專利名稱：白光led芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于化合物半導(dǎo)體LED生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種白光 LED芯片。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的白光LED為采用GaN藍(lán)光芯片在封裝時(shí)用混有熒光粉的膠體包裹起來，通電發(fā)藍(lán)光后激發(fā)熒光粉后轉(zhuǎn)化黃光與未能被激發(fā)的藍(lán)光混合成白光的方式發(fā)射出來。請(qǐng)參見圖1，其結(jié)構(gòu)包括P極1'，透明導(dǎo)電層2'，P-GaN層3'，LED發(fā)光層4'，N-GaN層 5'，N極6'和藍(lán)寶石襯底(Sapphire) 7'，該芯片工藝為在藍(lán)寶石(Sapphire)基板上采用MOCVD工藝生長(zhǎng)，GaN外延發(fā)光層后經(jīng)芯片化學(xué)、黃光、蒸鍍、蝕刻等工藝制作金屬電極， 再經(jīng)研磨、拋光、切割等工藝制作成單顆的芯片。請(qǐng)參見圖2，現(xiàn)有的一種白光LED芯片為 將單顆的芯片11'采用封裝工藝將芯片11'固定到PCB板或金屬支架上經(jīng)打線工藝再經(jīng)熒光粉22'點(diǎn)膠封膠工藝后制作而成。該種白光LED芯片出光率較低，且因?yàn)樾酒?1'表面熒光粉22'厚度不一，即芯片表面受激發(fā)熒光粉22'的量不一，藍(lán)光芯片11'激發(fā)熒光粉22'發(fā)出的黃光與未激發(fā)熒光粉溢出的藍(lán)光混合的比例不一，必然會(huì)存在光斑現(xiàn)象。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種白光LED芯片，該種白光芯片的制作工藝簡(jiǎn)單易行，發(fā)光均勻且出光率高。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的采用的技術(shù)方案是提供一種白光LED芯片， 包括依序?qū)盈B設(shè)置的藍(lán)寶石襯底、N-GaN層、LED發(fā)光層、P-GaN層、透明電極層，以及設(shè)于所述透明電極層上的P-電極和設(shè)于所述N-GaN層上的N-電極，所述透明電極層上設(shè)有熒光粉硅膠層。進(jìn)一步地，所述的熒光粉硅膠層的厚度為10 μ m-80 μ m。進(jìn)一步地，所述的白光LED芯片的側(cè)面還設(shè)置有熒光粉硅膠層。本實(shí)用新型提供的白光LED芯片的有益效果在于本白光LED芯片結(jié)構(gòu)將原SW2 保護(hù)層用熒光粉硅膠層替代，讓LED藍(lán)光直接激發(fā)熒光粉以白光的方式發(fā)射出來，同時(shí)LED 側(cè)面發(fā)光同樣可以被熒光粉硅膠層遮擋受激發(fā)而出白光，該種結(jié)構(gòu)的芯片可大大提升白光在封裝端的發(fā)光效率，芯片的發(fā)光效率綜合提升16%以上，且發(fā)出的白光均勻；同時(shí)該芯片結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)成本較低。

圖1為現(xiàn)有的LED藍(lán)光芯片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有的LED藍(lán)光芯片封裝成發(fā)白光芯片后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的白光LED芯片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的白光LED芯片的俯視結(jié)構(gòu)示意圖[0012]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的白光LED芯片的制作工藝中蝕刻前芯片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的白光LED芯片的制作工藝中蝕刻后芯片