KR20140001781A - Ｌｅｄ의 제조 방법 - Google Patents

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KR20140001781A
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도모카즈 다카하시
신야 아키즈키
도시마사 스기무라
다케시 마츠무라
다이스케 우엔다
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 한 실시 형태에 따른 LED의 제조 방법은
기판과 상기 기판의 한 면 상의 발광 소자를 포함하는 LED 웨이퍼의 기판의 외측에 반사층을 형성하는 단계; 및
상기 반사층 형성 전에, 내열성 점착 시트를 상기 발광 소자의 외측에 접착하는 단계를 포함한다.

Description

ＬＥＤ의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING AN LED}
이 출원은 35 U.S.C. 섹션 119하에서, 여기에서 참조로 인용된, 2012년 6월 28일자 출원의 일본 특허 출원 제2012-145450호에 대한 우선권을 주장한다.
본 발명은 LED의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, LED는 기판과 상기 기판 위에 형성된 발광 소자를 포함한다. 휘도 향상을 위하여, LED는 기판의 발광 소자와는 반대 측의 표면에 형성된 반사층을 포함하는 경우가 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 제2001-085746호 공보). 반사층은 예를 들면, MOCVD법 및 이온 어시스트 전자 빔 증착법 등의 증착법에 의해 형성된다. MOCVD법의 경우에는, 반사층이 형성되는 측(즉, 기판의 외측)을 위로 되게 해서 LED 웨이퍼를 테이블 위에 배치한 후에, 기판의 외측 표면은 증착 처리된다. 또한，이온 어시스트 전자 빔 증착법의 경우에는, 반사층이 형성되는 측의 반대 측(즉, 발광 소자 측)으로부터 LED 웨이퍼를 덮개로 덮고, 반사층이 형성되는 면(즉, 기판의 외측의 표면)을 노출시킨다. 상기 노출면은 증착 처리된다. 그러나, 이러한 종래의 제조 방법에서는, 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다. LED 웨이퍼에 있어서 반사층을 형성하는 면과는 반대 측의 표면(즉, 발광 소자 측의 표면)과 테이블 또는 덮개 사이의 공간에 금속이 침투하고, 따라서 발광 소자의 외측에도 금속층이 형성된다. 따라서, LED의 휘도에 악영향이 미친다. 이러한 문제는 반사층의 형성 단계를 거친 LED 웨이퍼가 변형되는 경우, 및 반사층 형성 시에 LED 웨이퍼가 변형되는 경우에 더 현저해진다.
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 것은 발광 소자의 외측에 금속층이 형성되는 것을 방지할 수 있는 LED의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 형태에 따른 LED의 제조 방법은
기판과 상기 기판의 한 면 상의 발광 소자를 포함하는 LED 웨이퍼의 상기 기판의 외측에 반사층을 형성하는 단계; 및
반사층 형성 전에, 내열성 점착 시트를 상기 발광 소자의 외측에 접착하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 형태에 있어서, 상기 내열성 점착 시트가 경질 베이스 부재와 점착제 층을 포함한다.
본 발명에 따르면, 이 방법은 기판과 상기 기판의 한 면 상의 발광 소자를 포함하는 LED 웨이퍼의 상기 기판의 외측에 반사층을 형성하는 단계를 포함한다. 반사층 형성 전에, 내열성 점착 시트는 상기 발광 소자의 외측에 접착된다. 이런 방식으로, 발광 소자의 외측에 금속층이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 내열성 점착 시트는 LED 웨이퍼를 보호하는 기능이 있으므로, 본 발명에 따르면, 반사층 형성 단계의 전후에 있어서, LED 웨이퍼의 손상을 방지해서 고수율로 LED를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시 형태에 따른 LED의 제조 방법에 이용된 LED 웨이퍼의 개략 단면도이다.
도 2의 (A) 내지 (C)는 본 발명의 한 실시 형태에 따른 LED의 제조 방법에 있어서의 반사층 형성 단계를 설명하는 개략도이다.
도 3의 (A) 내지 (D)는 본 발명의 한 실시 형태에 따른 LED의 제조 방법에 있어서의 각 단계를 설명하는 개략도이다.
도 4의 (A) 내지 (G)는 본 발명의 다른 실시 형태에 의한 LED의 제조 방법에 있어서의 각 단계를 설명하는 개략도이다.
