KR20240073392A - Micor-semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
마이크로 반도체 발광소자 및 그 제조방법을 개시한다. 본 발명은 하나의 웨이퍼 상에서 RGB 마이크로 LED가 배열된 디스플레이 광원과 일정 크기 이하의 개별 픽셀 마이크로 반도체 발광소자를 제공할 수 있고, 10㎛ 크기 이하의 LED를 배열함으로써, 1600PPI의 초 고해상도 디스플레이와, 구동 백플레인과 접합이 가능한 전극을 구비한 어레이된 광원을 제공할 수 있다. Disclosed is a micro-semiconductor light-emitting device and its manufacturing method. The present invention can provide a display light source in which RGB micro LEDs are arranged on a single wafer and individual pixel micro semiconductor light emitting devices of a certain size or less, and by arranging LEDs of 10㎛ or less in size, a 1600PPI ultra-high resolution display and driving An arrayed light source having electrodes capable of bonding to a backplane can be provided.
Description
본 발명은 마이크로 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 하나의 웨이퍼 상에서 RGB 마이크로 LED가 배열된 디스플레이 광원을 제공할 수 있는 마이크로 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a micro-semiconductor light-emitting device and a manufacturing method thereof, and more specifically, to a micro-semiconductor light-emitting device capable of providing a display light source in which RGB micro LEDs are arranged on a single wafer, and to a method of manufacturing the same.
일반적으로, 마이크로 발광소자는 투광성 사파이어 기판과, 상기 투광성 사파이어 기판 상에 형성되고 다수의 발광소자 셀을 갖는 질화갈륨계 반도체 발광부를 포함한다. Generally, a micro light emitting device includes a translucent sapphire substrate and a gallium nitride-based semiconductor light emitting unit formed on the translucent sapphire substrate and having a plurality of light emitting device cells.
반도체 발광부는 식각에 의해 형성된 n형 반도체층 노출 영역을 포함하며, 상기 n형 반도체층 노출 영역 상에 상기 다수의 반도체 발광소자 셀이 매트릭스 배열로 형성된다. The semiconductor light emitting unit includes an exposed area of the n-type semiconductor layer formed by etching, and the plurality of semiconductor light emitting device cells are formed in a matrix array on the exposed area of the n-type semiconductor layer.
각 반도체 발광소자 셀은 n형 반도체층, 활성층 및 p형 도전형 반도체층을 포함하고, 각 발광소자 셀의 p형 도전형 반도체층에는 p형 전극패드가 형성되며, 상기 n형 반도체층 노출 영역에는 n형 전극패드가 형성된다.Each semiconductor light emitting device cell includes an n-type semiconductor layer, an active layer, and a p-type conductive semiconductor layer, and a p-type electrode pad is formed on the p-type conductive semiconductor layer of each light emitting device cell, and an exposed area of the n-type semiconductor layer. An n-type electrode pad is formed.
통상, 마이크로 반도체 발광소자 디스플레이(MLD; Micro LED Display)에는 마이크로 반도체 발광소자가 이용된다. Typically, micro semiconductor light emitting devices are used in micro semiconductor light emitting device displays (MLD; Micro LED Display).
넓은 의미로, 용어 "마이크로 반도체 발광소자"는 적어도 한 변의 길이가 수백 마이크로미터 이하인 반도체 발광소자로 정의된다. 좁은 의미로 용어 "마이크로 반도체 발광소자"는 한 변의 길이가 100㎛ 이하인 반도체 발광소자로 정의된다. In a broad sense, the term “micro semiconductor light emitting device” is defined as a semiconductor light emitting device with at least one side length of several hundred micrometers or less. In a narrow sense, the term “micro semiconductor light emitting device” is defined as a semiconductor light emitting device with a side length of 100 μm or less.
이 경우, 100㎛를 초과하는 반도체 발광소자에 한정하여 "미니 반도체 발광소자"로 불리기도 한다. In this case, it is limited to semiconductor light emitting devices exceeding 100㎛ and is sometimes called “mini semiconductor light emitting devices.”
본 명세서에서는 한 변의 길이가 수백 ㎛ 이하인 반도체 발광소자를 통틀어 마이크로 반도체 발광소자라 한다.In this specification, semiconductor light-emitting devices with a side length of several hundred μm or less are collectively referred to as micro-semiconductor light-emitting devices.
마이크로 반도체 발광소자 디스플레이 제작을 위해, 임의의 위치에 있는 마이크로 반도체 발광소자를 예컨대 PCB(Printed Circuit Board)와 같은 기판에 실장하는 것이 필요하다. To manufacture a micro-semiconductor light-emitting device display, it is necessary to mount micro-semiconductor light-emitting devices at arbitrary positions on a substrate, such as a printed circuit board (PCB).
