專利名稱：白色發(fā)射led芯片以及用于制造其的方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及半導體器件，并且更具體地說涉及引線接合自由(wire-bondfree)的白光發(fā)射器件以及用于制造該白光發(fā)射器件的方法。相關技術的描述發(fā)光二級管(LED)是將電能轉化為光的固態(tài)器件，并且通常地包括ー個或多個夾置在相對摻雜層之間的一個或多個半導體材料的活性層。當橫跨摻雜層施加偏壓時，空穴和電子被注入到活性層中，空穴和電子在活性層重新接合以產生光。光從活性層并且從LED 的所有表面發(fā)射出來。傳統(tǒng)LED不能從它們的活性層產生白光。來自藍色發(fā)射LED的光通過用黃色熒光齊U、聚合物或染色劑圍繞LED而轉換為白光，典型的熒光劑是鈰摻雜釔鋁石榴石(Ce: YAG)。[參見Nicha Corp.白色LED，第NSPW300BS，NSPff 312BS號部分等；還參見Lowrey的第5，959，316 號專利“ Multiple Encapsulation ofPhosphor-LED Devices”]。圍繞的突光劑材料將LED的藍色光中的ー些的波長向下轉換，將其顔色改變?yōu)辄S色。藍色光中的ー些穿過熒光劑而不被改變，同時光的大量部分被向下轉換為黃色。LED發(fā)射藍色與黃色光，藍色與黃色光接合以提供白色光。在另ー個方法中，來自紫色或紫外發(fā)射LED的光通過用多色熒光劑或染色劑圍繞LED而轉化為白光。用于制造高效的半導體器件的ー種方法稱作倒裝芯片，或者引線接合自由安裝。LED的倒裝芯片涉及將LED安裝到基座(submount)基板側上。然后光被提取出并且通過透明基板發(fā)射，或者基板可以一起移除。倒裝芯片安裝是用于安裝基于SiC的LED特別理想的技術。由于SiC比GaN具有更高的折射率，因此在活性區(qū)域中產生的光不在GaN/SiC界面處發(fā)生內部反射(即向回反射到基于GaN的層中)。當利用本技術領域中已知的一些芯片成形技術時，基于SiC的LED的倒裝芯片安裝提供了改進的光提取。SiC LED的倒裝芯片封裝還具有諸如改進的熱提取/消散的其它益處，根據(jù)用于芯片的特定應用，這些益處可能是所期望的。已經嘗試用于制造白色發(fā)射倒裝芯片安裝器件的多種方法。例如，PhilipsLumileds已經開發(fā)了薄膜倒裝芯片技術,該技術接合它們的“Lumiramic”突光劑板來形成白色發(fā)射的引線接合自由LED。為了制造這些器件，在單個化的芯片等級執(zhí)行多個制造步驟?；ALED是在移除LED基板之前安裝到基座晶片的単獨的倒裝芯片。然后將Lumiramic板単獨地接合到每個芯片。作為另ー個實例，在美國專利第2008/0173884號公開(轉讓給作為本發(fā)明的同一申請人)中，引線接合自由晶片涂覆有載有熒光劑的硅樹脂并且然后在其制造之后固化。然后，涂覆的晶片可以通過將熒光劑涂層打磨到均一的厚度而被進一歩處理。最后，晶片被切害わ并且將單個化的芯片布置成用于晶粒附接。
盡管倒裝芯片、或引線接合自由的LED芯片設計適于多種應用，但白色發(fā)射倒裝芯片器件可能很難制造。為使總體的光提取最大化同時限定從器件的側壁的光發(fā)射，可以將LED晶片基板薄化或者完全移除。如此，用于剩余材料的機械支撐件基本上地由電極、以及封裝或者基座(器件倒裝芯片安裝在其上)提供。這可以形成機械上易壞并且在制造和晶粒處理過程中低產出的器件。在封裝后的可靠性問題也是一個問題。此外，基礎LED材料(諸如SiC、GaN,以及多種接觸金屬)可以具有諸如在<20ppm/ ° C范圍內的較低的熱膨脹系數(shù)(CTE )。可替換地，為使芯片發(fā)射白光而提供的一些材料(諸如娃樹脂涂層)具有聞的CTE,諸如在>100ppm/° C的范圍內。低CTE和高CTE材料通常地附接到彼此以形成完整的器件，因此形成CTE誤配。CTE誤配可能加重白色發(fā)射倒裝芯片器件的機械上易壞的屬性。這可能在溫度周期過程中導致器件故障。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了用于制造半導體器件的裝置和方法，所述半導體器件諸如白光發(fā)射的倒裝芯片發(fā)光器件，其高度有效并且在機械上堅固。通過執(zhí)行在晶片級而不是芯片級的處理步驟，該器件的制造允許較高的產量和較低的成本。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式包括用于制造LED芯片的方法。該方法包括預先形成加蓋晶片，該加蓋晶片包括轉換材料。制造包括多個LED的引線接合自由LED晶片。然后，使用粘合劑將加蓋晶片接合到LED晶片。最后，當完成所有最終制造步驟時，將LED芯片單個化。依照根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式，提供了包括基座晶片和安裝在基座晶片上的多個LED倒裝芯片的LED芯片。還提供了利用粘合劑接合到LED的加蓋晶片。加蓋晶片包括轉換材料。從LED發(fā)射的光的至少一些通過加蓋晶片，光中的至少一些在加蓋晶片處通過轉換材料被轉換。在根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式中，提供了引線接合LED芯片。此外，提供了利用粘合劑接合到LED的加蓋晶片。加蓋晶片用作用于LED芯片的機械支撐件。轉換材料集成在加蓋晶片中，其中轉換材料轉換從所述LED發(fā)射的光中的至少一些。從下面的詳細描述與附圖一起，本發(fā)明的這些和其它特征對于本領域中的技術人員來說將是顯而易見的，在附圖中