A. LED 웨이퍼
본 발명의 제조 방법에 있어서, 이전 공정에서 적절히 처리된 LED 웨이퍼는 반사층 형성 단계를 거친다. 도 １은 반사층 형성 단계를 거친 LED 웨이퍼의 개략 단면도이다. LED 웨이퍼(10)는 기판(11)과 발광 소자(12)를 포함한다. 상기 기판(11)은 임의의 적절한 재료에 의해 구성된다. 상기 기판(11)을 구성하는 재료로서는 예를 들면, 사파이어, SiC, GaAs, GaN 및 GaP를 들 수 있다. 기판(11)은 연마(백-그라인딩)되어, 임의의 적절한 두께로 얇게 되는 것이 바람직하다는 점에 유의해야 한다. 기판(11)의 두께는 바람직하게는 10μm 내지 500μm이며, 더 바람직하게는 50μm 내지 300μm이며, 가장 바람직하게는 80μm 내지 150μm 이다. 발광 소자(12)는 버퍼층(1), ｎ-형 반도체층(2), 발광층(3), ｐ-형 반도체층(4), 투명 전극(5) 및 전극(6 및 7)을 포함한다. 발광층(3)은 예를 들면, 질화 갈륨계 화합물(예를 들면, GaN, AlGaN 및 InGaN), 인화 갈륨계 화합물(예를 들면, GaP 및 GaAsP), 비소화 갈륨계 화합물(예를 들면, GaAs, AlGaAs 및 AlGaInP) 및 산화 아연(ZnO)계 화합물을 포함한다. 도시하지는 않지만, 발광 소자(12)는 임의의 적절한 다른 부재를 포함할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
B. 반사층 형성 단계
도 2의 (A) 내지 (C)는 본 발명의 한 실시 형태에 따른 LED의 제조 방법에 있어서의 반사층 형성 단계를 설명하는 개략도이다. 도 2의 (A) 내지 (C)에 있어서는 대표 예로서, 유기 금속 화학 기상 증착법(MOCVD법)에 의해, LED 웨이퍼의 기판의 외측에 반사층을 형성하는 실시 형태를 나타낸다. 본 발명의 LED의 제조 방법에 있어서, 내열성 점착 시트(20)가 접착되어 있는 LED 웨이퍼(10)는 반사층 형성 단계를 거친다(도 ２의 (A)). 이때, 내열성 점착 시트(20)는 LED 웨이퍼(10)의 발광 소자(12) 측에 접착된다.
상기 내열성 점착 시트(20)로서는 본 발명의 효과가 얻어질 수 있는 한, 임의의 적절한 접착 시트가 이용될 수 있다. 바람직하게는, 사후 처리의 반사층 형성단계에서의 증착 처리 시에, 내열성 점착 시트가 고온(예를 들면, 135℃ 내지 200℃) 하에 노출되어도, 용융되지 않고, 가스를 발생하지 않으며, 그 접착력을 유지할 수 있는 내열성 점착 시트를 이용한다.
상기 내열성 점착 시트(20)는 예를 들면, 베이스 부재와 점착제 층을 포함한다. 상기 점착제 층은 베이스 부재의 한 면에 제공되거나, 양면에 제공될 수 있다.
상기 베이스 부재를 구성하는 재료로서는, 본 발명의 효과가 얻어질 수 있는 한, 임의의 적절한 재료가 이용될 수 있다. 상기 베이스 부재를 구성하는 재료로서는 예를 들면, 폴리이미드 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 등의 수지가 있다. 이러한 수지를 이용하면, 내열 성능이 우수한 내열성 점착 시트를 얻을 수 있다.
상기 베이스 부재가 수지로 구성될 경우, 상기 베이스 부재의 두께는 바람직하게는 10μm 내지 1000μm이며, 더 바람직하게는 25μm 내지 700μm이다.
한 실시 형태에 따르면, 상기 베이스 부재는 경질 베이스 부재이다. 본 명세서에 있어서, 경질 베이스 부재는 25℃에서 영률이 70 GPa 이상인 무기 재료로 구성되는 베이스 부재를 말한다. 경질 베이스 부재를 포함하는 내열성 점착 시트를 이용하면, LED 웨이퍼의 변형을 교정한 후에 반사층 형성 단계를 행할 수 있고, 또한, 반사층 형성 단계 중에 발생하는 변형을 방지할 수도 있다. 그 결과, 발광 소자(12)의 외측에 금속층이 형성되는 것을 방지하는 본원 발명의 효과가 더 현저하게 된다.
