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KR101308127B1 - Method of manufacturing light emitting didoes - Google Patents

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KR101308127B1
KR101308127B1 KR1020070018897A KR20070018897A KR101308127B1 KR 101308127 B1 KR101308127 B1 KR 101308127B1 KR 1020070018897 A KR1020070018897 A KR 1020070018897A KR 20070018897 A KR20070018897 A KR 20070018897A KR 101308127 B1 KR101308127 B1 KR 101308127B1
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laser
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Abstract

발광 다이오드를 제조하는 방법이 개시된다. 이 방법은 기초 기판 상에 제1 도전형 화합물 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 화합물 반도체층을 포함하는 화합물 반도체층들을 형성하고, 화합물 반도체층들 상에 도전성 지지 기판을 형성한다. 상기 기초 기판에 스크라이빙 선을 형성하고 나서, 상기 기초 기판과 상기 화합물 반도체층 사이에 레이저를 조사하여 상기 화합물 반도체층들로부터 상기 기초 기판을 분리한다. 상기 기초 기판의 분리로 인해 노출된 상기 제1 도전형 화합물 반도체층 상에 전극 패드를 형성하는 단계 및 상기 스크라이빙 선들을 따라 상기 도전성 지지 기판을 절단하여 개별 발광 다이오드 칩들로 분리한다.A method of manufacturing a light emitting diode is disclosed. The method forms compound semiconductor layers comprising a first conductive compound semiconductor layer, an active layer and a second conductive compound semiconductor layer on the base substrate, and forms a conductive support substrate on the compound semiconductor layers. After forming a scribing line on the base substrate, the base substrate is separated from the compound semiconductor layers by irradiating a laser between the base substrate and the compound semiconductor layer. Forming an electrode pad on the first conductive compound semiconductor layer exposed by the separation of the base substrate, and cutting the conductive support substrate along the scribing lines to separate the light emitting diode chips.

Description

발광 다이오드의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING LIGHT EMITTING DIDOES}Manufacturing method of light emitting diode {METHOD OF MANUFACTURING LIGHT EMITTING DIDOES}

도 1은 종래의 레이저 리프트 오프 기법을 이용한 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a light emitting diode using a conventional laser lift-off technique.

도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리프트 오프(LLO) 방법을 이용한 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.2A and 2B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting diode using a laser lift off (LLO) method according to an embodiment of the present invention.

도 3a 및 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 리프트 오프 방법을 이용한 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.3A and 3B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting diode using a laser lift-off method according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 4a 및 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 리프트 오프 방법을 이용한 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.4A and 4B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting diode using a laser lift-off method according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 도 2a, 2b 및 도 3a, 3b에서 예시한 본 발명의 레이저 리프트 오프 방법을 통해 분리한 화합물 반도체층을 이용하여 발광 다이오드를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도이다.5 is a cross-sectional view for describing a method of manufacturing a light emitting diode using the compound semiconductor layer separated by the laser lift-off method of the present invention illustrated in FIGS. 2A, 2B and 3A, 3B.

도 6은 도 4a, 4b에서 예시한 본 발명의 레이저 리프트 오프 방법을 통해 분리한 화합물 반도체층을 이용하여 발광 다이오드를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a light emitting diode using the compound semiconductor layer separated by the laser lift-off method of the present invention illustrated in FIGS. 4A and 4B.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

11, 21, 31, 41 : 기판 11, 21, 31, 41: substrate

13 : GaN층13: GaN layer

23, 33, 43 : 화합물 반도체층23, 33, 43: compound semiconductor layer

15 : 트렌치15: trench

25, 35, 45 : 후면 스크라이빙 선25, 35, 45: back scribing line

27, 37, 47 : 보조 지지 기판27, 37, 47: auxiliary support substrate

49 : 임시 지지 기판 51, 61 : 전극 패드49 temporary support substrate 51, 61 electrode pad

본 발명은 발광 다이오드의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 크랙을 줄일 수 있는 발광 다이오드의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a light emitting diode, and more particularly, to a method of manufacturing a light emitting diode capable of reducing cracks.

일반적으로 질화갈륨(GaN), 질화알루미늄(AlN) 등과 같은 Ⅲ족 질화물계 화합물을 이용한 반도체는 열적 안정성이 우수하고 직접 천이형의 에너지 밴드(band) 구조를 가진다. 이러한 Ⅲ족 질화물계 반도체는 그 조성에 따라 다양한 크기의 밴드 갭을 얻을 수 있어, 황색부터 자외선에 이르는 다양한 파장 대역의 빛을 발광하도록 제조할 수 있으며, 최근에는 청색 및 자외선 영역의 발광소자용 물질로 많은 각광을 받고 있다. 특히, 질화갈륨(GaN)을 이용한 청색 및 녹색 발광 소자는 대규모 천연색 평판 표시 장치, 신호등, 실내 조명, 고밀도광원, 고해상도 출력 시스템과 광통신 등 다양한 응용 분야에 활용되고 있다.In general, a semiconductor using a group III nitride compound such as gallium nitride (GaN), aluminum nitride (AlN), or the like has excellent thermal stability and has a direct transition energy band structure. Such a group III nitride semiconductor can obtain a band gap of various sizes according to its composition, and can be manufactured to emit light of various wavelength bands from yellow to ultraviolet rays, and recently, materials for light emitting devices in the blue and ultraviolet region. As a lot of attention. In particular, blue and green light emitting devices using gallium nitride (GaN) have been used in various applications such as large-scale color flat panel displays, traffic lights, indoor lighting, high-density light sources, high resolution output systems and optical communication.

이러한 Ⅲ족 원소의 질화물 반도체를 대량 생산하는 데에는 몇몇 기술적 어려움이 있지만 점차 개선되고 있다. 그 중에서, 양질의 질화물계 반도체층을 성장시키기에 적합한 동일 격자 구조의 열전도율 높은 전도성 기판을 찾기 어렵다는 점을 극복하는 과정에서 특히 많은 개선이 이뤄지고 있다.Although there are some technical difficulties in mass-producing a nitride semiconductor of the group III element, it is gradually improved. Among them, in particular, many improvements have been made in the process of overcoming the difficulty of finding a high thermal conductivity conductive substrate having the same lattice structure suitable for growing a high quality nitride based semiconductor layer.

사파이어(sapphire, Al2O3) 단결정은 극저온에서 초고온까지 결정이 변화하지 않는 매우 우수한 열적 안정성과, 모스 경도(Mohs scale of hardness)가 9에 이르러 다이아몬드에 버금가는 높은 기계적 안정성과, 산 및 알카리에 모두 강한 화학적 안정성과, 빛의 투과성이 높은 광학적 특성을 가지는데, Ⅲ족 원소의 질화물 반도체 단결정과 동일한 육방 정계의 격자 구조를 갖는다. 따라서, 사파이어 단결정을 성장 기판으로 하고, 그 성장 기판 위에서 금속유기화학기상증착법(MOCVD) 또는 분자선 증착법(molecular beam epitaxy; MBE) 등의 공정을 통해 Ⅲ족 원소의 질화물 반도체 단결정을 성장시키는 방법이 널리 사용되고 있다. Sapphire (Al 2 O 3 ) single crystals have very good thermal stability with no change of crystallization from cryogenic to ultra-high temperature, high mechanical stability comparable to diamond with Mohs scale of hardness of 9, acid and alkali Both have strong chemical stability and optical properties with high light transmittance, and have the same hexagonal lattice structure as the nitride semiconductor single crystal of group III element. Therefore, a method of growing a nitride semiconductor single crystal of a group III element by using a sapphire single crystal as a growth substrate and performing a process such as metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) or molecular beam deposition (MBE) on the growth substrate is widely used. It is used.