圖I是在根據(jù)本發(fā)明的一個方法中的制造步驟時的LED晶片的一個實施方式的截面視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的加蓋晶片的一個實施方式的截面視圖；圖3是接合到圖I的LED晶片的圖2的加蓋晶片的截面視圖；圖4是在倒裝芯片安裝之后的圖3中的基座晶片和LED晶片的截面視圖；圖5是在加蓋晶片的打磨/拋光之后的圖4中的加蓋晶片、基座晶片、以及LED晶片的截面視圖；圖6是在單個化之后的圖5中的加蓋晶片、基座晶片和LED晶片的截面視圖；圖7是在根據(jù)本發(fā)明的一個方法中的制造步驟時的LED晶片另一個實施方式的截面視圖；圖8是在基板移除以及GaN表面蝕刻之后的圖7的LED晶片的截面視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的加蓋晶片的一個實施方式的截面視圖；圖10是接合到圖8的LED晶片的圖9的加蓋晶片的截面視圖；圖11是在倒裝芯片安裝之后的圖10中的基座晶片和LED晶片的截面視圖；以及圖12是在單個化之后的圖11中的加蓋晶片、基座晶片和LED晶片的截面視圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了特別地適用于諸如LED的半導體器件的晶片等級加蓋的制造方法。本發(fā)明還提供了利用這些方法制造的諸如LED的半導體器件、以及相關的LED封裝和LED陣列。本發(fā)明提供制作器件以及可以表面安裝或者可以以其它方式引線接合自由的器件的 方法。加蓋層安裝到LED晶片并且具有其可以減小晶片中的LED或者該結構的其它晶片層可能在加熱周期過程中受損的可能性ー些特征。在一些實施方式中，在安裝到封裝或者基座的LED的熱循環(huán)過程中，加蓋層具有減小LED或其它晶片層將受損的可能性。該溫度周期可以使LED加熱直到約300° C，這已經表現(xiàn)為將壓カ引入到具有不同特征的層上。在一個實施方式中，加蓋晶片(或層)使用粘合層接合到LED晶片，并且在一些實施方式中，加蓋晶片可以包括向下轉換物。在一些實施方式中，加蓋晶片的特征在于加蓋晶片的熱膨脹系數(shù)接近于LED晶片中的LED層的熱膨脹系數(shù)("CTE")。這允許加蓋晶片和LED晶片在加熱周期過程中以類似的速度膨脹，這使二者之間的應カ減小。這進而減小了對LED晶片的損害，否則的話可能由應カ造成對LED晶片的所述損害。在其它實施方式中，加蓋層可以具有接近于安裝有LED的封裝或基座的CTE。這還減小了在附接熱循環(huán)過程中由LED經受:的應力。在接合加蓋晶片之后，可以對LED晶片的與加蓋晶片相對的未接合表面施加最終制造步驟，使得加蓋晶片用作堅固的機械支撐件。應該指出的是，所有的制造步驟都是在器件單個化之前在晶片等級完成的。在這里參照一定的實施方式來描述本發(fā)明，但是應該理解的是，本發(fā)明可以以許多不同的形式體現(xiàn)并且不應該理解為局限于這里闡述的實施方式。具體地說，下面相對于通常地包括載有熒光劑的硅樹脂涂層的具有下轉換物(down-converter)加蓋晶片/層的加蓋LED晶片描述了本發(fā)明，但是應該理解的是，加蓋晶片可以涂覆有用于下轉換、保護、光提取或擴散的其它材料。加蓋材料還可以具有混合在其中的轉換材料來替代轉換材料涂層。根據(jù)本發(fā)明的方法還可以用于用不同的材料對其它半導體器件加蓋。此外，在加蓋晶片上可以形成單個或多個涂層和/或層。涂層可以不包括熒光劑、ー種或多種熒光劑、擴散顆粒和/或其它材料。涂層還可以包括提供下轉換的諸如有機染料的材料。在具有多個涂層和/或層的情況下，如與其它層和/或涂層相比，每個都可以包括不同的熒光劑、不同的擴散顆粒、諸如透明度、折射率的不同的光學特性、和/或不同的物理特性。LED可以具有以不同方式布置的多種不同的半導體層，并且在根據(jù)本發(fā)明的不同實施方式中可以發(fā)射多種不同的顔色。LED結構、特征、和它們的制造和操作通常地是本技術領域中已知的并且在這里僅簡要地說明?？梢岳靡阎倪^程制造LED的層，具有使用金屬有機化學蒸汽沉積(MOCVD)制造的適當過程。LED芯片的層通常地包括夾置在第一和第二相対的摻雜的外延層(它們全部都在生長基板上相繼地形成)之間的活性層/區(qū)域。LED芯片可以形成在晶片上并且然后被單個化以便安裝在封裝中。應該理解的是，生長基板可以保持作為最終單個化的LED的一部分，或者生長基板可以完全地或者部分地被移除。此外，如本領域中所已知的，LED可以具有豎直或者橫向的幾何形狀。包括豎直幾何形狀的LED可以在基板上具有第一接觸部并且在p型層上具有第二接觸部。施加到第一接觸部的電信號擴展到n型層中，并且施加到第二接觸部的信號擴展到p型層中。在III族氮化物器件的情形中，已知的是薄的半透明電流散布層曾通常覆蓋P型層的一些或者全部。應該理解的是，第二接觸部可以包括這樣的層，該層通常是諸如鉬(Pt)的金屬或者諸如銦錫氧化物(IT0)的透明導電性氧化物。LED還可以包括橫向幾何形狀，其中兩個接觸部都在LED的頂部上。p型層和活性區(qū)域的一部分諸如通過蝕刻被移除，以使在n型層上暴露接觸臺面。第二橫向n型接觸部設置在n型層的臺面上。該接觸部可以包括利用已知的沉積技術沉積的已知材料。應該理解的是，當一元件被稱為“在另一元件上”、“連接到另一元件上”、“耦接到另一元件上”或“與另一元件接觸”時，則該元件可直接位于另一元件上、連接到另一元件 上、耦接到另一元件上或與另一元件接觸，或者也可以存在居間元件。相反，當一元件被稱為“直接在另一元件上”、“直接連接到另一元件上”、“直接耦接到另一元件上”或“直接與另一元件接觸”時，則不存在居間元件。同樣，當?shù)谝辉Q作“與第二元件電接觸”或者“電連接到第二元件”時，存在允許電流在第一元件與第二元件之間流動的電路。該電路可以包括電容器、耦接的電感器、和/或即使在導電性元件之間沒有直接接觸的情況下也允許電流流動的其它元件。盡管可以在這里使用術語第一、第二等來描述不同的元件、部分、區(qū)域和/或部分，但是這些元件、部分、區(qū)域和/或部分不應該被這些術語所限定。這些術語僅用于將一個元件、部分、區(qū)域或部分與另一個元件、部分、區(qū)域或部分區(qū)分開。因此，在不偏離本發(fā)明的教導的前提下，下面描述的第一元件、部分、區(qū)域或部分也可以稱為第二元件、部分、區(qū)域或部分。本發(fā)明的實施方式在這里參照本發(fā)明的實施方式的示意性描述的截面視圖描述。如此，部分的實際厚度可以是不同的，并且預期例如由于制造技術和/或公差的原因而與示出的形狀不同。本發(fā)明的實施方式不應該理解為限于這里示出的區(qū)域的特別的形狀，而是應包括例如由于生產等原因而在形狀上的偏差。由于正常的制造公差，示出或者描述為正方形或者長方形的區(qū)域將通常地具有圓形或者彎曲的特征。因此，附圖中示出的區(qū)域本質上是示意性的，并且它們的形狀不旨在示出器件的區(qū)域的準確形狀，并且不旨在限定本發(fā)明的范圍。圖1-6示出利用根據(jù)本發(fā)明的方法制造的晶片等級LED芯片10的一個實施方式，其中通過一系列附圖示出了在多個制造步驟時的LED芯片10。