상기 경질 베이스 부재를 구성하는 재료로서는 예를 들면, 실리콘; 유리; 스테인리스강 등의 금속; 및 세라믹을 들 수 있다.
상기 베이스 부재가 경질 베이스 부재일 경우, 상기 경질 베이스 부재의 두께는 바람직하게는 0.2 mm 내지 50 mm이며, 더 바람직하게는 0.3 mm 내지 10 mm이다.
상기 점착제 층을 구성하는 점착제로서는 임의의 적절한 점착제가 이용될 수 있다. 바람직하게는, 증착 시에 고온(예를 들면, 135℃ 내지 200℃) 하에서도, 용융되지 않고, 가스를 발생하지 않으며, 접착력을 유지할 수 있는 점착제가 이용된다. 또한, 상기 점착제는 가열 후에 있어서도 접착제 잔류 없이 박리되는 것이 바람직하다. 상기 점착제로서는 예를 들면, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제 및 폴리이미드계 점착제를 들 수 있다. 폴리이미드계 점착제는 예를 들면, 산 무수물과 에테르 구조를 갖는 디아민을 반응시켜서 얻어지는 폴리아미드 산을 이미드화해서 얻어진 폴리이미드계 수지를 포함한다. 상기 산 무수물이 상기 에테르 구조를 갖는 디아민과 반응할 때 상기 에테르 구조를 갖는 디아민의 배합 비율은 상기 산 무수물의 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 5 중량부 내지 90 중량부이다.
또한, 점착제 층에 발포제를 첨가할 수도 있다. 발포제가 첨가된 점착제 층은 가열에 의한 박리성을 나타낸다. 더 상세하게는, 발포제가 첨가된 점착제 층에서는, 가열에 의해 발포제가 발포 또는 팽창하여, 접착력이 저하 또는 소실된다. 이러한 점착제 층을 갖는 내열성 점착 시트는 LED 웨이퍼에 밀착될 수 있고, LED 웨이퍼로부터 제거될 때는 용이하게 박리될 수 있다. 이러한 내열성 점착 시트를 이용하면, 내열성 점착 시트의 박리 시에 LED 웨이퍼가 손상되는 것을 현저하게 방지할 수 있다. 또한, 자동화된 단계를 용이하게 설계할 수 있다. 발포제로서는 임의의 적절한 발포제가 이용될 수 있다. 발포제로서는 예를 들면, 탄산 암모늄, 탄산 수소 암모늄, 탄산 수소 나트륨, 아질산 암모늄, 수소화 붕소 나트륨 및 아지드 등의 무기계 발포제; 및 염화 불화 알칸, 아조계 화합물, 히드라진계 화합물, 세미카르바지드계 화합물, 트리아졸계 화합물 및 N-니트로소계 화합물 등의 유기계 발포제를 들 수 있다. 상기한 발포제를 포함하는 점착제 층의 상세한 내용은 일본 특개평 5-043851호 공보, 일본 특개평 2-305878호 공보 및 일본 특개소 63-33487호 공보에 기재되고 있고, 이들의 기재 내용은 본 명세서에 참고로서 원용된다.
상기 점착제 층의 두께는 바람직하게는 1μm 내지 100μm이며, 더 바람직하게는 3μm 내지 60μm이다.
상기 내열성 점착 시트가 접착된 LED 웨이퍼는 상기 내열성 점착 시트(20)를 개재하여 테이블(100) 위에 배치되고, LED 웨이퍼(10)의 기판(11)의 외측에 반사층(30)이 형성된다(도 ２의 (B)). 이때, LED 웨이퍼(10)는 발광 소자(12)를 아래로 되게 해서 배치된다. 반사층(30)을 형성함으로써, 발광 소자(12)로부터의 광 추출량을 증가시킬 수 있다.