그러나, 사파이어 단결정은 전기적으로 부도체이므로, 별도의 전극층 또는 전극면을 형성해야 하는 등 발광 다이오드 구조를 제한한다. 상기 전극층은 발광 효율을 위해 높은 투명도를 가져야 하며, 또한 금속 와이어와 전극층 또는 전극층과 반도체층 사이에서 접합 저항이 낮아야 하며 열 전도율도 높아야 한다. 하지만, 높은 투명도와 낮은 접합 저항을 가지면서 열전도율이 높은 물질 또는 그러한 구조를 개발하는 데에는 어려움이 많다. 사파이어 단결정 자체의 열전도율도 낮기 때문에 발광 다이오드 내에서 발생하는 열을 외부로 방출하는데 좋지 않다. 사파이어는 부도체이므로 외부에서 유입된 정전기를 방출하기 어려워 정전기로 인한 불량이 발생할 수 쉽다. 게다가, 사파이어 단결정은 안정적인 기계적 화학적 특성으로 인해 절단 및 형상화(shaping) 등의 가공도 쉽지 않다.However, since the sapphire single crystal is electrically insulator, the light emitting diode structure is limited, for example, to form a separate electrode layer or electrode surface. The electrode layer should have high transparency for luminous efficiency, and should have low bonding resistance and high thermal conductivity between the metal wire and the electrode layer or between the electrode layer and the semiconductor layer. However, it is difficult to develop materials or structures having high thermal conductivity while having high transparency and low junction resistance. Since the thermal conductivity of the sapphire single crystal itself is low, it is not good for dissipating heat generated in the light emitting diode to the outside. Since sapphire is a non-conductor, it is difficult to discharge static electricity introduced from the outside, so that defects caused by static electricity can easily occur. In addition, sapphire single crystals are difficult to process such as cutting and shaping due to their stable mechanical and chemical properties.

한편, GaN을 단결정으로 성장시킬 수 있는 동종의 전도성 기판으로서, 전기적 및 열적으로 안정하며 열전도율도 사파이어 기판에 비해 상당히 높은 실리콘 카바이드(SiC) 기판이 제안되고 있지만, 제작이 어렵고 빛 흡수율이 높아 실용적이지 못하다. On the other hand, silicon carbide (SiC) substrates, which are electrically and thermally stable and considerably higher in thermal conductivity than sapphire substrates, have been proposed as the same type of conductive substrate capable of growing GaN into single crystals, but are difficult to manufacture and have high light absorption. Can not do it.

이러한 사파이어 기판을 이용함으로써 발생하였던 단점은 반도체 층을 사파이어 기판 위에서 성장시킨 뒤, 사파이어 기판을 제거 또는 분리(lift off)하는 방법이 제안되면서 극복될 수 있었다.The disadvantages caused by using such a sapphire substrate could be overcome by suggesting a method of growing a semiconductor layer on the sapphire substrate and then removing or lifting off the sapphire substrate.

사파이어 기판을 제거하는 기법에는 물리적, 기계적으로 깎아서 제거하거나 화학적으로 식각하는 기법 등이 있다. 사파이어 기판을 분리하는 기법에는 사파이어 기판과 GaN 층 사이에 특정한 파장의 레이저를 조사(illumination)하여 사파이어 기판과 GaN 층을 분리하는 레이저 리프트 오프(Laser lift off; LLO) 기법이 널리 사용된다.Techniques for removing sapphire substrates include physical and mechanical cutting and chemical etching. The technique of separating the sapphire substrate is a laser lift off (LLO) technique that separates the sapphire substrate and the GaN layer by illuminating a laser of a specific wavelength between the sapphire substrate and the GaN layer.

도 1은 종래의 레이저 리프트 오프 기법을 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a conventional laser lift off technique.

도 1을 참조하면, 사파이어 기판(11)의 상부에 GaN 층(13)이 형성된다. GaN층(13)은 세부적으로 제1 화합물 반도체층(131), 활성층(132) 및 제2 화합물 반도체층(133)을 포함한다. 사파이어 기판(31)을 분리하기 전에 GaN 층(13)을 보조 지지 기판(secondary supporting substrate)(미도시)에 접합시킨다. 이때, 보조 지지 기판은 사파이어 기판과 같은 단점이 없고 열전도성이 우수한 전도성 기판인 실리콘 웨이퍼(Si wafer), 갈륨비소 웨이퍼(GaAs wafer) 또는 메탈 플레이트(metal plate)일 수 있다.Referring to FIG. 1, a GaN layer 13 is formed on the sapphire substrate 11. The GaN layer 13 includes a first compound semiconductor layer 131, an active layer 132, and a second compound semiconductor layer 133 in detail. The GaN layer 13 is bonded to a secondary supporting substrate (not shown) prior to separating the sapphire substrate 31. In this case, the auxiliary support substrate may be a silicon wafer (Si wafer), a gallium arsenide wafer (GaAs wafer), or a metal plate, which is a conductive substrate having no thermally conductive defects, such as a sapphire substrate.

실리콘 결정, 갈륨비소 결정 또는 메탈 플레이트와 같은 지지 기판을 GaN 층(13)과 그냥 접합하면, 두 층의 결정 구조가 다르기 때문에 접합면에서 균일하지 않은 응력이 발생하여 접합면이 스트레스 상태에 놓인다. 이런 상태에서 레이저를 조사하는 경우, 레이저의 면적이 한정되기 때문에 레이저가 조사된 부분의 사파이어 기판(11)은 GaN 층(13)과 분리되지만 레이저가 아직 조사되지 않은 부분의 사파이어 기판(11)은 아직 GaN 층(13)과 접합되어 있다. 따라서, 스트레스 상태에 있던 GaN 층(13)과 웨이퍼(또는 메탈 플레이트) 사이의 접합면에 크랙이 발생하게되고, 심지어 GaN 층(13)이 파괴되기도 한다.When a support substrate such as silicon crystal, gallium arsenide crystal or metal plate is simply bonded with the GaN layer 13, because the crystal structure of the two layers is different, non-uniform stress is generated at the bonding surface and the bonding surface is in a stress state. When irradiating a laser in such a state, since the area of the laser is limited, the sapphire substrate 11 of the portion irradiated with the laser is separated from the GaN layer 13, but the sapphire substrate 11 of the portion not irradiated with the laser is It is still bonded with the GaN layer 13. Therefore, a crack occurs in the bonding surface between the GaN layer 13 and the wafer (or the metal plate) in the stress state, and even the GaN layer 13 is destroyed.

이런 현상을 피하기 위해, 보조 지지 기판을 접합하기 전에 미리 GaN 층(13)을 소정의 크기(예를 들어, 최종 제작되는 발광 다이오드 제품의 소자 크기)로 식각하여 트렌치(trench)(15)를 형성한다. 사파이어 기판(11)을 분리하는 과정에서 크랙은 피할 수 없지만, 대부분의 크랙이 상기 트렌치(15)로 유도되기 때문에 발광 다이오드 소자에서 사용되는 GaN 층(13) 부분에 크랙이 생기는 것을 방지할 수 있다.To avoid this phenomenon, the trench 15 is formed by etching the GaN layer 13 to a predetermined size (e.g., the device size of the final fabricated LED product) before bonding the auxiliary support substrate. do. In the process of separating the sapphire substrate 11, cracks are inevitable, but since most of the cracks are induced in the trenches 15, cracks may be prevented in the GaN layer 13 portion used in the LED device. .