即，在分離/單個化成單個LED芯片之前，在全部制造步驟未完成的點處，在一些附圖中示出LED芯片10。LED芯片包括LED，并且為了容易描述和理解，將LED作為單獨的器件示出。然而，應該理解的是，LED層中的一個或多個可以是連續(xù)的，因此LED可以以晶片形式提供。包括垂直虛線(如圖3-5中示出的)，以便示出在后面制造步驟的在LED芯片10之間的分離或切割線。如下面進一步描述的，該分離或切割可以發(fā)生在制造過程中的不同點處。圖1-6還示出了在晶片等級的僅兩個器件，但是應該理解的是，可以由單個晶片形成更多個LED芯片。例如，當制造具有I平方毫米尺寸的LED芯片時，可以在3英寸的晶片上制造高達4500個LED芯片。LED中的每個都可以具有以不同方式布置的多個不同的半導體層。LED的制造和操作通常是本領域中已知的，并且在這里僅簡要地描述?？梢岳靡阎倪^程制造LED的層，具有使用金屬有機化學蒸汽沉積(MOCVD)制造的適當過程。LED的層通常地包括夾置在第一和第二相対的摻雜的外延層14、16 (它們其全部都在基板12上相繼地形成)之間的活性層/區(qū)域。應該理解的是，在LED中還可以包括其它層和元件，包括但不限于緩沖器、成核層、接觸層和電流擴展層以及光提取層和元件?；钚詤^(qū)域可以包括單個量子阱(SQW)、多個(MQW)、雙異質結構或者超晶格結構。在一個實施方式中，第一外延層14是η型摻雜層并且第二外延層16是P型摻雜層，但是在其它實施方式中，第一層14可以是P型摻雜的并且第ニ層16可以是η型摻雜的。第一和第二外延層14、16在下文中分別被稱作η型層和P型 層。
LED的活性區(qū)域和層14、16可以由不同的材料系制造，優(yōu)選的材料系是基于III族氮化物的材料系。III族氮化物指的是形成在氮與周期表的III族中的元素(通常是鋁(Al)、鎵(Ga)和銦(In))之間形成的那些半導體化合物。該術語還表示諸如氮化鋁鎵(AlGaN)和氮化鋁銦鎵(AlInGaN)的三元與四元化合物。在一個優(yōu)選的實施方式中，η型層和P型層14、16是GaN (GaN)并且活性區(qū)域是氮化銦鎵。在可替換的實施方式中，η型層和P型層14、16可以是AlGaN、鋁鎵砷(AlGaAs)或者鋁鎵砷化銦磷化物(AlGalnAsP)。生長基板12可以由諸如藍寶石、碳化硅(SiC)、氮化鋁(AIN)、GaN、Si的多種材料制成，其中適當?shù)幕迨?H多形體(polytype)碳化娃,但是還可以使用包括3C、6H與15R的其它碳化硅多形體型。碳化硅具有ー些優(yōu)點，諸如與藍寶石相比，與III族氮化物匹配的更接近的晶格，并且形成高質量的III族氮化物薄膜。碳化硅還具有非常高的熱傳導性，從而在碳化硅上的III族氮化物器件的總輸出功率不受基板的散熱限制(而在形成在藍寶石上的一些器件的情況下可能受到限制)。SiC基板可以從北卡羅萊納州的達勒姆的Cree Research, Inc.獲得，并且用于制造它們的方法在科學文學以及在第Re. 34，861 ;4，946，547 ;以及5，200, 022號美國專利中闡述。在示出的實施方式中，基板12處于晶片等級，多個LED 10形成在晶片基板12上?；?2可以具有不同的厚度。在ー個可選的處理步驟中，基板12還可以利用諸如機械打磨、蝕刻或者激光消融的已知方法薄化或移除，以允許LED芯片的單個化更容易并且更可靠。該薄化或基板移除還可以形成具有期望厚度的LED芯片。應該注意的是，在圖I中描述的基板12不再在圖3-7中進行描述，因為根據(jù)ー個可能的實施方式該基板已經被移除。應該理解的是，可替換地，基板12可以被薄化或保持原樣。在基板12由與諸如SiC的成形兼容的材料制成的其它實施方式中，基板12可以包括不同的形狀以增強光提取。本發(fā)明特別地適干與LED —起使用，其中LED布置成兩個接觸部都可以從ー個表面可接觸，諸如具有如示出的橫向幾何形狀LED。然而，應該理解的是，還可以使用豎直幾何形狀LED。橫向幾何形狀器件通常地布置有狹縫等級的電極構造，其中兩個電極都位于器件的不同等級(level)上的層的頂部表面上。因此，該電極不共享共用的表面，而是共享相對于它們所布置的層的共用頂側定向。電荷載體響應于偏壓而橫向地移動通過用于電流路徑的至少一部分的半導體層。在本技術領域中已知并且使用該通常幾何形狀的多種變型。LED中的每個都能夠具有第一和第二電極或接觸部22a、22b。在示出的實施方式中，第一接觸部22a在p型層接觸部20的臺面上，并且第二接觸部22b與n型層接觸部18接觸。施加到第一接觸部22a的電信號擴散到p型層16中，并且施加到第二接觸部22b的信號擴展到n型層14中。第一和第二接觸部可以包括多種不同的材料，諸如Au、銅(Cu)、鎳(Ni)、銦(In)、鋁(Al)、銀(Ag)、或它們的組合。在又一些實施方式中，接觸部可以包括諸如氧化銦錫、氧化鎳、氧化鋅、氧化鎘錫、鈦鶴鎳、氧化銦、氧化錫、氧化鎂、ZnGa2O4、Zn02/Sb、Ga203/Sn、AgIn02/Sn、In203/Zn、CuA102、LaCuOS、CuGaO2 和 SrCu2O2 的導電氧化物和透明導電氧化物。所使用的材料的選擇可以取決于接觸部的位置以及所期望的電特性(諸如透明度、結電阻率以及片電阻)。應該理解的是，可以提供其它LED結構和幾何形狀來用于具有從一個表面可接近的接觸部的結構的本發(fā)明中。這些可替換的實施方式可以通過利用諸如導電過孔、跡線或 者其它導電性路徑的其它導電性結構來提供該接近。在示出的實施方式中，第一接觸部22a基本上覆蓋整個p型層16，并且第二接觸部覆蓋n型層14的一部分。由于從LED發(fā)射的光主要地通過基板12，因此第一和第二接觸部22a、22b不與光發(fā)射干擾或者減小光發(fā)射。在其它實施方式中，第一和第二接觸部22a、22b可以覆蓋小于或多于它們各自的表面，并且可以包括其它層或結構以幫助電流橫跨它們的表面擴散。在一個可能的實施方式中，薄的電流擴散層可以覆蓋P型層16和n型層14中的一些或全部，P型層和n型層可以是透明的或者半透明的。這些材料的實例包括鉬(Pt)或諸如氧化銦錫(ITO)的透明導電氧化物，但是還可以使用其它材料。第一和第二接觸部22a、22b可以具有不同的厚度。在一個優(yōu)選的實施方式中，電極/接觸部22a、22b非常厚并且包括金屬，并且當/如果基板12薄化或者移除時并且當/如果GaN表面諸如通過蝕刻被進一步制造時，所述電極/接觸部為LED芯片10提供主要的機械支撐。