JP4841378B2 - 垂直構造発光ダイオードの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は半導体発光素子の製造方法に関するものであって、特に個別素子へのチップ分離工程を容易に遂行することが出来る垂直構造発光ダイオードの製造方法に関する。

Ａｌ_ｘＧａ_ｙＩｎ_{（１−ｘ−ｙ）}Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）と表現されるＧａＮ系半導体は青色、紫外線領域の発光に好適な化合物半導体物質として、青色または緑色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子に使用されている。現在使用されているＧａＮ系ＬＥＤには、水平構造ＧａＮ系ＬＥＤと垂直構造ＧａＮ系ＬＥＤがある。水平構造ＧａＮ系ＬＥＤではｐ側電極及びｎ側電極が全て素子の上部に（素子の同一側に）配置されている。そのために、充分な発光面積を提供するようにＬＥＤ素子の面積が比較的広くなされる。また、透明電極とｎ側電極が相互に近く位置しているため、静電気放電（ＥＳＤ）に弱い問題がある。

垂直構造ＧａＮ系ＬＥＤは、前述の水平構造ＧａＮ系ＬＥＤと比べ多くの長所を有している。垂直構造ＧａＮ系ＬＥＤではｐ側電極とｎ側電極がＧａＮ系エピタキシャル層を介して相互に対向して配置されている。垂直構造ＧａＮ系ＬＥＤは、通常伝導性基板（例えば、ＳｉまたはＧａＡｓ基板）の接合工程と成長用絶縁基板（例えば、サファイア基板）の分離工程を通じて製造される。特許文献１には、Ｓｉ基板の接着工程、サファイア基板の分離工程及びＳｉ基板のダイシング（ｄｉｃｉｎｇ）工程を含む垂直構造ＧａＮ系ＬＥＤの製造方法を開示している。

図１ａ乃至図１ｆは、従来技術による垂直構造ＧａＮ系発光ダイオード製造方法の一例を示す断面図である。先ず、図１ａを参照すると、サファイア基板１１上にＧａＮ系半導体から成るｎ型クラッド層１５ａ、活性層１５ｂ及びｐ型クラッド層１５ｃを順次形成して発光構造物１５を得る。その後、図１ｂに図示された通り、トレンチ２０を形成して発光構造物１５を個別素子領域に分離し、ｐ型クラッド層１５ｃ上にｐ側電極１６を形成する。その後、図１ｃに図示された通り、Ａｕ等の導電性接着層１７を用いてＳｉまたはＧａＡｓ等の導電性基板２１をｐ側電極１６上に接合する。その後、レーザ光１８を照射してサファイア基板１１を分離する（レーザリフトオフ工程）。これによって、図１ｄに図示された通り、サファイア基板１１が除去された構造物を得ることとなる。その後、図１ｅに図示された通り、ｎ型クラッド層１５ａ上にｎ側電極１９を形成する。次に、図１ｆに図示された通り、図１ｅの結果物を個別素子に切断する（チップ分離工程）。これによって、多数の垂直構造発光ダイオード１０が同時に得られることとなる。

上記従来の製造方法によると、チップ分離のために導電性基板２１を個別素子に切断する工程を遂行する。導電性基板２１を切断するためには、切断ホイールで基板２１をカットするダイシング工程を遂行したりスクライビング及びブレイキング（ｓｃｒｉｂｉｎｇ ａｎｄ ｂｒｅａｋｉｎｇ）工程等の複雑な工程を遂行すべきである。従って、このような切断工程により、製造費用が高くなりまた全体の工程時間が遅延される。また、導電性基板２１としてＳｉ基板またはＧａＡｓ基板を使用する場合、基板２１の熱伝導が優れていないため、熱放出効率が悪く高電流印加時素子特性が劣化される。さらに、導電性基板接合時、発光構造物１５にクラック等が発生して素子が損傷されることも出来る。このような問題は、ＧａＮ系ＬＥＤだけでなくＡｌＧａＩｎＰ系またはＡｌＧａＡｓ系など他の３−５族化合物半導体を使用した垂直構造ＬＥＤの製造工程でも発生され得る。
大韓民国公開特許公報２００４−５８４７９号

本発明は上記の問題点を解決するためのことであって、本発明の目的はチップ分離工程が容易で、熱放出特性を向上させることが出来る垂直構造発光ダイオードの製造方法を提供することにある。