그러나, 이러한 종래 기술에서는 GaN 층을 식각하는 공정에서 GaN 층의 표면이 손상되고 홈이나 굴곡을 초래할 수 있다. 결과적으로 크랙의 영향은 줄일 수 있어도 GaN 층의 표면을 평평하지 못하게 되어 제품의 발광 특성을 오히려 나쁘게 할 수 있다. However, in this prior art, the surface of the GaN layer may be damaged in the process of etching the GaN layer and may cause grooves or bends. As a result, even though the effects of cracks can be reduced, the surface of the GaN layer is not flattened, which may worsen the light emission characteristics of the product.

다른 종래 기술에서는 GaN 층 표면의 홈을 다른 물질로 채우고 보조 지지 기판을 접합하기도 하는데, 효율이 떨어지고 공정이 추가된다는 단점을 여전히 갖고 있다.Other prior art also fills the grooves on the surface of the GaN layer with other materials and bonds the auxiliary support substrates, which still suffers from inefficiencies and additional processes.

본 발명의 목적은 화합물 반도체층을 식각하지 않고서도 레이저로 사파이어 기판을 분리하는 동안 화합물 반도체층에 발생할 수 있는 크랙의 영향을 줄일 수 있는 레이저 리프트 오프 방법을 이용한 발광 다이오드 제조 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a light emitting diode using a laser lift-off method that can reduce the effects of cracks that may occur in the compound semiconductor layer while separating the sapphire substrate with a laser without etching the compound semiconductor layer.

본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법은 기초 기판 상에 제1 도전형 화합물 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 화합물 반도체층을 포함하는 화합물 반도체층들을 형성하는 단계, 상기 화합물 반도체층들 상에 도전성 지지 기판을 형성하는 단계, 상기 기초 기판에 스크라이빙 선을 형성하는 단계 및 상기 기초 기판과 상기 화합물 반도체층 사이에 레이저를 조사하여 상기 화합물 반도체층들로부터 상기 기초 기판을 분리하는 단계를 포함한다. In the method of manufacturing a light emitting diode according to an embodiment of the present invention, the method may further include forming compound semiconductor layers including a first conductive compound semiconductor layer, an active layer, and a second conductive compound semiconductor layer on a base substrate. Forming a conductive support substrate on the substrate, forming a scribing line on the substrate, and separating the substrate from the compound semiconductor layers by irradiating a laser between the substrate and the compound semiconductor layer It includes.

실시예에 따라, 상기 기초 기판에 스크라이빙 선을 형성하기 전에 상기 기초 기판을 연마하여 얇게 만드는 단계를 더 포함할 수 있다. 또, 상기 스크라이빙 선은 플라즈마를 이용한 건식 식각, 화학 용액을 이용한 습식 식각, 다이아몬드를 이용한 팁 스크라이빙, 톱날을 이용한 다이싱, 레이저를 이용한 레이저 스크라이빙 중 적어도 어느 한 방법을 통해 형성될 수 있다.According to an embodiment, the method may further include grinding and thinning the base substrate before forming a scribing line on the base substrate. In addition, the scribing line is formed by at least one of dry etching using plasma, wet etching using chemical solution, tip scribing using diamond, dicing using saw blade, and laser scribing using laser. Can be.

실시예에 따라, 상기 도전성 지지 기판은 전기 및 열적 전도성이 우수한 실리콘(Si), 실리콘 계열 화합물, 알루미늄(Al), 알루미늄계 합금 또는 고용체(solid solution), 구리(Cu), 구리계 합금 또는 고용체, 은(Ag), 은계 합금 또는 고용체 중 적어도 어느 하나의 물질로 구성될 수 있다.In some embodiments, the conductive support substrate may be formed of silicon (Si), a silicon-based compound, aluminum (Al), an aluminum-based alloy or a solid solution, copper (Cu), a copper-based alloy or a solid solution having excellent electrical and thermal conductivity. , Silver (Ag), may be composed of at least one material of a silver-based alloy or a solid solution.

본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법은 기초 기판 상에 제1 도전형 화합물 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 화합물 반도체층을 포함하는 화합물 반도체층들을 형성하는 단계, 상기 화합물 반도체층들 상에 도전성 지지 기판을 형성하는 단계, 상기 도전성 지지 기판 위에 임시 지지 기판을 형성하는 단계 , 상기 기초 기판부터 적어도 화합물 반도체층을 관통하도록 스크라이빙 선을 형성하는 단계, 상기 기초 기판과 상기 화합물 반도체층 사이에 레이저를 조사하여 상기 화합물 반도체층들로부터 상기 기초 기판을 분리하는 단계를 포함한다. In another embodiment, a method of manufacturing a light emitting diode includes forming compound semiconductor layers including a first conductive compound semiconductor layer, an active layer, and a second conductive compound semiconductor layer on a base substrate. Forming a conductive support substrate on the substrate, forming a temporary support substrate on the conductive support substrate, forming a scribing line through the at least a compound semiconductor layer from the base substrate, the base substrate and the compound semiconductor Irradiating a laser between the layers to separate the base substrate from the compound semiconductor layers.

실시예에 따라, 상기 스크라이빙 선을 형성하는 단계는, 상기 스크라이빙 선을 상기 기초 기판부터 화합물 반도체층 및 도전성 지지 기판을 관통하여 상기 임시 지지 기판까지 이르도록 형성하는 단계일 수도 있다. 또한, 상기 기초 기판에 스크라이빙 선을 형성하기 전에 상기 기초 기판을 연마하여 얇게 만드는 단계를 더 포함할 수 있다. 또, 상기 스크라이빙 선은 플라즈마를 이용한 건식 식각, 화학 용액을 이용한 습식 식각, 다이아몬드를 이용한 팁 스크라이빙, 톱날을 이용한 다이싱, 레이저를 이용한 레이저 스크라이빙 중 적어도 어느 한 방법을 통해 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 상기 도전성 지지 기판은 전기 및 열적 전도성이 우수한 실 리콘(Si), 실리콘 계열 화합물, 알루미늄(Al), 알루미늄계 합금 또는 고용체(solid solution), 구리(Cu), 구리계 합금 또는 고용체, 은(Ag), 은계 합금 또는 고용체 중 적어도 어느 하나의 물질로 구성될 수 있다. 상기 임시 지지 기판은 실리콘, 실리콘 계열 화합물 또는 고분자 중합물 필름(polymer film) 중 적어도 어느 한 물질로 이뤄질 수 있다.In some embodiments, the forming of the scribing line may include forming the scribing line to pass through the compound semiconductor layer and the conductive support substrate to the temporary support substrate. The method may further include grinding the base substrate to make it thin before forming a scribing line on the base substrate. In addition, the scribing line is formed by at least one of dry etching using plasma, wet etching using chemical solution, tip scribing using diamond, dicing using saw blade, and laser scribing using laser. Can be. According to an embodiment, the conductive support substrate may be formed of silicon (Si), silicon-based compound, aluminum (Al), aluminum-based alloy or solid solution, copper (Cu), copper-based alloy or the like having excellent electrical and thermal conductivity. It may be composed of at least one of a solid solution, silver (Ag), a silver-based alloy or a solid solution. The temporary support substrate may be made of at least one material of silicon, a silicon-based compound, or a polymer film.