還可以在p型或n型臺面的表面上包括電流擴散結構(未示出)以便從它們接觸部提高電流擴散和注入。電流擴散結構可以具有多種不同的形式，但是優(yōu)選地在接觸其中一個接觸部22a、22b的LED的表面上包括導電材料的指部。電流擴散結構可以利用已知的方法沉積，并且可以包括諸如Au、Cu、Ni、Al、Ag或它們的組合的上述材料以及導電氧化物和透明導電氧化物。根據(jù)一個其它可能的實施方式，還可以提供填充材料24以使第一和第二接觸部22a、22b電隔尚。圖2描述了具有期望折射率的加蓋晶片或層26(“加蓋晶片”)，該加蓋晶片或層將接合到LED芯片10的LED晶片。在一些實施方式中，加蓋晶片26包括透明和堅固的層28、以及熒光劑涂層或層30。在一些實施方式中，透明層28對于由LED芯片10發(fā)射的光、來自熒光劑涂層30的光或者來自于二者的光來說基本上是透明的。然而，應該理解的是，透明層對于來自LED芯片10和熒光劑涂層30的光不需要是100%透明的。加蓋晶片26可以具有與LED晶片基本上類似或更大的直徑，但是應該理解的是，加蓋晶片可以小于LED晶片的直徑，并且可以采取多種不同的形狀或尺寸。理想地，加蓋晶片26是預成型的，并且在晶片等級接合到LED芯片10，以在器件制造的稍后階段過程中以及當在它們單個化之后處理完整的器件時提供需要的機械支撐。這樣，加蓋晶片26可以減小通過制造對LED芯片10的機械損壞的可能性，并且增加了引線接合自由芯片的潛在產量。這可以降低制造LED芯片的總體成本。此外，透明層28可以具有與LED晶片的CTE更緊密地匹配的CTE。用于透明層28的CTE可以落入到多個不同的范圍中。例如，在一些實施方式中，加蓋晶片26可以具有在2-25ppm/° C范圍內的CTE，并且在另一個實施方式中其可以具有在2-14ppm/° C的范圍中的CTE。在又一些實施方式中，其可以具有13-20、5-11、7-9或2-5ppm/° C范圍內的CTE，并且在一些實施方式中其可以具有約7. 4ppm/° C的CTE。在一些實施方式中，透明層28可以包括具有與LED所安裝的封裝(或者例如如圖4中示出為元件36的基座)的材料匹配的CTE的材料。這減小了在附接熱循環(huán)過程中LED芯片的層所經受的應力，因此在該循環(huán)過程中減小了芯片將經受損壞的可能性。這些透明層可以具有與上述那些CTE相同的范圍，包括在一個實施方式中處于2-14ppm/° C的范圍內的CTE，并且在另一個實施方式中處于5-llppm/° C的范圍內的CTE。在其它實施方式中，可以具有處于7-9ppm/° C范圍內的CTE。在一些實施方式中，基座可以包括具有約8ppm/° C的CTE的氧化鋁，而在其它實 施方式中，基座可以包括具有約5ppm/° C的CTE的氮化鋁(A1N)。這兩種全部都具有與在橫向方向具有5.6ppm/° C的CTE的諸如GaN的某些半導體材料匹配的可接受CTE。對于這些基座中的每個來說，加蓋晶片可以具有帶有基本上與基座的CTE匹配的CTE的透明層
28。在一個實施方式中，CTE差值應該小于20%，并且在其它實施方式中CTE差值應該小于30%。在又一些實施方式中，CTE差值應該小于40%。在一個實施方式中，加蓋晶片26可以包括玻璃透明層28和硅樹脂涂層30。多種不同類型可以與透明層28的一個實施方式一起使用，所述透明層28包括諸如Corning 0211硼硅玻璃的在商業(yè)上可獲得的玻璃，其可以具有7.4ppm/° C的CTE。在其它實施方式中，層28可以包括諸如藍寶石的其它材料，其部分地根據(jù)其晶體取向具有7-7. 7ppm/° C的CTE。應該理解的是，還可以使用具有不同CTE的多種其它材料。在其它實施方式中，基座可以包括具有不同CTE的其它材料。在一些實施方式中，基座可以包括諸如硅的低CTE材料，其具有約2. 5ppm/° C的CTE。在這些實施方式中，透明層28加蓋晶片26可以具有在2-14或2-5ppm/° C范圍內的CTE，而在其它實施方式中，其可以具有在2.5-3. 5ppm/° C的范圍內的CTE。在一個實施方式中，透明層28可以包括可以具有約3. 25ppm/° C的CTE的低熱膨脹硼硅玻璃，但是應該理解的是，還可以使用具有不同CTE的多種其它材料。在此外的實施方式中，基座可以包括具有16. 4ppm/° C的較高CTE的金屬(諸如銅)。在這些金屬實施方式的一些中，加蓋透明層28可以具有在10-25ppm/° C范圍內的CTE，而在其它實施方式中透明層可以具有在13-20ppm/° C的范圍內的CTE。在其它實施方式中透明層可以具有在15-17ppm/° C范圍內的CTE。在一些實施方式中，可以使用特種玻璃來用于工程設計的CTE的透明層28。一種該特種玻璃包括商業(yè)上可獲得的AdvancedCeramics Mexim C ACL 2091，其可以具有約16. 5ppm/。C的CTE。應該理解的是，還可以使用具有不同CTE的多種其它材料。在一些實施方式中，涂層30可以優(yōu)選地包括載有熒光劑的硅樹脂，熒光劑用作用于白色發(fā)射光源的下轉換物。應該理解的是，可以期望除了白色以外的其它顏色，或者期望LED芯片自身可以具有轉換材料以轉換從LED芯片發(fā)射的光。在這些實施方式中，在加蓋晶片中，下轉換物可以不是必要的，并且加蓋晶片主要地用作堅固的機械支撐件。然而，通過將下轉換物結合作為用于白色發(fā)射光源的預先形成加蓋晶片26的元件，可以簡化整個制造過程。涂層30中的硅樹脂可以用作加蓋晶片26與LED芯片10之間的粘合剤。然而，應該理解的是，可以提供沒有涂層30的其它實施方式。在這些實施方式中，可以利用諸如用于獲得接合的熱或壓力的不同過程來將透明層28直接地接合到LED芯片10。在這些實施方式中，透明層可以包括轉換材料或者熒光劑或者沒有轉換材料或者熒光劑，并且在這些直接接合的實施方式中，在透明層28的其它表面上可以包括轉換材料。盡管加蓋晶片26的一個實施方式可以優(yōu)選地由具有硅樹脂/熒光劑涂層的玻璃形成，但是應該理解的是，根據(jù)本發(fā)明也可以用于二者的其它合適的材料。除上述材料以夕卜，加蓋晶片26還可以包括單晶體熒光劑片、燒結熒光劑、或者填充有熒光劑顆·粒的玻璃片。此外，加蓋晶片的透明部分可以可替換地包括任何其它適當?shù)牟牧?