上述の技術的課題を達成すべく、本発明による垂直構造発光ダイオードの製造方法は、複数の素子領域と少なくとも一つの素子分離領域を有する成長用基板上にｎ型クラッド層、活性層及びｐ型クラッド層が順次配置された発光構造物を形成する段階と、上記発光構造物上にｐ側電極を形成する段階と、上記複数の素子領域を連結するよう上記ｐ側電極上に第１メッキ層を形成する段階と、上記素子領域の上記第１メッキ層上に第２メッキ層のパターンを形成する段階と、上記成長用基板を除去し、上記ｎ型クラッド層上にｎ側電極を形成する段階と、を含む。

本発明の一実施形態によると、上記第１メッキ層を形成する段階の前に、上記素子分離領域の上記発光構造物にトレンチを形成して上記発光構造物を個別素子領域に分離することが出来る。

他の実施形態によると、上記成長用基板を除去した後、上記素子分離領域の上記発光構造物にトレンチを形成して上記発光構造物を個別素子領域に分離することが出来る。

好ましくは、上記トレンチ形成後、個別素子領域に分離された上記発光構造物の側面にパッシベーション膜を形成する。

本発明の一実施形態によると、上記ｎ側電極を形成した後、上記素子分離領域から湿式蝕刻により上記第１メッキ層を除去する段階をさらに含む。このような第１メッキ層の蝕刻により別途のダイシング（ｄｉｃｉｎｇ）工程やスクライビング（ｓｃｒｉｂｉｎｇ）が無くとも個別素子へのチップ分離工程を容易に遂行することが出来る。上記第１メッキ層の湿式蝕刻によりチップ分離工程が遂行される場合、好ましくは、上記第１メッキ層は上記第２メッキ層とは異なる金属材料で形成される。特に上記第１メッキ層の湿式蝕刻時第２メッキ層は殆ど蝕刻されないよう、第１メッキ層は第２メッキ層に比べ高い蝕刻選択比を有する。

本発明の他の実施形態によると、上記ｎ側電極を形成した後、上記素子分離領域において上記第１メッキ層をブレイキング（ｂｒｅａｋｉｎｇ）する段階をさらに含むことが出来る。

また異なる実施形態によると、上記ｎ側電極を形成した後、上記素子分離領域において上記第１メッキ層にレーザ光を照射して上記素子分離領域から上記第１メッキ層を切断する段階をさらに含むことが出来る。このようなブレイキングまたはレーザ切断によって、別途のダイシング工程やスクライビング 無くとも個別素子へのチップ分離工程を容易に遂行することが出来る。

上記第１メッキ層はＡｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｍｏ及びこれらのうち２以上の合金から成るグループから一つ以上選択された金属材料を含むことが出来る。

また、上記第２メッキ層はＡｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｍｏ及びこれらのうち２以上の合金から成るグループから一つ以上選択された金属材料を含むことが出来る。

本発明の一実施形態によると、上記第１メッキ層を形成する段階において、上記第１メッキ層は上記ｐ側電極の上面を含む全面上に塗布されるよう形成されることが出来る。他の実施形態によると、上記第１メッキ層を形成する段階において、上記第１メッキ層は上記素子分離領域の一部をオープンさせるよう形成されることが出来る。

本発明の好ましい実施形態によると、上記第１メッキ層を形成する段階は、上記複数の素子領域を連結するよう上記ｐ側電極上にメッキシード層を形成する段階と、上記メッキシード層上に電気メッキを実施する段階と、を含む。上記メッキシード層は例えば無電解メッキまたはスパッタリング等の蒸着により形成されることが出来る。

本発明の好ましい実施形態によると、上記第２メッキ層のパターンを形成する段階は、上記素子領域の第１メッキ層をオープンさせるフォトレジストパターンを形成する段階と、上記フォトレジストパターンを利用して、上記素子領域でのみ上記第１メッキ層上に選択的に電気メッキを実施する段階と、を含む。

本発明によると、上記成長用基板を除去する段階は物理的、化学的または機械的な方法によって遂行されることが出来る。上記成長用基板除去時上記第１メッキ層は、一種の支持用部材として使用される。上記成長用基板は、例えばレーザリフトオフ（Ｌａｓｅｒ Ｌｉｆｔ−Ｏｆｆ；ＬＬＯ）または化学的リフトオフ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｌｉｆｔ Ｏｆｆ；ＣＬＯ）等により除去されることが出来る。特に、ＣＬＯにより上記成長用基板を除去する場合には、上記第１メッキ層は上記素子分離領域の一部をオープンさせるよう形成されることが好ましい。

