차세대반도체연구회

[발명의 명칭]

LED 칩 기판용 사파이어 단결정 박막의 제조방법 및 이로부터 제조된 LED 칩

[출원인]

(주)이피글로벌

[발명자]

김현진

[출원번호]

10-2012-0124867

[출원일]

2012년11월06일

[IPC]

H01L 21/20 H01L 21/02 H01L 33/02

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제(목적) 및 효과]

본 발명은 (A) 석영유리 기판의 한쪽 표면에 알루미늄을 증착하는 단계; (B) 상기 알루미늄을 사파이어로 변환시키기 위한 챔버 내에서, 가열장치에 의해 가열되는 부위가 직선이 되도록 상기 증착된 알루미늄을 국부적으로 가열하고, 상기 알루미늄이 증착된 석영유리 기판의 증착되지 않은 밑면을 냉각되는 부위가 직선이 되도록 냉각하면서, 상기 가열된 알루미늄에 산소를 접촉시켜, 산화반응에 의해 상기 알루미늄을 변환시켜 사파이어 단결정을 형성하는 단계; 및 (C) 상기 알루미늄이 증착된 석영유리 기판을 길이 방향으로 연속적으로 이동시키거나 상기 가열장치를 상기 알루미늄이 증착된 석영유리 기판의 길이 방향으로 연속적으로 이동시키는 단계를 포함한 LED 칩 기판용 사파이어 단결정 박막의 제조방법을 제공한다.

상기와 같은 해결수단에 의해 본 발명은, 기존의 제조 방식인 알루미나 원료의 고순도 정제, 도가니에서 알루미나 전체의 용해, 사파이어 단결정 성장, 사파이어 잉곳의 절단 가공 및 사파이어 웨이퍼의 연마가 별도의 독립적인 다단계 공정인 것과 비교하여, 제조공정이 간소화되며, 정제공정이 필요 없고 도가니 표면과 알루미나 용융체와의 반응에 의한 도가니의 열화 및 불순물의 유입이 원천적으로 배제되어 고순도의 균일한 사파이어 단결정 박막을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 고가의 도가니가 필요 없으며, 사파이어 단결정 박막을 형성하는 시간의 단축으로 에너지가 절감되며, 절단가공에서의 손실이 최소화되어 생산비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명은 폭과 길이의 제한이 없는 LED 칩 기판을 제조할 수 있으며, LED 제조의 MOCVD공정에서 LED 칩 기판 위에 에피층을 500~1100 ℃의 고온에서 형성할 때, 본 발명의 LED 칩 기판은 상기 고온에서도 석영유리 기판에 의해 기계적 강도가 우수하여 휨 발생 및 상기 에피층의 결함이 감소하여 LED 칩의 생산 수율이 증대되며, 기존의 사파이어 기판에 비해 가격이 저렴해 진다.

또한, 사파이어 단결정 박막의 두께를 최소화할 수 있어 LED 칩의 작동 중에 발생하는 열을 용이하게 방출하는 효과를 제공한다.