또한, 마이크로 반도체 발광소자를 디스플레이 등에 응용하기 위해 미리 구성된 회로기판 위에 각각의 색상을 발광하는 발광소자를 개별적으로 접합 등의 방법으로 구현하거나 또는 다량의 마이크로 반도체 발광소자를 반복하여 전사한다.In addition, in order to apply micro-semiconductor light-emitting devices to displays, etc., light-emitting devices emitting each color are individually implemented on a pre-configured circuit board by methods such as bonding, or a large amount of micro-semiconductor light-emitting devices are repeatedly transferred.
그러나, 종래 기술은 마이크로 반도체 발광소자 각각의 적색, 녹색, 청색 발광소자 정렬에 의해 디스플레이되어 고해상도 구현에 있어 픽셀 크기를 감소시키는데 한계를 가지고 있다.However, the prior art displays by arranging red, green, and blue light emitting devices of each micro semiconductor light emitting device, so there is a limitation in reducing the pixel size in implementing high resolution.
또한, 각각의 적색, 녹색, 청색 발광소자를 전사 및 접합해야하므로 제조 공정이 증가하고, 공정 시간이 증가하는 문제점이 있다.In addition, since each red, green, and blue light emitting device must be transferred and bonded, there is a problem in that the manufacturing process and process time increase.
또한, 1000 PPI 이상의 초고해상도를 구현하고자 할 경우, 개별 색상의 발광소자를 이용하여 구현할 수 없는 문제점이 있다.In addition, when trying to implement ultra-high resolution of 1000 PPI or more, there is a problem that it cannot be achieved using light emitting devices of individual colors.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 하나의 웨이퍼 상에서 RGB 마이크로 LED가 배열된 디스플레이 광원을 제공할 수 있는 마이크로 반도체 발광소자 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve this problem, the purpose of the present invention is to provide a micro semiconductor light emitting device that can provide a display light source in which RGB micro LEDs are arranged on a single wafer and a method of manufacturing the same.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예는 마이크로 반도체 발광소자로서, 하나의 기판부 상에 제1 LED, 제2 LED 및 제3 LED가 개별 픽셀 단위 또는 임의의 규칙적인 배열 구조로 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an embodiment of the present invention is a micro-semiconductor light emitting device, in which a first LED, a second LED, and a third LED are formed in individual pixel units or in an arbitrary regular array structure on one substrate. It is characterized by
또한, 상기 실시 예에 따른 제1 LED, 제2 LED 및 제3 LED는 하나 이상의 에피 구조체가 순차적으로 적층되어 개별 픽셀을 형성한 것을 특징으로 한다.In addition, the first LED, second LED, and third LED according to the above embodiment are characterized in that one or more epi structures are sequentially stacked to form individual pixels.
또한, 상기 실시 예에 따른 마이크로 반도체 발광소자는 기판부; 상기 기판부 상에 제1 에피 구조체, 제2 에피 구조체, 제3 에피 구조체가 순차적으로 적층되되, 상기 제1 내지 제3 에피 구조체의 적어도 일부 영역을 식각하여 구분된 개별 픽셀 단위로 이루어진 에피 구조체부; 상기 개별 픽셀 단위로 구분된 제1 내지 제3 에피 구조체를 보호하는 보호막; 및 상기 제1 내지 제3 에피 구조체와 접속된 복수의 전극과 공통 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the micro-semiconductor light emitting device according to the above embodiment includes a substrate portion; A first epi structure, a second epi structure, and a third epi structure are sequentially stacked on the substrate portion, and the epi structure portion consists of individual pixel units separated by etching at least a partial region of the first to third epi structures. ; a protective film that protects the first to third epi structures divided into individual pixel units; And characterized by comprising a plurality of electrodes and a common electrode connected to the first to third epi structures.
또한, 상기 실시 예에 따른 제1 내지 제3 에피 구조체는 적색, 녹색, 청색을 발광하는 것을 특징으로 한다.In addition, the first to third epi structures according to the above embodiment are characterized in that they emit red, green, and blue light.