上記ｎ型クラッド層、活性層及びｐ型クラッド層はＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料で形成されることが出来る。この場合、上記成長用基板は絶縁性基板または導電性基板であることが出来る。

本発明の好ましい実施形態によると、上記ｎ型クラッド層、活性層及びｐ型クラッド層はＡｌ_ｘＧａ_ｙＩｎ_{（１−ｘ−ｙ）}Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）半導体材料で形成される。この場合、上記成長用基板としてはサファイア基板を使用することが出来る。

本発明の他の実施形態によると、上記ｎ型クラッド層、活性層及びｐ型クラッド層は、Ａｌ_ｘＧａ_ｙＩｎ_{（１−ｘ−ｙ）}Ｐ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）半導体材料で形成される。本発明のまた異なる実施形態によると、上記ｎ型クラッド層、活性層及びｐ型クラッド層はＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ（０≦ｘ≦１）半導体材料で形成される。

本発明によると、素子分離領域において第１メッキ層のみを選択的に湿式蝕刻したり、素子分離領域の第１メッキ層をブレイキングまたはレーザ切断することにより、別途のダイシング工程やスクライビング無くとも個別素子へのチップ分離工程を遂行することが可能となる。従って、製造費用及び時間を節約することが可能となる。また、メッキ工程を通じて支持基板を形成するため、従来の導電性基板の接合工程時発生するクラック等の問題を防ぐことも出来る。

本発明によると、第１メッキ層の湿式蝕刻またはブレイキングまたはレーザ切断によって別途のダイシング工程やスクライビング無くチップ分離工程を容易に遂行することが出来る。これによって、ダイシング工程やスクライビングによる製造費用及び工程時間の増加を抑えることが可能となる。また、従来とは異なり導電性基板の接合工程の代わりにメッキ工程を利用するため、基板の接合工程によるクラック発生の恐れがない。さらに、メッキにより形成された金属材料を個別発光ダイオードの導電性基板として使用するため、優れた熱放出効果を得ることが出来る。

以下、添付の図面を参照に本発明の実施形態を説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な形態に変形されることができ、本発明の範囲が以下に説明される実施形態で限定されるのではない。本発明の実施形態は当業界において平均的な知識を有しているものに本発明をより完全に説明するため提供される。従って、図面における要素の形状及び大きさ等はより明確な説明のため誇張されることができ、図面上の同一符号で表示される要素は同一要素である。

図２乃至図１１は、本発明の一実施形態による垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。発光ダイオードを製造するため、成長用基板としてサファイア基板を使用し、発光構造物としてＧａＮ系半導体（即ち、Ａｌ_ｘＧａ_ｙＩｎ_{（１−ｘ−ｙ）}Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）半導体）を使用する。

先ず、図２を参照すると、サファイア基板１０１上にｎ型クラッド層１１５ａ、活性層１１５ｂ及びｐ型クラッド層１１５ｃを順次形成する。これによって、サファイア基板１０１上に形成された発光構造物１１５が得られる。上記発光構造物１１５が形成されたサファイア基板１０１は、複数の素子領域Ａと少なくとも一つの素子分離領域Ｂを有する。素子領域Ａは、発光ダイオードチップが形成される領域に該当し、素子分離領域Ｂは、このようなチップ間の境界部分に該当する。

次に、図３に図示された通り、素子分離領域Ｂから発光構造物１１５を除去して素子分離用トレンチ１２０を形成する。これによって、発光構造物１１５は個別素子領域に分離される（同図には分離された複数の個別素子領域のうち２つが表されている）。その後、ｐ型クラッド層１１５ｃ上にｐ側電極１０６を形成する。ｐ側電極１０６は例えば、Ｐｔ／Ａｕ層、Ｎｉ／Ａｕ層またはＮｉ／Ａｇ／Ｐｔ層から成ることが出来る。該ｐ側電極１０６は半導体であるｐ型クラッド層１１５ｃとオーミック接触を成す。

他の方法として、上記素子分離用トレンチ１２０形成工程とｐ側電極１０６形成工程の順番は相互に変えることも出来る。即ち、先にｐ型クラッド層１１５ｃ上にｐ側電極１０６を形成し、その後素子分離領域Ｂに素子分離用トレンチ１２０を形成して発光構造物１１５を個別素子領域に分離することも出来る。

