CN103208579A - 在发光装置芯片的晶片上形成磷光体层的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种通过利用晶片级模具形成发光装置芯片的晶片的磷光体层的方法，所述方法包括：在下模具和上模具之间夹紧具有多个发光装置芯片的晶片以在晶片和上模具之间形成空间；通过将磷光体液体注入到所述空间内在晶片上形成磷光体层；以及使晶片从上模具和下模具脱模。
Description
本申请要求于2012年1月12日在韩国知识产权局提交的第10-2012-0003858号韩国专利申请的权益，该申请的公开通过引用全部包含于此。
技术领域
本公开涉及一种通过使用晶片级模具在其上形成有多个发光装置芯片的晶片上形成磷光体层的方法。
背景技术
发光装置芯片(例如，发光二极管(LED))是经由通过化合物半导体的PN结实现的光源来发射各种颜色的光的半导体装置。LED具有各种优点，例如，寿命长、尺寸小、质轻以及由于光的方向性强而在低驱动电压下运行。LED具有很强的抗冲击性和抗振动性，且不需要预热时间和复杂的驱动。而且LED封装成各种类型，从而可以将它们应用在各种设备中。
当通过使用半导体制造工艺来制造LED时，为了获得高产率而将多个LED芯片形成在晶片上。
传统上，为了以晶片级在发光装置芯片上形成磷光体层，在晶片上形成厚的光致抗蚀剂图案后，在厚的光致抗蚀剂图案上丝网印刷磷光体层。在将磷光体层涂磨成具有期望厚度的晶片级后，然后去除厚的光致抗蚀剂图案。
在传统的方法中，具有相同厚度的磷光体层可以以晶片级形成在发光装置芯片上，这会降低发光装置的发光质量。期望的是，改变磷光体层的厚度以使每个发光装置芯片获得合适的发光特性。
发明内容
本公开的一个方面包括通过使用晶片级模具在发光装置芯片的晶片上制造磷光体层的方法，使得磷光体层具有晶片级的与每个发光装置芯片的高度对应的厚度。
由于根据每个发光装置芯片的特性决定磷光体层的高度，因此所制造的其上具有晶片级的磷光体层的发光装置芯片的颜色实现可以是均匀的，从而能够改善使用发光装置芯片的封装件的质量。
本公开的另一方面涉及一种形成发光装置芯片的磷光体层的方法。所述方法包括：在下模具和上模具之间夹紧具有多个发光装置芯片的晶片以在晶片和上模具之间形成空间；通过将磷光体液体注入到所述空间内在晶片上形成磷光体层；以及使晶片从上模具和下模具脱模。
夹紧晶片的步骤可以包括：利用上模具的顶板上的多个棒来覆盖发光装置芯片的电极的上表面。
所述方法还可以包括：在夹紧晶片之前在上模具上形成脱模层，其中，所述脱模层易于晶片的脱模。
所述方法还可以包括：测量从发光装置芯片的晶片的每个发光装置芯片发射的峰值波长；以及根据发光装置芯片的峰值波长来调节具有从上模具的顶板到发光装置芯片的相应的上表面的距离的上模具。
随着发光装置芯片的峰值波长变大，缩减从上模具的顶板到发光装置芯片的上表面的距离。
本公开的另一方面提供了一种通过使用晶片级模具形成发光装置芯片的晶片的磷光体层的方法。所述方法包括：测量从形成在晶片上的每个发光装置芯片发射的峰值波长；将晶片安装在下模具上；将上模具夹紧到下模具以在晶片和上模具之间形成空间；通过将磷光体液体注入到所述空间内在晶片上形成磷光体层；以及使晶片与下模具和上模具脱模。根据发光装置芯片的峰值波长来调节从发光装置芯片的上表面到上模具的顶板的距离。
本公开的另一方面包括一种用于在具有多个发光装置芯片的发光装置芯片的晶片上模制磷光体层的模具装置。多个发光装置芯片中的每一个具有基板、设置在基板上发射光的发光结构以及设置在发光结构上的电极。模具装置包括：下模具，具有其中设置有发光装置芯片的晶片的槽；以及上模具，具有在其外围沿向下模具的方向延伸的边以及从上模具的内顶板沿向下模具的方向延伸的多个棒。多个棒中的每个覆盖多个发光装置芯片中的每个发光装置芯片的电极。下模具或上模具具有通过其注入磷光体液体的磷光体注入孔。