또한, 본 발명의 일 실시 예는 마이크로 반도체 발광소자의 제조방법으로서, a) 기판부 상에 제1 에피 구조체, 제2 에피 구조체, 제3 에피 구조체를 순차적으로 적층시켜 에피 구조체부를 생성하는 단계; b) 상기 제3 에피 구조체의 일부 영역을 식각하는 단계; c) 상기 제3 에피 구조체가 식각된 제2 에피 구조체의 일부 영역을 식각하는 단계; d) 상기 제2 에피 구조체가 식각된 제1 에피 구조체의 일부 영역을 식각하는 단계; e) 식각을 통해 노출된 제1 내지 제3 에피 구조체를 보호하는 보호막을 증착하는 단계; 및 f) 상기 제1 내지 제3 에피 구조체에 각각 전극과 공통 전극을 증착하는 단계를 포함한다.In addition, an embodiment of the present invention is a method of manufacturing a micro semiconductor light emitting device, comprising the steps of: a) sequentially stacking a first epi structure, a second epi structure, and a third epi structure on a substrate to create an epi structure part; b) etching a partial region of the third epi structure; c) etching a partial region of the second epi structure where the third epi structure is etched; d) etching a partial region of the first epi structure where the second epi structure is etched; e) depositing a protective film to protect the first to third epi structures exposed through etching; and f) depositing an electrode and a common electrode on the first to third epi structures, respectively.
또한, 상기 실시 예에 따른 제1 내지 제3 에피 구조체는 적색, 녹색, 청색을 발광하는 것을 특징으로 한다.In addition, the first to third epi structures according to the above embodiment are characterized in that they emit red, green, and blue light.
본 발명은 하나의 웨이퍼 상에서 RGB 마이크로 LED가 배열된 디스플레이 광원을 제공할 수 있는 장점이 있다.The present invention has the advantage of providing a display light source in which RGB micro LEDs are arranged on one wafer.
또한, 본 발명은 일정 크기 이하의 개별 픽셀 마이크로 반도체 발광소자를 제공할 수 있는 장점이 있다.Additionally, the present invention has the advantage of providing individual pixel micro-semiconductor light emitting devices of a certain size or less.
또한, 본 발명은 10㎛ 크기 이하의 LED를 배열함으로써, 1600PPI의 초 고해상도 디스플레이를 구현할 수 있는 장점이 있다.Additionally, the present invention has the advantage of being able to implement an ultra-high resolution display of 1600PPI by arranging LEDs with a size of 10㎛ or less.
또한, 본 발명은 구동 백플레인과 접합이 가능한 전극을 구비한 어레이된 광원을 제공할 수 있는 장점이 있다.Additionally, the present invention has the advantage of providing an arrayed light source having electrodes that can be bonded to a driving backplane.
도1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 반도체 발광소자를 나타낸 예시도.
도2는 도1의 실시 예에 따른 마이크로 반도체 발광소자를 배열하여 구성한 어레이 광원을 나타낸 예시도.
도3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 반도체 발광소자의 제조방법을 설명하기 위해 나타낸 흐름도.
도4는 도3의 실시 예에 따른 마이크로 반도체 발광소자의 제조방법을 설명하기 위해 나타낸 예시도.
도5는 도3의 실시 예에 따른 마이크로 반도체 발광소자의 제조방법을 설명하기 위해 나타낸 다른 예시도.
도6은 도3의 실시 예에 따른 마이크로 반도체 발광소자의 제조방법을 설명하기 위해 나타낸 또 다른 예시도.
도7은 도3의 실시 예에 따른 마이크로 반도체 발광소자의 제조방법으로 제조된 발광소자를 나타낸 예시도.
도8은 도3의 실시 예에 따른 마이크로 반도체 발광소자의 제조방법으로 제조된 발광소자를 나타낸 다른 예시도.Figure 1 is an exemplary diagram showing a micro semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exemplary diagram showing an array light source configured by arranging micro semiconductor light emitting devices according to the embodiment of Figure 1.
Figure 3 is a flow chart showing a method of manufacturing a micro semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an example diagram showing a method of manufacturing a micro semiconductor light emitting device according to the embodiment of Figure 3.
Figure 5 is another example diagram shown to explain a method of manufacturing a micro semiconductor light emitting device according to the embodiment of Figure 3.
Figure 6 is another example shown to explain a method of manufacturing a micro semiconductor light emitting device according to the embodiment of Figure 3.
Figure 7 is an exemplary diagram showing a light-emitting device manufactured by the method of manufacturing a micro-semiconductor light-emitting device according to the embodiment of Figure 3.
Figure 8 is another example showing a light emitting device manufactured by the method of manufacturing a micro semiconductor light emitting device according to the embodiment of Figure 3.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments of the present invention and the accompanying drawings, assuming that the same reference numerals in the drawings refer to the same components.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하기에 앞서, 본 발명의 기술적 요지와 직접적 관련이 없는 구성에 대해서는 본 발명의 기술적 요지를 흩뜨리지 않는 범위 내에서 생략하였음에 유의하여야 할 것이다. Before describing specific details for implementing the present invention, it should be noted that configurations that are not directly related to the technical gist of the present invention have been omitted to the extent that they do not distract from the technical gist of the present invention.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 발명자가 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 적절한 용어의 개념을 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.In addition, the terms or words used in this specification and claims have meanings and concepts that are consistent with the technical idea of the invention, based on the principle that the inventor can define the concept of appropriate terms to explain his or her invention in the best way. It should be interpreted as
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다는 표현은 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In this specification, the expression that a part “includes” a certain element does not mean excluding other elements, but means that it may further include other elements.