，該材料可以在機械上是堅固的并且能夠與包括SiC、GaN或ZnO的其它可能的材料一起在高溫經受通常的晶粒附接過程。涂層30還可以包括除了硅樹脂以外的多種不同的材料，其中所述不同的材料優(yōu)選地在固化后是堅固的并且在可見波長光譜中是基本上透明的。適當?shù)目商鎿Q材料是硅樹脂、環(huán)氧樹脂、旋涂玻璃、BCB、聚酰胺和聚合物，其中因為硅樹脂的高透明性和在高功率LED中的可靠性，所述優(yōu)選材料是硅樹脂。適當?shù)墓铇渲谏虡I(yè)上可從DOW Chemical以硅樹脂產品號0E6665獲得。在其它實施方式中，涂層材料可以被工程設計為與諸如芯片(半導體材料)和生長基板的特征指數(shù)匹配，這可以減少全內反射(TIR)并且提高光提取。根據(jù)本發(fā)明，在涂層30中可以使用多種不同的熒光劑。在根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式中，LED可以以藍色波長光譜發(fā)射光，并且熒光劑吸收藍光中的一些并且再發(fā)射黃色。進而，LED可以發(fā)射藍色和黃色光的白光組合。在一個實施方式中，熒光劑包括商業(yè)上可獲得的YAG: Ce，但是利用基于(Gd，Y)3(Al，Ga)5012 Ce的材料系的熒光劑的轉換顆粒，全范圍的黃色廣譜發(fā)射也是可能的。下面列出了用作LED芯片中的轉換顆粒的一些其它適當熒光劑，但是也可以使用其它的轉換顆粒。每個都顯示了在藍色和/或UV發(fā)射光譜中的激發(fā)，提供了期望的峰值發(fā)射，具有有效的光轉換，并且具有可接受的斯托克斯位移(Stokesshift)黃餼/綠代(Sr, Ca，Ba) (Al，Ga)2S4:Eu2+ Ba2 (Mg，Zn) Si2O7: Eu2+Gd。46Sr。J1Al1 ^3OxF1 38: Eu 0 06(Ba1-PySrxCay) SiO4: EuBa2SiO4 = Eu2+紅色Lu2O3: Eu3+(Sr2_xLax) (Ce1^Eux) O4Sr2Ce1^EuxO4Sr2_xEuxCe04SrTiO3: Pr3+，Ga3+
CaAlSiN3: Eu2+Sr2Si5N8IEu2+可以使用不同尺寸的熒光劑顆粒，包括但不限于納米尺寸的顆粒到20-30微米尺寸的顆?；蚋蟮念w粒。較小的顆粒尺寸通常地比較大尺寸的顆粒更好地分散和混合顏色，以提供更加均勻的光。與較小的顆粒相比，較大的顆粒通常地在轉換光方面更有效率，但是發(fā)射較不均勻的光。在一個實施方式中，顆粒尺寸在2-5微米的范圍內。在其它實施方式中，涂層30可以包括不同類型的熒光劑，或者可以包括用于單色或多色光源的多個熒光劑涂層。涂層30還可以具有不同的熒光劑材料的濃度，通常的濃度按照重量在30-70%的范圍內。在一個實施方式中，熒光劑的濃度按照重量為約65%，并且優(yōu)選地在整個粘結劑中均勻地分散。此外，在其它實施方式中，涂層可以包括不同濃度類型的熒光劑的多個層，或者透明硅樹脂的第一涂層可以被沉積，接著是載有熒光劑的層。涂層還可以包括用于分散或混合光的元件，包括但不限于分散顆粒。此外，涂層30的表面和/或透明層可以粗糙化或者成形為提聞光提取。 預形成加蓋晶片26的至少一個優(yōu)點是能夠預先篩分和/或定制(tailor)下轉換物以精密地匹配LED晶片和期望的顏色點。關于熒光劑涂層，該涂層可以在晶片等級被打磨到期望的厚度。此外，轉換材料的厚度可以在晶片等級在每個LED處單獨地定制，這可以在加蓋晶片與LED晶片接合在一起之前或之后發(fā)生。此外，加蓋晶片是有利的，因為其可以使得不必要進行任何附加的封裝。由此，具有加蓋晶片的成品晶?？梢杂米髯罱K芯片等級封裝。這可以減小用于發(fā)光應用的整體成本以及占位面積。加蓋晶片26的厚度的范圍可以例如為50-5000 iim之間的任一處，優(yōu)選的范圍100-1000 Um0在將加蓋晶片接合到LED晶片之前，加蓋晶片初始地可以是很厚的，然后，在稍后在器件單個化之前被打磨或者拋光到期望的最終厚度。例如，圖5中的晶片26的透明層28a在器件單個化之前被打磨或者拋光(與看到的與圖4中的晶片比較)。在制造過程中，優(yōu)選較厚的晶片，因為它們有助于器件的機械堅固并且防止在制造過程中的壓彎的影響(這在較大直徑的晶片中可能是特別成問題的)。此外，光能夠從加蓋晶片26的側壁發(fā)出，這至少在其允許較厚的晶片中是有利的。這可以允許在應用中的更好的效率，其中引線接合自由芯片不經受附加的封裝。圖3示出了利用粘合劑層38接合到LED芯片10的加蓋晶片26。優(yōu)選地，使用具有期望反射率的薄的透明粘合劑層38，一種適合的材料是硅樹脂。然而，應該理解的是，也可以使用其它適當?shù)牟牧?，?yōu)選地使用在固化后耐用并且在可見波長光譜中基本上透明的材料。適當?shù)牟牧习ㄔ谕繉?0中使用的那些材料中的一些，包括但不限于硅樹脂、環(huán)氧樹脂、玻璃、無機玻璃、旋涂玻璃、電介質、BCB、聚酰亞胺、聚合物以及它們的混合物，因為硅樹脂的高透明度以及在高功率LED中的高可靠性，所以優(yōu)選的材料是硅樹脂。適合的基于苯基和甲基的硅樹脂可在商業(yè)上從I)ow Chemical獲得。在其它實施方式中，粘結劑材料可以被工程設計為與諸如芯片(半導體材料)和生長基板的特征匹配的指數(shù)，這可以減少全內反射(TIR)并且提高光提取。當兩個晶片接合在一起時，加蓋晶片26有助于使施加在LED晶片上的熱應力最小化。在加蓋晶片26和LED芯片10接合之后，諸如臺面蝕刻、平坦化、和/或金屬化的最終制造步驟可以施加到LED芯片10的與加蓋晶片26相対的未界定表面。通過這種方式，加蓋晶片26可以用作用于LED芯片10的堅固機械支撐，因此限制在制造過程中可能發(fā)生的對易壞芯片的任何潛在的損壞。在一些實施方式中，如圖3中所示接合在一起的加蓋晶片26和LED芯片10包括完整的晶片等級處理，其中虛線示出主要最終產品之間的分離或單個化線。為了使圖3的最終LED芯片進入到可用的LED部件中，LED芯片可以倒裝芯片安裝(即引線接合)在傳統(tǒng)封裝或基座(或者印刷電路板)上。在單個化之前通過將加蓋晶片安裝到LED芯片，并且通過選擇具有如上所述的CTE的透明層材料來匹配封裝/基座，可在對LED芯片具有很小或沒有損害的情況下使LED芯片可靠地倒裝芯片安裝。因此，加蓋晶片可以增加根據(jù)本發(fā)明的被單個化的并且被倒裝芯片安裝的LED芯片的產量。