由于以晶片级形成磷光体层，因此本公开提高了产率。在形成磷光体层后不需要其他的涂磨工艺，并且由于不适用厚的光致抗蚀剂，因此制造工艺简单。由于根据每个发光装置芯片的特性来决定磷光体层的高度，因此可以改善使用制造的发光装置芯片的发光装置封装件的质量。
附图说明
通过下面结合附图对实施例的描述，这些和/或其他方面将变得清楚并且更加容易理解，其中：
图1是根据本公开实施例的示例性发光装置芯片的示意性剖视图；
图2A至图2F是用于示出根据本公开实施例的使用晶片级模具在发光装置芯片的晶片上制造磷光体层的方法的示图；以及
图3是示出发光装置芯片沿跨晶片的直径方向的峰值波长的测量结果的曲线图。
具体实施方式
现在将详细参考实施例，在附图中示出了实施例的示例。在附图中，相同的标号始终指示相同的元件，并且为清晰起见和便于解释，会夸大每个元件的尺寸和厚度。另外将理解的是，当层被称为“在”另一层或基板“上”或“上面”时，它可以直接在另一层或基板上，或者也可以存在中间层。
图1是根据本公开实施例的示例性发光装置芯片100的示意性剖视图。
参照图1，用于发光的发光结构120形成在基板110(例如，硅铝(SiAl)基板或碳化硅(SiC)基板)上。发光结构120可以包括顺序地堆叠在基板110上的第一氮化物层121、有源层122、第二氮化物层123。第一氮化物层121和第二氮化物层123可以分别掺杂有p型掺杂剂和n型掺杂剂中的任一种，第一氮化物层121和第二氮化物层123的掺杂剂彼此不同。在当前实施例中，第一氮化物层121是n型氮化物层，第二氮化物层123是p型氮化物层。第一氮化物层121可以由InxGayAlzN形成。第一氮化物层121可以是由单一组合物形成的单一层或者可以是具有不同组合物的多个层。
有源层122可以是具有交替地形成有GaN和InGaN的量子阱层结构的多个有源层。
第二氮化物层123可以由InxGayAlzN形成。第二氮化物层123可以是由单一组合物形成的单一层或者可以是具有不同组合物的多个层。
第一电极130形成在第二氮化物层123上。第一电极130可以是p型电极。由SiAl形成的基板110可以用作n型电极。
在图1中，示出了具有垂直型电极结构的发光装置芯片100。然而，根据本公开的发光装置芯片不限于此。例如，发光装置芯片100可以具有水平型电极结构，并省略了对其的描述。
在形成有多个发光装置芯片的晶片上，为了在每个发光装置芯片上形成晶片级的磷光体层，可以在发光装置芯片的除电极(例如，图1的第一电极130)的区域以外的区域上形成磷光体层。
可以通过利用厚的光致抗蚀剂图案覆盖第一电极130来形成磷光体层。由于这种方法需要去除厚的光致抗蚀剂图案的工艺和用于控制磷光体层的高度的涂磨工艺，因此这种方法复杂。
在下文中，描述了在发光装置芯片上形成晶片级的磷光体层的方法。
图2A至图2F是用于示出根据本公开的实施例的使用晶片级模具在发光装置芯片的晶片上制造磷光体层的方法的示图。相同的标号被用来指示大体上与图1的发光装置芯片100的元件相同的元件，并省略对它们的描述。
参照图2A，将多个发光装置芯片202形成在单个晶片210的上表面211上。在图2A中，在单个晶片210上形成几十个发光装置芯片202。然而，实际上，可以在单个晶片210上形成几千个发光装置芯片202。发光装置芯片202可以与图1的发光装置芯片100基本相同。
可以由SiAl形成晶片210，在晶片210上形成GaN基半导体层220。在GaN基半导体层220上形成第一电极230。可以将发光装置芯片202形成为矩阵阵列。另外，发光装置芯片202可以具有各种结构，例如，可以具有图1的垂直型的发光装置芯片100的结构。GaN基半导体层220和第一电极230分别对应于图1的半导体层120和第一电极130。