본 발명의 일 실시예에 따른 또 다른 발광 다이오드 제조 방법은, 기초 기판 상에 제1 도전형 화합물 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 화합물 반도체층을 포함하는 화합물 반도체층들을 형성하는 단계, 상기 화합물 반도체층들 상에 도전성 지지 기판을 형성하는 단계, 상기 기초 기판에 스크라이빙 선을 형성하는 단계, 상기 기초 기판과 상기 화합물 반도체층 사이에 레이저를 조사하여 상기 화합물 반도체층들로부터 상기 기초 기판을 분리하는 단계, 상기 기초 기판의 분리로 인해 노출된 상기 제1 도전형 화합물 반도체층 상에 전극 패드를 형성하는 단계 및 상기 스크라이빙 선들을 따라 상기 도전성 지지 기판을 절단하여 개별 발광 다이오드 칩들로 분리하는 단계를 포함한다.Another light emitting diode manufacturing method according to an embodiment of the present invention, forming a compound semiconductor layer comprising a first conductive compound semiconductor layer, an active layer and a second conductive compound semiconductor layer on the base substrate, the compound Forming a conductive support substrate on the semiconductor layers, forming a scribing line on the base substrate, irradiating a laser between the base substrate and the compound semiconductor layer to remove the base substrate from the compound semiconductor layers. Separating, forming an electrode pad on the first conductive compound semiconductor layer exposed by the separation of the base substrate, and cutting the conductive support substrate along the scribing lines to separate the individual light emitting diode chips. It includes a step.

실시예에 따라, 상기 기초 기판에 스크라이빙 선을 형성하기 전에 상기 기초 기판을 연마하여 얇게 만드는 단계를 더 포함할 수 있다. 또, 상기 스크라이빙 선은 플라즈마를 이용한 건식 식각, 화학 용액을 이용한 습식 식각, 다이아몬드를 이용한 팁 스크라이빙, 톱날을 이용한 다이싱, 레이저를 이용한 레이저 스크라이빙 중 적어도 어느 한 방법을 통해 형성될 수 있다.According to an embodiment, the method may further include grinding and thinning the base substrate before forming a scribing line on the base substrate. In addition, the scribing line is formed by at least one of dry etching using plasma, wet etching using chemical solution, tip scribing using diamond, dicing using saw blade, and laser scribing using laser. Can be.

실시예에 따라, 상기 도전성 지지 기판은 전기 및 열적 전도성이 우수한 실 리콘(Si), 실리콘 계열 화합물, 알루미늄(Al), 알루미늄계 합금 또는 고용체(solid solution), 구리(Cu), 구리계 합금 또는 고용체, 은(Ag), 은계 합금 또는 고용체 중 적어도 어느 하나의 물질로 구성될 수 있다.According to an embodiment, the conductive support substrate may be formed of silicon (Si), silicon-based compound, aluminum (Al), aluminum-based alloy or solid solution, copper (Cu), copper-based alloy or the like having excellent electrical and thermal conductivity. It may be composed of at least one of a solid solution, silver (Ag), a silver-based alloy or a solid solution.

본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법은, 기초 기판 상에 제1 도전형 화합물 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 화합물 반도체층을 포함하는 화합물 반도체층들을 형성하는 단계, 상기 화합물 반도체층들 상에 도전성 지지 기판을 형성하는 단계, 상기 도전성 지지 기판 위에 임시 지지 기판을 형성하는 단계, 상기 기초 기판부터 적어도 화합물 반도체층을 관통하도록 스크라이빙 선을 형성하는 단계, 상기 기초 기판과 상기 화합물 반도체층 사이에 레이저를 조사하여 상기 화합물 반도체층들로부터 상기 기초 기판을 분리하는 단계, 상기 기초 기판의 분리로 인해 노출된 상기 제1 도전형 화합물 반도체층 상에 전극 패드를 형성하는 단계 및 상기 스크라이빙 선들을 따라 상기 도전성 지지 기판을 절단하여 개별 발광 다이오드 칩들로 분리하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a light emitting diode manufacturing method, comprising: forming compound semiconductor layers including a first conductive compound semiconductor layer, an active layer, and a second conductive compound semiconductor layer on a base substrate; Forming a conductive support substrate on the substrate, forming a temporary support substrate on the conductive support substrate, forming a scribing line through at least the compound semiconductor layer from the base substrate, the base substrate and the compound Irradiating a laser between the semiconductor layers to separate the base substrate from the compound semiconductor layers, forming electrode pads on the first conductive compound semiconductor layer exposed due to separation of the base substrate, and The conductive support substrate is cut along the scribe lines and divided into individual LED chips. And a step of.

실시예에 따라, 상기 스크라이빙 선을 형성하는 단계는, 상기 스크라이빙 선을 상기 기초 기판부터 화합물 반도체층 및 도전성 지지 기판을 관통하여 상기 임시 지지 기판까지 이르도록 형성하는 단계일 수도 있다. 또한, 상기 기초 기판에 스크라이빙 선을 형성하기 전에 상기 기초 기판을 연마하여 얇게 만드는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 스크라이빙 선은 플라즈마를 이용한 건식 식각, 화학 용액을 이용한 습식 식각, 다이아몬드를 이용한 팁 스크라이빙, 톱날을 이용한 다이싱, 레이저를 이용한 레이저 스크라이빙 중 적어도 어느 한 방법을 통해 형성될 수 있다.In some embodiments, the forming of the scribing line may include forming the scribing line to pass through the compound semiconductor layer and the conductive support substrate to the temporary support substrate. The method may further include grinding the base substrate to make it thin before forming a scribing line on the base substrate. The scribing line may be formed by at least one of dry etching using plasma, wet etching using chemical solution, tip scribing using diamond, dicing using saw blade, and laser scribing using laser. have.

상기 도전성 지지 기판은 전기 및 열적 전도성이 우수한 실리콘(Si), 실리콘 계열 화합물, 알루미늄(Al), 알루미늄계 합금 또는 고용체(solid solution), 구리(Cu), 구리계 합금 또는 고용체, 은(Ag), 은계 합금 또는 고용체 중 적어도 어느 하나의 물질로 구성될 수 있고, 상기 임시 지지 기판은 실리콘, 실리콘 계열 화합물 또는 고분자 중합물 필름(polymer film) 중 적어도 어느 한 물질로 이뤄질 수 있다.The conductive support substrate may be silicon (Si), silicon-based compound, aluminum (Al), aluminum-based alloy or solid solution, copper (Cu), copper-based alloy or solid solution, silver (Ag) having excellent electrical and thermal conductivity. It may be made of at least one material of a silver-based alloy or a solid solution, and the temporary support substrate may be made of at least one material of silicon, a silicon-based compound, or a polymer film.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석될 수 없다.With respect to the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural to functional descriptions are merely illustrated for the purpose of describing embodiments of the present invention, embodiments of the present invention may be implemented in various forms and It should not be construed as limited to the embodiments described in.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 구성요소에 대해 사용하였다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Similar reference numerals have been used for the components in describing each drawing.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.

도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리프트 오프(LLO) 방법을 이용한 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.2A and 2B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting diode using a laser lift off (LLO) method according to an embodiment of the present invention.

도 2a를 참조하면, 사파이어 기판(21) 위에 GaN 계열의 화합물 반도체층(23)이 차례로 형성되어 있다. 화합물 반도체층(23)은 제1 도전형 반도체 층(예를 들어 n형)(231)과 활성층(232), 제2 도전형 반도체 층(예를 들어 p형)(233) 등으로 구성될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체 층(231)과 상기 사파이어 기판(21) 사이에 버퍼층이 더 개재될 수 있다.Referring to FIG. 2A, GaN-based compound semiconductor layers 23 are sequentially formed on the sapphire substrate 21. The compound semiconductor layer 23 may be composed of a first conductivity type semiconductor layer (eg n-type) 231, an active layer 232, a second conductivity type semiconductor layer (eg p-type) 233, or the like. have. A buffer layer may be further interposed between the first conductive semiconductor layer 231 and the sapphire substrate 21.