次に、図４に図示された通り、複数の素子領域Ａを連結するよう上記ｐ側電極１０６の上面と素子分離領域Ｂ上に第１メッキ層１３６を形成する。第１メッキ層１３６を形成するため、先ず複数の素子領域Ａを連結するよう上記ｐ側電極１０６の上面と素子分離領域Ｂ上にメッキシード層を形成する。該メッキシード層（図示せず）は、例えば無電解メッキまたはスパッタリング等の蒸着により容易に形成されることが出来る。その後、電気メッキを実施して上記メッキシード層上に金属がメッキされるようにする。これによって、第１メッキ層１３６が得られる。第１メッキ層１３６、例えばＡｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｍｏ及びこれらのうち２以上の合金から成るグループから一つ以上選択された金属材料で形成されることが出来る。

後述する通り、該第１メッキ層１３６は後のサファイア基板１０１除去時、支持部材の役割をする。従って、第１メッキ層１３６は、複数の素子領域Ａを連結するように形成されるべきである。例えば、第１メッキ層１３６は、ｐ側電極１０６の上面を含む全面（図３の結果物全面）を塗布するよう形成されることが出来る。しかし、第１メッキ層１３６が必ずしも全面を塗布するよう形成されるべきとは限らない。第１メッキ層の塗布方式の多様性は、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示されている。

図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は複数の素子領域Ａのうち４つを表し、上記第１メッキ層１３６の塗布形態の例を示す概略的な平面図である。図４は、図１２（ａ）または図１２（ｂ）のＸ−Ｘ’ラインに沿って切った断面図に該当する。先ず、図１２（ａ）に図示された通り、第１メッキ層１３６は、全ての素子領域Ａと素子分離領域Ｂを含む全面を塗布することが出来る。

しかし、他の方法として、第１メッキ層１３６は素子分離領域Ｂの一部をオープンさせるよう塗布されることが出来る。即ち、図１２（ｂ）に図示された通り、第１メッキ層１３６は素子分離領域Ｂの一部を塗布しないことも出来る。特に、後述する通り、化学的リフトオフを利用して基板１０１を分離しようとする場合、第１メッキ層１３６は、例えば図１２（ｂ）に図示された通り、素子分離領域Ｂが一部をオープン（同図の中央部にあり、４つの素子領域Ａ交差位置に十字状に印されている）させるよう塗布されることが好ましい。なお、図中ハッチング部分が第１メッキ層１３６の被着範囲を表している。

次に、図５に図示された通り、各素子領域Ａの第１メッキ層１３６上表面を露出（オープン）させる形状のフォトレジストパターン１１０を形成する。該フォトレジストパターン１１０は、フォトレジストコーティング、露光及び現象により形成されることが出来る。

次に、図６に図示された通り、フォトレジストパターン１１０をマスクとして利用して各素子領域Ａでのみｐ側電極１０６上に選択的に電気メッキを実施する。これによって第２メッキ層１５６のパターンが形成される。第２メッキ層１５６は例えば、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｍｏ及びこれらのうち２以上の合金から成るグループから一つ以上選択された金属材料で形成されることが出来る。図６には第２メッキ層１５６が単一層構造で形成されているが、多層構造で形成されることも出来る。その後、図７に図示された通り、ストリップ溶液等を使用してフォトレジストパターン１１０を除去する。

次に、図８に図示された通り、物理的、化学的または機械的方法を使用して、サファイア基板１０１を発光構造物１１５から分離または除去する。この際、第１メッキ層１３６と第２メッキ層１５６が支持基板の役割をすることと成る。サファイア基板１０１は、例えばレーザリフトオフ（Ｌａｓｅｒ Ｌｉｆｔ−Ｏｆｆ；ＬＬＯ）、化学的リフトオフ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｌｉｆｔ Ｏｆｆ；ＣＬＯ）、化学的蝕刻、グラウンディング／ラッピング（ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ／ｌａｐｐｉｎｇ）等の機械的研磨または化学的機械的研磨などにより除去されることが出来る。

特に、ＣＬＯにより上記成長用基板を除去する場合には、例えば図１２ｂに示された通り、第１メッキ層１３６は素子分離領域の一部Ｂをオープンさせるよう形成されることが好ましい。上記オープンされた素子分離領域Ｂの一部を通じて、基板除去用化学薬品が発光構造物１１５とサファイア基板１０１との間の界面に良く浸透することが出来るからである。