参照图2B，将下模具240和上模具250布置成将晶片210设置在下模具240和上模具250之间。下模具240包括安装槽242和边243，晶片210安装在安装槽242中，边243包围晶片210。上模具250包括对应于下模具240的边243的边253。上模具250的边253和下模具240的边243彼此支撑且彼此面对。在上模具250和晶片210之间形成预定空间202，在预定空间202中注入磷光体液体。
上模具250包括从上模具250的顶板255延伸到发光装置芯片202的第一电极230的多个棒252。每个棒252覆盖第一电极230的上表面，并且可以覆盖第一电极230的整个上表面以避免第一电极230在随后的磷光体层涂覆工艺中被磷光体层涂覆。
在上模具250或下模具240中形成用于注入磷光体液体的磷光体液体注入孔254。在图2B中，磷光体液体注入孔254形成在上模具250中。然而，本公开不限制于此，例如，可以在下模具240中形成磷光体液体注入孔254。
可以由诸如铁或铝的普通金属来形成上模具250和下模具240。
返回来参照图2B，将晶片210安装在下模具240的安装槽242上。将晶片210设置成接触安装槽242。然后，夹紧上模具250和下模具240，从而使棒252覆盖发光装置芯片202的第一电极230。
在图2中，为了便于解释，描绘了3个发光装置芯片和对应于这3个发光装置芯片的上模具和下模具。然而，实际上，在上模具和下模具之间可以设置具有比3个多的发光装置芯片(例如，几千个发光装置芯片)的晶片。
参照图2C，通过在上模具250上形成的磷光体液体注入孔254供应磷光体液体而在发光装置芯片202上形成磷光体层260。即，将磷光体液体供应到上模具250和晶片210之间的空间内。磷光体晶体可以是包括分布有磷光体颗粒的硅树脂或环氧树脂的液体。对于发射白光的发光装置，发光装置芯片可以是发射蓝光的发光装置芯片，磷光体颗粒可以是黄色磷光体或红色磷光体和绿色磷光体的混合物的磷光体。
通过磷光体液体注入孔254注入的磷光体液体通过在棒252之间流动来覆盖上模具250和晶片210之间除电极230占据的区域以外的空间中的每个发光装置芯片202。磷光体层260还填充发光装置芯片202之间的区域，即，图2A中示出的通道S。
发光装置芯片202的上表面和上模具250的顶板255之间的距离D对应于磷光体层260在发光装置芯片202上的厚度。磷光体层260的厚度可以为大约70μm。然而，可以根据发光装置芯片202的峰值波长来改变磷光体层260的适当厚度。
图3是示出发光装置芯片202沿跨晶片210的中心的直径方向的峰值波长的曲线图。参照图3，发光装置芯片202的峰值波长为从大约438.9nm至大约448.4nm。发光装置芯片202的峰值波长根据其位置而改变。在峰值波长相对高的区域内，磷光体层260可能具有相对小的厚度，在峰值波长相对低的区域内，磷光体层260可能具有相对大的厚度。为此，预先控制发光装置芯片202的上表面和上模具250的顶板255之间的距离D。例如，如果峰值波长相对高(例如，3nm)，则可以将距离D减小到从约1μm至约20μm。
通常，在同一批次工艺中晶片上的发光装置芯片的发光特性可以根据发光装置芯片的位置一致地变化。另外，由于在晶片上的中央位置处的发光装置芯片的发光特性彼此相似，因此并不测量晶片上的每个发光装置芯片的发光特性，而是在测量了沿直径方向的发光装置芯片的发光特性后，可以将沿直径方向的发光装置芯片的发光特性应用到相应的中央位置处的发光装置芯片。不必对同一批次工艺的每个晶片上的发光装置芯片的峰值波长进行测量。因此，可以根据分批工艺以预定图案形成上模具250中的距离D。
在上模具250上可以形成脱模层251，例如，特氟纶涂层。脱模层251可易于其上形成有磷光体层260的晶片210从上模具250脱离。另外，当棒252接触第一电极230时，脱模层251可以保护第一电极230。