또한, "‥부", "‥기", "‥모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 그 둘의 결합으로 구분될 수 있다.In addition, terms such as "‥unit", "‥unit", and "‥module" refer to a unit that processes at least one function or operation, which can be divided into hardware, software, or a combination of the two.
또한, "적어도 하나의" 라는 용어는 단수 및 복수를 포함하는 용어로 정의되고, 적어도 하나의 라는 용어가 존재하지 않더라도 각 구성요소가 단수 또는 복수로 존재할 수 있고, 단수 또는 복수를 의미할 수 있음은 자명하다 할 것이다. In addition, the term "at least one" is defined as a term including singular and plural, and even if the term "at least one" does not exist, each component may exist in singular or plural, and may mean singular or plural. This can be said to be self-evident.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 반도체 발광소자 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a micro semiconductor light emitting device and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 반도체 발광소자를 나타낸 예시도이고, 도2는 도1의 실시 예에 따른 마이크로 반도체 발광소자를 배열하여 구성한 어레이 광원을 나타낸 예시도이다.Figure 1 is an exemplary diagram showing a micro-semiconductor light-emitting device according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is an exemplary diagram showing an array light source configured by arranging micro-semiconductor light-emitting devices according to the embodiment of Figure 1.
도1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 반도체 발광소자(100)는 하나의 기판부(110) 상에 제1 LED(130), 제2 LED(140) 및 제3 LED(150)가 개별 픽셀 단위 또는 임의의 규칙적인 배열 구조로 구성될 수 있다.Referring to Figures 1 and 2, the micro semiconductor light emitting device 100 according to an embodiment of the present invention includes a first LED 130, a second LED 140, and a third LED on one substrate 110. LEDs 150 may be configured as individual pixels or in any regular array structure.
또한, 마이크로 반도체 발광소자(100)는 기판부(110) 상에 순차적으로 적층되어 개별 픽셀을 형성한 에피 구조체(120)에 제1 LED(130), 제2 LED(140) 및 제3 LED(150)를 형성할 수 있다.In addition, the micro semiconductor light emitting device 100 is sequentially stacked on the substrate 110 to form an individual pixel, and the epi structure 120 includes a first LED 130, a second LED 140, and a third LED ( 150) can be formed.
이를 위해, 마이크로 반도체 발광소자는 기판부(110)와, 에피 구조체부(120)와, 보호막(160)과, 복수의 전극(170, 171, 172)과 공통 전극(180, 181, 182)을 포함하여 구성될 수 있다.For this purpose, the micro semiconductor light emitting device includes a substrate portion 110, an epi structure portion 120, a protective film 160, a plurality of electrodes 170, 171, 172, and a common electrode 180, 181, 182. It can be configured to include.
기판부(110)는 사파이어 기판으로 구성될 수 있다.The substrate unit 110 may be composed of a sapphire substrate.
에피 구조체부(120)는 기판부(110) 상에 제1 에피 구조체(120a), 제2 에피 구조체(120b), 제3 에피 구조체(120c)가 순차적으로 적층되어 구성될 수 있다.The epi structure unit 120 may be formed by sequentially stacking the first epi structure 120a, the second epi structure 120b, and the third epi structure 120c on the substrate unit 110.
즉, 에피 구조체부(120)는 제1 LED(130)를 구성하기 위한 제1 LED(130)를 구성하기 위한 제3 에피 구조체(120c)와, 제2 LED(140)를 구성하기 위한 제2 에피 구조체(120b)와, 제3 LED(150)를 구성하기 위한 제1 에피 구조체(120a)로 구성될 수 있다.That is, the epi structure portion 120 includes a third epi structure 120c for forming the first LED 130 and a second epi structure for forming the second LED 140. It may be composed of an epi structure 120b and a first epi structure 120a for forming the third LED 150.
또한, 에피 구조체부(120)는 제1 에피 구조체(120a), 제2 에피 구조체(120b), 제3 에피 구조체(120c)의 적어도 일부 영역을 식각하여 구분된 개별 픽셀 단위로 구성될 수 있다.Additionally, the epi structure portion 120 may be composed of individual pixel units divided by etching at least a partial region of the first epi structure 120a, the second epi structure 120b, and the third epi structure 120c.