상기 화합물 반도체층(23) 위에 도전성 지지 기판(27)이 접합된다. 상기 도전성 지지 기판(27)과 상기 화합물 반도체층(23) 사이의 접합을 돕기 위해 접합층이 더 개재될 수 있다. 상기 도전성 지지 기판(27)과 화합물 반도체층(23) 사이에는 반사층이 더 개재될 수 있다. 상기 도전성 지지 기판(27)은 전기 및 열적 전도성이 우수한 실리콘(Si), 실리콘 계열 화합물이나, 알루미늄(Al), 알루미늄계 합금 또는 고용체(solid solution), 구리(Cu), 구리계 합금 또는 고용체, 은(Ag), 은계 합금 또는 고용체와 같은 금속물질로 구성될 수 있다.The conductive support substrate 27 is bonded on the compound semiconductor layer 23. A bonding layer may be further interposed to assist bonding between the conductive support substrate 27 and the compound semiconductor layer 23. A reflective layer may be further interposed between the conductive support substrate 27 and the compound semiconductor layer 23. The conductive support substrate 27 is silicon (Si), a silicon-based compound having excellent electrical and thermal conductivity, but aluminum (Al), aluminum-based alloy or solid solution, copper (Cu), copper-based alloy or solid solution, It may be composed of a metal material such as silver (Ag), silver-based alloy or solid solution.

다른 반도체 소자와 마찬가지로, 발광 다이오드도 개별 소자들을 하나씩 제조하는 것이 아니라, 넓은 사파이어 기판 위에 화합물 반도체층들을 성장시킨 후에 소자 크기로 잘라서 제조한다. 일반적으로 이렇게 잘라내는 공정을 위해 소자의 경 계에는 스크라이빙 선(scribing line)을 미리 형성하기도 한다.Like other semiconductor devices, light emitting diodes are not manufactured individually, but are cut into device sizes after growing compound semiconductor layers on a wide sapphire substrate. In general, a scribing line is formed in advance in the boundary of the device for this cutting process.

사파이어 기판(21)의 아래 면에는 상기 화합물 반도체층(23)을 소자 크기로 잘라내기 위한 후면 스크라이빙 선(25)이 형성된다. 상기 후면 스크라이빙 선(25)은 플라즈마를 이용한 건식 식각(dry etching), 화학 용액을 이용한 습식 식각(wet etching), 다이아몬드를 이용한 팁 스크라이빙(tip scribing), 금속 톱날을 이용한 다이싱(dicing), 레이저를 이용한 레이저 스크라이빙(laser scribing) 등을 이용하여 형성할 수 있다.A bottom scribing line 25 is formed on the bottom surface of the sapphire substrate 21 to cut the compound semiconductor layer 23 to the size of an element. The back scribing line 25 is dry etching using plasma, wet etching using chemical solution, tip scribing using diamond, and dicing using metal saw blade ( dicing), laser scribing using a laser, or the like.

상기 후면 스크라이빙 선(25)을 형성한 후에 상기 도전성 지지 기판(27)을 접합할 수 있지만, 실시예에 따라서는 상기 도전성 지지 기판(27)을 접합한 후에 상기 후면 스크라이빙 선(25)을 형성할 수도 있다. 어느 경우이든, 도전성 지지 기판(27)의 접합과 후면 스크라이빙 선(25)의 형성 후에 레이저를 조사하여 사파이어 기판(21)을 분리한다.Although the conductive support substrate 27 may be bonded after the back scribing line 25 is formed, in some embodiments, the back scribing line 25 may be bonded after the conductive support substrate 27 is bonded. ) May be formed. In any case, after the bonding of the conductive support substrate 27 and the formation of the back side scribing line 25, the laser is irradiated to separate the sapphire substrate 21.

도 2b를 참조하면, 사파이어 기판(21)과 화합물 반도체층(23) 사이에 레이저가 조사되고, 레이저가 조사된 부분의 사파이어 기판(21)은 화합물 반도체층(23)과 분리된다. 이때, 버퍼층이 있을 경우에는, 상기 버퍼층이 레이저에 의해 고온으로 가열되어 분해되면서 사파이어 기판(21)이 분리될 수 있다.Referring to FIG. 2B, a laser is irradiated between the sapphire substrate 21 and the compound semiconductor layer 23, and the sapphire substrate 21 at the portion irradiated with the laser is separated from the compound semiconductor layer 23. In this case, when there is a buffer layer, the sapphire substrate 21 may be separated while the buffer layer is heated and decomposed by a laser.

이때 레이저는 레이저 빔의 가장 자리가 상기 후면 스크라이빙 선(25) 위에 놓일 수 있도록, 소자로 제조될 부분을 중심으로 조사되는 것이 바람직하다. 사파이어 기판(21)과 이미 분리된 화합물 반도체층(23)의 영역과 아직 분리되지 않은 화합물 반도체층(23)의 영역 사이의 응력 및 열팽창계수 차이로 인해 크랙이 발생 할 수 있다. 그러나, 크랙은 상기 후면 스크라이빙 선(25)의 홈으로 유도되므로, 대부분의 크랙은 후면 스크라이빙 선(25)이 형성된 부분에서 발생한다. 반면, 소자로 제조될 영역에서는 크랙 발생이 억제된다.In this case, the laser is preferably irradiated around the part to be made of the element so that the edge of the laser beam can be placed on the back scribing line 25. Cracks may occur due to the stress and thermal expansion coefficient difference between the sapphire substrate 21 and the region of the compound semiconductor layer 23 already separated and the region of the compound semiconductor layer 23 not yet separated. However, since cracks are induced into the grooves of the back scribing line 25, most of the cracks occur in the portion where the back scribing line 25 is formed. On the other hand, crack generation is suppressed in the region to be manufactured by the device.

또한, 이러한 공정으로 레이저 리프트 오프를 수행하면 화합물 반도체층에 트렌치를 식각할 필요가 없으므로 화합물 반도체층의 표면이 손상되는 것도 피할 수 있다. In addition, when the laser lift-off is performed in such a process, it is not necessary to etch the trench in the compound semiconductor layer, thereby avoiding damage to the surface of the compound semiconductor layer.

도 3a 및 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 리프트 오프 방법을 이용한 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.3A and 3B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting diode using a laser lift-off method according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 3a를 참조하면, 화합물 반도체층(33)은 제1 도전형 반도체층(예를 들어 n형)(331)과 활성층(332), 제2 도전형 반도체층(예를 들어 p형)(333) 등으로 구성될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(331)과 상기 사파이어 기판(31) 사이에 버퍼층이 더 개재될 수 있다.Referring to FIG. 3A, the compound semiconductor layer 33 may include a first conductive semiconductor layer (for example, n-type) 331, an active layer 332, and a second conductive semiconductor layer (for example, p-type) 333. ) And the like. A buffer layer may be further interposed between the first conductive semiconductor layer 331 and the sapphire substrate 31.

상기 화합물 반도체층(33) 위에 도전성 지지 기판(37)이 접합된다. 상기 도전성 지지 기판(37)과 상기 화합물 반도체층(33) 사이의 접합을 돕기 위해 접합층이 더 개재될 수 있다. 도전성 지지 기판(31)과 화합물 반도체층(33) 사이에는 반사층이 더 개재될 수 있다. 상기 도전성 지지 기판(37)은 전기 및 열적 전도성이 우수한 실리콘, 실리콘 계열 화합물이나, 알루미늄, 알루미늄계 합금 또는 고용체, 구리, 구리계 합금 또는 고용체, 은, 은계 합금 또는 고용체와 같은 금속으로 구성될 수 있다.The conductive support substrate 37 is bonded on the compound semiconductor layer 33. A bonding layer may be further interposed to assist bonding between the conductive support substrate 37 and the compound semiconductor layer 33. A reflective layer may be further interposed between the conductive support substrate 31 and the compound semiconductor layer 33. The conductive support substrate 37 may be made of silicon, a silicon-based compound having excellent electrical and thermal conductivity, or a metal such as aluminum, aluminum alloy or solid solution, copper, copper alloy or solid solution, silver, silver alloy or solid solution. have.