次に、図９に図示された通り、サファイア基板１０１が除去され露出されたｎ型クラッド層１１５ａ上にｎ側電極１１９を形成する。図９には、図８の構造が上下逆転して図示されている。好ましくは、ｎ側電極１１９を形成する前にサファイア基板１０１の除去により露出されたｎ型クラッド層１１５ａ上面を洗浄し蝕刻する。

次に、図１０に図示された通り、素子分離領域において第１メッキ層１３６を湿式蝕刻して除去する。この場合、好ましくは、第１メッキ層１３６は第２メッキ層１５６と異なる金属材料で形成され、特に第２メッキ層１５６に比べ高い蝕刻選択比（エッチングレイト）を有する材料で形成される。このように、第１メッキ層１３６が第２メッキ層１５６に比べ高い蝕刻選択比を有することにより、第１メッキ層１３６蝕刻時、第２メッキ層１５６は殆ど蝕刻されなくなる。これによって、個別素子に分離された（即ち、チップ分離された）複数の垂直構造発光ダイオード１００が得られる。

他の方法として、湿式蝕刻の代わりにブレイキングまたはレーザ切断を利用して、図９に図示された構造物から個別素子に分離された複数の垂直構造発光ダイオードを得ることも出来る。即ち、図９の構造物を得た後、素子分離領域Ｂにおいて第１メッキ層をブレイキングしたりレーザ光を照射したりすることにより、素子分離領域Ｂから第１メッキ層１３６を切断することが出来る。これによって図１１に図示されたような個別素子に分離された複数の垂直構造発光ダイオード２００が得られる。なお、前述したようにトレンチ形成後の上記発光構造物の側面に予めパッシベーション膜が形成されていれば、第１メッキ層１３６が上記発光構造物の側面を囲んでいても、発光構造物内素子接合の保護は保たれる。

以上説明した通り、本実施形態によると、別途のダイシング工程やスクライビング無くとも、第１メッキ層１３６の湿式蝕刻、ブレイキングまたはレーザ切断によって容易に個別素子に分離された発光ダイオード１００，２００が得られる。これによって、ダイシング工程などによる製造費用及び工程時間の増加を抑えることが可能となる。また、従来と異なり導電性基板の接合工程の代わりにメッキ工程を利用するため、基板の接合工程によるクラック発生の恐れがない。さらに、メッキにより形成された金属材料（第２メッキ層１５６）を個別ダイオード１００，２００の導電性基板として使用するため、優れた熱放出効果を得ることが出来る。

前述の実施形態においては、サファイア基板１０１の分離段階の前にトレンチ１２０を形成した。しかし、本発明はこれに限定されない。即ち、後述する他の実施形態の説明にみられるように、先にサファイア基板１０１を分離し、その後に素子分離用トレンチを形成することも出来る。

図１３乃至図１８は、本発明の他の実施形態による垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。本実施形態では、素子分離用トレンチ１２０をサファイア基板１０１の分離段階後に形成する。

先ず、図２を参照に既に説明した通り、サファイア基板１０１上に発光構造物１１５を形成する。その後、図１３に図示された通り、発光構造物１１５上にｐ側電極１０６を形成し、その上に第１メッキ層１３６’を形成する。

その後、図１４に図示された通り、素子領域Ａの第１メッキ層１３６’をオープンさせるフォトレジストパターン１１０を形成し、これを利用して第２メッキ層１５６のパターンを形成する。次に、図１５に図示された通り、フォトレジストパターン１１０を除去し、レーザリフトオフ等を利用してサファイア基板１０１を除去する。

サファイア基板１０１を除去した後は、図１６に図示された通り、素子分離領域Ｂから発光構造物１１５を除去して素子分離用トレンチ１２０’を形成し、ｎ型クラッド層１１５ａ上にｎ側電極１１９を形成する。

その後、素子分離領域において第１メッキ層１３６’の湿式蝕刻により上記結果物を個別発光素子に分離する（図１７参照）。これによって、複数の垂直構造発光ダイオード３００が得られる。他の方法として、第１メッキ層１３６’の湿式蝕刻の代わりに、第１メッキ層１３６’のブレイキングまたはレーザ切断によって複数の垂直構造発光ダイオード４００を得る（図１８参照）。