즉, 제1 에피 구조체(120a), 제2 에피 구조체(120b), 제3 에피 구조체(120c)가 순차적으로 적층된 에피 구조체부(120)를 제3 에피 구조체(120c), 제2 에피 구조체(120b), 제1 에피 구조체(120a) 순서로 제1 내지 제3 에피 구조체(120a, 120b, 120c)의 일부 영역을 식각(또는 에칭)하여 하나의 기판부(110) 상에 개별 픽셀 단위로 구성된 제1 에피 구조체(120a), 제2 에피 구조체(120b), 제3 에피 구조체(120c)가 구성될 수 있다.That is, the epi structure portion 120 in which the first epi structure 120a, the second epi structure 120b, and the third epi structure 120c are sequentially stacked is formed into a third epi structure 120c and a second epi structure ( 120b), some regions of the first to third epi structures 120a, 120b, and 120c are etched (or etched) in the order of the first epi structure 120a to form individual pixel units on one substrate portion 110. A first epi structure 120a, a second epi structure 120b, and a third epi structure 120c may be formed.
또한, 제1 에피 구조체(120a)는 청색, 제2 에피 구조체(120b)는 녹색, 제3 에피 구조체(120c)는 적색을 발광하도록 구성될 수 있고, 반대로 색상을 발광하도록 에피 구조체를 구성할 수도 있다.Additionally, the first epi structure 120a may be configured to emit blue, the second epi structure 120b may be configured to emit green, and the third epi structure 120c may be configured to emit red. Conversely, the epi structure may be configured to emit colors. there is.
보호막(160)은 개별 픽셀 단위로 구분된 제1 에피 구조체(120a), 제2 에피 구조체(120b), 제3 에피 구조체(120c)를 보호하는 구성으로서, 빛의 투과가 가능하고, 투수성이 낮으며, 가시광에 대한 투광성을 갖는 재료로 형성될 수 있고, 질화실리콘막, 질화산화실리콘막, 산화질화실리콘막 등의 질소와 실리콘을 포함한 절연막으로 구성되어 제1 에피 구조체(120a), 제2 에피 구조체(120b), 제3 에피 구조체(120c)가 보호될 수 있도록 한다.The protective film 160 is a configuration that protects the first epi structure 120a, the second epi structure 120b, and the third epi structure 120c divided into individual pixels, and is capable of transmitting light and has water permeability. It can be formed of a material that has low transparency to visible light, and is composed of an insulating film containing nitrogen and silicon, such as a silicon nitride film, a silicon nitride oxide film, or a silicon oxynitride film, to form the first epi structure 120a and the second epi structure 120a. The epi structure 120b and the third epi structure 120c are protected.
전극(170, 171, 172)은 제3 에피 구조체(120c)와 전기적으로 연결되는 제1 전극(170), 제2 에피 구조체(120b)와 전기적으로 연결되는 제2 전극(171), 제1 에피 구조체(120a)와 전기적으로 연결되는 제3 전극(172)으로 구성될 수 있다.The electrodes 170, 171, and 172 include a first electrode 170 electrically connected to the third epi structure 120c, a second electrode 171 electrically connected to the second epi structure 120b, and a first epi structure. It may be composed of a third electrode 172 that is electrically connected to the structure 120a.
공통 전극(180, 181, 182)은 제3 에피 구조체(120c)와 전기적으로 연결되는 제1 공통 전극(180), 제2 에피 구조체(120b)와 전기적으로 연결되는 제2 공통 전극(181), 제1 에피 구조체(120a)와 전기적으로 연결되는 제3 공통 전극(182)으로 구성될 수 있다.The common electrodes 180, 181, and 182 include a first common electrode 180 electrically connected to the third epi structure 120c, a second common electrode 181 electrically connected to the second epi structure 120b, It may be composed of a third common electrode 182 that is electrically connected to the first epi structure 120a.
하나의 기판부(110) 상에 제1 LED(130), 제2 LED(140) 및 제3 LED(150)가 개별 픽셀 단위 또는 임의의 규칙적인 배열 구조로 구성된 발광소자(100)는 다른 발광소자(100a, 100b)와 규칙적으로 배열하여 어레이 광원(200)으로 구성될 수 있다.The light emitting device 100, which consists of the first LED 130, the second LED 140, and the third LED 150 on one substrate 110 in individual pixel units or in an arbitrary regular arrangement structure, emits different light. The array light source 200 may be formed by regularly arranging the elements 100a and 100b.
다음은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 반도체 발광소자의 제조방법을 설명한다.The following describes a method of manufacturing a micro-semiconductor light-emitting device according to an embodiment of the present invention.