상기 화합물 반도체층(33)에 비해 상대적으로 두꺼운 사파이어 기판(31)에 스크라이빙 선(35)을 그냥 깊게 형성하는 대신에, 먼저 사파이어 기판(31)의 후면을 기계적 화학적 수단으로 연마하여 얇게 만든다.Instead of just deeply forming the scribing line 35 on the sapphire substrate 31 that is relatively thicker than the compound semiconductor layer 33, first, the back surface of the sapphire substrate 31 is polished by mechanical and chemical means to make it thin. .

사파이어 기판(31)을 충분히 연마한 후, 연마된 사파이어 기판(31)의 아래 면에는 화합물 반도체층(33)을 소자 크기로 잘라내기 위한 후면 스크라이빙 선(35)이 형성된다. 사파이어 기판(31)의 두께가 도 2a의 경우보다 얇기 때문에 후면 스크라이빙 선(35)은 화합물 반도체층(33)에 가까울 정도로 충분히 깊이 형성될 수 있다. After the sapphire substrate 31 is sufficiently polished, a back scribing line 35 is formed on the lower surface of the polished sapphire substrate 31 to cut the compound semiconductor layer 33 to the size of an element. Since the thickness of the sapphire substrate 31 is thinner than that of FIG. 2A, the back scribing line 35 may be formed deep enough to be close to the compound semiconductor layer 33.

상기 후면 스크라이빙 선(35)은 도 2a의 경우와 같이, 건식 식각, 습식 식각, 다이아몬드 팁 스크라이빙, 다이싱, 레이저 스크라이빙 등을 이용하여 형성할 수 있다.The back scribing line 35 may be formed using dry etching, wet etching, diamond tip scribing, dicing, laser scribing, or the like as in FIG. 2A.

상기 사파이어 기판(31)을 연마하고 상기 후면 스크라이빙 선(35)을 형성한 후에, 상기 도전성 지지 기판(37)을 접합할 수도 있지만, 실시예에 따라서는 상기 도전성 지지 기판(37)을 접합한 후에, 상기 사파이어 기판(31)을 연마하고 상기 후면 스크라이빙 선(35)을 형성할 수도 있다. 어느 경우이든, 사파이어 기판(31)을 분리하는 것은 도전성 지지 기판(37)의 접합과 후면 스크라이빙 선(35)의 형성 후에 이뤄진다.After the sapphire substrate 31 is polished and the back side scribing line 35 is formed, the conductive support substrate 37 may be bonded. In some embodiments, the conductive support substrate 37 may be bonded. Afterwards, the sapphire substrate 31 may be polished to form the back scribing line 35. In either case, the separation of the sapphire substrate 31 takes place after the bonding of the conductive support substrate 37 and the formation of the back side scribing line 35.

실시예에 따라서, 후면 스크라이빙 선(35)은 상기 사파이어 기판(31)을 완전히 관통할 수도 있다. 이 경우에는 상기 도전성 지지 기판(37)을 접합한 후에 후면 스크라이빙 선(35)을 형성하는 것이 바람직할 수 있다.According to an embodiment, the back scribing line 35 may completely pass through the sapphire substrate 31. In this case, it may be preferable to form the back scribing line 35 after the conductive support substrate 37 is bonded.

도 3b를 참조하면, 사파이어 기판(31)과 화합물 반도체층(33) 사이에 레이저 가 조사되고, 레이저가 조사된 부분의 사파이어 기판(31)은 화합물 반도체층(33)과 분리된다. 이때, 상기 버퍼층은 레이저에 의해 고온으로 가열되어 분해되고, 상기 사파이어 기판(31)과 함께 분리될 수 있다.Referring to FIG. 3B, a laser is irradiated between the sapphire substrate 31 and the compound semiconductor layer 33, and the sapphire substrate 31 at the portion irradiated with the laser is separated from the compound semiconductor layer 33. In this case, the buffer layer may be decomposed by heating to a high temperature by a laser, and may be separated together with the sapphire substrate 31.

이때 레이저는 레이저 빔의 가장 자리가 상기 후면 스크라이빙 선(35) 위에 놓일 수 있도록, 소자로 제조될 부분을 중심으로 조사되는 것이 바람직하다. 사파이어 기판(31)과 이미 분리된 화합물 반도체층(33)의 영역과 아직 분리되지 않은 화합물 반도체층(33)의 영역 사이의 응력 및 열팽창계수의 차이로 인해 크랙이 발생할 수 있다. 마찬가지로 크랙은 상기 후면 스크라이빙 선(35)의 홈으로 유도되므로, 대부분의 크랙은 후면 스크라이빙 선(35)이 형성된 부분에서 발생한다. 반면, 소자로 제조될 안쪽 영역에서는 크랙 발생이 억제된다.In this case, the laser is preferably irradiated around the part to be made of the element so that the edge of the laser beam can be placed on the back scribing line 35. Cracks may occur due to a difference in stress and thermal expansion coefficient between the sapphire substrate 31 and the region of the compound semiconductor layer 33 already separated and the region of the compound semiconductor layer 33 not yet separated. Similarly, cracks are directed to the grooves of the back scribing line 35, so most of the cracks occur at the portion where the back scribing line 35 is formed. On the other hand, crack generation is suppressed in the inner region to be manufactured by the device.

또한, 이러한 공정으로 레이저 리프트 오프를 수행하면 화합물 반도체층에 트렌치를 식각할 필요가 없으므로 화합물 반도체층들의 표면이 손상되는 것을 피할 수 있다. In addition, when laser lift-off is performed in this process, it is not necessary to etch the trench in the compound semiconductor layer, thereby avoiding damage to the surface of the compound semiconductor layers.

도 4a 및 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 리프트 오프 방법을 설명하기 위한 단면도이다.4A and 4B are cross-sectional views illustrating a laser lift-off method according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 4a를 참조하면, 화합물 반도체층(43)은 제1 도전형 반도체 층(예를 들어 n형)(431)과 활성층(432), 제2 도전형 반도체 층(예를 들어 p형)(433) 등으로 구성될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체 층(431)과 상기 사파이어 기판(41) 사이에 버퍼층이 더 개재될 수 있다.Referring to FIG. 4A, the compound semiconductor layer 43 includes a first conductive semiconductor layer (for example, n-type) 431, an active layer 432, and a second conductive semiconductor layer (for example, p-type) 433. ) And the like. A buffer layer may be further interposed between the first conductive semiconductor layer 431 and the sapphire substrate 41.

상기 화합물 반도체층(43) 위에 도전성 지지 기판(47)이 접합된다. 상기 도 전성 지지 기판(47)과 상기 화합물 반도체층(43) 사이의 접합을 돕기 위해 접합층이 개재될 수 있다. 또한, 도전성 지지 기판(47)과 화합물 반도체층(43) 사이에는 반사층이 더 개재될 수 있다.The conductive support substrate 47 is bonded on the compound semiconductor layer 43. A bonding layer may be interposed to assist bonding between the conductive support substrate 47 and the compound semiconductor layer 43. In addition, a reflective layer may be further interposed between the conductive support substrate 47 and the compound semiconductor layer 43.

상기 화합물 반도체층(43)에 비해 상기 사파이어 기판(41)은 상대적으로 두껍기 때문에, 먼저 사파이어 기판(41)의 후면을 기계적 화학적 수단으로 연마하여 얇게 만든다. Since the sapphire substrate 41 is relatively thick as compared with the compound semiconductor layer 43, first, the rear surface of the sapphire substrate 41 is polished by mechanical and chemical means to make it thin.