在其它實施方式中，LED芯片晶片可以倒裝芯片安裝到封裝/基座，但是這可能產生具有與LED相同尺寸的基座的端部器件并且增加了附加的附接步驟。當完成LED芯片10的制造時，每個LED芯片都可以包括基座晶片36的部分，其中 LED倒裝芯片安裝到該基座晶片上。與上面的LED —祥，圖4-5中的基座晶片36以制造過程的晶片等級示出。如上所述，包括虛線，以示出在基座晶片36處的用于各個LED芯片10的分割或切割線。當完成制造并且LED芯片10被單個化吋，LED芯片中的每ー個都將具有如圖6中示出的基座晶片36的一部分。例如，基座晶片36的尺寸可以設計為用于制造具有I平方毫米尺寸的LED芯片，并且可以提供基座部分以用于高達4500個LED芯片?；?6可以由諸如上述那些的多種不同材料制成，并且可以包括導電性或半導電性材料或者絕緣材料。一些適當?shù)牟牧习ㄖT如氧化鋁、鋁氧化物、氮化鋁或者聚酰亞胺。在其它實施方式中，基座晶片可以包括印刷電路板(PCB)、藍寶石或者硅、碳化硅、或者諸如在商業(yè)上可獲得的T-Clad熱包覆絕緣基板材料的任何其它適當?shù)牟牧?。在基座晶?6的表面上可以包括電介質層(未不出)。該電介質層使晶片36電絕緣，使得基座晶片36的表面上的電信號不擴散到基座晶片36中。這防止了施加到η和P型接觸部22a、22b的信號通過基座晶片36短路。不同的材料可以用于電介質層，適當?shù)牟牧鲜堑杌蜓趸?。對于由諸如陶瓷的絕緣材料制成的基座晶片來說，可能沒有必要包括用于電隔離的電介質層?，F(xiàn)在參照圖4，晶片形式的LED倒裝芯片地安裝到基座晶片36。倒裝芯片安裝通常是本領域中已知的并且在這里僅簡要地描述。LED通過導電性接合材料32、34的層安裝到基座晶片36，導電性接合材料的層通常是諸如焊料的ー個或多個接合/金屬層。接合材料32、34也可以由反射光的材料制成。反射性特性可以提高LED芯片的發(fā)光效率。在其它實施方式中，可以在多個不同的位置處包括反射器，以提供期望的反射特性。應該理解的是，基座晶片36可以由諸如上面描述的用于期望材料的CTE的那些材料的多種不同的材料制成。參照圖6，單個LED芯片10可以利用諸如切割、劃線、斷裂、切割或蝕刻的上述的已知方法而被單個化。這通常地包括首先從底部通過自安裝件晶片或者首先從頂部通過加蓋晶片26來在LED之間切割通過加蓋晶片26和基座晶片36。單個化過程使LED芯片10中的每個分離，每個LED芯片都具有加蓋晶片26的基本上相同的厚度，并且因此，基本上相同量的機械支撐以及熒光劑和發(fā)射特性。這允許具有類似特征的LED芯片10的可靠且一致的制造。在單個化之后，LED芯片10可以安裝在封裝中，或者安裝到基座或者印刷電路板(PCB)，而不需要進一步處理以增加熒光劑。然后可也以使傳統(tǒng)的封裝圍繞LED芯片。在另一個實施方式中，LED芯片可以被不透氣地密封的蓋包圍,惰性氣體以大氣壓力或者低于大氣壓力圍繞LED芯片。LED芯片10可以是表面安裝在封裝中的，而不需要使用引線接合來施加電信號。特別地，沒有引線接合到LED芯片10的頂部表面來用于施加電信號，這使得頂部表面無阻礙。因此，利用LED芯片10的封裝可以具有直接地安裝在頂部表面上的二次光學系統(tǒng)，而不需要補償引線接合或者其它結構。這可以通過在其間不具有中間層(該中間層用于在安裝二次光學系統(tǒng)之前覆蓋引線接合)、或者通過不具有諸如反射罩的其它特征(該其它特征允許二次光學系統(tǒng)安裝在LED芯片上方且具有用于引線接合的空間)，簡化LED封裝的制造。應該理解的是，在其它實施方式中，LED芯片10的生長基板可以在倒裝芯片接合之后(或之前)被移除，該基板利用已知的打磨和/或蝕刻過程被移除。在其它實施方式中，保持生長基板或者生長基板的至少部分。生長基板或者剩余部分可以形成為或者構造為增強來自LED的光提取。圖7-12示出了晶片等級LED芯片40的另一個可能的實施方式，其中一系列附圖示出了在制造步驟中的LED芯片40。LED芯片包括LED，并且如上，為了容易描述和理解，LED作為單獨的器件示出。包括豎直虛線(如圖10-11中示出的)以示出在稍后制造步驟中的位于LED芯片40之間的分離或切割線。此外，盡管圖7-12僅示出了晶片等級的兩個器件，但應該理解的是，可以從單個晶片形成更多個LED芯片。LED的層通常地包括夾置在第一和第二相對的摻雜的外延層44、46之間的活性層/區(qū)域，所述第一和第二外延層全部都在基板42上相繼地形成。如上所述，應該理解的是，其它層和元件也可以包括在LED中。在一個實施方式中，第一外延層44是n型摻雜層并且第二外延層46是p型摻雜層，但是在其它實施方式中，第一層44可以是p型摻雜的并且第二層46可以是n型摻雜的。第一和第二外延層44、46在下文中相應地稱作n型層和p型層?；?2、活性區(qū)域和層44、46可以由如上所述的不同的材料系制造。此外，如上所述的基板12，基板42可以具有不同的厚度。在一個可選的處理步驟中，基板42還可以使用諸如機械打磨、蝕刻或者激光消融的已知方法來薄化或移除，以允許LED芯片的單個化更容易并且更可靠。該薄化或基板移除還可以形成具有期望厚度的LED芯片。應該注意的是，圖7中描述的基板42不再在圖8-12中進行描述，因為根據(jù)一個可能的實施方式其已經被移除。應該理解的是，基板42可以可替換地被薄化或保持原樣。在這樣的另一實施方式中，其中基板42由與諸如藍寶石的成形兼容的材料制成，基板42可以包括不同的形狀以增強光提取。
解的是，還可以使用豎直幾何形狀LED。LED中的每一個都可以具有第一和第二電極或接觸部52a、52b。在示出的實施方式中，第一接觸部52a與p型層46接觸，并且第二接觸部52b通過過孔48的方式與n型層接觸部44接觸。施加到第一接觸部52a的電信號擴散到p型層6中，并且施加到第二接觸部52b的信號擴散到n型層44中。應該理解的是，可以提供其它LED結構和幾何形狀來用于具有從一個表面可接近的接觸部的結構的本發(fā)明中。這些可替換的實施方式可以通過利用諸如導電過孔、跡線或者其它導電性路徑的其它導電性結構來提供該接近。如上所述，第一和第二接觸部52a、52b可以覆蓋小于或多于它們各自的表面，并且可以包括其它層或結構來幫助電流橫跨它們的表面擴散。此外，第一和第二接觸部52a、52b可以具有不同的厚度。在一個優(yōu)選的實施方式中，電極/接觸部52a、52b非常厚并且包含金屬，并且當/如果基板42被薄化或者移除時并且當/如果GaN表面諸如通過蝕刻被進一步制造時，電極/接觸部為LED芯片40提供主要的機械支撐。