도3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 반도체 발광소자의 제조방법을 설명하기 위해 나타낸 흐름도이고, 도4는 도3의 실시 예에 따른 마이크로 반도체 발광소자의 제조방법을 설명하기 위해 나타낸 예시도이며, 도5는 도3의 실시 예에 따른 마이크로 반도체 발광소자의 제조방법을 설명하기 위해 나타낸 다른 예시도이고, 도6은 도3의 실시 예에 따른 마이크로 반도체 발광소자의 제조방법을 설명하기 위해 나타낸 또 다른 예시도이며, 도7은 도3의 실시 예에 따른 마이크로 반도체 발광소자의 제조방법으로 제조된 발광소자를 나타낸 예시도이다.Figure 3 is a flowchart shown to explain a method of manufacturing a micro-semiconductor light-emitting device according to an embodiment of the present invention, and Figure 4 is an example diagram shown to explain a method of manufacturing a micro-semiconductor light-emitting device according to the embodiment of Figure 3. 5 is another example diagram shown to explain the manufacturing method of the micro-semiconductor light-emitting device according to the embodiment of FIG. 3, and FIG. 6 is shown to explain the manufacturing method of the micro-semiconductor light-emitting device according to the embodiment of FIG. 3. This is another example diagram, and Figure 7 is an example diagram showing a light emitting device manufactured by the method of manufacturing a micro semiconductor light emitting device according to the embodiment of Figure 3.
도1 내지 도7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 반도체 발광소자의 제조방법은 기판부(110)상에 제1 에피 구조체(120a), 제2 에피 구조체(120b), 제3 에피 구조체(120c)를 순차적으로 성장시켜 적층된 에피 구조체부(120)를 생성(S100)한다.Referring to Figures 1 to 7, the method of manufacturing a micro semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention includes forming a first epi structure 120a, a second epi structure 120b, and a third epi structure on the substrate 110. The epi structures 120c are sequentially grown to create a stacked epi structure portion 120 (S100).
S100 단계에서 성장되는 제1 에피 구조체(120a)는 청색을 발광하고, 제2 에피 구조체(120b)는 녹색을 발광하며, 제3 에피 구조체(120c)는 적색을 발광하도록 구성할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 반대로 구성할 수도 있다.The first epi structure 120a grown in step S100 can be configured to emit blue light, the second epi structure 120b can be configured to emit green light, and the third epi structure 120c can be configured to emit red light, but is limited to this. This does not mean that it can be done, but it can be configured in the opposite way.
S100 단계에서 성장된 에피 구조체부(120) 중에서, 제일 상부에 성장된 제3 에피 구조체(120c)의 일부 영역을 메사 식각(S200)하여 적색을 발광하기 위한 제1 LED(130)가 형성될 수 있도록 한다.Among the epi structure portions 120 grown in step S100, a first LED 130 for emitting red light can be formed by mesa etching (S200) a partial area of the third epi structure 120c grown at the top. Let it happen.
S200 단계를 수행한 후, 제3 에피 구조체(120c)의 일부 영역을 식각하여 노출된 제2 에피 구조체(120b)의 일부 영역을 메사 식각(S300)하여 녹색을 발광하기 위한 제2 LED(140)가 형성될 수 있도록 한다.After performing step S200, a partial region of the third epi structure 120c is etched and a partial region of the second epi structure 120b exposed is mesa-etched (S300) to produce a second LED 140 to emit green light. allows it to be formed.
S300 단계를 수행한 후, 제2 에피 구조체(120b)의 일부 영역을 식각하여 노출된 제1 에피 구조체(120a)의 일부 영역을 메사 식각(S400)하여 청색을 발광하기 위한 제3 LED(150)가 형성될 수 있도록 한다.After performing step S300, a partial region of the first epi structure 120a exposed by etching a partial region of the second epi structure 120b is mesa-etched (S400) to produce a third LED 150 for emitting blue light. allows it to be formed.
S200 단계 내지 S400 단계의 식각 과정을 통해 제1 LED(130)는 제1 내지 제3 에피 구조체(120a, 120b, 120c)가 적층된 개별 픽셀 단위로 형성되고, 제2 LED(140)는 제1 및 제2 에피 구조체(120a, 120b)가 적층된 개별 픽셀 단위로 형성되면, 제3 LED(150)는 제1 에피 구조체(120a)가 개별 픽셀 단위로 구분되어 형성될 수 있다.Through the etching process of steps S200 to S400, the first LED 130 is formed as an individual pixel unit in which the first to third epi structures 120a, 120b, and 120c are stacked, and the second LED 140 is formed by the first to third epi structures 120a, 120b, and 120c. And when the second epi structures 120a and 120b are formed in stacked individual pixel units, the third LED 150 may be formed by dividing the first epi structures 120a into individual pixel units.