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的白光LED芯片的制作工藝中制作好電極后芯片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的白光LED芯片的制作工藝中制作好切割道后芯片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的白光LED芯片的制作工藝中涂上熒光粉硅膠層后芯片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的白光LED芯片的制作工藝中涂布好光阻層后芯片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的白光LED芯片的制作工藝中除去電極上的光阻層后芯片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的白光LED芯片的制作工藝中除去電極上的熒光粉硅膠層后芯片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的白光LED芯片的制作工藝中除去熒光粉硅膠層的光阻層后芯片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。請(qǐng)參照?qǐng)D3及圖4，為本實(shí)用新型提供的白光LED芯片剖面結(jié)構(gòu)示意圖及俯視圖。 所述白光LED芯片包括依序?qū)盈B設(shè)置的藍(lán)寶石襯底1、N-GaN層2、LED發(fā)光層3、P-GaN層 4、透明電極層5，以及制作于所述透明電極層5上的P-電極6和制作于所述N-GaN層2上的N-電極7，所述透明電極層5上設(shè)有熒光粉硅膠層8。本實(shí)用新型提供的白光LED芯片結(jié)構(gòu)為采用將原S^2保護(hù)層用熒光粉硅膠層8替代，讓LED藍(lán)光直接激發(fā)熒光粉以白光的方式發(fā)射出來，該種結(jié)構(gòu)的芯片可大大提升白光在封裝端的發(fā)光效率和出光率，并且發(fā)光均勻；同時(shí)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)化，節(jié)約其生產(chǎn)成本。進(jìn)一步地，作為本實(shí)用新型提供的白光LED芯片的一種具體實(shí)施方式
，所述的熒光粉硅膠層8的厚度為10μπι-80μπι。該厚度可以根據(jù)需求的白光的光電參數(shù)合理調(diào)整熒光粉硅膠層8的厚度。進(jìn)一步地，參見圖3，作為本實(shí)用新型提供的白光LED芯片的一種具體實(shí)施方式
， 所述的白光LED芯片的側(cè)面還設(shè)置有熒光粉硅膠層8。對(duì)于側(cè)面發(fā)光的芯片來說，側(cè)面涂布熒光粉硅膠層8能夠防止藍(lán)光從側(cè)面溢出，形成光斑；同時(shí)LED側(cè)面發(fā)光同樣可以被熒光粉硅膠層8遮擋受激發(fā)而出白光，進(jìn)一步提升其發(fā)光率和出光率。不過，對(duì)于垂直發(fā)光的芯片，則不需要在側(cè)面涂布熒光粉。下面對(duì)本實(shí)用新型提供的白光LED芯片生產(chǎn)工藝做如下說明請(qǐng)順次參照?qǐng)D5至圖13，現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行說明。本白光LED芯片的制作工藝，包括以下步驟步驟一，將依次層疊設(shè)有藍(lán)寶石襯底1、N-GaN層2、LED發(fā)光層3和P-GaN層4的基板切割成合適的尺寸將基板切割成合適的尺寸；切割后的結(jié)構(gòu)請(qǐng)參見圖5。步驟二，在切割后的基板上制作出透明電極層5，并采用蝕刻法將P-GaN層露出， 以便制作N電極；具體結(jié)構(gòu)參見圖6。步驟三，在透明電極層5上制作出P電極6，在N-GaN層2上制作出N電極9 ；具體參見圖7，刻蝕后，凹陷處10為制作N電極6的位置，而P電極7制作于透明電極層5之上。步驟四，采用激光切割出切割道20，切割深度至基板的藍(lán)寶石襯底1。