반사층(30)을 구성하는 재료로서는 발광 소자(12)로부터의 광을 양호하게 반사할 수 있는 한, 임의의 적절한 재료가 이용될 수 있다. 반사층(30)을 구성하는 재료로서는 예를 들면, 알루미늄, 은, 금, 팔라듐, 백금, 로듐 및 루테늄 등의 금속을 들 수 있다. 금속으로 구성되는 반사층(30)은 예를 들면, 증착법(예를 들면, 도시된 예에서와 같이, MOCVD법)에 의해 형성될 수 있다. 바람직하게는, LED 웨이퍼(10)의 기판(11)의 외측에, 예를 들면 SiO2, TiO2, ZrO2 및/또는 MgF2로 구성되는 바탕층을 형성한 다음, 증착법에 의해 금속으로 구성된 반사층(30)을 형성한다. 본 발명에 따르면, 발광 소자(12)의 외측에 내열성 점착 시트(20)를 접착한 LED 웨이퍼(10)는 반사층 형성 단계를 거친다. 따라서, 내열성 점착 시트(20)는 소위, 마스킹 시트의 역할을 하고, 따라서 금속이 LED 웨이퍼(10) 뒤로 침투해서 발광 소자(12)에 증착하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기와 같이, 내열성 점착 시트의 베이스 부재로서 경질 베이스 부재를 이용하면, LED 웨이퍼의 변형을 교정할 수가 있으므로, 발광 소자(12)에 금속이 증착하는 것을 방지한다는 관점에서 신뢰도가 높은 제조 방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 제조 방법에 따르면, 발광 소자(12)에 금속층이 형성되기 어려우므로, 휘도가 높은 LED를 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서는, 반사층(30)의 형성 방법은 상기 MOCVD법에 한정되지 않고, 임의의 적절한 다른 방법을 채용할 수도 있다. 다른 방법으로서는 예를 들면, 이온 어시스트 전자 빔 증착법을 들 수 있다. 이온 어시스트 전자 빔 증착법에 있어서, 일반적으로 반사층이 형성되는 측의 반대 측(즉, 발광 소자측)으로부터 LED 웨이퍼를 덮개로 덮고, 반사층이 형성되는 면(즉, 기판의 외측의 표면)을 노출시킨다. 상기 노출면은 증착 처리가 행해진다. 본 발명에 따르면, 내열성 점착 시트를 발광 소자의 외측에 접착함으로써, 이온 어시스트 전자 빔 증착법의 경우에 있어서도, 금속이 LED 웨이퍼 뒤로 침투해서 발광 소자에 증착되는 것을 방지할 수 있다.
상기한 바와 같이, 반사층(30)이 위에 형성되어 있는 LED 웨이퍼(10)를 얻을 수 있다(도 ２의 (C)). 내열성 점착 시트(20)는 반사층 형성 단계 직후에 박리될 수 있거나, 내열성 점착 시트(20)를 접착한 상태로 LED 웨이퍼(10)는 후속 단계를 거칠 수 있다. 내열성 점착 시트(20)를 접착한 상태에서 LED 웨이퍼(10)가 후속 단계를 거치게 되면, 후속 단계 및 단계 간의 취급 시에 LED 웨이퍼(10)의 파손을 방지할 수 있다.
C. 그 밖의 단계
본 발명의 LED의 제조 방법은 임의의 적절한 그 밖의 단계를 더 포함할 수 있다. 그 밖의 단계로서는 예를 들면, LED 웨이퍼(10)를 작은 소자 조각으로 절단 분리하는 단계(다이싱 단계)를 들 수 있다.
도 3의 (A) 내지 (D)는 본 발명의 한 실시 형태에 따른 LED의 제조 방법에 있어서의 다이싱 단계를 설명하는 개략도이다. 이 실시 형태에 있어서, 반사층 형성 단계 후의 LED 웨이퍼(10)는 다이싱 단계를 거친다. 구체적으로는, 반사층(30)이 위에 형성되어 있는 LED 웨이퍼(10)의 반사층(30) 측을 아래로 되게 한 채로, LED 웨이퍼(10)를 다이싱 테이프(200) 위에 유지한다(도 ３의 (A)). 도시된 예에서와 같이, 내열성 점착 시트(20)를 접착한 상태에서 LED 웨이퍼(10)가 다이싱 단계를 거치게 되면, LED 웨이퍼(10)를 다이싱 테이프(200) 위에 유지시킨 후, 내열성 점착 시트(20)를 박리하는 것이 바람직하다(도 3의 (B)). 그 후, LED 웨이퍼(10)(실질적으로는, 기판(11))을 두께 방향으로 하프 커트한다(도 3의 (C)). 그 후, 다이싱 테이프(200)를 팽창시켜, 상기 커트부를 기점으로 해서 반사층(30)이 위에 형성되어 있는 LED 웨이퍼(10)를 분할하여, 작은 소자 조각으로 분리된 LED(40)을 얻는다(도 3의 (D)).