계속해서, S200 단계 내지 S400 단계의 메사 식각 과정을 통해 노출된 제1 내지 제3 에피 구조체(120a, 120b, 120c)를 보호하기 위한 보호막(160)을 증착(S500)한다. Subsequently, a protective film 160 to protect the first to third epi structures 120a, 120b, and 120c exposed through the mesa etching process of steps S200 to S400 is deposited (S500).
보호막(160)은 빛의 투과가 가능하고, 투수성이 낮으며, 가시광에 대한 투광성을 갖는 재료로 형성될 수 있고, 질화실리콘막, 질화산화실리콘막, 산화질화실리콘막 등의 질소와 실리콘을 포함한 절연막으로 구성될 수 있다.The protective film 160 may be formed of a material that is capable of transmitting light, has low water permeability, and is transparent to visible light, and may be made of nitrogen and silicon, such as a silicon nitride film, a silicon nitride oxide film, or a silicon oxynitride film. It may be composed of an insulating film containing
S500 단계를 수행한 후, 제1 내지 제3 에피 구조체(120a, 120b, 120c)에 전극을 형성하기 위한 증착(S600) 과정을 수행한다.After performing step S500, a deposition (S600) process is performed to form electrodes on the first to third epi structures 120a, 120b, and 120c.
S600 단계는, 제3 에피 구조체(120c)와 전기적으로 연결되는 제1 전극(170), 제2 에피 구조체(120b)와 전기적으로 연결되는 제2 전극(171), 제1 에피 구조체(120a)와 전기적으로 연결되는 제3 전극(172)을 형성할 수 있다.Step S600 includes a first electrode 170 electrically connected to the third epi structure 120c, a second electrode 171 electrically connected to the second epi structure 120b, and a first epi structure 120a. A third electrode 172 that is electrically connected can be formed.
또한, 제3 에피 구조체(120c)와 전기적으로 연결되는 제1 공통 전극(180), 제2 에피 구조체(120b)와 전기적으로 연결되는 제2 공통 전극(181), 제1 에피 구조체(120a)와 전기적으로 연결되는 제3 공통 전극(182)을 형성할 수 있다.In addition, a first common electrode 180 electrically connected to the third epi structure 120c, a second common electrode 181 electrically connected to the second epi structure 120b, a first epi structure 120a, and A third common electrode 182 that is electrically connected can be formed.
또한, 공통 전극(180, 181, 182)은 서로 분리된 개별 전극으로 구성할 수도 있고, 도8과 같이 하나의 공통 전극(180a)으로 구성할 수도 있다.Additionally, the common electrodes 180, 181, and 182 may be configured as individual electrodes separated from each other, or may be configured as one common electrode 180a as shown in FIG. 8.
따라서, 하나의 웨이퍼 상에서 RGB 마이크로 LED가 배열된 디스플레이 광원을 제공할 수 있고, 일정 크기, 예를 들어 10㎛ 크기 이하의 개별 픽셀 마이크로 반도체 발광소자를 제공할 수 있다.Therefore, it is possible to provide a display light source in which RGB micro LEDs are arranged on a single wafer, and to provide individual pixel micro semiconductor light emitting devices of a certain size, for example, 10 μm or less.
또한, 10㎛ 크기 이하의 LED를 배열함으로써, 1600PPI의 초 고해상도 디스플레이를 구현할 수 있다.Additionally, by arranging LEDs with a size of 10㎛ or less, an ultra-high resolution display of 1600PPI can be implemented.
또한, 구동 백플레인과 접합이 가능한 전극을 구비한 어레이된 광원을 제공할 수 있다.Additionally, an arrayed light source having electrodes capable of bonding to a driving backplane can be provided.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to preferred embodiments, but those skilled in the art may make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can do it.
또한, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 도면번호는 설명의 명료성과 편의를 위해 기재한 것일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.In addition, the drawing numbers described in the claims of the present invention are only used for clarity and convenience of explanation and are not limited thereto. In the process of explaining the embodiment, the thickness of the lines shown in the drawings, the size of the components, etc. may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.
또한, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, the above-described terms are terms defined in consideration of the functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator, so interpretation of these terms should be made based on the content throughout the present specification. .
또한, 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다. In addition, even if not explicitly shown or explained, a person skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications including the technical idea of the present invention from the description of the present invention. It is self-evident, and it still falls within the scope of the present invention.
또한, 첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.In addition, the above embodiments described with reference to the accompanying drawings are described for the purpose of explaining the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these embodiments.
