완성한다.
도 15는 본 개시에 따라 래트럴 칩 형태인 반도체 발광소자를 캐리어로 이송하는 방법의 일 예를 나타내는 도면으로서, 먼저, 버퍼층(20; 도 12 참조)이 제거된 측(A)의 반대 측(C)에 접착제를 이용하여 캐리어(70)를 부착한다(단계⑬"). 다음으로, 버퍼층(20; 도 12 참조)이 제거된 측(A)을 접착제를 이용하여 기판(80)에 부착한다(단계⑮"). 다음으로, 고정물(60)과 캐리어(70)를 제거하여, 전극(50)을 노출시키고, 3D 프린팅 등의 방법으로 배선(도시 생략)을 하여 반도체 발광소자 패널을 완성한다. 필요에 따라, 고정물(60)의 일부가 남겨지는 것도 가능하다.
도 16 및 도 17은 본 개시에 따라 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법의 또 다른 예를 나타내는 도면으로서, 단계⑨를 통해 수직형 칩을 형성한 후에, 바로 고정물(60)과 캐리어(70)를 형성하고(단계⑩'''), 성장 기판(10)을 제거한 다음(단계⑪'''), 추가의 전극(51)을 형성하고(단계⑬''), 추가의 고정물(61)과 추가의 캐리어(76)를 부착한 다음(단계⑭'''), 고정물(60)과 캐리어(70)를 제거하고(단계⑭""), 전극(50)을 기판(80)에 마련된 전극 패드(81)에 본딩하여 반도체 발광소자 패널을 완성한다.
도 18은 본 개시에 따라 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법의 또 다른 예를 나타내는 도면으로서, 단계⑨를 통해 수직형 칩을 형성한 후에, 고정물(60)과 캐리어(70)의 부착없이, 성장 기판(10)을 캐리어로 이용하여 전극(50)과 기판(80)에 마련된 전극 패드(81)를 본딩하고(단계⑮""), 성장 기판(10)을 제거하여, 반도체 발광소자 패널을 완성한다.
도 19는 본 개시에 따른 반도체 발광부를 선택적으로 이송하는 방법의 예들을 나타내는 도면으로서, UV 반응성 테이프 또는 UV 반응성 물질이 부착된 플레이트를 캐리어(71)를 이용하여 UV를 조사함으로써 반도체 발광부(30)를 선택(하나, 하나 이상, 또는 전부)적으로 이송하거나(a), 반도체 발광부(30)에 닿지 않는 홈(72)을 구비하는 캐리어(73; 예: 패터닝된 실리콘 기판)를 이용하거나(b,c), 반도체 발광부(30)에 닿는 돌기(4)를 구비하는 캐리어(75: 예: 패터닝된 실리콘 기판)를 이용하는(d) 등의 방법이 가능하다. 한편 (e)에 도시된 바와 같이, 성장 기판(10)에 반도체 발광부(30)가 분리되지 않은 상태에서 캐리어(76)를 부착한 다음, 이를 유체(91; 예: 물)가 들어있는 챔버(90)에 넣고, 가열 및/또는 냉각을 1회 또는 수회 행함으로써, 물질들간의 열팽창 계수의 차이로 인해, 성장 기판(10)이 분리되도록 하는 것이 가능하다.
이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법에 있어서, 성장 기판 위에 제거층을 형성하는 단계; 제거층 위에 반도체 발광부를 성장시키는 단계; 반도체 발광부를 성장 기판으로 분리하는 단계;로서, 반도체 발광부가 복수의 반도체 발광부로 개별화되어 있는 상태에서, 성장 기판과 각 반도체 발광부 사이의 제거층을 일부 제거하여 제거층이 일부만 남겨진 상태에서 복수의 반도체 발광부를 성장 기판으로부터 분리하는 단계: 그리고 복수의 반도체 발광부의 일부 또는 전부를 도통하도록 기판에 부착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법.
(2) 분리하기에 앞서, 성장 기판 위에서, 고정물을 이용하여 복수의 반도체 발광부를 감싸는 단계;를 더 포함하며, 복수의 반도체 발광부는 고정물에 고정된 상태에서 성장 기판으로부터 분리되고, 고정물에 고정된 상태에서 기판에 부착되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법.
(3) 고정물을 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법.
(4) 성장시키는 단계에서, 복수의 반도체 발광부가 성장 기판에서 부분적으로 성장되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법.
(5) 부착하는 단계에 앞서, 고정물에 캐리어를 부착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법.
(6) 부착하는 단계에서, 복수의 반도체 발광부의 선택적으로 이송시키는 캐리어를 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법.
(7) 분리하는 단계에서, 제거층과 성장 기판의 열팽창 계수의 차이를 이용하여 복수의 반도체 발광부를 성장 기판으로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법.
(8) 제거층이 성장 기판에 접하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법.
(9) 부착하는 단계에 앞서, 각 반도체 발광부에 추가의 전극을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법.
(10) 추가의 전극 측에 추가의 고정물을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법.
10: 성장 기판, 30: 반도체 발광부, 50: 전극, 60: 고정물, 70: 캐리어, 80: 기판

Claims (10)

  1. 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법에 있어서,
    성장 기판 위에 제거층을 형성하는 단계;
    제거층 위에 반도체 발광부를 성장시키는 단계;
    반도체 발광부를 성장 기판으로 분리하는 단계;로서, 반도체 발광부가 복수의 반도체 발광부로 개별화되어 있는 상태에서, 성장 기판과 각 반도체 발광부 사이의 제거층을 일부 제거하여 제거층이 일부만 남겨진 상태에서 복수의 반도체 발광부를 성장 기판으로부터 분리하는 단계: 그리고
    복수의 반도체 발광부의 일부 또는 전부를 도통하도록 기판에 부착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    분리하기에 앞서, 성장 기판 위에서, 고정물을 이용하여 복수의 반도체 발광부를 감싸는 단계;를 더 포함하며,
    복수의 반도체 발광부는 고정물에 고정된 상태에서 성장 기판으로부터 분리되고, 고정물에 고정된 상태에서 기판에 부착되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    고정물을 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 항에 있어서,
    성장시키는 단계에서, 복수의 반도체 발광부가 성장 기판에서 부분적으로 성장되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    부착하는 단계에 앞서, 고정물에 캐리어를 부착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    부착하는 단계에서, 복수의 반도체 발광부의 선택적으로 이송시키는 캐리어를 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    분리하는 단계에서, 제거층과 성장 기판의 열팽창 계수의 차이를 이용하여 복수의 반도체 발광부를 성장 기판으로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    제거층이 성장 기판에 접하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    부착하는 단계에 앞서, 각 반도체 발광부에 추가의 전극을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법.
  10. 청구항 10에 있어서,
    추가의 전극 측에 추가의 고정물을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패널을 제조하는 방법.


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