參見圖8，切割道20形成后為環(huán)芯片上半部分一周，為半切狀態(tài)，目的在于便于后續(xù)工藝中可以在芯片上半部分的側(cè)面填充熒光粉，同時(shí)也便于將芯片切割成單顆的晶粒。步驟五，在芯片上增設(shè)一可以將藍(lán)光激發(fā)為白光的熒光粉硅膠層8;參見圖9，將熒光粉硅膠層8涂布后，其分布于切割道20內(nèi)、覆蓋于P電極6和N電極7上以及透明電極層5上。此步驟是將熒光粉硅膠層均勻的涂布在整個(gè)芯片表層。步驟六，在所述熒光粉硅膠層8上涂布光阻層9 ；該步驟完成后，芯片的結(jié)構(gòu)如圖 10所示。目的在于利用光阻層9對(duì)光的敏感程度在表層的熒光粉硅膠層8上形成需要去除或者需要保留的區(qū)域。步驟七，通過顯影、刻蝕等工藝除去所述P電極6和N電極7上的光阻層9 ；該步驟完成后，芯片的結(jié)構(gòu)如圖11所示，去除了除芯片發(fā)光區(qū)外的光阻層9。步驟八，除去所述P電極6和N電極7上的熒光粉硅膠層8 ；參見圖12。去除了除芯片發(fā)光區(qū)外的熒光粉硅膠層8。步驟九，除去剩余部分的熒光粉硅膠層8上的光阻層9。參見圖13。將發(fā)光區(qū)部分的光阻層9完全去除，這樣芯片激發(fā)熒光粉產(chǎn)生的黃光與藍(lán)光混合白光直接射出芯片表面而不需要再透過一層光阻層。進(jìn)一步地，在所述步驟九之后還包括步驟十將步驟八得到的白光LED芯片分離成單顆的LED晶粒。單顆晶粒的結(jié)構(gòu)請(qǐng)參見圖3及圖4。具體地，所述步驟一中的刻蝕為濕式蝕刻和干式蝕刻。具體來說，濕式蝕刻是利用溶液溶解需要除去的物質(zhì)，不需要除去的物質(zhì)需要用另外一種物質(zhì)作為保護(hù)；干式蝕刻是利用電場(chǎng)離子轟擊將不需要的物質(zhì)去除。具體地，所述步驟四中，將熒光粉硅膠層8制作于透明電極層5之上的工藝順次包括涂布、光刻、蝕刻、烘烤。熒光粉與硅膠以一定比例混合好之后倒入涂布機(jī)中，設(shè)置一定的機(jī)臺(tái)參數(shù)及需要涂布的厚度，均勻涂布，然后將涂布熒光粉的芯片放到高溫烤箱里以一定溫度和時(shí)間烘烤。具體地，所述步驟九順次包括研磨、拋光、切割、劈裂工藝。具體為將芯片固定在研磨機(jī)臺(tái)的研磨輪或者拋光軸上，以一定的速率和時(shí)間進(jìn)行研磨、拋光；利用激光切割機(jī)根據(jù)芯片的大小進(jìn)行半切，可以正切和背切；運(yùn)用劈裂機(jī)沿著切割道劈裂成單顆芯片。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種白光LED芯片，包括依序?qū)盈B設(shè)置的藍(lán)寶石襯底、N-GaN層、LED發(fā)光層、P-GaN 層、透明電極層，以及設(shè)于所述透明電極層上的P-電極和設(shè)于所述N-GaN層上的N-電極， 其特征在于所述透明電極層上設(shè)有熒光粉硅膠層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光LED芯片，其特征在于所述熒光粉硅膠層的厚度為 10 μ m-80 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的白光LED芯片，其特征在于所述白光LED芯片的側(cè)面還設(shè)置有熒光粉硅膠層。
專利摘要本實(shí)用新型適用于LED生產(chǎn)領(lǐng)域，提供了一種白光LED芯片，包括依序?qū)盈B設(shè)置的藍(lán)寶石襯底、N-GaN層、LED發(fā)光層、P-GaN層、透明電極層，以及設(shè)于所述透明電極層上的P-電極和設(shè)于所述N-GaN層上的N-電極，所述透明電極層上設(shè)有熒光粉硅膠層。本實(shí)用新型提供的白光LED芯片，通過在芯片的表層直接涂布熒光粉，使其形成一熒光粉硅膠層，大大提高芯片的發(fā)光率和出光率，且發(fā)光均勻，并可大大節(jié)省其生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)H01L33/50GK202127041SQ20112015036
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者殷仕樂 申請(qǐng)人:深圳市瑞豐光電子股份有限公司