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KR101204428B1 - Fabrication method of light emitting diode LED package using SOI wafer - Google Patents

Fabrication method of light emitting diode LED package using SOI wafer Download PDF

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KR101204428B1
KR101204428B1 KR1020100032420A KR20100032420A KR101204428B1 KR 101204428 B1 KR101204428 B1 KR 101204428B1 KR 1020100032420 A KR1020100032420 A KR 1020100032420A KR 20100032420 A KR20100032420 A KR 20100032420A KR 101204428 B1 KR101204428 B1 KR 101204428B1
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신찬수
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Abstract

본 발명에 의한 발광 다이오드 패키지 제조 방법은 관통 실리콘 비아층, 컵 실리콘층 및 두층들 사이에 형성된 접합 절연층을 갖는 SOI 웨이퍼를 준비하는 것을 포함한다. 상기 관통 실리콘 비아층을 상기 접합 절연층을 식각 정지층으로 식각하여 전극용 관통 실리콘 비아홀과 히트 싱크용 관통 실리콘 비아홀을 형성한다. 상기 전극용 관통 실리콘 비아홀 및 히트 싱크용 관통 실리콘 비아홀에 각각 전극 및 히트 싱크 도전층을 형성한다. 상기 접합 절연층을 식각 정지층으로 하여 상기 컵 실리콘층을 식각하여 컵부를 형성한다. 상기 컵부 내에 위치하는 접합 절연층을 식각하여 상기 히트 싱크 도전층 및 전극을 노출한다. 상기 컵부 내에 상기 노출되어 있는 히트 싱크 도전층 상부에 발광 다이오드 칩을 탑재하고, 상기 발광 다이오드 칩을 상기 전극과 전기적으로 연결한다. A method of manufacturing a light emitting diode package according to the present invention includes preparing a SOI wafer having a through silicon via layer, a cup silicon layer and a junction insulating layer formed between two layers. The through silicon via layer is etched into the etch stop layer to form through silicon via holes for electrodes and through silicon via holes for heat sinks. An electrode and a heat sink conductive layer are formed in the through silicon via hole for the electrode and the through silicon via hole for the heat sink, respectively. The cup silicon layer is etched using the junction insulating layer as an etch stop layer to form a cup part. The junction insulating layer located in the cup part is etched to expose the heat sink conductive layer and the electrode. A light emitting diode chip is mounted on the exposed heat sink conductive layer in the cup part, and the light emitting diode chip is electrically connected to the electrode.

Description

SOI 웨이퍼를 이용한 발광 다이오드 패키지 제조 방법{Fabrication method of light emitting diode (LED) package using SOI wafer} Fabrication method of light emitting diode package using SOI wafer {Fabrication method of light emitting diode (LED) package using SOI wafer}

본 발명은 발광 다이오드 패키지 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 SOI(Silicon On Insulator) 웨이퍼를 이용한 웨이퍼 레벨의 발광 다이오드 패키지 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a light emitting diode package, and more particularly, to a method of manufacturing a light emitting diode package of a wafer level using a silicon on insulator (SOI) wafer.

발광 다이오드(LED, light emitting diode)는 반도체에 전압을 가해 발생되는 전기장 발광 현상을 이용하여 빛을 발생시키는 소자이다. 발광 다이오드는 p형 반도체 결정과 n형 반도체 결정이 서로 접합된 구조를 갖는 전-광 변환형 반도체 소자로써, 전기신호를 빛으로 변환시키는 특성을 갖는다. 발광 다이오드는 원소 주기율표상 III족(Al, Ga, In)과 V족(As, P, N. Sb) 원소로 이루어진 화합물 반도체이다. A light emitting diode (LED) is a device that generates light using an electric field emission phenomenon generated by applying a voltage to a semiconductor. The light emitting diode is an all-light conversion semiconductor device having a structure in which a p-type semiconductor crystal and an n-type semiconductor crystal are bonded to each other, and have a characteristic of converting an electrical signal into light. A light emitting diode is a compound semiconductor composed of Group III (Al, Ga, In) and Group V (As, P, N. Sb) elements on the periodic table of elements.

발광 다이오드는 수명이 반영구적이고, 환경 친화적이며 전통적인 광원에 비하여 효율이 우수하다. 이에 따라, 발광 다이오드는 액정 디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display)의 백라이트 유닛, 가로등, 신호등, 자동차용 조명, 산업용 조명, 가정용 조명 등으로 사용처가 급속도로 넓어지고 있다. 그런데, 발광 다이오드는 공급된 전력의 80% 정도가 열로 방출되며, 발생된 열의 방출이 원활하지 않을 경우 발광 다이오드의 효율이 급격히 떨어지고 발광 다이오드의 수명도 급격히 줄어들게 된다. Light-emitting diodes are semi-permanent, environmentally friendly, and efficient compared to traditional light sources. Accordingly, the light emitting diodes are rapidly being used as backlight units of liquid crystal displays (LCDs), street lamps, traffic lights, automotive lighting, industrial lighting, home lighting, and the like. However, about 80% of the power supplied to the light emitting diode is emitted as heat. When the generated heat is not smoothly emitted, the efficiency of the light emitting diode is drastically reduced and the lifetime of the light emitting diode is also drastically reduced.

발광 다이오드는 주로 패키지화되어 사용된다. 다시 말해, 발광 다이오드 패키지는 발광 다이오드 칩을 안착하기 위하여 패키지화되어 사용된다. 그런데, 발광 다이오드 패키지는 발광 다이오드 칩을 안착시키는 역할뿐만 아니라 발광 다이오드 칩에서 발생하는 열을 외부로 원활히 배출하는 역할을 수행하여야 한다. 또한, 발광 다이오드 패키지는 패키지 비용이 저렴하여야 하며, 대량 생산이 가능하여야 하고, 크기가 작고 두께가 얇아야 한다. Light emitting diodes are mainly packaged and used. In other words, the LED package is packaged and used to seat the LED chip. However, the LED package should not only serve to seat the LED chip, but also to smoothly discharge heat generated from the LED chip to the outside. In addition, the light emitting diode package should be low in package cost, capable of mass production, and small in size and thin in thickness.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 열전도율이 우수한 실리콘층을 포함하는 SOI 웨이퍼를 이용하여 웨이퍼 레벨로 발광 다이오드 칩에서 발생하는 열을 외부로 원활히 배출할 수 있는 발광 다이오드 패키지 제조 방법을 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a light emitting diode package manufacturing method capable of smoothly dissipating heat generated from a light emitting diode chip at the wafer level to the outside using an SOI wafer including a silicon layer having excellent thermal conductivity.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 웨이퍼 레벨로 SOI 웨이퍼 내에 정확하게 발광 다이오드 칩을 안착시키면서 SOI 웨이퍼에 전극을 형성할 때 웨이퍼 내에서 전극의 위치별 균일성을 확보할 수 있는 발광 다이오드 패키지 제조 방법을 제공하는 데 있다. In addition, another problem to be solved by the present invention is manufacturing a light emitting diode package that can ensure the uniformity of the position of the electrode in the wafer when forming the electrode on the SOI wafer while accurately seating the light emitting diode chip in the SOI wafer at the wafer level To provide a way.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 예에 의한 발광 다이오드 패키지 제조 방법은 관통 실리콘 비아층, 컵 실리콘층 및 두층들 사이에 형성된 접합 절연층을 갖는 SOI 웨이퍼를 준비하는 것을 포함한다.
상기 관통 실리콘 비아층을 상기 접합 절연층을 식각 정지층으로 식각하여 전극용 관통 실리콘 비아홀과 히트 싱크용 관통 실리콘 비아홀을 형성한다. 상기 전극용 관통 실리콘 비아홀 및 히트 싱크용 관통 실리콘 비아홀에 각각 전극 및 히트 싱크 도전층을 형성한다.
상기 접합 절연층을 식각 정지층으로 하여 상기 컵 실리콘층을 식각하여 컵부를 형성한다. 상기 컵부 내에 위치하는 접합 절연층을 식각하여 상기 히트 싱크 도전층 및 전극을 노출한다. 상기 컵부 내에 상기 노출되어 있는 히트 싱크 도전층 상부에 발광 다이오드 칩을 탑재하고, 상기 발광 다이오드 칩을 상기 전극과 전기적으로 연결한다.
상기 전극 및 상기 히트 싱크 도전층은,
상기 관통 실리콘 비아층을 식각하여 하나의 히트 싱크용 관통 실리콘 비아홀과 서로 떨어져 있는 두개의 상기 전극용 관통 실리콘 비아홀들을 형성하고,
상기 두개의 전극용 관통 실리콘 비아홀들의 내벽, 상기 하나의 히트 싱크용 관통 실리콘 비아홀의 내벽, 및 상기 관통 실리콘 비아층 상에 절연층을 형성하고,
상기 절연층 상에 상기 전극 및 히트 싱크 도전층을 형성하여 이루어질 수 있다.
상기 전극 및 히트 싱크 도전층은 상기 전극 및 히트 싱크용 관통 실리콘 비아홀들 내부에 채워 형성하거나, 상기 전극 및 히트 싱크용 관통 실리콘 비아홀들 내벽 및 바닥에 형성할 수 있다.
상기 전극 및 히트 싱크용 관통 실리콘 비아홀들 및 상기 컵부는
상기 관통 실리콘 비아층 및 컵 실리콘층 상에 마스크층을 형성하고,
상기 마스크층을 식각마스크로 상기 관통 실리콘 비아층 및 컵 실리콘층을 습식식각하여 동시에 형성할 수 있다.
마스크층은 실리콘 질화막(Si3N4), 실리콘 산화막(SiO2), 알루미늄 질화막(AlN) 또는 이들의 복합층으로 형성할 수 있다.
상기 히트 싱크 도전층 및 전극 상에 각각 히트 싱크 패드 및 전극 패드를 더 형성하고, 상기 히트 싱크 패드 상에 상기 발광 다이오드 칩을 탑재하고, 상기 발광 다이오드 칩은 상기 전극 패드와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 히트 싱크 패드 및 전극 패드 형성할 때 상기 컵부의 양측벽에 광반사층을 동시에 형성할 수 있다. 발광 다이오드 칩이 탑재된 컵부 내부에 형광층을 더 형성할 수 있다.
상기 전극 및 상기 히트 싱크 도전층은,
상기 관통 실리콘 비아층을 식각하여 하나의 상기 전극용 관통 실리콘 비아홀과 하나의 상기 히트 싱크용 관통 실리콘 비아홀을 형성하고,
상기 하나의 전극용 관통 실리콘 비아홀 및 하나의 히트 싱크용 관통 실리콘 비아홀에는 각각 상기 전극 및 히트 싱크 도전층을 형성하여 이루어질 수 있다.
In order to solve the above problems, a method of manufacturing a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention includes preparing a SOI wafer having a through silicon via layer, a cup silicon layer and a junction insulating layer formed between two layers.
The through silicon via layer is etched into the etch stop layer to form through silicon via holes for electrodes and through silicon via holes for heat sinks. An electrode and a heat sink conductive layer are formed in the through silicon via hole for the electrode and the through silicon via hole for the heat sink, respectively.
The cup silicon layer is etched using the junction insulating layer as an etch stop layer to form a cup part. The junction insulating layer located in the cup part is etched to expose the heat sink conductive layer and the electrode. A light emitting diode chip is mounted on the exposed heat sink conductive layer in the cup part, and the light emitting diode chip is electrically connected to the electrode.
The electrode and the heat sink conductive layer,
Etching the through silicon via layer to form a through silicon via hole for one heat sink and two through silicon via holes for the electrode spaced apart from each other,
An insulating layer is formed on an inner wall of the two through silicon via holes for the two electrodes, an inner wall of the through silicon via hole for the one heat sink, and the through silicon via layer;
The electrode and the heat sink conductive layer may be formed on the insulating layer.
The electrode and the heat sink conductive layer may be formed by filling in the through silicon via holes for the electrode and the heat sink or on inner walls and the bottom of the through silicon via holes for the electrode and the heat sink.
The through silicon via holes and the cup part for the electrode and the heat sink are
Forming a mask layer on the through silicon via layer and the cup silicon layer;
The mask layer may be formed by wet etching the through silicon via layer and the cup silicon layer using an etch mask.
The mask layer may be formed of a silicon nitride film (Si 3 N 4 ), a silicon oxide film (SiO 2 ), an aluminum nitride film (AlN), or a composite layer thereof.
A heat sink pad and an electrode pad may be further formed on the heat sink conductive layer and the electrode, and the light emitting diode chip may be mounted on the heat sink pad, and the light emitting diode chip may be electrically connected to the electrode pad.
When forming the heat sink pad and the electrode pad, a light reflection layer may be simultaneously formed on both side walls of the cup part. A fluorescent layer may be further formed inside the cup portion on which the LED chip is mounted.
The electrode and the heat sink conductive layer,
Etching the through silicon via layer to form one through silicon via hole for the electrode and one through silicon via hole for the heat sink;
The electrode and the heat sink conductive layer may be formed in the through silicon via hole for one electrode and the through silicon via hole for one heat sink, respectively.

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본 발명에 의한 발광 다이오드 패키지는 관통 실리콘 비아층, 접합 절연층, 컵 실리콘층을 포함하는 SOI 웨이퍼를 이용한다. 이에 따라, 관통 실리콘 비아층 및 컵 실리콘층의 두께를 임의로 조절할 수 있으므로 제조 공정을 쉽게 가져가면서도 신뢰성 있게 발광 다이오드 패키지를 제조할 수 있다.The light emitting diode package according to the present invention uses an SOI wafer including a through silicon via layer, a junction insulating layer, and a cup silicon layer. Accordingly, since the thicknesses of the through silicon via layer and the cup silicon layer can be arbitrarily adjusted, a light emitting diode package can be manufactured reliably while taking a manufacturing process easily.

본 발명에 의한 발광 다이오드 패키지는 웨이퍼 레벨 상태에서 SOI 웨이퍼의 관통 실리콘 비아층이나 컵 실리콘층에 관통 실리콘 비아홀이나 컵부를 접합 절연층을 식각 정지층으로 하여 식각하여 얻을 수 있다. 이에 따라, SOI 웨이퍼의 전면에 걸쳐서 관통 실리콘 비아홀 및 컵부의 깊이나 배열 상태를 균일하게 할 수 있다.The light emitting diode package according to the present invention can be obtained by etching a through silicon via hole or a cup part in a through silicon via layer or a cup silicon layer of an SOI wafer using a junction insulating layer as an etch stop layer in a wafer level state. As a result, the depth and arrangement of the through silicon via hole and the cup portion can be made uniform over the entire surface of the SOI wafer.

본 발명에 의한 발광 다이오드 패키지는 SOI 웨이퍼의 관통 실리콘 비아층이나 컵 실리콘층에 관통 실리콘 비아홀이나 컵부를 접합 절연층을 식각 정지층으로 하여 동시에 습식 식각 방법으로 식각하여 얻을 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 의한 발광 다이오드 패키지는 제조 공정을 단순화시키면서 대량으로 발광 다이오드 패키지를 얻을 수 있다. The light emitting diode package according to the present invention can be obtained by simultaneously etching the through silicon via hole or the cup part in the through silicon via layer or the cup silicon layer of the SOI wafer by the wet etching method using the junction insulating layer as the etch stop layer. Accordingly, the light emitting diode package according to the present invention can obtain a light emitting diode package in a large amount while simplifying the manufacturing process.

도 1은 본 발명의 제1 실시예 내지 제4 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지의 단면도이다.
도 5 내지 도 14는 도 2의 발광 다이오드 패키지의 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 단면도들이다.
도 15 내지 도 22는 도 3의 발광 다이오드 패키지의 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 단면도들이다.
도 23은 도 4의 발광 다이오드 패키지의 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 단면도이다.
도 24는 본 발명의 제4 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 25 및 도 26은 본 발명의 제5 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지를 도시한 평면도 및 단면도이다.
도 27 및 도 28은 본 발명의 제6 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지를 도시한 평면도 및 단면도이다.
1 is a plan view of a light emitting diode package according to the first to fourth embodiments of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a light emitting diode package according to a first embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a light emitting diode package according to a second embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a light emitting diode package according to a third embodiment of the present invention.
5 to 14 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the light emitting diode package of FIG. 2.
15 to 22 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the light emitting diode package of FIG. 3.
FIG. 23 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the light emitting diode package of FIG. 4.
24 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode package according to a fourth embodiment of the present invention.
25 and 26 are plan views and cross-sectional views illustrating a light emitting diode package according to a fifth embodiment of the present invention.
27 and 28 are plan views and cross-sectional views illustrating a light emitting diode package according to a sixth embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 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 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated and described in detail in the drawings. 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. Like reference numerals are used for similar elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged or reduced from the actual dimensions for the sake of clarity of the present invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

도 1은 본 발명의 제1 실시예 내지 제4 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지의 평면도이다. 1 is a plan view of a light emitting diode package according to the first to fourth embodiments of the present invention.

구체적으로, 본 발명에 의한 발광 다이오드 패키지는 SOI 기판(107, 207)을 이용하여 구현한다. SOI 기판(107, 207)을 구성하는 컵 실리콘층(105, 205)의 중앙 부분에 형성된 컵부(121, 215) 내에 발광 다이오드 칩(131, 237)이 위치한다. 발광 다이오드 칩(131, 237)은 SOI 기판(107, 207)을 구성하는 관통 실리콘 비아층(101, 201)에 형성된 관통 실리콘 비아홀을 형성하고 그 내부에 마련된 히트 싱크 도전층(118, 225, 325) 상에 위치한다. 히트 싱크 도전층(118, 225, 235) 상에는 히트 싱크 패드(129, 233)가 설치될 수 있다. Specifically, the LED package according to the present invention is implemented using the SOI substrates 107 and 207. The light emitting diode chips 131 and 237 are positioned in the cup portions 121 and 215 formed at the central portion of the cup silicon layers 105 and 205 constituting the SOI substrates 107 and 207. The LED chips 131 and 237 form through-silicon via holes formed in the through-silicon via layers 101 and 201 constituting the SOI substrates 107 and 207, and the heat sink conductive layers 118, 225, and 325 provided therein. ) Heat sink pads 129 and 233 may be provided on the heat sink conductive layers 118, 225, and 235.

발광 다이오드 칩(131, 237)의 접속 패드(132)는 관통 실리콘 비아층(101, 201)에 형성된 관통 실리콘 비아홀을 형성하고 그 내부에 마련된 전극 패드들(125, 127, 231, 235)과 본딩 와이어(133, 239)를 통해 전기적으로 연결된다. 전극 패드들(125, 127, 231, 235)은 제1 전극 패드들(125, 231), 예컨대 양극 패드들과 제2 전극 패드들(127, 235), 예컨대 음극 패드들로 구별할 수 있다. The connection pads 132 of the light emitting diode chips 131 and 237 form through silicon via holes formed in the through silicon via layers 101 and 201 and are bonded to the electrode pads 125, 127, 231 and 235 provided therein. It is electrically connected through wires 133 and 239. The electrode pads 125, 127, 231, and 235 may be distinguished into first electrode pads 125 and 231, for example, positive electrode pads and second electrode pads 127 and 235, for example, negative electrode pads.

발광 다이오드 칩(131, 237) 상의 컵부(121, 215) 내에는 형광층(미도시)이 위치할 수 있고, 컵부 양측벽에는 광반사층(미도시)이 형성될 수 있다. 또한, 발광 다이오드 칩(131, 237)이 위치하는 히트 싱크 도전층(118, 225, 325)의 하부에는 히트 싱크(미도시)가 설치되어 발광 다이오드 칩에서 발생하는 열을 외부로 배출할 수 있다. 도 1과 같은 발광 다이오드 패키지의 단면의 실시예들을 도 2 내지 도 4를 이용하여 설명한다. Fluorescent layers (not shown) may be located in the cups 121 and 215 on the light emitting diode chips 131 and 237, and light reflection layers (not shown) may be formed on both side walls of the cup part. In addition, a heat sink (not shown) may be installed under the heat sink conductive layers 118, 225, and 325 in which the light emitting diode chips 131 and 237 are positioned, and may radiate heat generated from the light emitting diode chip to the outside. . Embodiments of a cross section of the LED package as shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2 through 4.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지의 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of a light emitting diode package according to a first embodiment of the present invention.

구체적으로, 본 발명의 제1 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지는 관통 실리콘 비아층(101), 접합 절연층(103) 및 컵 실리콘층(105)으로 구성된 SOI 웨이퍼(107)를 구비한다. SOI 웨이퍼(107)의 컵 실리콘층(105)을 식각하여 컵부(121)가 마련된다. SOI 기판(107)의 관통 실리콘 비아층(101)을 식각하여 복수개의 관통 실리콘 비아홀들(미도시)을 형성하고, 그 내부 및 관통 실리콘 비아층(101) 상에 히트싱크 도전층(118) 및 전극들(115, 116)이 형성되어 있다. 히트 싱크 도전층(118) 및 전극들(115, 116)은 절연층(111)으로 절연되고, 개구부들(117a, 117b)에 의하여 구별된다. 전극들(115, 116)은 제1 전극(115), 예컨대 양극 및 제2 전극(116), 예컨대 음극으로 구별될 수 있다. 제1 전극(115) 및 제2 전극(116)은 편의상 구분한다. Specifically, the LED package according to the first embodiment of the present invention includes an SOI wafer 107 composed of a through silicon via layer 101, a junction insulating layer 103, and a cup silicon layer 105. The cup silicon layer 105 of the SOI wafer 107 is etched to provide a cup portion 121. The through silicon via layer 101 of the SOI substrate 107 is etched to form a plurality of through silicon via holes (not shown), and the heat sink conductive layer 118 and the inside and through the silicon via layer 101 are formed. Electrodes 115 and 116 are formed. The heat sink conductive layer 118 and the electrodes 115, 116 are insulated with the insulating layer 111, and are distinguished by the openings 117a, 117b. The electrodes 115 and 116 may be divided into a first electrode 115 such as an anode and a second electrode 116 such as a cathode. The first electrode 115 and the second electrode 116 are divided for convenience.

컵부(121) 내의 접합 절연층(103)은 식각되어 제거된다. 컵부(121) 내에서 히트 싱크 도전층(118) 상에는 히트 싱크 패드(129)가 위치하고, 제1 전극(115) 상에는 제1 전극 패드(125)가 위치하고, 제2 전극(116) 상에는 제2 전극 패드(127)가 위치한다. 히트 싱크 패드(129) 상에는 발광 다이오드 칩(131)이 위치한다.The junction insulating layer 103 in the cup portion 121 is etched and removed. The heat sink pad 129 is positioned on the heat sink conductive layer 118 in the cup portion 121, the first electrode pad 125 is positioned on the first electrode 115, and the second electrode is disposed on the second electrode 116. The pad 127 is located. The LED chip 131 is positioned on the heat sink pad 129.

발광 다이오드 칩(131)은 전극 패드(125, 127)와 전기적으로 연결된다. 발광 다이오드 칩(131) 상의 컵부(121) 내에는 형광층(135)이 형성되어 있다. 컵부(121) 양측벽에는 광반사층(123)이 형성될 수 있다. 또한, 발광 다이오드 칩(131)이 위치하는 히트 싱크 도전층(118)의 하부에는 히트 싱크(미도시)가 설치되어 발광 다이오드 칩(131)에서 발생하는 열을 외부로 배출할 수 있다.The LED chip 131 is electrically connected to the electrode pads 125 and 127. The fluorescent layer 135 is formed in the cup 121 on the light emitting diode chip 131. The light reflection layer 123 may be formed on both side walls of the cup part 121. In addition, a heat sink (not shown) may be installed under the heat sink conductive layer 118 in which the light emitting diode chip 131 is disposed to discharge heat generated from the light emitting diode chip 131 to the outside.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지의 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of a light emitting diode package according to a second embodiment of the present invention.

구체적으로, 본 발명의 제2 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지는 히트싱크 도전층(225) 및 전극들(223, 227)의 모양이나 형태를 제1 실시예의 히트싱크 도전층(118) 및 전극들(115, 116)과 다르게 구성한 것을 제외하고는 실질적으로 동일하다. Specifically, in the LED package according to the second embodiment of the present invention, the heat sink conductive layer 225 and the electrodes 223 and 227 may be shaped or shaped as the heat sink conductive layer 118 and the electrodes of the first embodiment. It is substantially the same except that it is different from (115, 116).

보다 상세하게 설명하면, 관통 실리콘 비아층(201), 접합 절연층(203) 및 컵 실리콘층(205)으로 구성된 SOI 웨이퍼(207)를 구비한다. SOI 웨이퍼(207)의 컵 실리콘층(205)을 식각하여 컵부(215)가 마련된다. SOI 기판(207)의 관통 실리콘 비아층(201)을 식각하여 복수개의 관통 실리콘 비아홀들(미도시)을 형성하고, 그 내부 및 관통 실리콘 비아층(201) 상에 히트싱크 도전층(225) 및 전극들(223, 227)이 형성되어 있다. In more detail, the SOI wafer 207 including the through silicon via layer 201, the junction insulating layer 203, and the cup silicon layer 205 is provided. The cup silicon layer 205 of the SOI wafer 207 is etched to provide a cup portion 215. The through silicon via layer 201 of the SOI substrate 207 is etched to form a plurality of through silicon via holes (not shown), and the heat sink conductive layer 225 and the inside and through the silicon via layer 201 are formed thereon. Electrodes 223 and 227 are formed.

히트 싱크 도전층(225) 및 전극들(223, 227)은 습식 식각으로 형성된 관통 실리콘 비아홀 내에 형성되므로, 도 2와 비교할 때 상면의 폭이 작고 하면의 폭이 넓은 형태로 형성된다. 히트 싱크 도전층(225) 및 전극들(223, 227)은 절연층(221)으로 절연되고, 개구부들(228a, 228b)에 의하여 구별된다. 전극들(223, 227)은 제1 전극(223), 예컨대 양극 및 제2 전극(227), 예컨대 음극으로 구별될 수 있다. Since the heat sink conductive layer 225 and the electrodes 223 and 227 are formed in the through silicon via hole formed by wet etching, the heat sink conductive layer 225 and the electrodes 223 and 227 are formed to have a smaller upper surface and a wider lower surface than in FIG. The heat sink conductive layer 225 and the electrodes 223, 227 are insulated with the insulating layer 221 and are distinguished by the openings 228a, 228b. The electrodes 223 and 227 may be divided into a first electrode 223 such as an anode and a second electrode 227 such as a cathode.

컵부(215) 내의 접합 절연층(203)은 식각되어 제거된다. 컵부(215) 내에서 히트 싱크 도전층(225) 상에는 히트 싱크 패드(233)가 위치하고, 제1 전극(223) 상에는 제1 전극 패드(231)가 위치하고, 제2 전극(227) 상에는 제2 전극 패드(235)가 위치한다. 히트 싱크 패드(233) 상에는 발광 다이오드 칩(237)이 위치한다.The junction insulating layer 203 in the cup portion 215 is etched away. The heat sink pad 233 is positioned on the heat sink conductive layer 225 in the cup part 215, the first electrode pad 231 is positioned on the first electrode 223, and the second electrode is disposed on the second electrode 227. Pad 235 is located. The light emitting diode chip 237 is positioned on the heat sink pad 233.

발광 다이오드 칩(237)은 전극 패드(231, 235)와 전기적으로 연결된다. 발광 다이오드 칩(237) 상의 컵부(215) 내에는 형광층(241)이 형성되어 있다. 컵부(215) 양측벽에는 광반사층(229)이 형성될 수 있다. 또한, 발광 다이오드 칩(237)이 위치하는 히트 싱크 도전층(225)의 하부에는 히트 싱크(미도시)가 설치되어 발광 다이오드 칩(237)에서 발생하는 열을 외부로 배출할 수 있다. The light emitting diode chip 237 is electrically connected to the electrode pads 231 and 235. The fluorescent layer 241 is formed in the cup part 215 on the light emitting diode chip 237. The light reflection layer 229 may be formed on both side walls of the cup part 215. In addition, a heat sink (not shown) may be installed under the heat sink conductive layer 225 in which the light emitting diode chip 237 is positioned to discharge heat generated from the light emitting diode chip 237 to the outside.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지의 단면도이다. 4 is a cross-sectional view of a light emitting diode package according to a third embodiment of the present invention.

구체적으로, 본 발명의 제3 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지는 제2 실시예와 비교할 때 거의 동일하다. 다만 제1 전극(323), 히트 싱크 도전층(325) 및 제2 전극(327)이 제2 실시예의 제1 전극(223), 히트 싱크 도전층(225) 및 제2 전극(227)과 비교하여 관통 실리콘 비아홀에 채워지지 않고 관통 실리콘 비아홀 내벽 및 제2 절연층(221) 상에 형성되는 것을 제외하고는 동일하다. Specifically, the light emitting diode package according to the third embodiment of the present invention is almost the same as in the second embodiment. However, the first electrode 323, the heat sink conductive layer 325, and the second electrode 327 are compared with the first electrode 223, the heat sink conductive layer 225, and the second electrode 227 of the second embodiment. This is the same except that it is not filled in the through silicon via hole and is formed on the inner wall of the through silicon via hole and the second insulating layer 221.

이하에서는 앞서 설명한 발광 다이오드 패키지 제조방법을 설명한다. 이하 제조방법은 웨이퍼 레벨에서 제조하는 것이나, 편의상 하나의 발광 다이오드 패키지 제조 과정만을 설명한다. Hereinafter, the light emitting diode package manufacturing method described above will be described. Hereinafter, the manufacturing method is manufactured at the wafer level, but for convenience, only one light emitting diode package manufacturing process will be described.

도 5 내지 도 14는 도 2의 발광 다이오드 패키지의 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 단면도들이다. 5 to 14 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the light emitting diode package of FIG. 2.

도 5를 참조하면, SOI 웨이퍼(107)를 준비한다. SOI 웨이퍼(107)는 (100)면을 가지는 직경이 6 내지 12인치 정도의 원형 형태이고, 수백 내지 수천 마이크로 미터 두께를 갖는다. SOI 웨이퍼는 (001) 결정면을 갖는 실리콘 웨이퍼들을 두 장 접합하여 형성한다. SOI 웨이퍼(107)는 관통 실리콘 비아층(Through Silicon Via layer, 101), 컵 실리콘층(cup silicon layer, 105) 및 접합 절연층(103)을 포함한다. Referring to FIG. 5, an SOI wafer 107 is prepared. The SOI wafer 107 has a circular shape with a (100) plane of about 6 to 12 inches in diameter and has a thickness of hundreds to thousands of micrometers. An SOI wafer is formed by bonding two sheets of silicon wafers having a (001) crystal plane. The SOI wafer 107 includes a through silicon via layer 101, a cup silicon layer 105, and a junction insulating layer 103.

접합 절연층(103)은 관통 실리콘 비아층(101)과 컵 실리콘층(105) 사이에 위치한다. 접합 절연층(103)은 실리콘 습식 식각액에 대하여 식각이 거의 일어나지 않는 물질로 형성한다. 접합 절연층(103)은 실리콘층과의 식각 선택비가 매우 큰 물질로 형성한다. 접합 절연층(103)은 실리콘 질화막(Si3N4), 실리콘 산화막(SiO2), 알루미늄 질화막(AlN) 또는 이들의 복합층으로 형성한다. 접합 절연층(103)의 두께는 0.03 내지 5㎛의 두께로 형성한다. The junction insulating layer 103 is positioned between the through silicon via layer 101 and the cup silicon layer 105. The junction insulating layer 103 is formed of a material in which etching is hardly performed with respect to the silicon wet etching solution. The junction insulating layer 103 is formed of a material having a very high etching selectivity with the silicon layer. The junction insulating layer 103 is formed of a silicon nitride film (Si 3 N 4 ), a silicon oxide film (SiO 2 ), an aluminum nitride film (AlN), or a composite layer thereof. The junction insulating layer 103 is formed to a thickness of 0.03 to 5 mu m.

관통 실리콘 비아층(101)은 전 표면에 걸쳐 균일한 두께를 갖게 형성된다. 관통 실리콘 비아층(101)의 두께는 30 내지 700㎛의 두께로 형성할 수 있다. 컵 실리콘층(105)은 전 표면에 걸쳐 균일한 두께를 갖게 형성된다. 컵 실리콘층(105)의 두께는 100 내지 800 ㎛의 두께로 형성할 수 있다. 관통 실리콘 비아층(101) 및 컵 실리콘층(105)의 개개 두께는 SOI 웨이퍼(107)의 제조시 조절할 수 있다.The through silicon via layer 101 is formed to have a uniform thickness over the entire surface. The through silicon via layer 101 may have a thickness of 30 to 700 μm. The cup silicon layer 105 is formed to have a uniform thickness over the entire surface. The thickness of the cup silicon layer 105 may be formed to a thickness of 100 to 800 ㎛. The individual thicknesses of the through silicon via layer 101 and the cup silicon layer 105 can be adjusted in the manufacture of the SOI wafer 107.

관통 실리콘 비아층(101) 내에는 후공정에서 관통 실리콘 비아홀과 관통 실리콘 비아홀 내에 전극용이나 히트싱크용 도전층이 형성되는 부분이다. 컵 실리콘층(105) 내에는 컵부를 형성시키고, 컵부에 발광 다이오드 칩이 탑재되는 부분이다. 접합 절연층(103)은 후에 설명하는 바와 같이 관통 실리콘 비아홀이나 컵부를 형성하기 위한 실리콘 습식 식각시 웨이퍼 위치별로 깊이 편차를 개선하기 위하여 도입되는 것이다.In the through-silicon via layer 101, the conductive layer for electrodes or heat sinks is formed in the through-silicon via hole and the through-silicon via hole in a later step. In the cup silicon layer 105, a cup part is formed and a light emitting diode chip is mounted on the cup part. As described later, the junction insulating layer 103 may be introduced to improve depth variation for each wafer position during silicon wet etching for forming through silicon via holes or cup portions.

도 6을 참조하면, 관통 실리콘 비아층(101)을 패터닝하여 전극이나 히트싱크용 도전층이 형성될 복수개의 관통 실리콘 비아홀들(109a, 109b)을 형성한다. 관통 실리콘 비아층(101) 상에 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한 후 관통 실리콘 비아층(101)을 식각하여 관통 실리콘 비아홀들(109a, 109b)을 형성한다. 관통 실리콘 비아홀들(109a, 109b)은 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 관통 실리콘 비아층(101)을 이방성식각하여 형성한다. 따라서, 관통 실리콘 비아홀들(109a, 109b)은 관통 실리콘 비아층(101)의 표면에서 내측으로 수직한 측벽을 가지도록 형성된다. Referring to FIG. 6, the through silicon via layer 101 is patterned to form a plurality of through silicon via holes 109a and 109b in which an electrode or a heat sink conductive layer is to be formed. After the photoresist pattern (not shown) is formed on the through silicon via layer 101, the through silicon via layer 101 is etched to form through silicon via holes 109a and 109b. The through silicon via holes 109a and 109b are formed by anisotropically etching the through silicon via layer 101 using a photoresist pattern as an etching mask. Accordingly, the through silicon via holes 109a and 109b are formed to have sidewalls vertically inward from the surface of the through silicon via layer 101.

관통 실리콘 비아홀들(109a, 109b) 형성시 접합 절연층(103)이 식각 정지층으로 사용되기 때문에, SOI 웨이퍼(107)의 전면에 걸쳐서 관통 실리콘 비아홀들(109a,109b)의 깊이나 배열 상태를 균일하게 할 수 있다. 관통 실리콘 비아홀들(109a, 109b)은 전극용 관통 실리콘 비아홀(109a) 및 히트싱크용 관통 실리콘 비아홀(109b)로 구별할 수 있다. Since the junction insulating layer 103 is used as an etch stop layer when the through silicon via holes 109a and 109b are formed, the depth or arrangement of the through silicon via holes 109a and 109b is changed over the entire surface of the SOI wafer 107. It can be made uniform. The through silicon via holes 109a and 109b may be classified into a through silicon via hole 109a for an electrode and a through silicon via hole 109b for a heat sink.

도 7을 참조하면, SOI 웨이퍼(107)의 양면에 절연층(111)을 형성한다. 절연층(111)은 실리콘 질화막(Si3N4), 실리콘 산화막(SiO2), 알루미늄 질화막(AlN) 또는 이들의 복합층으로 형성한다. 절연층(111)의 두께는 0.03㎛ 내지 20㎛의 두께로 형성한다. 절연층(111)은 관통 실리콘 비아홀들(109a, 109b)의 내벽 및 관통 실리콘 비아층(101) 상에 형성된다. 절연층(111)은 컵 실리콘층(105) 상에 형성된다. 관통 실리콘 비아층(101) 상에 형성된 절연층은 후에 전극간을 절연하는 역할을 수행한다. 컵 실리콘층(105) 상에 형성된 절연층(111)은 컵 실리콘층(105)에 발광 다이오드 칩을 안착시키기 위한 컵부를 형성할 때 마스크 역할을 수행할 수 있다. Referring to FIG. 7, an insulating layer 111 is formed on both surfaces of the SOI wafer 107. The insulating layer 111 is formed of a silicon nitride film (Si 3 N 4 ), a silicon oxide film (SiO 2 ), an aluminum nitride film (AlN), or a composite layer thereof. The thickness of the insulating layer 111 is formed to a thickness of 0.03㎛ to 20㎛. The insulating layer 111 is formed on the inner wall of the through silicon via holes 109a and 109b and the through silicon via layer 101. The insulating layer 111 is formed on the cup silicon layer 105. The insulating layer formed on the through silicon via layer 101 serves to insulate the electrodes later. The insulating layer 111 formed on the cup silicon layer 105 may serve as a mask when forming the cup part for mounting the LED chip on the cup silicon layer 105.

도 8을 참조하면, 관통 실리콘 비아층(101)의 전면에 도전층(113)을 형성한다. 도전층(113)은 관통 실리콘 비아홀들(109a, 109b) 내의 절연층(111)의 상부 및 관통 실리콘 비아층(101) 상의 절연층(111)의 상부에 형성한다. 도전층(113)은 관통 실리콘 비아홀들(109a, 109b)을 채우도록 형성된다. 도전층(113)은 구리, 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag)과 같은 금속막이나 이들의 합금막을 이용하여 형성할 수 있다. Referring to FIG. 8, a conductive layer 113 is formed on the entire surface of the through silicon via layer 101. The conductive layer 113 is formed on the insulating layer 111 in the through silicon via holes 109a and 109b and on the insulating layer 111 on the through silicon via layer 101. The conductive layer 113 is formed to fill the through silicon via holes 109a and 109b. The conductive layer 113 can be formed using a metal film such as copper, aluminum (Al), gold (Au), silver (Ag), or an alloy film thereof.

절연층(111)에 대한 도전층(113)의 밀착력을 향상시키기 위해 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 탄탈륨(Ta)과 같은 접착 향상층을 절연층(111)과 도전층(113) 사이에 더 형성할 수 있다. 도전층(113)을 금속막으로 형성할 경우, 전해 도금법, 스퍼터링 방법, 금속 페이스트를 이용한 스크린 프린팅법, 증기 증착법(evaporation) 또는 화학기상증착법으로 형성할 수 있다. 본 실시예에서, 도전층(113)을 전해 도금법을 이용하여 구리막으로 형성한다. In order to improve adhesion of the conductive layer 113 to the insulating layer 111, an adhesion improving layer such as titanium (Ti), nickel (Ni), and tantalum (Ta) may be formed between the insulating layer 111 and the conductive layer 113. More can be formed. When the conductive layer 113 is formed of a metal film, the conductive layer 113 may be formed by an electroplating method, a sputtering method, a screen printing method using a metal paste, an evaporation method, or a chemical vapor deposition method. In this embodiment, the conductive layer 113 is formed of a copper film using the electroplating method.

도 9를 참조하면, 도전층(113)을 패터닝하여 제1 전극(115), 히트 싱크 도전층(118) 및 제2 전극(116)과, 이들 전극들(115, 116)이나 히트 싱크 도전층(118)을 분리하는 개구부들(117a, 117b)을 형성한다. 히트 싱크 도전층(118)은 관통 실리콘 비아층(101)의 중앙 부분에 형성되며, 제1 전극(115) 및 제2 전극(116)은 히트 싱크 도전층(118)의 양측부에 형성된다. 도전층(113) 상에 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한 후 도전층(113)을 선택적으로 식각하여 제1 전극(115), 히트 싱크 도전층(118), 제2 전극(116), 및 개구부들(117a, 117b)을 형성한다.Referring to FIG. 9, the conductive layer 113 is patterned to form a first electrode 115, a heat sink conductive layer 118, and a second electrode 116, and these electrodes 115 and 116 or a heat sink conductive layer. Openings 117a and 117b separating 118 are formed. The heat sink conductive layer 118 is formed at the center portion of the through silicon via layer 101, and the first electrode 115 and the second electrode 116 are formed at both sides of the heat sink conductive layer 118. After forming a photoresist pattern (not shown) on the conductive layer 113, the conductive layer 113 is selectively etched to form the first electrode 115, the heat sink conductive layer 118, the second electrode 116, And openings 117a and 117b.

도 10을 참조하면, 컵 실리콘층(105) 상에 형성된 절연층(111)을 패터닝하여 마스크층(119)을 형성한다. 컵 실리콘층(105) 상에 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한 후 절연층(111)을 선택적으로 식각하여 마스크층(119)을 형성한다. Referring to FIG. 10, the insulating layer 111 formed on the cup silicon layer 105 is patterned to form a mask layer 119. After forming a photoresist pattern (not shown) on the cup silicon layer 105, the insulating layer 111 is selectively etched to form a mask layer 119.

도 11을 참조하면, 마스크층(119)을 식각 마스크로 하여 컵 실리콘층(105)을 식각하여 컵부(121)를 형성한다. 컵 실리콘층(105)의 식각은 습식 식각 방법을 이용하여 수행한다. 컵부(121) 형성시 관통 실리콘 비아층(101) 상에 형성된 절연층(111)도 마스크층 역할을 수행한다. 컵 실리콘층(105)의 습식 식각은 알카라인 이방성 식각액(Alkaline anisotropic etchant), 예컨대 KOH, TMAH (Tetramethyl ammonium hydroxide), EDP (Ethylene Diamine Pyrocatechol)을 이용하여 수행할 수 있다. Referring to FIG. 11, the cup silicon layer 105 is etched using the mask layer 119 as an etch mask to form the cup part 121. The cup silicon layer 105 is etched using a wet etching method. When forming the cup part 121, the insulating layer 111 formed on the through silicon via layer 101 also serves as a mask layer. The wet etching of the cup silicon layer 105 may be performed by using an alkaline anisotropic etchant (KOH), tetramethyl ammonium hydroxide (TMAH), and ethylene diamine pyrocatechol (EDP).

마스크층(119)으로 실리콘 질화막이나 실리콘 산화막을 사용할 경우, 상술한 식각액에 대하여 실리콘층 대비 식각 선택비(etch selectivity)가 200:1 ~ 10,000:1 정도로 아주 크다. 또한 상술한 식각액에 대한 실리콘의 결정학적 면간의 식각 선택비에 있어서, (100):(111) 면간에는 200:1 ~ 30:1 로 우수하다. 이에 따라, 도 11과 같이 하부의 폭이 작고 상부 폭이 큰 형태의 컵부(121)를 형성할 수 있다. 컵부(121)의 하부면과 상부면간의 경사도는 (100) 면에 대한 (111)면의 각도로써 약 54.7도 이다. When the silicon nitride film or the silicon oxide film is used as the mask layer 119, the etch selectivity of the etching solution is very large, about 200: 1 to 10,000: 1. In addition, in the etching selectivity ratio between the crystallographic aspects of silicon with respect to the etching solution described above, it is excellent, between 200: 1 and 30: 1, between (100) :( 111) planes. Accordingly, as shown in FIG. 11, the cup portion 121 having a lower width and a larger upper width may be formed. The inclination between the lower surface and the upper surface of the cup portion 121 is about 54.7 degrees as an angle of the (111) surface with respect to the (100) surface.

관통 실리콘 비아층(101) 및 컵 실리콘층(105)을 구성하는 실리콘 웨이퍼들의 두께가 상이할 경우, 마스크층(119), 절연층(111)과 실리콘층간의 식각 선택비가 크므로 보다 두꺼운 웨이퍼를 기준으로 식각 공정을 진행할 수 있다. 관통 실리콘 비아층(101) 및 컵 실리콘층(105)을 구성하는 실리콘 웨이퍼들의 두께가 많이 차이가 날 경우에는 마스크층(119) 및 절연층(111)의 두께와 종류를 조절하여 식각 공정을 진행할 수 있다.If the thicknesses of the silicon wafers constituting the through-silicon via layer 101 and the cup silicon layer 105 are different from each other, a thicker wafer may be formed because the etching selectivity between the mask layer 119, the insulating layer 111, and the silicon layer is large. The etching process may be performed as a reference. When the thicknesses of the silicon wafers constituting the through-silicon via layer 101 and the cup silicon layer 105 are significantly different, the etching process may be performed by adjusting the thickness and type of the mask layer 119 and the insulating layer 111. Can be.

컵부(121) 형성을 위한 컵 실리콘층(105) 식각시 접합 절연층(103)을 식각 정지층으로 이용한다. 컵부(121) 형성시 접합 절연층(103)이 식각 정지층으로 사용되기 때문에, SOI 웨이퍼(107)의 전면에 걸쳐서 컵부(121))의 깊이나 배열 상태를 균일하게 할 수 있다. When etching the cup silicon layer 105 for forming the cup part 121, the junction insulating layer 103 is used as an etch stop layer. Since the junction insulating layer 103 is used as an etch stop layer when the cup portion 121 is formed, the depth and arrangement of the cup portion 121 can be made uniform over the entire surface of the SOI wafer 107.

도 12를 참조하면, 컵부(121) 내에서 접합 절연층(103) 및 절연층(111)을 습식 또는 건식 방법으로 식각하여 제1 전극(115), 히트 싱크 도전층(118) 및 제2 전극(116)을 노출시킨다. 다시 말해, 컵부(121) 내의 접합 절연층(103)과, 관통 실리콘 비아홀(109a, 109b) 내부 상측에 형성된 절연층(111)을 식각하여 제1 전극(115), 히트 싱크 도전층(118) 및 제2 전극(116)을 노출시킨다.Referring to FIG. 12, the junction insulating layer 103 and the insulating layer 111 are etched by a wet or dry method in the cup part 121 to form a first electrode 115, a heat sink conductive layer 118, and a second electrode. Expose (116). In other words, the first insulating layer 115 and the heat sink conductive layer 118 are etched by etching the junction insulating layer 103 in the cup 121 and the insulating layer 111 formed on the inside of the through silicon via holes 109a and 109b. And expose the second electrode 116.

도 13을 참조하면, 컵부(121)의 내부 바닥 및 측벽에 패드 전극(125, 127), 히트 싱크 패드(129), 및 광반사층(123)을 형성한다. 패드 전극(125, 127)은 제1 전극(115) 및 제2 전극(116) 상에 형성한다. 패드 전극(125, 127)은 제1 패드 전극(125)과 제2 패드 전극(127)으로 구별할 수 있다. 히트 싱크 패드(129)는 히트 싱크 도전층(118) 상에 형성한다. 광반사층(123)은 컵부(121)의 양측벽 및 컵 실리콘층(105) 상에 형성한다. Referring to FIG. 13, pad electrodes 125 and 127, a heat sink pad 129, and a light reflection layer 123 are formed on the inner bottom and sidewalls of the cup part 121. The pad electrodes 125 and 127 are formed on the first electrode 115 and the second electrode 116. The pad electrodes 125 and 127 may be divided into a first pad electrode 125 and a second pad electrode 127. The heat sink pad 129 is formed on the heat sink conductive layer 118. The light reflection layer 123 is formed on both side walls of the cup portion 121 and the cup silicon layer 105.

패드 전극(125, 127), 히트 싱크 패드(129), 및 광반사층(123)은 컵부(121)의 전면에 금속층, 예컨대 알루미늄막이나 은막을 증착한 후 포토레지스트막 형성 공정, 노광 공정, 현상 공정. 식각 공정을 통한 패터닝 공정을 통하여 형성할 수 있다. 패드 전극(125, 127), 히트 싱크 패드(129), 및 광반사층(123)은 컵부(121)의 전면에 포토레지스트막 형성 공정, 노광 공정, 금속층 형성 공정, 포토레지스트막 리프트 오프 공정을 통하여 형성할 수 있다. The pad electrodes 125 and 127, the heat sink pads 129, and the light reflection layer 123 are formed by depositing a metal layer, for example, an aluminum film or a silver film on the entire surface of the cup part 121, and then forming a photoresist film, an exposure process, and a development. fair. It may be formed through a patterning process through an etching process. The pad electrodes 125 and 127, the heat sink pad 129, and the light reflection layer 123 are formed on the entire surface of the cup portion 121 by a photoresist film forming process, an exposure process, a metal layer forming process, and a photoresist film lift-off process. Can be formed.

도 14를 참조하면, 컵부(121) 내의 히트 싱크 패드 상에 발광 다이오드 칩(131)을 실장한다. 이어서, 발광 다이오드 칩(131)은 제1 전극(115) 상의 제1 패드 전극(125)과 제2 전극 상의 제2 패드 전극(127)과 본딩 와이어(133)로 연결한다.Referring to FIG. 14, the LED chip 131 is mounted on a heat sink pad in the cup 121. Subsequently, the LED chip 131 connects the first pad electrode 125 on the first electrode 115 and the second pad electrode 127 on the second electrode with the bonding wire 133.

계속하여, 도 2에 도시한 바와 같이 컵부(121)의 양측벽에 광반사층(123) 및 컵부(121) 내에 형광층(135)을 형성함으로써 발광 다이오드 패키지를 완성한다. 또한, 발광 다이오드 칩(131)이 위치하는 히트 싱크 도전층(118)의 하부에는 히트 싱크(미도시)가 설치되어 발광 다이오드 칩(131)에서 발생하는 열을 외부로 배출할 수 있다. Subsequently, as illustrated in FIG. 2, the light emitting layer 123 and the fluorescent layer 135 are formed in the cup part 121 on both side walls of the cup part 121, thereby completing the LED package. In addition, a heat sink (not shown) may be installed under the heat sink conductive layer 118 in which the light emitting diode chip 131 is disposed to discharge heat generated from the light emitting diode chip 131 to the outside.

도 15 내지 도 22는 도 3의 발광 다이오드 패키지의 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 단면도들이다. 15 to 22 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the light emitting diode package of FIG. 3.

구체적으로, 도 15 내지 도 22의 발광 다이오드 패키지 제조 방법은 도 5 내지 도 14와 비교할 때 관통 실리콘 비아홀(217a, 217b) 및 컵부(215)를 동시에 형성하는 점을 제외하고는 거의 동일하다. 도 15 내지 도 22의 발광 다이오드 패키지 제조 방법에 있어서 관통 실리콘 비아홀(217a, 217b) 및 컵부(215)를 동시에 형성하는 점을 제외하고는 거의 동일하다. Specifically, the method of manufacturing the LED package of FIGS. 15 to 22 is substantially the same except that the through silicon via holes 217a and 217b and the cup part 215 are simultaneously formed as compared with FIGS. 5 to 14. The method of manufacturing the LED package of FIGS. 15 to 22 is substantially the same except that the through silicon via holes 217a and 217b and the cup portion 215 are formed at the same time.

도 15를 참조하면, SOI 웨이퍼(207)를 준비한다. SOI 웨이퍼(207)는 도 5의 SOI 웨이퍼(107)와 동일한 것이다. SOI 웨이퍼(207)는 관통 실리콘 비아층(Through Silicon Via layer, 201), 컵 실리콘층(cup silicon layer, 205) 및 접합 절연층(203)을 포함한다. 관통 실리콘 비아층(201)은 도 5의 관통 실리콘 비아층(101)과 동일하며, 컵 실리콘층(205)은 도 5의 컵 실리콘층(105)과 동일하며, 접합 절연층(203)은 도 5의 접합 절연층(103)과 동일하다. Referring to FIG. 15, an SOI wafer 207 is prepared. The SOI wafer 207 is the same as the SOI wafer 107 of FIG. 5. The SOI wafer 207 includes a through silicon via layer 201, a cup silicon layer 205, and a junction insulating layer 203. The through silicon via layer 201 is the same as the through silicon via layer 101 of FIG. 5, the cup silicon layer 205 is the same as the cup silicon layer 105 of FIG. 5, and the junction insulating layer 203 is shown in FIG. It is the same as the junction insulating layer 103 of 5.

계속하여, SOI 웨이퍼(207)의 양면에 제1 절연층(209)을 형성한다. 제1 절연층(209)은 실리콘 질화막(Si3N4), 실리콘 산화막(SiO2), 알루미늄 질화막(AlN) 또는 이들의 복합층으로 형성한다. 절연층(209)의 두께는 0.03㎛ 내지 20㎛의 두께로 형성한다. Subsequently, the first insulating layer 209 is formed on both surfaces of the SOI wafer 207. The first insulating layer 209 is formed of a silicon nitride film (Si 3 N 4 ), a silicon oxide film (SiO 2 ), an aluminum nitride film (AlN), or a composite layer thereof. The insulating layer 209 has a thickness of 0.03 µm to 20 µm.

도 16을 참조하면, 관통 실리콘 비아층(201) 및 컵 실리콘층(205) 상에 형성된 제1 절연층(209)을 패터닝하여 마스크층(213, 211)을 형성한다. 관통 실리콘 비아층(201) 및 컵 실리콘층(205) 상에 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한 후 제1 절연층(209)을 선택적으로 식각하여 마스크층(213, 211)을 형성한다. Referring to FIG. 16, mask layers 213 and 211 are formed by patterning the first insulating layer 209 formed on the through silicon via layer 201 and the cup silicon layer 205. After forming a photoresist pattern (not shown) on the through silicon via layer 201 and the cup silicon layer 205, the first insulating layer 209 is selectively etched to form mask layers 213 and 211.

도 17을 참조하면, 마스크층(213, 211)을 식각 마스크로 하여 관통 실리콘 비아층(201) 및 컵 실리콘층(205)을 습식식각하여 전극이나 히트싱크용 도전층이 형성될 관통 실리콘 비아홀들(217a, 217b) 및 발광 다이오드 칩이 탑재될 컵부(215)를 동시에 형성한다. 관통 실리콘 비아층(201) 및 컵 실리콘층(205)의 식각은 습식 식각 방법을 이용하여 수행한다. Referring to FIG. 17, through silicon via holes in which the through silicon via layer 201 and the cup silicon layer 205 are wet etched using the mask layers 213 and 211 as an etch mask to form an electrode or a heat sink conductive layer are formed. 217a and 217b and the cup part 215 on which the light emitting diode chip is to be mounted are formed at the same time. The through silicon via layer 201 and the cup silicon layer 205 are etched using a wet etching method.

관통 실리콘 비아층(201) 및 컵 실리콘층(205)의 습식 식각은 알카라인 이방성 식각액(Alkaline anisotropic etchant), 예컨대 KOH, TMAH (Tetramethyl ammonium hydroxide), EDP (Ethylene Diamine Pyrocatechol)을 이용하여 수행할 수 있다. 컵부(215)는 도 11의 컵부(121)와 동일한 방법으로 형성하는 것이다. Wet etching of the through silicon via layer 201 and the cup silicon layer 205 may be performed using alkaline anisotropic etchant (KOH), tetramethyl ammonium hydroxide (TMAH), and ethylene diamine pyrocatechol (EDP). . The cup part 215 is formed by the same method as the cup part 121 of FIG.

관통 실리콘 비아홀들(217a, 217b)은 마스크층(213)을 식각 마스크로 관통 실리콘 비아층(201)을 습식식각하여 형성한다. 따라서, 관통 실리콘 비아홀들(217a, 217b)은 관통 실리콘 비아층(201)의 표면에서 내측으로 수직하지 않고 경사진 측벽을 가지도록 형성된다. The through silicon via holes 217a and 217b are formed by wet etching the through silicon via layer 201 using the mask layer 213 as an etch mask. Accordingly, the through silicon via holes 217a and 217b are formed to have sidewalls that are not perpendicular to the inside of the surface of the through silicon via layer 201 and are inclined.

관통 실리콘 비아홀들(217a, 217b) 및 컵부(215) 형성시 접합 절연층(203)이 식각 정지층으로 사용되기 때문에, SOI 웨이퍼(207)의 전면에 걸쳐서 관통 실리콘 비아홀(217a,217b) 및 컵부(121)의 깊이나 배열 상태를 균일하게 할 수 있다. 관통 실리콘 비아홀들(217a, 217b)은 전극용 관통 실리콘 비아홀(217a) 및 히트싱크용 관통 실리콘 비아홀(217b)로 구별할 수 있다.Since the junction insulating layer 203 is used as an etch stop layer when the through silicon via holes 217a and 217b and the cup portion 215 are formed, the through silicon via holes 217a and 217b and the cup portion are formed over the entire surface of the SOI wafer 207. The depth of 121 and arrangement | positioning state can be made uniform. The through silicon via holes 217a and 217b may be classified into a through silicon via hole 217a for an electrode and a through silicon via hole 217b for a heat sink.

도 18을 참조하면, 관통 실리콘 비아홀들(217a, 217b)의 내벽, 컵부(215)의 내부 및 마스크층(213, 211) 상에 제2 절연층(219, 221)을 형성한다. 관통 실리콘 비아홀들(217a, 217b)의 내벽에 형성된 제2 절연층(221)은 전극간을 절연하는 역할을 수행한다. 제2 절연층(219, 221)은 실리콘 질화막(Si3N4), 실리콘 산화막(SiO2), 알루미늄 질화막(AlN) 또는 이들의 복합층으로 형성한다.Referring to FIG. 18, second insulating layers 219 and 221 are formed on the inner wall of the through-silicon via holes 217a and 217b, the inside of the cup part 215, and the mask layers 213 and 211. The second insulating layer 221 formed on the inner wall of the through silicon via holes 217a and 217b serves to insulate the electrodes. The second insulating layers 219 and 221 are formed of a silicon nitride film (Si 3 N 4 ), a silicon oxide film (SiO 2 ), an aluminum nitride film (AlN), or a composite layer thereof.

도 19를 참조하면, 관통 실리콘 비아홀들(217a, 217b) 내의 제2 절연층(211)의 상부 및 관통 실리콘 비아층(201) 상의 제2 절연층(211)의 상부에 도전층(미도시)을 형성한 후 패터닝하여 제1 전극(223), 히트 싱크 도전층(225) 및 제2 전극(227)과, 이들 전극들(223, 227)이나 히트 싱크 도전층(225)을 분리하는 개구부들(228a, 228b)을 형성한다. 히트 싱크 도전층(225)은 도 9의 히트 싱크 도전층(118)에 해당하며, 제1 전극(223)은 도 9의 제1 전극(115)에 해당하며, 제2 전극(227)은 도 9의 제2 전극(116)에 해당한다. Referring to FIG. 19, a conductive layer (not shown) is formed on top of the second insulating layer 211 in the through silicon via holes 217a and 217b and on the second insulating layer 211 on the through silicon via layer 201. Openings separating the first electrode 223, the heat sink conductive layer 225, and the second electrode 227, and the electrodes 223 and 227 or the heat sink conductive layer 225 after forming a pattern. 228a and 228b. The heat sink conductive layer 225 corresponds to the heat sink conductive layer 118 of FIG. 9, the first electrode 223 corresponds to the first electrode 115 of FIG. 9, and the second electrode 227 is illustrated in FIG. 9. It corresponds to the second electrode 116 of 9.

도 20을 참조하면, 컵부(215) 내에서 접합 절연층(203) 및 제2 절연층(219)을 습식 또는 건식 방법으로 식각하여 제1 전극(223), 히트 싱크 도전층(225) 및 제2 전극(227)을 노출시킨다. 다시 말해, 컵부(215) 내의 접합 절연층(203)과, 관통 실리콘 비아홀(217a, 217b) 내부 상측에 형성된 제2 절연층(219)을 식각하여 제1 전극(223), 히트 싱크 도전층(225) 및 제2 전극(227)을 노출시킨다.Referring to FIG. 20, the junction insulating layer 203 and the second insulating layer 219 are etched by a wet or dry method in the cup part 215 to form the first electrode 223, the heat sink conductive layer 225, and the first insulating layer 225. 2 electrodes 227 are exposed. In other words, the junction insulating layer 203 in the cup part 215 and the second insulating layer 219 formed above the through silicon via holes 217a and 217b are etched to etch the first electrode 223 and the heat sink conductive layer ( 225 and the second electrode 227 are exposed.

도 21을 참조하면, 컵부(215)의 내부 바닥 및 측벽에 패드 전극(231, 235), 히트 싱크 패드(233), 및 광반사층(229)을 형성한다. 패드 전극(231, 235)은 제1 전극(223) 및 제2 전극(227) 상에 형성한다. 패드 전극(231, 235)은 제1 패드 전극(223)과 제2 패드 전극(227)으로 구별할 수 있다. 히트 싱크 패드(233)는 히트 싱크 도전층(225) 상에 형성한다. 광반사층(229)은 컵부(215)의 양측벽 및 컵 실리콘층(205) 상에 형성한다. Referring to FIG. 21, pad electrodes 231 and 235, a heat sink pad 233, and a light reflection layer 229 are formed on the inner bottom and sidewalls of the cup part 215. The pad electrodes 231 and 235 are formed on the first electrode 223 and the second electrode 227. The pad electrodes 231 and 235 may be divided into a first pad electrode 223 and a second pad electrode 227. The heat sink pad 233 is formed on the heat sink conductive layer 225. The light reflection layer 229 is formed on both side walls of the cup portion 215 and the cup silicon layer 205.

패드 전극(231, 235), 히트 싱크 패드(233), 및 광반사층(229)은 도 13의 패드 전극(125, 127), 히트 싱크 패드(129), 및 광반사층(123)에 해당하며, 동일한 방법으로 형성할 수 있다.The pad electrodes 231 and 235, the heat sink pads 233, and the light reflection layer 229 correspond to the pad electrodes 125 and 127, the heat sink pad 129, and the light reflection layer 123 of FIG. 13. It can form in the same way.

도 22를 참조하면, 컵부(215) 내의 히트 싱크 패드(233) 상에 발광 다이오드 칩(237)을 실장한다. 이어서, 발광 다이오드 칩(237)은 제1 전극(223) 상의 제1 패드 전극(231)과 제2 전극 상의 제2 패드 전극(235)과 본딩 와이어(133)로 연결한다. Referring to FIG. 22, a light emitting diode chip 237 is mounted on the heat sink pad 233 in the cup part 215. Subsequently, the LED chip 237 connects the first pad electrode 231 on the first electrode 223 and the second pad electrode 235 on the second electrode with a bonding wire 133.

계속하여, 도 3에 도시한 바와 같이 컵부(215)의 양측벽에 광반사층(229) 및 컵부(215) 내에 형광층(241)을 형성함으로써 발광 다이오드 패키지를 완성한다. 또한, 발광 다이오드 칩(237)이 위치하는 히트 싱크 도전층(225)의 하부에는 히트 싱크(미도시)가 설치되어 발광 다이오드 칩(237)에서 발생하는 열을 외부로 배출할 수 있다. Subsequently, as shown in FIG. 3, the light emitting layer 229 and the fluorescent layer 241 are formed in the cup portion 215 on both side walls of the cup portion 215 to complete the light emitting diode package. In addition, a heat sink (not shown) may be installed under the heat sink conductive layer 225 in which the light emitting diode chip 237 is positioned to discharge heat generated from the light emitting diode chip 237 to the outside.

도 23은 도 4의 발광 다이오드 패키지의 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 단면도이다. FIG. 23 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the light emitting diode package of FIG. 4.

구체적으로, 도 23의 발광 다이오드 패키지의 제조방법은 도 15 내지 도 22와 비교할 때 거의 동일하다. 다만 관통 실리콘 비아홀(217a, 217b) 내에 형성되는 제1 전극(323), 히트 싱크 도전층(325) 및 제2 전극(327)이 도 19의 제1 전극(223), 히트 싱크 도전층(225) 및 제2 전극(227)과 비교하여 관통 실리콘 비아홀(217a, 217b)에 채워지지 않고 관통 실리콘 비아홀(217a, 217b) 내벽 및 제2 절연층(221) 상에 형성되는 것을 제외하고는 동일하다. Specifically, the manufacturing method of the LED package of FIG. 23 is almost the same as that of FIGS. 15 to 22. However, the first electrode 323, the heat sink conductive layer 325, and the second electrode 327 formed in the through silicon via holes 217a and 217b are the first electrode 223 and the heat sink conductive layer 225 of FIG. 19. ) And the second electrode 227 are not filled in the through silicon via holes 217a and 217b and are formed on the inner wall of the through silicon via holes 217a and 217b and the second insulating layer 221. .

도 24는 본 발명의 제4 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.24 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode package according to a fourth embodiment of the present invention.

구체적으로, 본 발명의 제4 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지는 발광 다이오드 칩(131)이 히트싱크 도전층(118) 상에 바로 형성되고, 히트 싱크 패드(129), 전극 패드들(125, 127)이 형성되지 않을 것을 제외하고는 도 2의 제1 실시예의 구조 및 제조 방법이 동일하다. 발광 다이오드 칩(131)은 바로 전극(115, 116)과 바로 연결된다. 이와 같은 본 발명의 제4 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지는 제조 공정을 간단하게 하면서 발광 다이오드 칩(131)에서 발생하는 열은 히크 싱크 도전층(118)으로 바로 배출할 수 있다.Specifically, in the LED package according to the fourth embodiment of the present invention, the LED chip 131 is directly formed on the heat sink conductive layer 118, and the heat sink pad 129 and the electrode pads 125 and 127 are provided. The structure and the manufacturing method of the first embodiment of FIG. The LED chip 131 is directly connected to the electrodes 115 and 116. In the LED package according to the fourth embodiment of the present invention, the heat generated from the LED chip 131 can be directly discharged to the heat sink conductive layer 118 while simplifying the manufacturing process.

도 25 및 도 26은 본 발명의 제5 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지를 도시한 평면도 및 단면도이다.25 and 26 are plan views and cross-sectional views illustrating a light emitting diode package according to a fifth embodiment of the present invention.

구체적으로, 본 발명의 제5 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지는 발광 다이오드 칩(131a)이 수직형 발광 다이오드 칩이고, 히트 싱크 패드(129), 전극 패드들(125, 127)이 형성되지 않을 것을 제외하고는 도 1 및 도 2의 제1 실시예의 구조 및 제조 방법이 거의 동일하다.Specifically, in the LED package according to the fifth embodiment of the present invention, the LED chip 131a is a vertical LED chip, and the heat sink pad 129 and the electrode pads 125 and 127 are not formed. Except for the structure and manufacturing method of the first embodiment of Figs.

수직형 발광 다이오드 칩(131a)은 칩 표면에 패드(132)가 위치하고, 이를 제1 전극(115)과 연결된다. 제2 전극(116) 및 히크싱크 도전층(118)은 한 몸체로써 전극 역할 및 히트싱크 역할을 동시에 수행한다. 수직형의 발광 다이오드 칩(131a)은 바로 전극(115, 116)과 바로 연결된다.In the vertical LED chip 131a, a pad 132 is positioned on a chip surface, and is connected to the first electrode 115. The second electrode 116 and the heat sink conductive layer 118 simultaneously serve as an electrode and a heat sink as a body. The vertical LED chip 131a is directly connected to the electrodes 115 and 116.

본 발명의 제5 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지의 제조 방법은 도 6의 제조 공정시 일측, 예컨대 좌측의 관통 실리콘 비아홀(109a)을 형성하지 않고, 도 8 및 도 9의 도전층 패터닝시 개구부(117b)를 형성하지 않을 경우 제1 실시예의 제조 방법과 동일하다.In the manufacturing method of the LED package according to the fifth embodiment of the present invention, the through silicon via hole 109a of one side, for example, the left side is not formed in the manufacturing process of FIG. 6, and the openings of the conductive layer pattern of FIGS. 8 and 9 are formed. If 117b) is not formed, it is the same as the manufacturing method of the first embodiment.

이와 같은 본 발명의 제5 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지는 수직형 발광 다이오드 칩(131a)의 칩 표면에 패드(132)가 하나만 위치하므로 발광 면적을 넓힐 수 있다. 또한, 발광 다이오드 칩(131a)에서 발생하는 열은 히크 싱크 도전층(118)으로 바로 배출할 수 있다.In the LED package according to the fifth embodiment of the present invention, since only one pad 132 is positioned on the chip surface of the vertical LED chip 131a, the light emitting area can be increased. In addition, heat generated in the LED chip 131a may be directly discharged to the heat sink conductive layer 118.

도 27 및 도 28은 본 발명의 제6 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지를 도시한 평면도 및 단면도이다.27 and 28 are plan views and cross-sectional views illustrating a light emitting diode package according to a sixth embodiment of the present invention.

구체적으로, 본 발명의 제6 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지는 발광 다이오드 칩(131b)이 플립칩 형태로 히트싱크 도전층(118) 및 제1 전극(115)과 연결하고, 히트 싱크 패드(129), 전극 패드들(125, 127)이 형성되지 않을 것을 제외하고는 도 1 및 도 2의 제1 실시예의 구조 및 제조 방법이 거의 동일하다.Specifically, in the LED package according to the sixth embodiment of the present invention, the LED chip 131b is connected to the heat sink conductive layer 118 and the first electrode 115 in the form of a flip chip, and the heat sink pad 129 is provided. ), Except that the electrode pads 125 and 127 are not formed, the structure and manufacturing method of the first embodiment of FIGS. 1 and 2 are almost the same.

발광 다이오드 칩(131)은 플립칩 형태로 히트싱크 도전층(118) 및 제1 전극(115)과 연결한다. 제2 전극(116) 및 히크싱크 도전층(118)은 한 몸체로써 전극 역할 및 히트싱크 역할을 동시에 수행한다. 발광 다이오드 칩(131b)은 패드들(134)을 통하여 전극(115, 116)과 연결된다.The light emitting diode chip 131 is connected to the heat sink conductive layer 118 and the first electrode 115 in a flip chip form. The second electrode 116 and the heat sink conductive layer 118 simultaneously serve as an electrode and a heat sink as a body. The LED chip 131b is connected to the electrodes 115 and 116 through the pads 134.

본 발명의 제6 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지의 제조 방법은 도 6의 제조 공정시 일측, 예컨대 좌측의 관통 실리콘 비아홀(109a)을 형성하지 않고, 도 8 및 도 9의 도전층 패터닝시 개구부(117b)를 형성하지 않을 경우 제1 실시예의 제조 방법과 동일하다. 이와 같은 본 발명의 제6 실시예에 의한 발광 다이오드 패키지는 본딩 와이어를 이용하지 않으므로 제조 공정이 용이하고 광 흡수 손실을 최소화할 수 있다.In the manufacturing method of the LED package according to the sixth embodiment of the present invention, the through silicon via hole 109a of one side, for example, the left side is not formed in the manufacturing process of FIG. 6, and the openings of the conductive layer pattern of FIGS. 8 and 9 are formed. If 117b) is not formed, it is the same as the manufacturing method of the first embodiment. Since the LED package according to the sixth embodiment of the present invention does not use a bonding wire, the manufacturing process is easy and light absorption loss can be minimized.

107, 207: SOI 기판, 105, 205: 컵 실리콘층, 103, 203: 접합 절연층, 121, 215: 컵부, 109, 217: 관통 실리콘 비아홀, 118, 225, 325: 히트 싱크 도전층, 115, 223, 116, 227, 323, 327: 전극, 131, 131a, 131b: 발광 다이오드 칩, 117, 228: 개구부 107, 207: SOI substrate, 105, 205: cup silicon layer, 103, 203: junction insulating layer, 121, 215: cup portion, 109, 217: through silicon via hole, 118, 225, 325: heat sink conductive layer, 115, 223, 116, 227, 323, 327: electrode, 131, 131a, 131b: light emitting diode chip, 117, 228: opening

Claims (9)

관통 실리콘 비아층, 컵 실리콘층 및 두층들 사이에 형성된 접합 절연층을 갖는 SOI 웨이퍼를 준비하고;
상기 관통 실리콘 비아층을 상기 접합 절연층을 식각 정지층으로 식각하여 전극용 관통 실리콘 비아홀과 히트 싱크용 관통 실리콘 비아홀을 형성하고;
상기 전극용 관통 실리콘 비아홀 및 히트 싱크용 관통 실리콘 비아홀에 각각 전극 및 히트 싱크 도전층을 형성하고;
상기 접합 절연층을 식각 정지층으로 하여 상기 컵 실리콘층을 식각하여 컵부를 형성하고;
상기 컵부 내에 위치하는 접합 절연층을 식각하여 상기 히트 싱크 도전층 및 전극을 노출하고;
상기 컵부 내에 상기 노출되어 있는 히트 싱크 도전층 상부에 발광 다이오드 칩을 탑재하고; 및
상기 발광 다이오드 칩을 상기 전극과 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제조방법.
Preparing an SOI wafer having a through silicon via layer, a cup silicon layer and a junction insulating layer formed between the two layers;
Etching the through silicon via layer into the etch stop layer to form through silicon via holes for electrodes and through silicon via holes for heat sinks;
Forming an electrode and a heat sink conductive layer in the through silicon via hole for the electrode and the through silicon via hole for the heat sink, respectively;
Etching the cup silicon layer using the junction insulating layer as an etch stop layer to form a cup part;
Etching the junction insulating layer positioned in the cup to expose the heat sink conductive layer and the electrode;
Mounting a light emitting diode chip on the exposed heat sink conductive layer in the cup portion; And
The method of manufacturing a light emitting diode package, characterized in that for electrically connecting the light emitting diode chip with the electrode.
제1항에 있어서, 상기 전극 및 상기 히트 싱크 도전층은,
상기 관통 실리콘 비아층을 식각하여 하나의 히트 싱크용 관통 실리콘 비아홀과 서로 떨어져 있는 두개의 상기 전극용 관통 실리콘 비아홀들을 형성하고;
상기 두개의 전극용 관통 실리콘 비아홀들의 내벽, 상기 하나의 히트 싱크용 관통 실리콘 비아홀의 내벽, 및 상기 관통 실리콘 비아층 상에 절연층을 형성하고;
상기 절연층 상에 상기 전극 및 히트 싱크 도전층을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the electrode and the heat sink conductive layer,
Etching the through silicon via layer to form a through silicon via hole for one heat sink and two through silicon via holes for the electrode spaced apart from each other;
Forming an insulating layer on an inner wall of the through silicon via holes for the two electrodes, an inner wall of the through silicon via hole for the heat sink, and the through silicon via layer;
And forming the electrode and the heat sink conductive layer on the insulating layer.
제1항에 있어서, 상기 전극 및 히트 싱크 도전층은 상기 전극 및 히트 싱크용 관통 실리콘 비아홀들 내부에 채워 형성하거나, 상기 전극 및 히트 싱크용 관통 실리콘 비아홀들 내벽 및 바닥에 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제조방법. The method of claim 1, wherein the electrode and the heat sink conductive layer are formed by filling the inside of the through silicon via holes for the electrode and the heat sink, or the inner wall and the bottom of the through silicon via holes for the electrode and the heat sink. Method of manufacturing a light emitting diode package. 제1항에 있어서, 상기 전극 및 히트 싱크용 관통 실리콘 비아홀들 및 상기 컵부는
상기 관통 실리콘 비아층 및 컵 실리콘층 상에 마스크층을 형성하고;
상기 마스크층을 식각마스크로 상기 관통 실리콘 비아층 및 컵 실리콘층을 습식식각하여 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the through silicon via holes for the electrode and the heat sink and the cup portion
Forming a mask layer on the through silicon via layer and the cup silicon layer;
The method of claim 1, wherein the mask layer is formed by wet etching the through silicon via layer and the cup silicon layer using an etch mask.
제4항에 있어서, 상기 마스크층은 실리콘 질화막(Si3N4), 실리콘 산화막(SiO2), 알루미늄 질화막(AlN) 또는 이들의 복합층으로 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제조방법. The method of claim 4, wherein the mask layer is formed of a silicon nitride film (Si 3 N 4 ), a silicon oxide film (SiO 2 ), an aluminum nitride film (AlN), or a composite layer thereof. 제1항에 있어서, 상기 히트 싱크 도전층 및 전극 상에 각각 히트 싱크 패드 및 전극 패드를 더 형성하고, 상기 히트 싱크 패드 상에 상기 발광 다이오드 칩을 탑재하고, 상기 발광 다이오드 칩은 상기 전극 패드와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제조방법. The semiconductor device of claim 1, further comprising a heat sink pad and an electrode pad on the heat sink conductive layer and the electrode, respectively, mounting the light emitting diode chip on the heat sink pad, wherein the light emitting diode chip is connected to the electrode pad. Method of manufacturing a light emitting diode package, characterized in that electrically connected. 제6항에 있어서, 상기 히트 싱크 패드 및 전극 패드 형성할 때 상기 컵부의 양측벽에 광반사층을 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제조방법. The method of claim 6, wherein when the heat sink pad and the electrode pad are formed, a light reflection layer is simultaneously formed on both side walls of the cup part. 제1항에 있어서, 상기 발광 다이오드 칩이 탑재된 상기 컵부 내부에 형광층을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제조방법. The method of claim 1, wherein a fluorescent layer is further formed inside the cup part on which the light emitting diode chip is mounted. 제1항에 있어서, 상기 전극 및 상기 히트 싱크 도전층은,
상기 관통 실리콘 비아층을 식각하여 하나의 상기 전극용 관통 실리콘 비아홀과 하나의 상기 히트 싱크용 관통 실리콘 비아홀을 형성하고;
상기 하나의 전극용 관통 실리콘 비아홀 및 하나의 히트 싱크용 관통 실리콘 비아홀에는 각각 상기 전극 및 히트 싱크 도전층을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지의 제조 방법.
The method of claim 1, wherein the electrode and the heat sink conductive layer,
Etching the through silicon via layer to form one through silicon via hole for the electrode and one through silicon via hole for the heat sink;
And forming the electrode and the heat sink conductive layer in the one through silicon via hole for the one electrode and the one through silicon via hole for the heat sink, respectively.
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