상기 사파이어 기판(41)을 연마한 후에, 상기 도전성 지지 기판(47)을 접합할 수도 있지만, 실시예에 따라서는 상기 도전성 지지 기판(47)을 접합한 후에, 상기 사파이어 기판(41)을 연마할 수도 있다.After the sapphire substrate 41 is polished, the conductive support substrate 47 may be bonded. However, in some embodiments, the sapphire substrate 41 may be polished after the conductive support substrate 47 is bonded. It may be.

다음으로, 도전성 지지 기판(47) 위에 임시 지지 기판(temporary substrate)(49)을 접합 또는 형성한다. 상기 임시 지지 기판(49)은 실리콘 또는 실리콘 화합물인 반도체 물질막 또는 폴리머 막(polymer film)일 수 있으며, 이후의 제조 공정 동안 소자를 지지할 수 있으면 충분하고 사파이어 기판(41)을 분리한 후에는 제거될 수 있는 소재이다.Next, a temporary support substrate 49 is bonded or formed on the conductive support substrate 47. The temporary support substrate 49 may be a semiconductor material film or a polymer film made of silicon or a silicon compound, and it is sufficient to be able to support the device during the subsequent manufacturing process, and after the sapphire substrate 41 is separated, It is a material that can be removed.

상기 사파이어 기판(41)의 연마 및 상기 도전성 지지 기판(47)과 임시 지지 기판(49)의 접합이 모두 완료되면, 연마된 사파이어 기판(41)의 아래 면에 화합물 반도체층(43)을 소자 크기로 잘라내기 위한 후면 스크라이빙 선(45)이 형성된다. 이때, 후면 스크라이빙 선(45)은 사파이어 기판뿐만 아니라 화합물 반도체층(43)을 관통하고, 실시예에 따라서는 도전성 지지 기판(47)까지 모두 관통하여 형성될 수 있다.After the polishing of the sapphire substrate 41 and the bonding of the conductive support substrate 47 and the temporary support substrate 49 are completed, the compound semiconductor layer 43 is placed on the bottom surface of the polished sapphire substrate 41. A back scribing line 45 is formed for cutting with a chip. In this case, the back scribing line 45 may penetrate not only the sapphire substrate but also the compound semiconductor layer 43, and in some embodiments, may penetrate the conductive support substrate 47.

상기 후면 스크라이빙 선(45)은 도 2a의 경우와 같이, 건식 식각, 습식 식각, 다이아몬드 팁 스크라이빙, 다이싱, 레이저 스크라이빙 등의 방법을 이용하여 형성할 수 있다.The back scribing line 45 may be formed using dry etching, wet etching, diamond tip scribing, dicing, laser scribing, or the like as in FIG. 2A.

도 4b를 참조하면, 사파이어 기판(41)과 화합물 반도체층(43) 사이에 레이저가 조사되고, 레이저가 조사된 부분의 사파이어 기판(41)은 화합물 반도체층(43)과 분리된다. 이때, 상기 버퍼층은 레이저에 의해 가열되어 고온에서 분해되고, 상기 사파이어 기판(41)은 분리될 수 있다.Referring to FIG. 4B, a laser is irradiated between the sapphire substrate 41 and the compound semiconductor layer 43, and the sapphire substrate 41 at the portion irradiated with the laser is separated from the compound semiconductor layer 43. In this case, the buffer layer is heated by a laser to be decomposed at a high temperature, and the sapphire substrate 41 may be separated.

이때 레이저는 레이저 빔의 가장 자리가 상기 후면 스크라이빙 선(45) 위에 놓일 수 있도록, 소자로 제조될 부분을 중심으로 조사되는 것이 바람직하다. 사파이어 기판(41)과 이미 분리된 화합물 반도체층(43)의 영역과 아직 분리되지 않은 화합물 반도체층(43)의 영역은 응력 및 열팽창계수가 달라 크랙이 발생할 수 있다. 그러나, 상기 후면 스크라이빙 선(45)의 홈이 사파이어 기판(41)을 관통한 상태이므로 크랙이 발생하지 않거나, 크랙이 발생한다 하더라도 후면 스크라이빙 선(45) 부근에서 발생한다. 반면, 소자로 제조될 안쪽 영역에서는 크랙 발생이 크게 억제된다.In this case, the laser is preferably irradiated around the part to be made of the element so that the edge of the laser beam can be placed on the back scribing line 45. In the region of the compound semiconductor layer 43 that is already separated from the sapphire substrate 41 and the region of the compound semiconductor layer 43 that is not yet separated, cracks may occur because of stress and thermal expansion coefficients. However, since the groove of the rear scribing line 45 penetrates the sapphire substrate 41, no crack is generated, or even if the crack occurs, it is generated near the rear scribing line 45. On the other hand, crack generation is greatly suppressed in the inner region to be manufactured by the device.

도 5는 도 2a, 2b 및 도 3a, 3b에서 예시한 본 발명의 레이저 리프트 오프 방법을 통해 분리한 화합물 반도체층을 이용하여 발광 다이오드를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도이다.5 is a cross-sectional view for describing a method of manufacturing a light emitting diode using the compound semiconductor layer separated by the laser lift-off method of the present invention illustrated in FIGS. 2A, 2B and 3A, 3B.

도 5를 참조하면, 레이저 리프트 오프를 통해 사파이어 기판(21)이 분리된 후로서, 상기 화합물 반도체층(23) 중 제1 도전형 화합물 반도체층(231)이 노출되 고, 노출된 제1 도전형 화합물 반도체층(231)에 전극 패드(51)가 형성된다.Referring to FIG. 5, after the sapphire substrate 21 is separated by laser lift-off, the first conductive compound semiconductor layer 231 of the compound semiconductor layer 23 is exposed, and the exposed first conductive layer is exposed. The electrode pad 51 is formed on the type compound semiconductor layer 231.

이후에 도전성 지지 기판(27)을 소자 크기로 절단함으로써 발광 다이오드 칩이 제조된다.The light emitting diode chip is then manufactured by cutting the conductive support substrate 27 into element sizes.

도 6은 도 4a, 4b에서 예시한 본 발명의 레이저 리프트 오프 방법을 통해 분리한 화합물 반도체층을 이용하여 발광 다이오드를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a light emitting diode using the compound semiconductor layer separated by the laser lift-off method of the present invention illustrated in FIGS. 4A and 4B.

도 6을 참조하면, 도 5와는 달리, 화합물 반도체층(43) 및 도전성 지지 기판(47)이 모두 후면 스크라이빙 선(45)에 의해 이미 분리되었고, 임시 지지 기판(49)에 의해 지지되고 있는 상태이다. 레이저 리프트 오프를 통해 사파이어 기판(41)이 분리된 후이므로, 상기 화합물 반도체층(43) 중 제1 도전형 화합물 반도체층(431)이 노출되고, 노출된 제1 도전형 화합물 반도체층(431)에 전극 패드(61)가 형성된다. 이후에 건식 식각, 습식 식각, 화학기계적 연마(chemical-mechanical polishing, CMP) 등의 수단을 통해 임시 지지 기판을 제거하면 발광 다이오드 칩이 제조된다.Referring to FIG. 6, unlike FIG. 5, both the compound semiconductor layer 43 and the conductive support substrate 47 are already separated by the back scribing line 45, and are supported by the temporary support substrate 49. It is in a state. Since the sapphire substrate 41 is separated through the laser lift-off, the first conductive compound semiconductor layer 431 of the compound semiconductor layer 43 is exposed, and the exposed first conductive compound semiconductor layer 431 is exposed. The electrode pad 61 is formed in the same. Subsequently, the light emitting diode chip is manufactured by removing the temporary support substrate by means of dry etching, wet etching, and chemical-mechanical polishing (CMP).