圖9描述了加蓋晶片56，該加蓋晶片具有透明層58和包括下轉換物的層68，晶片 56與上面詳細描述的加蓋晶片26類似。如圖10中所示，利用與上述粘合劑38類似的粘合劑62將加蓋晶片56接合到LED芯片40的LED晶片(如圖7和8中所示)。在加蓋晶片56與LED芯片40接合之后，諸如臺面蝕刻、平坦化、和/或金屬化的最終制造步驟可以施加到LED芯片40的與加蓋晶片56相對的未界定表面。當完成LED芯片40的制造時，每個LED芯片都可以包括基座晶片68的部分(與上面的晶片36類似)，其中LED倒轉芯片安裝到基座晶片。與圖4-6中示出的基座晶片36類似并且如上所述，圖11-12中的基座晶片68在制造過程的晶片等級示出。如上所述，包括虛線以示出在基座晶片68處的用于單個LED芯片40的分割或切割線。當完成制造并且LED芯片40被單個化時，LED芯片中的每一個都將具有如圖12中示出的基座晶片68的一部分?，F(xiàn)在參照圖11，以晶片形式的LED是倒裝芯片地安裝到基座晶片68。LED通過導電接合材料64、66的層安裝到基座晶片68，所述電接合材料的層通常是諸如焊料的一個或
多個接合/金屬層。參照圖12，各個LED芯片40可以利用上述的已知方法而被單個化。在單個化之后，LED芯片40可以安裝在封裝中，或者安裝到基座或者印刷電路板(PCB)，而不需要進一步處理來添加熒光劑。然后也可以使傳統(tǒng)的封裝圍繞LED芯片。LED芯片40可以是表面安裝在封裝中的，而不使用引線接合來施加電信號。現(xiàn)在參照圖7-8，LED芯片40的生長基板42可以部分地或者全部地被移除，其中基板的部分或者整個基板利用已知的打磨和/或蝕刻過程移除。此外，n型層44的一部分(或者根據(jù)其它假想的實施方式的不同層)可以如在頂表面54處示出地被成形或者紋理化(textured)以增強從LED的光提取。LED芯片在上面描述為適于利用單個LED芯片安裝在封裝中。然而，應該理解的是，根據(jù)本發(fā)明的LED芯片可以布置在LED芯片的陣列中，具有LED芯片的陣列在結構上相同或類似并且以相同或類似的光的波長發(fā)射光。可替換地，LED芯片可以在結構上不同或者發(fā)射不同的光的波長。在一些實施方式中，LED芯片可以相互電連接，以使它們根據(jù)響應于傳導到陣列中的全部LED的一個電信號發(fā)射光。在其它實施方式中，發(fā)射LED芯片可以通過各自的信號單獨地被控制，以控制LED芯片中的每一個的發(fā)射強度。這進而可以控制LED陣列的發(fā)射強度，并且在具有發(fā)射不同顏色的光的LED芯片的陣列中，這可以控制整個陣列的強度和發(fā)射顏色。
盡管示出并且描述了本發(fā)明的多個描述性實施方式，但是本領域中的技術人員將會想到多個變型和可替換的實施方式。該變型和可替換的實施方式可以在不偏離如限定在所附權利要求中的本發(fā)明的精神和范圍的情況下想到 并且做出。
權利要求
1.一種用于制造發(fā)光二極管(LED)芯片的方法，包括 預先形成加蓋晶片，所述加蓋晶片包括轉換材料； 制造包括多個LED的引線接合自由LED晶片； 利用粘合劑將所述加蓋晶片接合到所述LED晶片；以及 當完成所有的最終制造步驟時，將所述LED芯片單個化。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，進ー步包括在所述單個化之前將所述LED晶片倒裝芯片安裝在基座晶片的表面上。
3.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中，所述加蓋晶片包括透明層以及包含所述轉換材料的涂層。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中，所述透明層具有與所述LED晶片的熱膨脹系數(shù)(CTE)基本上匹配的CTE。
5.根據(jù)權利要求3所述的方法，進ー步包括將所述LED芯片安裝到基座，其中，所述加蓋晶片包括透明層以及包含所述轉換材料的涂層，其中，所述透明層具有與所述基座的熱膨脹系數(shù)(CTE)基本上匹配的CTE。
6.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中，所述轉換材料包括以下中的ー個或多個具有分散熒光劑顆粒的硅樹脂層、單晶體熒光劑片、燒結熒光劑、或者填充有熒光劑顆粒的玻璃片。
7.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中，所述粘合劑是基本上透明的并且以薄層施加。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中，所述粘合劑包括硅樹脂。
9.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中，在固化過程中所述加蓋晶片保持所述粘合劑平坦，并且進一歩使在所述LED上的熱應カ最小化。
10.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中，所述加蓋晶片用作用于所述LED芯片的堅固機械支撐件。
11.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中，所述加蓋晶片可在所述單個化之前被打磨或拋光。
12.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中，所述最終制造步驟包括臺面蝕刻、平坦化、或金屬化中的ー個或多個。
13.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中，所述單個化后的LED芯片中的至少ー些包括LED、所述加蓋晶片中的一部分、以及所述基臺晶片中的一部分。
14.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中，所述LED芯片發(fā)射白光。
15.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中，所述LED具有橫向幾何形狀并且包括η和P型層，并且進ー步地包括分別位于所述η和P型層上的第一和第二接觸部。
16.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中，對所述η或P型層中的ー個或多個成形或紋理化。