100, 100a, 100b : 발광소자
110 : 기판부
120 : 에피 구조체부
120a : 제1 에피 구조체
120b : 제2 에피 구조체
120c : 제3 에피 구조체
130 : 제1 LED
140 : 제2 LED
150 : 제3 LED
160 : 보호막
170 : 제1 전극
171 : 제2 전극
172 : 제3 전극
180 : 제1 공통 전극
180a : 공통 전극
181 : 제2 공통 전극
183 : 제3 공통 전극
200 : 디스플레이부100, 100a, 100b: light emitting device 110: substrate portion
120: epi structure portion 120a: first epi structure
120b: second epi structure 120c: third epi structure
130: 1st LED 140: 2nd LED
150: Third LED 160: Protective film
170: first electrode 171: second electrode
172: third electrode 180: first common electrode
180a: common electrode 181: second common electrode
183: third common electrode 200: display unit
Claims (6)
상기 제1 LED(130), 제2 LED(140) 및 제3 LED(150)는 하나 이상의 에피 구조체(120)가 순차적으로 적층되어 개별 픽셀을 형성한 것을 특징으로 하는 마이크로 반도체 발광소자.According to claim 1,
The first LED 130, the second LED 140, and the third LED 150 are micro-semiconductor light-emitting devices, wherein one or more epi structures 120 are sequentially stacked to form individual pixels.
상기 마이크로 반도체 발광소자는 기판부(110);
상기 기판부(110) 상에 제1 에피 구조체(120a), 제2 에피 구조체(120b), 제3 에피 구조체(120c)가 순차적으로 적층되되, 상기 제1 내지 제3 에피 구조체(120a, 120b, 120c)의 적어도 일부 영역을 식각하여 구분된 개별 픽셀 단위로 이루어진 에피 구조체부(120);
상기 개별 픽셀 단위로 구분된 제1 내지 제3 에피 구조체(120a, 120b, 120c)를 보호하는 보호막(160); 및
상기 제1 내지 제3 에피 구조체(120a, 120b, 120c)와 접속된 복수의 전극(170, 171, 172)과 공통 전극(180, 181, 182)을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 반도체 발광소자.According to claim 2,
The micro semiconductor light emitting device includes a substrate portion 110;
A first epi structure 120a, a second epi structure 120b, and a third epi structure 120c are sequentially stacked on the substrate 110, wherein the first to third epi structures 120a, 120b, An epi structure portion 120 composed of individual pixel units divided by etching at least a portion of the area 120c);
A protective film 160 that protects the first to third epi structures 120a, 120b, and 120c divided into individual pixel units; and
A micro semiconductor light emitting device comprising a plurality of electrodes (170, 171, 172) and a common electrode (180, 181, 182) connected to the first to third epi structures (120a, 120b, 120c).
상기 제1 내지 제3 에피 구조체(120a, 120b, 120c)는 적색, 녹색, 청색을 발광하는 것을 특징으로 하는 마이크로 반도체 발광소자.According to claim 3,
The first to third epi structures (120a, 120b, 120c) are a micro semiconductor light emitting device characterized in that they emit red, green, and blue light.
b) 상기 제3 에피 구조체(120c)의 일부 영역을 식각하는 단계;
c) 상기 제3 에피 구조체(120c)가 식각된 제2 에피 구조체(120b)의 일부 영역을 식각하는 단계;
d) 상기 제2 에피 구조체(120b)가 식각된 제1 에피 구조체(120a)의 일부 영역을 식각하는 단계;
e) 식각을 통해 노출된 제1 내지 제3 에피 구조체(120a, 120b, 120c)를 보호하는 보호막(160)을 증착하는 단계; 및
f) 상기 제1 내지 제3 에피 구조체(120a, 120b, 120c)에 각각 전극(170, 171, 172)과 공통 전극(180, 181, 182)을 증착하는 단계를 포함하는 마이크로 반도체 발광소자의 제조방법.a) generating the epi structure portion 120 by sequentially stacking the first epi structure (120a), the second epi structure (120b), and the third epi structure (120c) on the substrate portion 110;
b) etching a partial region of the third epi structure 120c;
c) etching a partial region of the second epi structure 120b where the third epi structure 120c is etched;
d) etching a partial region of the first epi structure 120a where the second epi structure 120b is etched;
e) depositing a protective film 160 to protect the first to third epi structures 120a, 120b, and 120c exposed through etching; and
f) Manufacturing a micro semiconductor light emitting device comprising the step of depositing electrodes 170, 171, 172 and common electrodes 180, 181, 182 on the first to third epi structures 120a, 120b, and 120c, respectively. method.
상기 제1 내지 제3 에피 구조체(120a, 120b, 120c)는 적색, 녹색, 청색을 발광하는 것을 특징으로 하는 마이크로 반도체 발광소자의 제조방법.According to claim 5,
A method of manufacturing a micro semiconductor light emitting device, wherein the first to third epi structures (120a, 120b, 120c) emit red, green, and blue light.
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| KR20190143085A (en) | 2018-06-20 | 2019-12-30 | 주식회사 루멘스 | method for making micro LED module |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal |