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KR102171024B1 - 반도체 발광소자 패키지의 제조 방법 - Google Patents

반도체 발광소자 패키지의 제조 방법 Download PDF

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KR102171024B1
KR102171024B1 KR1020140072864A KR20140072864A KR102171024B1 KR 102171024 B1 KR102171024 B1 KR 102171024B1 KR 1020140072864 A KR1020140072864 A KR 1020140072864A KR 20140072864 A KR20140072864 A KR 20140072864A KR 102171024 B1 KR102171024 B1 KR 102171024B1
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Abstract

본 발명은 지지기판 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 복수의 발광구조물을 배치하는 단계; 상기 복수의 발광구조물 상에 각각의 발광구조물에 대응되는 복수의 파장변환영역이 형성된 투광성 기판을 부착하는 단계; 상기 지지기판을 제거하는 단계; 상기 투광성 기판의 적어도 일부를 제거하고 개별 반도체 발광소자 패키지로 분리하는 단계;를 포함한다.

Description

반도체 발광소자 패키지의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE}
본 발명은 반도체 발광소자 패키지의 제조 방법에 관한 것이다.
발광다이오드는 전기에너지를 이용하여 소자 내에 포함되어 있는 물질이 빛을 발광하는 소자로서, 접합된 반도체의 전자와 정공이 재결합하며 발생하는 에너지를 광으로 변환하여 방출한다. 이러한 발광다이오드는 현재 조명, 표시장치 및 광원으로서 널리 이용되며 그 개발이 가속화되고 있는 추세이다.
특히, 최근 그 개발 및 사용이 활성화된 질화갈륨(GaN)계 발광 다이오드를 이용한 휴대폰 키패드, 턴 시그널 램프, 카메라 플래쉬 등의 상용화에 힘입어, 최근 발광 다이오드를 이용한 일반 조명 개발이 활기를 띠고 있다. 대형 TV의 백라이트 유닛 및 자동차 전조등, 일반 조명 등 그의 응용제품과 같이, 발광다이오드의 용도가 점차 대형화, 고출력화, 고효율화된 제품으로 진행하고 있으며 그 용도가 점차 넓어지고 있다.
이에 따라, 반도체 발광소자 패키지의 대량생산을 위하여 제조비용 감소시키고 제조시간을 단축시키기 위한 방법이 요청되고 있다.
당 기술분야에서는 반도체 발광소자 패키지의 제조비용 감소시키고 제조시간을 단축시키기 위한 방법이 요청되고 있다.
본 발명의 일 실시예는 지지기판 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 복수의 발광구조물을 배치하는 단계; 상기 복수의 발광구조물 상에 각각의 발광구조물에 대응되는 복수의 파장변환영역이 형성된 투광성 기판을 부착하는 단계; 상기 지지기판을 제거하는 단계; 상기 투광성 기판의 적어도 일부를 제거하여 개별 반도체 발광소자 패키지로 분리하는 단계;를 포함한다.
상기 복수의 파장변환영역은 상기 투광성 기판의 일면에, 상기 복수의 발광구조물 각각에 대응하는 면적으로 홈을 형성하고, 상기 홈에 파장변환물질을 충전하여 형성할 수 있다.
상기 투광성 기판은 SiO2를 포함할 수 있다.
상기 지지기판 상에 상기 복수의 발광구조물을 배치하는 단계 전에, 상기 복수의 발광구조물로부터 방출되는 광의 색특성을 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 발광구조물 상에 상기 투광성 기판을 부착하는 단계 전에, 상기 측정된 색특성과 목표 색특성의 차이에 근거하여, 상기 발광구조물의 색변환에 필요한 상기 파장변환영역의 종류 및 양을 결정하고, 상기 결정된 파장변환영역의 종류 및 양에 기반하여 상기 투광성 기판의 상기 파장변환영역을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 개별 반도체 발광소자 패키지로 분리하는 단계 전에, 상기 발광구조물로부터 방출되는 광의 색특성을 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 개별 반도체 발광소자 패키지로 분리하는 단계 전에, 상기 측정된 색특성과 목표 색특성의 차이에 근거하여, 상기 발광구조물의 색변환에 필요한 상기 파장변환영역의 종류 및 양을 결정하고, 상기 결정된 파장변환영역의 종류 및 양에 기반하여, 상기 투광성 기판 상에 추가 파장변환영역을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 지지기판 상에 상기 복수의 발광구조물을 배치하는 단계는, 성장기판 상에 상기 복수의 발광구조물을 형성하는 단계; 상기 제2 도전형 반도체층이 형성된 상기 발광구조물의 일면 상에 각각 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층과 접속되는 제1 및 제2 전극을 형성하는 단계; 상기 발광구조물의 상기 일면 상에 상기 지지기판을 부착하는 단계; 및 상기 성장기판을 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 지지기판을 부착하는 단계 전에, 상기 발광구조물의 상기 일면 상에, 상기 제1 및 제2 전극에 대응되는 영역에 제1 및 제2 비아 전극이 형성된 패키지 기판을 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 성장 기판 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 복수의 발광구조물을 형성하는 단계; 상기 복수의 발광구조물 상에 투광성 기판을 부착하는 단계; 상기 성장 기판을 제거하는 단계; 및 상기 발광구조물의 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층에 각각 접속되는 제1 및 제2 전극을 형성하고, 상기 제1 및 제2 전극에 각각 접속되는 제1 및 제2 전극구조가 형성된 패키지 기판을 부착하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광소자 패키지의 제조방법은 파장변환영역이 형성된 투광성 기판을 지지기판으로 사용하여, 반도체 발광소자 패키지의 제조시간이 감소되는 효과가 있다.
도 1(a) 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지의 제조방법을 개략적으로 나타내는 주요 단계별 도면들이다.
도 7 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지의 제조방법을 개략적으로 나타내는 주요 단계별 도면들이다.
도 13은 다른 실시예의 변형예이다.
도 14는 도 5의 투광성 기판을 도시한 도면이다.
도 15는 도 14의 투광성 기판을 B-B'를 따라 절개한 단면도이다.
도 16은 투광성 기판 상의 파장변환영역의 배치를 도시한 도면이다.
도 17은 투광성 기판에 형성된 홈의 다양한 변형예를 도시한 도면이다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지가 채용된 백라이트 유닛의 예를 나타낸다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지가 채용된 조명 장치의 예를 나타낸다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지가 채용된 헤드 램프의 예를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시예는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
본 명세서에서, '상', '상부', '상면', '하', '하부', '하면', '측면' 등의 용어는 도면을 기준으로 한 것이며, 실제로는 소자나 패키지가 배치되는 방향에 따라 달라질 수 있을 것이다.
도 1(a) 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지의 제조방법을 개략적으로 나타내는 주요 단계별 도면들이다. 구체적으로, 도 1(a)는 성장기판(110) 상에 발광구조물(120)이 형성된 것을 도시한 도면이며, 도 1(b)는 도 1(a)의 A-A'를 따라 절개한 도면이다.
본 실시예의 반도체 발광소자 패키지(100)는 칩 스케일 패키지(Chip Scale Package, CSP)이며, 웨이퍼 레벨 패키지(Wafer Level Package, WLP)일 수 있다.
먼저, 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 성장기판(110) 상에 제1 도전형 반도체층(121), 활성층(122) 및 제2 도전형 반도체층(123)으로 구성된 발광구조물(120)을 형성할 수 있다.
상기 성장기판(110)은 반도체 성장용 기판으로 제공되며, 사파이어, SiC, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN 등과 같이 절연성, 도전성, 반도체 물질을 이용할 수 있다. 사파이어의 경우, 육각-롬보형(Hexa-Rhombo R3c) 대칭성을 갖는 결정체로서 c축 및 a측 방향의 격자상수가 각각 13.001Å과 4.758Å이며, C(0001)면, A(11-20)면, R(1-102)면 등을 갖는다. 이 경우, 상기 C면은 비교적 질화물 박막의 성장이 용이하며, 고온에서 안정하기 때문에 질화물 성장용 기판으로 주로 사용된다. 한편, 성장기판(110)으로 Si을 사용하는 경우, 대구경화에 보다 적합하고 상대적으로 가격이 낮아 양산성이 향상될 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나, 상기 발광구조물(120)을 형성하기 전에, 상기 제1 도전형 반도체층(121)이 성장될 면에 버퍼층이 더 형성될 수 있다.
상기 발광구조물(120)은 제1 도전형 반도체층(121), 활성층(122) 및 제2 도전형 반도체층(123)을 상기 성장기판(110) 상에 순차적으로 적층하여 형성할 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(121, 123)은 질화물 반도체, 즉, AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x<1, 0≤y<1, 0≤x+y<1 임)을 갖는 n형 불순물 및 p형 불순물이 도핑 된 반도체 물질로 각각 이루어질 수 있으며, 대표적으로, GaN, AlGaN, InGaN일 수 있다. 상기 n형 불순물로 Si, Ge, Se, Te 등이 사용될 수 있으며, 상기 p형 불순물로는 Mg, Zn, Be 등이 사용될 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(121, 123)의 경우, 유기 금속 화학 증착(Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD), 수소화 기상 에피택시(Hydride Vapor Phase Epitaxy, HVPE), 분자선 에피택시(Molecular Beam Epitaxy, MBE) 등과 같은 공정을 이용하여 성장될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에서는 제1 및 제2 도전형 반도체층(121, 123)은 GaN으로 형성되되, 앞서 설명한 Si을 사용한 성장기판(110) 상에 형성될 수 있다.
상기 발광구조물(120)의 일 영역에는 메사면(M)을 형성할 수 있다. 메사 식각에 의해 노출된 제1 도전형 반도체층(121)의 일 영역은 소자분리영역으로 사용될 수 있다. 상기 메사면(M)은 플라즈마 반응 이온 식각법(Inductive Coupled Plasma Reactive Ion Etching, ICP-RIE)등과 같은 적절한 식각 공정을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(121)과 제2 도전형 반도체층(123) 상에 각각 제1 및 제2 전극(130a, 130b)이 형성될 수 있다. 특히, 제1 전극(130a)은 발광구조물(120)의 일부가 식각되어 노출된 제1 도전형 반도체층(121)의 메사면(M) 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 전극(130a, 130b)은 후속공정에서 패키지 기판(140)이 부착될 면을 향하여 노출되도록 배치할 수 있다. 상기 제1 및 제2 전극(130a, 130b)은 서로 다른 형상을 가지며 서로 이격되어 배치될 수 있으나, 도 1(b)에 도시된 형태 및 배치에 한정되지는 않는다.
상기 제1 및 제2 전극(130a, 130b)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 등의 물질을 포함할 수 있으며, Ni/Ag, Zn/Ag, Ni/Al, Zn/Al, Pd/Ag, Pd/Al, Ir/Ag. Ir/Au, Pt/Ag, Pt/Al, Ni/Ag/Pt 등과 같이 2층 이상의 구조로 채용될 수 있다.
또한, 상기 성장기판(110) 중 상기 발광구조물(120)이 성장된 면의 타면 방향에서 화학적 기계적 연마법(Chemical Mechanical Polishing, CMP)으로 상기 성장기판(110)을 미세 연마하여, 상기 성장기판(110)을 박형화할 수도 있다. 여기서, CMP란 피처리물 표면을 화학적, 기계적인 복합 작용에 의하여 평탄화하는 방법을 의미한다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니므로, 상기 성장기판(110)의 타면을 화학적으로 일부 식각하는 방법이 적용될 수도 있으며, 상기 성장기판(110)의 두께가 충분히 얇은 경우에는 박형화 공정이 생략될 수도 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 전극(130a, 130b)을 덮도록, 상기 발광구조물(120) 상에 산화막을 형성하고, 상기 산화막의 표면을 평탄화하여, 후속 공정에서 패키지 기판(140)의 부착을 더욱 용이하게 할 수도 있다.
다음으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 발광구조물(120)의 색특성을 측정할 수 있다. 색특성의 측정은, 상기 발광구조물(120) 각각에 전원을 인가하고, 상기 발광구조물(120)로부터 방출되는 광을 측정하는 방법이 사용될 수 있다.
이를 구체적으로 설명하면, 상기 발광구조물(120)의 제1 및 제2 전극(130a, 130b)에 프로브(P)를 이용하여 전원을 인가하고, 방출되는 광을 수광센서(S)를 통해 측정함으로써 이루어질 수 있다. 상기 프로브(P)와 상기 수광센서(S)는 별개의 장치로 구비될 수도 있으나, 하나의 측정장치(T) 내에 포함될 수도 있다.
상기 색특성은 상기 발광구조물(120)으로부터 방출되는 광의 파장, 파워 및 반치폭(Full Width at Half Maximum, FWHM) 및 색좌표 중 적어도 하나일 수 있다. 본 실시예의 경우, 발광구조물(120)에서 방출되는 광의 평균 파장을 측정할 수 있다.
다만, 측정법은 이에 한정되는 것은 아니며, 발광구조물(120)의 표면에 자외선 또는 레이저 빔을 조사하고, 표면에서 반사되는 광을 측정하는 방법과 같이 다양한 색특성 측정법이 사용될 수 있다.
상기와 같은 측정법에 의해 복수의 발광소자의 색특성을 측정하면, 모든 발광소자가 균일한 색특성을 보이지 못하는 경우가 자주 발생한다. 이는 한장의 웨이퍼에서 생산되는 복수개의 발광소자가 제조공정 상에서 발생할 수 있는 온도 또는 공급가스의 흐름 등의 차이로 인하여, 성장과정이 서로 다르게 되어, 광의 파장, 광량 등이 소정의 차이를 가지기 때문이다.
다음으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발광구조물(120) 상에 패키지 기판(140)을 부착할 수 있다.
상기 패키지 기판(140)에는, 제1 및 제2 본딩패드(143a, 143b)가 형성될 수 있으며, 이러한 제1 및 제2 본딩패드(143a, 143b)에는 상기 제1 및 제2 전극(130a, 130b)이 전기적으로 연결되어, 상기 발광구조물(120)을 상기 패키지 기판(140)에 실장할 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩패드(143a, 143b)에 솔더 범프(solder bump) 등과 같은 전도성 접착층에 의해 상기 제1 및 제2 전극(130a, 130b)이 전기적으로 연결될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 패키지 기판(140)은 상기 제1 및 제2 전극(130a, 130b)이 전기적으로 연결되는 일면과 타면을 관통하는 제1 및 제2 비아전극(142a, 142b)이 두께 방향으로 형성될 수 있다.
이러한 제1 및 제2 비아전극(142a, 142b)은 상기 발광구조물(120)에 상기 패키지 기판(140)을 부착한 후, 상기 패키지 기판(140)의 일면과 타면을 관통하는 제1 및 제2 비아(141a, 141b)를 형성한 후, 상기 제1 및 제2 비아(141a, 141b)에 전도성 페이스트를 충전하여 형성할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 비아전극(142a, 142b)은 제1 및 제2 비아(141a, 141b)에 전도성 물질을 도금하여 형성할 수도 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 발광구조물(120)에 상기 패키지 기판(140)을 부착하기 전에 제1 및 제2 비아전극(142a, 142b)을 형성하고 부착할 수도 있다.
상기 제1 및 제2 비아전극(142a, 142b)의 양 단부가 노출되는 상기 패키지 기판(140)의 일면과 상기 타면에는 각각 제1 및 제2 본딩패드(143a, 143b)가 형성되어, 상기 패키지 기판(140)의 양면이 서로 전기적으로 연결되도록 할 수 있다. 상기 패키지 기판(140)은 웨이퍼 상태에서 패키지를 완성하는 구성인, 이른바 칩 스케일 패키지(Chip Scale Package, CSP) 또는, 웨이퍼 레벨 패키지(Wafer Level Package, WLP)를 제조하기 위한 기판일 수 있다.
상기 패키지 기판(140)은, Si, 사파이어, ZnO, GaAs, SiC, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN 등의 물질로 이루어진 기판을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 Si 기판이 사용될 수 있다. 다만, 패키지 기판(140)의 재질이 이에 한정되는 것은 아니며, 발광구조물(120)을 패키지 기판(140)에 실장하여 제조하는 반도체 발광소자 패키지의 방열 특성 및 전기적 연결 관계 등을 고려하여 에폭시, 트리아진, 실리콘(silicone), 폴리이미드 등을 함유하는 유기수지 소재 및 기타 유기 수지 소재로 형성될 수 있으며, 방열 특성 및 발광 효율의 향상을 위해, 고내열성, 우수한 열전도성, 고반사효율 등의 특성을 갖는 세라믹(ceramic) 재질, 예를 들어, Al2O3, AlN 등과 같은 물질로 이루어질 수도 있다.
또한 상술한 기판 이외에도, 인쇄회로기판(printed circuit board) 또는 리드 프레임(lead frame) 등도 본 실시예의 패키지 기판(140)으로 이용될 수 있다.
다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 패키지 기판(140)의 하부에 지지기판(160)을 부착하고, 성장기판(110)을 제거할 수 있다. 상기 지지기판(160)을 부착하기 전에 상기 투광성 기판(180)의 하부에 접착제(150)를 더 도포할 수도 있다. 상기 지지기판(160)은 후속 제조 공정에서 발광구조물(120)이 손상되는 것을 방지하기 위한 지지체로서 다양한 기판이 부착될 수 있으나, 본 실시예에서는 Si기판이 부착될 수 있다.
상기 지지기판(160)은 상기 성장기판(110)을 상기 발광구조물(120)로부터 분리하기 위한 공정에서 상기 발광구조물(120)을 지지하는 지지체 역할을 수행할 수 있으므로, 상기 지지기판(160)을 부착한 후에는 상기 성장기판(110)을 상기 발광구조물(120)로부터 분리할 수 있다.
상기 성장기판(110)은 레이저 리프트 오프(Laser Lift-Off, LLO)를 통하여 발광구조물(120)로부터 분리될 수 있다. 이러한 상기 레이저 리트프 오프 공정에 사용되는 레이저는 193㎚ 엑시머 레이저, 248㎚ 엑시머 레이저 및 308㎚ 엑시머 레이저, Nd:YAG 레이저, He-Ne 레이저 및 Ar 이온 레이저 중 적어도 어느 하나가 이용될 수 있다.
또한, 상기 성장기판(110)은 그라인딩(Grinding), 폴리싱(Polishing) 또는 랩핑(Lapping)과 같은 물리적 방법에 의해 제거될 수 있다.
다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 성장기판(110)이 제거되어 노출된 발광구조물(120) 상에 복수의 파장변환영역(182)이 형성된 투광성 기판(180)을 부착하고, 상기 투광성 기판(180)을 지지체로 사용하여 앞선 공정에서 부착된 지지기판(160)을 분리한다.
상기 투광성 기판(180)에 대해 좀 더 구체적으로 설명한다.
도 14는 도 5의 투광성 기판을 도시한 도면이고, 도 15는 도 14의 투광성 기판을 B-B'를 따라 절개한 측단면도이다. 또한, 도 16은 투광성 기판 상의 파장변환영역의 배치를 도시한 도면이며, 도 17은 투광성 기판에 형성된 홈의 다양한 변형예를 도시한 도면이다.
상기 투광성 기판(180)은 투명한 물질로 형성될 수 있으며, 상기 지지기판(160)을 분리하는 과정에서 상기 발광구조물(120)을 견고하기 지지할 수 있을 정도의 경도를 갖는 물질이면 어느 것이나 채용가능하다. 예를 들어, 투광성 기판(180)은 투광성 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 유리, 석영, 투명 수지, SiO2, SiNx, Al2O3, HfO, TiO2 또는 ZrO 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
또한, 유리로 이루어진 경우, 파이렉스®(pyrex®), 제로듀어®(zerodur®) 등과 같이 높은 열에도 용융되지 않는 재질로 이루어질 수도 있다.
상기 투광성 기판(180)은 일면 및 상기 일면에 반대되는 타면을 갖는 판상으로서, 도 14에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 형상으로 형성될 수 있다. 상기 투광성 기판(180)은 앞서 설명한 바와 같이, 절연성 물질로 형성될 수 있으며, 약 10㎛ ~ 약 500㎛의 두께로 형성될 수 있다.
상기 투광성 기판(180)의 부착은 물유리(water glass) 또는 실리콘(silicone)과 같은 투광성 접착제(170)를 상기 발광구조물(120)의 노출된 면에 도포하고 약 400℃ 이하의 온도에서 가열함으로서 수행될 수 있다. 또한, 약 400℃ 이하의 온도에서, 양극접합(anodic bonding)이나, 용융접합(fusion bonding)에 의하여 수행될 수도 있다. 이와 같이, 400℃ 이하의 저온에서 투광성 기판(180)을 부착하면, 고온에서 투광성 기판을 부착하는 경우에 비해, 열에 의한 발광구조물(120)의 손상을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
상기 투광성 기판(180)에는 각각의 발광구조물(120)에 대응되는 위치에 파장변환영역(182)이 배치될 수 있다. 이러한 파장변환영역(182)은 발광구조물(120)과 접하는 면에 노출되도록 형성될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 투광성 기판(180)의 내부에 배치될 수도 있다.
상기 파장변환영역(182)은 상기 투광성 기판(180)의 일면에 복수의 홈(181)을 형성하고, 상기 홈(181)에 파장변환물질을 충전하여 형성할 수 있다.
상기 복수의 홈(181)은 복수의 발광구조물(120)과 각각 대응되는 위치에 소정의 깊이를 가지고 형성될 수 있다. 이러한 홈(181)은 다양한 형상으로 변형될 수 있다. 예를 들어, 도 17(a)와 같이, 투광성 기판(180)의 상면에서 보았을 때, 홈(181)이 사각기둥 형상의 공간부를 가지도록 형성할 수 있다. 또한, 도 17(b)와 같이, 투광성 기판(180')의 상면에서 보았을 때, 홈(181')이 원기둥 형상의 공간부를 가지도록 형성할 수 있다. 또한, 도 17(c)와 같이, 투광성 기판(180'')의 상면에서 보았을 때, 홈(181'')이 오목렌즈 형상의 공간부를 가지도록 형성할 수 있다.
이러한 복수의 홈(181)은 각각의 홈(181)이 모두 동일한 깊이를 가지도록 형성할 수도 있으며, 서로 다른 깊이로 형성할 수도 있다. 또한, 도 15에 도시된 바와 같이, 복수의 홈(181a, 182b, 182c)이 영역별로 서로 다른 깊이를 가지도록 형성할 수 있으며, 앞서 복수의 발광구조물(120)의 색특성을 측정하는 단계에서 측정된 측정값에 따라, 그 깊이를 달리할 수도 있다. 상기 홈(181)의 형상을 조절하면 상기 투광성 기판(180)에 형성되는 파장변환영역(182a, 182b, 182c)의 형상을 조절할 수 있다.
상기 파장변환물질은 적어도 한 종류의 형광체 또는 양자점과 같은 물질이 실리콘(silicone)과 같은 수지에 분산된 것 일 수 있다. 또한, 이러한 형광체 또는 양자점이 상기 투광성 기판(180)과 동일한 조성을 가지는 물질에 분산된 것일 수 있으며, 상기 투광성 기판(180)과 동일한 조성을 가지는 물질이 혼합된 것일 수 있다.
상기 파장변환영역(182)은 상기 투광성 기판(180)의 복수의 홈(181)에 이러한 파장변환물질을 충전한 후 경화하여 형성할 수 있다. 구체적으로, 형광체 또는 양자점을 실리콘과 같은 물질에 혼합하고 이를 홈(181)에 충전한 후 열경화시켜 형성할 수 있다. 또한, 형광체 또는 양자점을 유리입자와 혼합하고, 유리로 이루어진 투광성 기판(180)의 홈에 충전한 후 소성하여 형성할 수도 있다.
상기 복수의 홈(181)에는 모두 동일한 종류와 양의 파장변환물질이 충전될 수도 있으나, 앞서 복수의 발광구조물(120)의 색특성을 측정하는 단계에서 측정된 측정값에 따라, 각각의 홈(181)에 충전되는 파장변환물질의 종류와 양을 달리할 수도 있으며, 상기 홈(181)을 배치된 위치에 따라 그룹화하고, 각 그룹에 동일한 종류와 양의 파장변환물질을 충전할 수도 있다.
복수의 발광구조물(120)의 색특성을 측정하는 단계에서 측정된 측정값에 따라, 파장변환영역(182)을 형성하는 과정을 구체적으로 설명한다.
먼저, 앞서 측정한 발광구조물(120)의 색특성 측정값과 제조공정에서 목표로 하는 색특성(이하 '목표 색특성'이라 함)의 차이에 근거하여, 상기 발광구조물(120)의 색보정에 필요한 파장변환물질의 종류 및 양을 결정한다.
상기 발광구조물(120)의 색보정에 필요한 파장변환물질의 종류 및 양을 결정하기 위해, 먼저, 앞서 측정한 색특성이 목표 색특성에 해당하는지 여부를 판단한다. 앞서 측정한 색특성이 목표 색특성과 일치한다면, 상기 발광구조물(120)의 방출광이 백색광으로 변환될 수 있는 기준량의 단위 파장변환물질을 상기 투광성 기판(180)의 홈(181)에 충전하여 파장변환영역(182)을 형성하는 것으로 결정한다.
반면에, 측정한 색특성이 목표 색특성과 일치하지 않는다면, 앞서 설명한 기준량의 단위 파장변환물질의 종류 또는 양을 조절하여, 상기 발광구조물(120)로부터 방출된 광이 상기 단위 파장변환물질을 거치면서 목표로 하는 색특성을 가지는 광으로 변환될 수 있도록 한다.
상기 단위 파장변환물질의 종류 및 양의 결정은, 상기 단위 파장변환물질의 종류와 양에 대응되어 색특성이 변화하는 비율(색특성 변화율)을 수치화하고, 상기 색특성 변화율에 근거하여 필요한 파장변환물질의 종류와 양을 산정하는 방법으로 결정할 수 있다.
예를 들어, 측정된 광의 파장이 목표 색특성에 비해서 단파장인 경우에는, 상기 발광구조물(120)의 방출광을 장파장으로 변환할 수 있도록, 파장변환물질의 단위 부피에 분산된 형광체 또는 양자점의 양을 증가시키거나, 투광성 기판(180)의 홈(182)의 깊이를 깊게할 수 있다. 이와 같이, 파장변환물질의 양은 투광성 기판(180)의 홈(181)의 깊이로 조절할 수 있으며, 파장변환물질의 종류는 형광체 또는 양자점의 종류 및 배합비를 증감시켜 바꿀 수 있다.
따라서, 투광성 기판(180)의 홈(181)의 형상 및 여기에 충전되는 파장변환물질의 종류와 양을 변화시켜, 목표 색특성에 부합하는 광을 방출하는 파장변환영역(182)을 형성할 수 있다.
도 16은 이렇게 형성된 파장변환영역(182)을 도시한 것으로, 한장의 웨이퍼에서 생산된 복수의 발광구조물(120)의 색특성을 조사한 측정값에 따라 파장변환영역(182)을 배치한 것이다. 도 16은 유사한 파장변환영역(182)이 동심원 상으로 분포된 영역(C1-C4)에 각각 배치된 것을 보여준다. 이는 한장의 웨이퍼에서 생산되는 복수의 발광구조물(120)이 제조공정 상에서 발생할 수 있는 온도 또는 공급가스의 흐름 등의 차이로 인하여, 성장과정이 서로 다르게 되어, 광의 파장, 광량 등이 소정의 차이를 가지기 때문이다. 특히 공급 가스를 주입하는 공정에서 웨이퍼를 고속 회전시키게 되는데, 이때 공급 가스의 농도가 동심원 상으로 다르게 분포될 수 있기 때문이다.
본 실시예는 이와 같이, 색특성이 서로 상이한 복수의 발광구조물(120) 각각에 가장 적합한 파장변환영역(182)을 제공할 수 있으므로, 색특성이 향상될 수 있다.
또한, 이와 같은 투광성 기판(180)은 특유의 광투과 성질로 인하여, 상기 투광성 기판(180)을 통하여 상기 발광구조물(120)로부터 방출된 광이 투과될 수 있으므로, 파장변환영역(182)를 봉지하는 보호층으로 작용할 수 있다. 또한, 상기 투광성 기판(180)을 발광구조물(120)과 접합하게 되므로, 우수한 투습 방지 효과를 기대할 수 있다.
또한, 투광성 기판(180)은 상기 지지기판(160)을 분리하는 과정에서 상기 발광구조물(120)을 견고하기 지지할 수 할 수 있을 정도의 경도를 가지므로, 상기 지지기판(160)을 분리하기 위한 지지기판으로 사용될 수 있다. 따라서, 지지기판(160)을 제거하기 위한 별도의 지지체가 필요 없으므로, 제조공정이 간편하게 되는 효과가 있다.
이러한 투광성 기판(180)은 복수개가 적층될 수도 있으며, 이에 대하여는 다른 실시예에서 구체적으로 설명한다.
또한, 상기 투광성 기판(180) 중 상기 발광구조물(120)과 접합된 면의 타면 방향에서 화학적 기계적 연마법(Chemical Mechanical Polishing, CMP)으로 상기 투광성 기판(180)을 미세 연마하여, 상기 투광성 기판(180)을 박형 투광성 기판(180a)을 형성할 수도 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니므로, 상기 투광성 기판(180)의 타면을 화학적으로 일부 식각하는 방법이 적용될 수도 있으며, 상기 투광성 기판(180)의 두께가 충분히 얇은 경우에는 박형화 공정이 생략될 수도 있다. 이러한 박형화 공정은 투광성 기판(180)의 두께를 얇게 하므로, 광추출 효율을 향상시킬 수 있으며, 개별 반도체 발광소자 패키지(100)로 분리하는 후속 공정에서 발생할 수 있는 투광성 기판(180)의 손상을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 투광성 기판(180)의 표면에는 요철이 형성될 수 있으며, 이에 의해 광 추출 효율이 더욱 향상될 수 있다. 이러한 요철은 투광성 기판(180)의 표면을 습식 식각하거나 플라즈마를 이용하여 건식 식각함으로써 얻어질 수 있다.
다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 레이저 빔(L)을 이용하여 상기 투광성 기판(180), 발광구조물(120) 및 패키지 기판(140)을 절단하여 개별 반도체 발광소자 패키지(100)로 분리할 수 있다. 이때, 투광성 기판(180)에 형성된 복수의 파장변환영역(182)이 각각 분리되도록 절단할 수 있다. 다만, 개별 반도체 발광소자 패키지(100)로 분리하는 방법은 이에 한정하는 것은 아니며, 블레이드 또는 워터 젯(Water Jet)을 이용하여 분리하는 방법 등을 적용할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 발광소자 패키지의 제조방법에 대해 설명한다. 도 7 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지의 제조방법을 개략적으로 나타내는 주요 단계별 도면들이고, 도 13은 다른 실시예의 변형예이다.
본 실시예의 경우, 앞서 설명한 일 실시예와 비교하여, 투광성 기판을 부착하기 전에 발광구조물의 색특성을 측정하지 않는 차이점이 있다. 또한, 발광구조물(220)이 투광성 기판(280)의 홈(281)에 삽입된 차이점이 있으므로, 이 점을 중심으로 설명한다.
먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 지지기판(210) 상에 제1 도전형 반도체층(221), 활성층(222) 및 제2 도전형 반도체층(223)으로 구성된 발광구조물(220)을 형성할 수 있다. 상기 지지기판(210)은 발광구조물(220)을 성장시키기 위한 성장기판일 수 있다.
다만, 발광구조물(120)의 일 영역에 메사면(M)을 형성한 일 실시예와 달리, 본 실시예는 발광구조물(220)의 일 영역을 식각하여 지지기판(210)이 노출된 소자분리영역(ISO)을 형성할 수 있다.
다음으로, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 지지기판(210) 상에 투광성 기판(280)을 부착한다.
개별 발광구조물(120)의 색특성을 측정하고, 이에 대응된 파장변환영역(182)을 형성하는 일 실시예와 달리, 본 실시예의 경우, 상기 투광성 기판(280)의 파장변환영역(282)은 발광구조물(220)을 색특성을 측정하지 않고 형성할 수 있다.
상기 파장변환영역(282)을 형성하기 위한 투광성 기판(280)의 형상과, 여기에 충전되는 파장변환물질의 종류는 모두 동일하게 할 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 제조공정에서 사전 조사된 통계값에 근거하여, 각각의 발광구조물(220)의 광을 변환시키기에 적합한 홈(281)과 파장변환물질을 예측하고, 예측된 값에 근거하여 파장변환영역(282)을 형성할 수도 있다.
상기 투광성 기판(280)에 형성된 홈(281)의 폭(W1)과 높이(H1)는 상기 개별 발광구조물(220)의 폭(W2)과 높이(H2)보다 크게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 투광성 기판(280)의 파장변환영역(282)과 지지기판(210) 상의 개별 발광구조물(220)을 정렬하고 결합했을 때에, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 개별 발광구조물(220)이 상기 파장변환영역(282)이 삽입되도록 할 수 있다.
다음으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 지지기판(210)을 발광구조물(220)로부터 분리하고, 발광구조물(220)의 하부에 제1 및 제2 전극(230a 230b)을 형성한다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 투광성 기판(280)은 상기 지지기판(210)을 분리하는 과정에서 상기 발광구조물(220)을 견고하기 지지할 수 할 수 있을 정도의 경도를 가지므로, 상기 지지기판(210)을 제거하기 위한 별도의 지지체가 필요 없다. 따라서, 제조공정이 더욱 간편하게 되는 효과가 있다.
상기 지지기판(210)은 레이저 리프트 오프(Laser Lift-Off, LLO)를 통하여 발광구조물(220)로부터 분리될 수 있으며, 그라인딩(Grinding), 폴리싱(Polishing) 또는 랩핑(Lapping)과 같은 물리적 방법에 의해 제거될 수 있다.
상기 발광구조물(220)의 하부에 상기 제1 및 제2 전극(230a 230b)을 형성하는 공정을 구체적으로 설명한다. 먼저 제1 전극(122)을 형성하기 위하여 마스크를 이용한 식각 공정에 의해 제2 도전형 반도체층(221) 및 활성층(222)을 관통하는 비아 홀을 형성한 후 절연층(231)을 형성할 수 있다. 다음으로, 발광구조물(220)의 하부면에 도전성 오믹 물질을 증착하여 제1 및 제2 전극(230a, 230b)을 형성한다. 이때, 제1 및 제2 전극(230a, 230b)은 오믹 특성 또는 반사 특성을 향상시키기 위해 다양한 재료 또는 적층 구조가 적용될 수 있다.
이와 같이 제1 및 제2 전극(230a 230b)을 형성한 후에, 상기 투광성 기판(280)상에 적어도 한층의 투광성 기판을 더 적층할 수도 있다. 이에 대해서는 변형예에서 설명한다.
다음으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 발광구조물(220) 상에 패키지 기판(240)을 부착할 수 있다. 상기 패키지 기판(240)을 부착하기 전에 상기 투광성 기판(280) 및 발광구조물(220)의 하부에 접착제(270)를 더 도포할 수도 있다. 상기 패키지 기판(240)에는, 제1 및 제2 본딩패드(243a, 243b)가 형성될 수 있으며, 이러한 제1 및 제2 본딩패드(243a, 243b)에는 상기 제1 및 제2 전극(230a, 230b)이 전기적으로 연결되어, 상기 발광구조물(220)을 상기 패키지 기판(240)에 실장할 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩패드(243a, 243b)는 솔더 범프(solder bump) 등과 같은 전도성 접착층에 의해 상기 제1 및 제2 전극(230a, 230b)과 전기적으로 연결될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 패키지 기판(240)은 상기 제1 및 제2 전극(230a, 230b)이 전기적으로 연결되는 일면과 상기 일면의 반대면인 타면을 관통하는 제1 및 제2 비아전극(242a, 242b)이 두께 방향으로 형성될 수 있다. 이러한 제1 및 제2 비아전극(242a, 242b)은 상기 발광구조물(220)에 상기 패키지 기판(240)을 부착한 후, 상기 패키지 기판(240)의 일면과 타면을 관통하는 제1 및 제2 비아(241a, 241b)를 형성한 후, 상기 제1 및 제2 비아(241a, 241b)에 전도성 페이스트를 충진하여 형성할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 비아전극(242a, 242b)은 제1 및 제2 비아(241a, 241b)에 전도성 물질을 도금하여 형성할 수도 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 발광구조물(220)에 상기 패키지 기판(240)을 부착하기 전에 제1 및 제2 비아전극(242a, 242b)을 형성하고 부착할 수도 있다.
다음으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 레이저 빔(L)을 이용하여 상기 투광성 기판(280) 및 패키지 기판(240)을 절단하여 개별 반도체 발광소자 패키지(200)로 분리할 수 있다. 이때, 투광성 기판(280)에 형성된 복수의 파장변환영역(282)이 각각 분리되도록 절단할 수 있다. 다만, 개별 반도체 발광소자 패키지(200)로 분리하는 방법은 이에 한정하는 것은 아니며, 블레이드 또는 워터 젯(Water Jet)을 이용하여 분리하는 방법 등을 적용할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예의 변형예에 대해 설명한다. 도 13은 다른 실시예의 변형예를 도시한 도면이다.
본 본형예의 경우, 앞서 설명한 다른 실시예와 비교하여, 복수의 투광성 기판이 적층된 차이점이 있으므로, 이 점을 중심으로 설명한다.
변형예의 반도체 발광소자 패키지(300)는 제1 및 제2 도전형 반도체층(321, 323), 활성층(322)으로 구성된 발광구조물(320)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 도전형 반도체층(321)과 제2 도전형 반도체층(323) 상에 각각 제1 및 제2 전극(330a, 330b) 및 절연층(331)이 형성될 수 있다.
상기 발광구조물(320)의 하부에는 패키지 기판(340)을 부착할 수 있다. 상기 패키지 기판(340)에는, 제1 및 제2 본딩패드(343a, 343b)가 형성될 수 있으며, 이러한 제1 및 제2 본딩패드(343a, 343b)에는 상기 제1 및 제2 전극(330a, 330b)이 전기적으로 연결되어, 상기 발광구조물(320)을 상기 패키지 기판(340)에 실장할 수 있다. 상기 패키지 기판(340)을 부착하기 전에 상기 투광성 기판(380) 및 발광구조물(320)의 하부에 접착제(370)를 더 도포할 수도 있다.
또한, 상기 패키지 기판(340)은 상기 제1 및 제2 전극(330a, 330b)이 전기적으로 연결되는 일면과 상기 일면의 반대면에 각각 형성된 제1 및 제2 본딩패드(343a, 343b)를 전기적으로 연결하는 제1 및 제2 비아전극(342a, 342b)이 두께 방향으로 형성될 수 있다..
상기 발광구조물(320)에는 복수의 투광성 기판(380, 390)이 부착될 수 있다. 이 중 상면이 노출된 투광성 기판(390)의 표면에는 요철(393)이 형성되어 광 추출 효율이 더욱 향상시킬 수 있다. 이러한 요철은 투광성 기판(390)의 표면을 습식 식각하거나 플라즈마를 이용하여 건식 식각함으로써 얻어질 수 있다. 이때, 각각의 투광성 기판(380, 390)의 파장변환영역(382, 392)은 그 홈(381, 391)의 형상을 서로 달리할 수 있으며, 충전되는 파장변환물질의 종류와 양을 서로 달리할 수도 있다.
또한, 투광성 기판(390)을 더 적층하기 전에, 발광구조물(320)의 색특성을 측정하고, 색특성 측정값과 제조공정에서 목표로 하는 목표 색특성의 차이에 근거하여, 상기 발광구조물(320)의 색보정에 필요한 파장변환물질의 종류 및 양을 결정하고, 이러한 파장변환물질의 종류 및 양에 근거하여 투광성 기판(390)의 파장변환영역(392)을 결정할 수도 있다.
상술된 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지는 다양한 응용제품에 유익하게 적용될 수 있다.
도 18 및 도 19은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지가 채용된 백라이트 유닛의 예를 나타낸다.
도 18를 참조하면, 백라이트 유닛(1000)은 기판(1002) 상에 광원(1001)이 실장되며, 그 상부에 배치된 하나 이상의 광학 시트(1003)를 구비한다. 광원(1001)은 상술한 반도체 발광소자 또는 그 반도체 발광소자를 구비한 패키지를 사용할 수 있다.
도 18의 백라이트 유닛(1000)에서 광원(1001)은 액정표시장치가 배치된 상부를 향하여 빛을 방출하는 방식과 달리, 도 19에 도시된 다른 예의 백라이트 유닛(2000)은 기판(2002) 위에 실장된 광원(2001)이 측 방향으로 빛을 방사하며, 이렇게 방시된 빛은 도광판(2003)에 입사되어 면광원의 형태로 전환될 수 있다. 도광판(2003)을 거친 빛은 상부로 방출되며, 광 추출 효율을 향상시키기 위하여 도광판(2003)의 하면에는 반사층(2004)이 배치될 수 있다.
도 20는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지가 채용된 조명 장치의 예를 나타낸 분해사시도이다.
도 20에 도시된 조명장치(3000)는 일 예로서 벌브형 램프로 도시되어 있으며, 발광모듈(3003)과 구동부(3008)와 외부접속부(5010)를 포함한다.
또한, 외부 및 내부 하우징(3006, 3009)과 커버부(3007)와 같은 외형구조물을 추가로 포함할 수 있다. 발광모듈(3003)은 상술한 반도체 발광다이오드 패키지 구조 또는 이와 유사한 구조를 갖는 광원(3001)과 그 광원(3001)이 탑재된 회로기판(3002)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 앞선 설명된 반도체 발광소자의 제1 및 제2 전극이 회로기판(3002)의 전극 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 본 실시예에서는, 하나의 광원(3001)이 회로기판(3002) 상에 실장된 형태로 예시되어 있으나, 필요에 따라 복수 개로 장착될 수 있다.
외부 하우징(3006)은 열방출부로 작용할 수 있으며, 발광모듈(3003)과 직접 접촉되어 방열효과를 향상시키는 열방출판(3004) 및 조명장치(3000)의 측면을 둘러싸는 방열핀(3005)을 포함할 수 있다. 커버부(3007)는 발광모듈(3003) 상에 장착되며 볼록한 렌즈형상을 가질 수 있다. 구동부(3008)는 내부 하우징(3009)에 장착되어 소켓구조와 같은 외부 접속부(3010)에 연결되어 외부 전원으로부터 전원을 제공받을 수 있다. 또한, 구동부(3008)는 발광모듈(3003)의 반도체 발광소자(3001)를 구동시킬 수 있는 적정한 전류원으로 변환시켜 제공하는 역할을 한다. 예를 들어, 이러한 구동부(3008)는 AC-DC 컨버터 또는 정류회로부품 등으로 구성될 수 있다.
도 21는 본 발명의 실시예에 의한 반도체 발광소자 패키지를 헤드 램프에 적용한 예를 나타낸다.
도 21를 참조하면, 차량용 라이트 등으로 이용되는 헤드 램프(4000)는 광원(4001), 반사부(4005), 렌즈 커버부(4004)를 포함하며, 렌즈 커버부(4004)는 중공형의 가이드(4003) 및 렌즈(4002)를 포함할 수 있다. 광원(4001)은 상술한 반도체 발광소자 패키지를 포함할 수 있다.
헤드 램프(4000)는 광원(4001)에서 발생된 열을 외부로 방출하는 방열부(4012)를 더 포함할 수 있으며, 방열부(4012)는 효과적인 방열이 수행되도록 히트싱크(4010)와 냉각팬(4011)을 포함할 수 있다. 또한, 헤드 램프(4000)는 방열부(4012) 및 반사부(4005)를 고정시켜 지지하는 하우징(4009)을 더 포함할 수 있으며, 하우징(4009)은 본체부(4006)와, 일면에 방열부(4012)가 결합하여 장착되기 위한 중앙홀(4008)을 구비할 수 있다.
하우징(4009)은 상기 일면과 일체로 연결되어 직각방향으로 절곡되는 타면에 반사부(4005)가 광원(4001)의 상부측에 위치하도록 고정시키는 전방홀(4007)을 구비할 수 있다. 이에 따라, 반사부(4005)에 의하여 전방측은 개방되며, 개방된 전방이 전방홀(4007)과 대응되도록 반사부(4005)가 하우징(4009)에 고정되어 반사부(4005)를 통해 반사된 빛이 전방홀(4007)을 통과하여 외부로 출사될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
100: 반도체 발광소자 패키지
110: 성장기판
120: 발광구조물
130a, 130b: 제1 및 제2 전극
140: 패키지 기판
150: 접착제
160: 지지기판
170: 투광성 접착제
180: 투광성 기판

Claims (10)

  1. 지지기판 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 복수의 발광구조물을 배치하는 단계;
    상기 복수의 발광구조물 상에 각각의 발광구조물에 대응되는 복수의 파장변환영역이 형성된 투광성 기판을 부착하는 단계;
    상기 지지기판을 제거하는 단계;
    상기 투광성 기판의 적어도 일부를 제거하여 개별 반도체 발광소자 패키지로 분리하는 단계;를 포함하며,
    상기 복수의 파장변환영역은 상기 투광성 기판의 일면에, 상기 복수의 발광구조물 각각에 대응하는 면적으로 홈을 형성하고, 상기 홈에 파장변환물질을 충전하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패키지의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투광성 기판은 SiO2를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패키지의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지기판 상에 상기 복수의 발광구조물을 배치하는 단계 전에,
    상기 복수의 발광구조물로부터 방출되는 광의 색특성을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패키지의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 발광구조물 상에 상기 투광성 기판을 부착하는 단계 전에,
    상기 측정된 색특성과 목표 색특성의 차이에 근거하여, 상기 발광구조물의 색변환에 필요한 상기 파장변환영역의 종류 및 양을 결정하고, 상기 결정된 파장변환영역의 종류 및 양에 기반하여 상기 투광성 기판의 상기 파장변환영역을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패키지의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 개별 반도체 발광소자 패키지로 분리하는 단계 전에,
    상기 발광구조물로부터 방출되는 광의 색특성을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패키지의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 개별 반도체 발광소자 패키지로 분리하는 단계 전에,
    상기 측정된 색특성과 목표 색특성의 차이에 근거하여, 상기 발광구조물의 색변환에 필요한 상기 파장변환영역의 종류 및 양을 결정하고, 상기 결정된 파장변환영역의 종류 및 양에 기반하여, 상기 투광성 기판 상에 추가 파장변환영역을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패키지의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 지지기판 상에 상기 복수의 발광구조물을 배치하는 단계는,
    성장기판 상에 상기 복수의 발광구조물을 형성하는 단계;
    상기 제2 도전형 반도체층이 형성된 상기 발광구조물의 일면 상에 각각 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층과 접속되는 제1 및 제2 전극을 형성하는 단계;
    상기 발광구조물의 상기 일면 상에 상기 지지기판을 부착하는 단계; 및
    상기 성장기판을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패키지의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 지지기판을 부착하는 단계 전에,
    상기 발광구조물의 상기 일면 상에, 상기 제1 및 제2 전극에 대응되는 영역에 제1 및 제2 비아 전극이 형성된 패키지 기판을 부착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패키지의 제조방법.
  10. 성장 기판 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 복수의 발광구조물을 형성하는 단계;
    상기 복수의 발광구조물 상에 투광성 기판을 부착하는 단계;
    상기 성장 기판을 제거하는 단계; 및
    상기 발광구조물의 상기 성장 기판이 제거된 면에 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층과 각각 접속되는 제1 및 제2 전극을 형성하고, 상기 제1 및 제2 전극에 각각 접속되는 제1 및 제2 전극구조가 형성된 패키지 기판을 부착하는 단계;를 포함하며,
    상기 투광성 기판은 일면에 상기 복수의 발광구조물 각각이 삽입될 수 있는 크기로 홈을 형성하고, 상기 홈에 파장변환물질을 충전하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 반도체 발광소자 패키지의 제조방법.

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