該実施形態においても、別途のダイシング工程やスクライビング無く第１メッキ層１３６’をブレイキングしたり湿式蝕刻したりすることにより、チップ分離を容易に遂行することが出来る。これによって製造費用及び工程時間を低減させることが出来る。

前述の実施形態から詳しく示してはいないが、トレンチ１２０，１２０’を形成した後、露出された発光構造物１１５の側面上にパッシベーション膜（図示せず）を形成することも出来る。このようなパッシベーション膜は、発光構造物１１５を保護するだけではなく半導体層１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃの間の所望としない短絡による漏れ電流を防ぐことが出来る。

前述の実施形態においては、成長用基板としてサファイア基板１０１を使用し発光構造物としてＡｌ_ｘＧａ_ｙＩｎ_{（１−ｘ−ｙ）}Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）半導体材料を使用したが、本発明はこれに限定されない。本発明は他のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を使用する場合にも適用することが出来る。

例えば、本発明の他の実施形態として、サファイア基板１０１の代わりにＧａＡｓ基板を使用し、発光構造物１１５としてＡｌ_ｘＧａ_ｙＩｎ_{（１−ｘ−ｙ）}Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）半導体材料の代わりにＡｌ_ｘＧａ_ｙＩｎ_{（１−ｘ−ｙ）}Ｐ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）半導体材料を使用することも出来る。また異なる実施形態として、サファイア基板１０１の代わりにＧａＡｓ基板を使用し、発光構造物１１５としてＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ（０≦ｘ≦１）半導体材料を使用することも出来る。

本発明は上述の実施形態及び添付の図面によって限定されず、添付の請求範囲によって限定しようとする。また本発明は、請求範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で多様な形態の置換、変形及び変更が可能ということは当技術分野の通常の知識を有している者には自明である。

従来の垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。 従来の垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。 従来の垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。 従来の垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。 従来の垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。 従来の垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。 図４に図示された構造物に形成された第１メッキ層の被着状態を説明するための平面図であり、（ａ）は第１メッキ層の全面被着状態、（ｂ）を第１メッキ層の一部オープン被着状態を示す平面図である。 本発明の他の実施形態による垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の他の実施形態による垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の他の実施形態による垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の他の実施形態による垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の他の実施形態による垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の他の実施形態による垂直構造発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。

符号の説明

１００、２００、３００、４００ 発光ダイオード
１０１ 成長用基板（サファイア基板）
１１５ａ ｎ型クラッド層
１１５ｂ 活性層
１１５ｃ ｐ型クラッド層
１１５ 発光構造物
１０６ ｐ側電極
１１０ フォトレジストパターン
１３６、１３６’ 第１メッキ層
１５６ 第２メッキ層
１１９ ｎ側電極
１２０、１２０’ トレンチ
Ａ 素子領域
Ｂ 素子分離領域

Claims (18)