参照图2D，将晶片210与下模具240和上模具250分开。在晶片210上形成磷光体层260，在发光装置芯片的第一电极230上不形成磷光体层260。
参照图2E，在磷光体层260上附着保护带270。保护带270在保护磷光体层260的同时提供用于固定晶片210的表面。接下来，可以使用研磨机(未示出)研磨晶片210的下表面以得到期望厚度的晶片210。例如，可以研磨厚度为500μm的晶片210以得到厚度为150μm的晶片212。然后，去除保护带270。
参照图2F，在切割带(dicing tape)280上放置晶片212之后，通过切割晶片212来分开发光装置芯片202。在切割工艺中，去除发光装置芯片202之间的磷光体层260，因此，仅在每个发光装置芯片202上留有磷光体层262。切割带280可以是任何粘合带，因此，没有特别地限定。例如，切割带280可以是紫外线带(UV带)或热固性带。切割带280的厚度可以从大约50μm至大约200μm。
通过封装工艺使用被分开的发光装置芯片202来制造发光装置封装件，省略对其的描述。
在当前实施例中，描述了垂直型发光装置芯片。然而，本发明不限于此。例如，如果在GaN半导体层上形成p型电极和n型电极，则可以在上模具上形成每个发光装置芯片的对应于两个电极的两个棒，从而，当注入磷光体液体时，可以覆盖两个电极。省略了此描述。
尽管已经参照本公开的示例性实施例具体地示出并描述了本公开，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出形式和细节上的各种改变。
Claims (11)
1.一种形成发光装置芯片的晶片的磷光体层的方法，所述方法包括下述步骤：
在下模具和上模具之间夹紧具有多个发光装置芯片的晶片以在晶片和上模具之间形成空间；
通过将磷光体液体注入到所述空间内在晶片上形成磷光体层；以及
使晶片与上模具和下模具分离。
2.如权利要求1所述的方法，其中，夹紧晶片的步骤包括：利用从上模具的顶板延伸的多个棒来覆盖发光装置芯片的电极。
3.如权利要求2所述的方法，所述方法还包括：在夹紧晶片之前在上模具上形成脱模层，其中，所述脱模层在分离晶片的步骤中有助于晶片的分离。
4.如权利要求2所述的方法，所述方法还包括下述步骤：
测量从发光装置芯片的晶片的每个发光装置芯片发射的峰值波长；以及
根据发光装置芯片的峰值波长来调节从上模具的顶板到发光装置芯片的相应的上表面的距离。
5.如权利要求4所述的方法，其中，随着发光装置芯片的峰值波长变大，缩减所述距离。
6.如权利要求2所述的方法，其中，覆盖发光装置芯片的电极的步骤覆盖电极的整个上表面。
7.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括下述步骤：
将保护带附着于形成的磷光体层；
研磨晶片的下表面以得到期望厚度的晶片；
去除保护带；
将晶片放置在切割带上；
去除多个发光装置芯片之间的磷光体层；以及
将切割带与晶片分开。
8.一种通过利用晶片级模具形成发光装置芯片的晶片的磷光体层的方法，所述方法包括：
测量从形成在晶片上的每个发光装置芯片发射的峰值波长；
将晶片安装在下模具上；
将上模具夹紧到下模具以在晶片和上模具之间形成空间；
通过将磷光体液体注入到所述空间内在晶片上形成磷光体层；以及
使晶片从下模具和上模具脱模，
其中，根据发光装置芯片的峰值波长来调节从发光装置芯片的上表面到上模具的顶板的距离。
9.如权利要求8所述的方法，其中，夹紧步骤包括：利用从上模具的顶板延伸面对下模具的多个棒来覆盖发光装置芯片的电极。
10.如权利要求8所述的方法，所述方法还包括：在夹紧步骤之前在上模具上形成脱模层，其中，所述脱模层在脱模的步骤中有助于上模具从晶片的脱模。
11.如权利要求8所述的方法，其中，随着发光装置芯片的峰值波长变大，缩减所述距离。
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