지금까지 발광 다이오드의 반도체층을 이루는 물질이 GaN 계열인 경우를 중심으로 설명하였지만, 본 발명은 반도체층이 GaN 계열인 경우에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 반도체층이 Ⅲ족 질화물 계열 또는 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 계열과 같이 밴드갭이 큰 반도체 물질을 이용하는 경우에 당해 기술에 대해 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 적용될 수 있다.Up to now, the case where the material constituting the semiconductor layer of the light emitting diode has been described based on the GaN series, but the present invention is not limited to the case where the semiconductor layer is GaN series. The present invention can be easily applied by those skilled in the art when the semiconductor layer uses a semiconductor material having a large band gap, such as a group III nitride series or a III-V nitride series.

또한, 지금까지 사파이어 기판을 이용하여 반도체층을 성장시키는 경우를 중 심으로 설명하였지만, 본 발명은 기초 기판이 사파이어인 경우에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 기초 기판 위에 반도체층을 성장시킨 후 기초 기판을 분리하는 경우라면 기초 기판의 종류에 상관없이 당해 기술에 대해 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 적용될 수 있다.In addition, although the case where the semiconductor layer is grown using the sapphire substrate has been described so far, the present invention is not limited to the case where the base substrate is sapphire. The present invention can be easily applied by those skilled in the art, regardless of the type of the base substrate, if the base substrate is separated after the semiconductor layer is grown on the base substrate.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리프트 오프 방법 및 발광 다이오드 제조 방법은 화합물 반도체층의 표면이 손상되지 않으며 소자 내부 영역에 크랙을 크게 줄일 수 있어 발광 다이오드의 수율과 품질을 크게 향상시킬 수 있다.The laser lift-off method and the light emitting diode manufacturing method according to an embodiment of the present invention do not damage the surface of the compound semiconductor layer and can greatly reduce cracks in the region of the device, thereby greatly improving the yield and quality of the light emitting diode.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be possible.

Claims (10)

기초 기판 상에 제1 도전형 화합물 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 화합물 반도체층을 포함하는 화합물 반도체층들을 형성하는 단계;Forming compound semiconductor layers including a first conductive compound semiconductor layer, an active layer, and a second conductive compound semiconductor layer on the base substrate; 상기 화합물 반도체층들 상에 도전성 지지 기판을 형성하는 단계;Forming a conductive support substrate on the compound semiconductor layers; 상기 기초 기판에 스크라이빙 선을 형성하는 단계; 및Forming a scribing line on the base substrate; And 상기 기초 기판과 상기 화합물 반도체층 사이에 레이저를 조사하여 상기 화합물 반도체층들로부터 상기 기초 기판을 분리하는 단계를 포함하는 발광 다이오드 제조 방법.Irradiating a laser between the base substrate and the compound semiconductor layer to separate the base substrate from the compound semiconductor layers. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 기초 기판에 스크라이빙 선을 형성하기 전에 상기 기초 기판을 연마하여 얇게 만드는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법.And grinding the base substrate to make it thin before forming a scribing line on the base substrate. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 스크라이빙 선은 플라즈마를 이용한 건식 식각, 화학 용액을 이용한 습식 식각, 다이아몬드를 이용한 팁 스크라이빙, 톱날을 이용한 다이싱, 레이저를 이용한 레이저 스크라이빙 중 적어도 어느 한 방법을 통해 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법.The scribing line is formed by at least one of dry etching using plasma, wet etching using chemical solution, tip scribing using diamond, dicing using saw blade, and laser scribing using laser. A light emitting diode manufacturing method characterized by the above-mentioned. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 도전성 지지 기판은 실리콘(Si), 실리콘 계열 화합물, 알루미늄(Al), 알루미늄계 합금 또는 고용체(solid solution), 구리(Cu), 구리계 합금 또는 고용체, 은(Ag), 은계 합금 또는 고용체 중 적어도 어느 하나의 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법.The conductive support substrate may be formed of silicon (Si), silicon-based compound, aluminum (Al), aluminum-based alloy or solid solution, copper (Cu), copper-based alloy or solid solution, silver (Ag), silver-based alloy or solid solution. Method for manufacturing a light emitting diode, characterized in that composed of at least one material. 기초 기판 상에 제1 도전형 화합물 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 화합물 반도체층을 포함하는 화합물 반도체층들을 형성하는 단계;Forming compound semiconductor layers including a first conductive compound semiconductor layer, an active layer, and a second conductive compound semiconductor layer on the base substrate; 상기 화합물 반도체층들 상에 도전성 지지 기판을 형성하는 단계;Forming a conductive support substrate on the compound semiconductor layers; 상기 도전성 지지 기판 위에 임시 지지 기판을 형성하는 단계;Forming a temporary support substrate on the conductive support substrate; 상기 기초 기판부터 적어도 화합물 반도체층을 관통하도록 스크라이빙 선을 형성하는 단계; 및Forming a scribing line through at least the compound semiconductor layer from the base substrate; And 상기 기초 기판과 상기 화합물 반도체층 사이에 레이저를 조사하여 상기 화합물 반도체층들로부터 상기 기초 기판을 분리하는 단계를 포함하는 발광 다이오드 제조 방법.Irradiating a laser between the base substrate and the compound semiconductor layer to separate the base substrate from the compound semiconductor layers. 청구항 5에 있어서, The method of claim 5, 상기 스크라이빙 선을 형성하는 단계는, 상기 스크라이빙 선을 상기 기초 기판부터 화합물 반도체층 및 도전성 지지 기판을 관통하여 상기 임시 지지 기판까지 이르도록 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법.The forming of the scribing line may include forming the scribing line to pass through the compound semiconductor layer and the conductive support substrate to the temporary support substrate. . 청구항 5에 있어서, The method of claim 5, 상기 기초 기판에 스크라이빙 선을 형성하기 전에 상기 기초 기판을 연마하여 얇게 만드는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법.And grinding the base substrate to make it thin before forming a scribing line on the base substrate. 청구항 5에 있어서, The method of claim 5, 상기 스크라이빙 선은 플라즈마를 이용한 건식 식각, 화학 용액을 이용한 습식 식각, 다이아몬드를 이용한 팁 스크라이빙, 톱날을 이용한 다이싱, 레이저를 이용한 레이저 스크라이빙 중 적어도 어느 한 방법을 통해 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법.The scribing line is formed by at least one of dry etching using plasma, wet etching using chemical solution, tip scribing using diamond, dicing using saw blade, and laser scribing using laser. A light emitting diode manufacturing method characterized by the above-mentioned. 청구항 5에 있어서, The method of claim 5, 상기 도전성 지지 기판은 실리콘(Si), 실리콘 계열 화합물, 알루미늄(Al), 알루미늄계 합금 또는 고용체(solid solution), 구리(Cu), 구리계 합금 또는 고용체, 은(Ag), 은계 합금 또는 고용체 중 적어도 어느 하나의 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 제조 방법.The conductive support substrate may be formed of silicon (Si), silicon-based compound, aluminum (Al), aluminum-based alloy or solid solution, copper (Cu), copper-based alloy or solid solution, silver (Ag), silver-based alloy or solid solution. Method for manufacturing a light emitting diode, characterized in that composed of at least one material. 청구항 5에 있어서, The method of claim 5, 상기 임시 지지 기판은 실리콘, 실리콘 계열 화합물 또는 고분자 중합물 필름(polymer film) 중 적어도 어느 한 물질로 이뤄진 것을 특징으로 하는 발광 다이 오드 제조 방법.The temporary supporting substrate is a light emitting diode manufacturing method, characterized in that made of at least one material of silicon, a silicon-based compound or a polymer film.
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