1. 複数の素子領域と少なくとも一つの素子分離領域を有する成長用基板上にｎ型クラッド層、活性層及びｐ型クラッド層が順次配置された発光構造物を形成する段階と、
   前記発光構造物上にｐ側電極を形成する段階と、
   前記複数の素子領域を連結し、前記素子分離領域における前記成長用基板の上面または前記素子分離領域における前記発光構造物の上面と接触し、前記素子分離領域の少なくとも一部を露出させるオープン領域を有するように前記ｐ側電極上に第１メッキ層を形成する段階と、
   前記素子領域の前記第１メッキ層上に、前記素子分離領域から分離された第２メッキ層のパターンを前記素子領域に形成する段階と、
   前記第２メッキ層のパターンを形成した後に、化学的リフトオフを通じて前記成長用基板を除去し、前記ｎ型クラッド層上にｎ側電極を形成する段階と、
   前記第１メッキ層を形成する段階の前に、または前記成長用基板を除去した後に、前記素子分離領域の前記発光構造物にトレンチを形成して前記発光構造物を個別素子領域に分離する段階と、
   前記成長用基板の除去及び前記ｎ型電極形成後に、前記素子分離領域で前記第１メッキ層を蝕刻するか、または切断することで、チップを分離する段階とを含むことを特徴とする垂直構造発光ダイオードの製造方法。
2. 前記トレンチ形成後、個別素子領域に分離された前記発光構造物の側面にパッシベーション膜を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の垂直構造発光ダイオードの製造方法。
3. 前記チップを分離する段階は、前記ｎ側電極を形成した後、前記素子分離領域において湿式蝕刻により前記第１メッキ層を除去する段階を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の垂直構造発光ダイオードの製造方法。
4. 前記第１メッキ層は前記第２メッキ層とは異なる金属材料で形成され、
   前記第１メッキ層の湿式蝕刻時第１メッキ層は第２メッキ層に比べ高い蝕刻選択比を有することを特徴とする請求項３に記載の垂直構造発光ダイオードの製造方法。
5. 前記チップを分離する段階は、前記ｎ側電極を形成した後、前記素子分離領域において前記第１メッキ層をブレイキングする段階を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の垂直構造発光ダイオードの製造方法。
6. 前記チップを分離する段階は、前記ｎ側電極を形成した後、前記素子分離領域において前記第１メッキ層にレーザー光を照射して前記素子分離領域から前記第１メッキ層を切断する段階を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の垂直構造発光ダイオードの製造方法。
7. 前記第１メッキ層は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｍｏ及びこれらのうち２以上の合金から成るグループから一つ以上選択された金属材料を含むことを特徴とする請求項１、請求項２乃至請求項６の何れか１項に記載の垂直構造発光ダイオードの製造方法。
8. 前記第２メッキ層は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｍｏ及びこれらのうち２以上の合金から成るグループから一つ以上選択された金属材料を含むことを特徴とする請求項１、請求項２乃至請求項７の何れか１項に記載の垂直構造発光ダイオードの製造方法。
9. 前記第１メッキ層を形成する段階において、前記第１メッキ層は前記ｐ側電極の上面を含む全面上に塗布されるよう形成されることを特徴とする請求項１、請求項２乃至請求項８の何れか１項に記載の垂直構造発光ダイオードの製造方法。
10. 前記第１メッキ層を形成する段階において、前記第１メッキ層は前記素子分離領域の一部をオープンさせるよう形成されることを特徴とする請求項１、請求項２乃至請求項８の何れか１項に記載の垂直構造発光ダイオードの製造方法。
11. 前記第１メッキ層を形成する段階は、
    前記複数の素子領域を連結するよう前記ｐ側電極上にメッキシード層を形成する段階と、
    前記メッキシード層上に電気メッキを実施する段階と、を含むことを特徴とする請求項１、請求項２乃至請求項１０の何れか１項に記載の垂直構造発光ダイオードの製造方法。
12. 前記メッキシード層は、無電解メッキまたは蒸着により形成されることを特徴とする請求項１１に記載の垂直構造発光ダイオードの製造方法。
13. 前記第２メッキ層のパターンを形成する段階は、
    前記素子領域の第１メッキ層をオープンさせるフォトレジストパターンを形成する段階と、
    前記フォトレジストパターンを利用して、前記素子領域でのみ前記第１メッキ層上に選択的に電気メッキを実施する段階と、を含むことを特徴とする請求項１、請求項２乃至請求項１２の何れか１項に記載の垂直構造発光ダイオードの製造方法。
14. 前記ｎ型クラッド層、活性層及びｐ型クラッド層は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料で形成されることを特徴とする請求項１、請求項２乃至請求項１３の何れか１項に記載の垂直構造発光ダイオードの製造方法。
15. 前記ｎ型クラッド層、活性層及びｐ型クラッド層は、Ａｌ_ｘＧａ_ｙｌｎ_{（１−ｘ−ｙ）}Ｎ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｘ＋ｙ≦１）半導体材料で形成されることを特徴とする請求項１、請求項２乃至請求項１４の何れか１項に記載の垂直構造発光ダイオードの製造方法。
16. 前記成長用基板としてはサファイア基板を使用することを特徴とする請求項１５に記載の垂直構造発光ダイオードの製造方法。
17. 前記ｎ型クラッド層、活性層及びｐ型クラッド層は、Ａｌ_ｘＧａ_ｙｌｎ_{（１−ｘ−ｙ）}Ｐ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｘ＋ｙ≦１）半導体材料で形成されることを特徴とする請求項１、請求項２乃至請求項１４の何れか１項に記載の垂直構造発光ダイオードの製造方法。
18. 前記ｎ型クラッド層、活性層及びｐ型クラッド層は、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ（０≦ｘ≦１）半導体多材料で形成されることを特徴とする請求項１、請求項２乃至請求項１３の何れか１項に記載の垂直構造発光ダイオードの製造方法。

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