도 ３의 (C) 내지 (D)를 참조하여, LED 웨이퍼(10)를 하프 커트해서 상기 커트부를 기점으로 LED 웨이퍼(10)를 분할하는 실시 형태(스크라이브(scribe) 다이싱)를 설명하였다. 도 ３의 (C)에 있어서, LED 웨이퍼(10)는 발광 소자(12) 측으로부터 하프 커트된다. 그러나, 기판(11)(반사층(30)) 측이 위로 되도록 다이싱 테이프(200)를 바꿔 접착할 수 있고, LED 웨이퍼(10)는 기판(11) 측(반사층(30) 측)으로부터 하프 커트될 수 있다. 또한，LED 웨이퍼를 절단하는 방법으로서는, 상기 스크라이브 다이싱 이외에, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 다른 방법으로서는 예를 들면, LED 웨이퍼의 두께 방향 전부를 커트해서 팽창을 통해 작은 소자 조각으로 분리하는 방법, 및 LED 웨이퍼(10)의 두께 방향의 중심부만을 레이저 커트해서 상기 커트부를 기점으로 해서 LED 웨이퍼를 분할하는 방법(스텔스 다이싱)을 들 수 있다.
도 4의 (A) 내지 (G)는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 LED의 제조 방법에 있어서의 각 단계를 설명하는 개략도이다. 이 실시 형태에 있어서, 분할을 위한 커트부를 형성한 후에, 반사층(30)을 형성한다. 이 실시 형태에 있어서는 우선, LED 웨이퍼(10)(예를 들면, 백-그라인딩 단계 후의 LED 웨이퍼)를 다이싱 테이프(200) 위에 유지한 다음(도 4의 (A)), LED 웨이퍼(10)를 발광 소자(12) 측으로부터 하프 커트한다(도 4의 (B)). 이어서，LED 웨이퍼(10)의 발광 소자(12)의 외측에 내열성 점착 시트(20)를 접착한다(도 ４의 (C)). 이어서, 내열성 점착 시트가 접착된 LED 웨이퍼(10)는 기판(11) 측을 위로 한 채로 테이블(100) 위에 배치되고, LED 웨이퍼(10)의 기판(11) 측에 반사층(30)을 형성한다(도 4의 (D)). 이어서, 커트부가 형성되어 있는 측(내열성 점착 시트(20) 측)을 위로 되게 한 채로, 반사층(30)이 위에 형성되어 있는 내열성 점착 시트가 접착된 LED 웨이퍼(10)를 다시 다이싱 테이프(200) 위에 유지한다(도 ４의 (E)). 그 다음, 내열성 점착 시트(20)를 박리한 후(도 ４의 (F)), 상기 커트부를 기점으로 해서 LED 웨이퍼(10)를 분할하여, 작은 소자 조각으로 분리된 LED(40)을 얻는다(도 ４의 (G)).
도 ３의 (A) 내지 (D) 및 도 ４의 (A) 내지 (G)에 나타내는 실시 형태에 있어서, 내열성 점착 시트(20)를 개재하여 상기 LED 웨이퍼(10)를 테이블 위에 배치한 다음, LED 웨이퍼(10) 위에 반사층(30)을 형성한다. 그 후, 상기 내열성 점착 시트가 접착된 LED 웨이퍼는 후속 단계를 거치게 된다(도 3의 (A) 및 도 4의 (E)). 이러한 실시 형태를 따르면, 내열성 점착 시트(20)가 LED 웨이퍼(10)를 보호하고, 따라서 취급 시에 LED 웨이퍼(10)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (2)

  1. 기판과 상기 기판의 한 면 상의 발광 소자를 포함하는 LED 웨이퍼의 상기 기판의 외측에 반사층을 형성하는 단계; 및
    상기 반사층 형성 전에, 내열성 점착 시트를 상기 발광 소자의 외측에 접착하는 단계를 포함하는 LED의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내열성 점착 시트가 경질 베이스 부재와 점착제 층을 포함하는 LED의 제조 방법.
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