17.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中，所述LED設置在生長基板上。
18.根據(jù)權利要求17所述的方法，進ー步包括在接合所述加蓋晶片之前至少移除所述生長基板的一部分。
19.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中，對所述基板成形或紋理化。
20.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中，所述加蓋晶片包括具有不同組分的多個層。
21.根據(jù)權利要求I所述的方法，進一步包括將所述LED芯片中的一個安裝到第二基座或者印刷電路板(PCB)。
22.—種發(fā)光二極管(LED)芯片晶片,包括 基座晶片; 多個LED，倒裝芯片安裝在所述基座晶片上；以及 加蓋晶片，利用粘合劑接合到所述LED芯片晶片，所述加蓋晶片包括轉換材料，所述加蓋晶片進一步包括用作用于所述LED的堅固機械支撐的材料， 其中，從所述LED發(fā)射的光中的至少一些穿過所述加蓋晶片，所述光中的至少一些在所述加蓋晶片處通過所述轉換材料被轉換； 其中，所述LED能夠被單個化。
23.根據(jù)權利要求22所述的LED芯片晶片，其中，用于所述堅固機械支撐材料的熱膨脹系數(shù)與所述LED芯片晶片中的用于包括所述LED的材料的CTE基本上相同。
24.根據(jù)權利要求22所述的LED芯片晶片，其中，用于所述堅固機械支撐材料的熱膨脹系數(shù)與包括所述基座晶片的材料的CTE基本上相同。
25.根據(jù)權利要求22所述的LED芯片晶片，其中，用于所述堅固機械支撐材料的熱膨脹系數(shù)與所述LED芯片晶片中的包括所述LED的材料的CTE相比的差值小于40%。
26.根據(jù)權利要求22所述的LED芯片晶片，其中，用于所述堅固機械支撐材料的熱膨脹系數(shù)與包括所述基座晶片的材料的CTE相比的差值小于40%。
27.根據(jù)權利要求22所述的LED芯片晶片，其中，用于所述堅固機械支撐材料的熱膨脹系數(shù)與所述LED芯片晶片中的包括所述LED的材料的CTE相比的差值小于30%。
28.根據(jù)權利要求22所述的LED芯片晶片，其中，用于所述堅固機械支撐材料的熱膨脹系數(shù)與包括所述基座晶片的材料的CTE相比的差值小于30%。
29.根據(jù)權利要求22所述的LED芯片晶片，其中，所述轉換材料的厚度能夠在所述加蓋晶片和所述LED晶片接合在一起之前或之后在晶片等級在每個LED處單獨地定制。
30.根據(jù)權利要求29所述的LED芯片晶片，其中，所述轉換材料包括熒光劑。
31.根據(jù)權利要求22所述的LED芯片晶片，其中，所述LED中的至少一些具有橫向幾何形狀。
32.根據(jù)權利要求22所述的LED芯片晶片，其中，所述基座晶片能夠分離成LED芯片。
33.根據(jù)權利要求22所述的LED芯片晶片，其中，所述加蓋晶片在所述LED上方具有均勻的厚度。
34.根據(jù)權利要求22所述的LED芯片晶片，其中，所述LED由來自于III族氮化物材料系的材料制成。
35.根據(jù)權利要求22所述的LED芯片晶片，其中，所述LED以LED陣列相互連接。
36.根據(jù)權利要求22所述的LED芯片晶片，能夠從所述LED和加蓋晶片發(fā)射白光。
37.根據(jù)權利要求22所述的LED芯片晶片，其中，所述堅固支撐材料包括透明材料。
38.根據(jù)權利要求37所述的LED芯片晶片，其中，所述透明材料包括以下中的一個或多個玻璃、SiC、藍寶石、GaN或者ZnO，并且所述轉換材料包括以下中的一個或多個具有分散熒光劑顆粒的硅樹脂層、單晶體熒光劑片、燒結熒光劑、或者填充有熒光劑顆粒的玻璃片。
39.根據(jù)權利要求22所述的LED芯片晶片，其中，所述粘合劑是基本上透明的，所述粘合劑以薄層施加，并且所述粘合劑包括硅樹脂。
40.一種發(fā)光二極管(LED)芯片,包括 引線接合自由LED ； 加蓋晶片，利用粘合劑接合到所述LED，所述加蓋晶片用作用于所述LED芯片的機械支撐；以及 轉換材料，集成在所述加蓋晶片中，所述轉換材料轉換從所述LED發(fā)射的光中的至少ー些。
41.根據(jù)權利要求40所述的LED芯片，其中，所述加蓋晶片在所述LED的頂部表面上方連續(xù)并且具有基本上均勻的厚度。
42.根據(jù)權利要求40所述的LED芯片，發(fā)射LED光與來自所述轉換材料的光的白光組ロ ο
43.根據(jù)權利要求40所述的LED芯片，進一歩包括基座，所述LED倒裝芯片安裝在所述基 座上。
44.根據(jù)權利要求40所述的LED芯片，其中，所述加蓋晶片包括 透明部分；以及 包含所述轉換材料的層； 其中，所述透明部分包括以下中的ー個或多個玻璃、SiC、藍寶石、GaN、或ZnO，并且所述轉換材料包括以下中的ー個或多個具有分散熒光劑顆粒的硅樹脂層、單晶體熒光劑片、燒結熒光劑、或填充有熒光劑顆粒的玻璃片。
45.根據(jù)權利要求40所述的LED芯片，其中，所述粘合劑包括硅樹脂。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于發(fā)光二極管(LED)芯片的方法和裝置。在方法的一個實施方式中，提供一種預先形成的加蓋晶片，該加蓋晶片包括轉換材料。制造包括多個LED的引線接合自由LED晶片。利用粘合劑將加蓋晶片接合到LED晶片。隨后當完成所有最終制造步驟時將LED芯片單個化。在制造過程中，加蓋晶片為LED芯片提供堅固的機械支撐，這在制造過程中提高了芯片的強度。此外，加蓋晶片可以包括集成的轉換材料，這簡化了制造過程。在用于LED芯片晶片的一個可能的實施方式中，提供了一種基座晶片，并且還提供了倒裝芯片安裝在基座晶片上的多個LED。此外，利用粘合劑將加蓋晶片接合到LED，并且加蓋晶片包括轉換材料。從LED發(fā)射的光的至少一些穿過加蓋晶片，所述光中的至少一些在加蓋晶片處通過轉換材料轉換。
文檔編號H01L33/50GK102870242SQ201180021906
公開日2013年1月9日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權日2010年4月30日
發(fā)明者姚峙敏, 詹姆斯·艾貝森 申請人:克利公司