CN104112797A - 一种白光发光二极管的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种白光发光二极管LED的制作方法，属于半导体技术领域。所述方法包括：在临时基板上依次沉积N型层、发光层、P型层，构成LED晶片；在所述P型层上形成掺有荧光粉的键合层；将所述键合层与永久基板键合；去除所述临时基板，并将所述LED晶片倒置；在所述LED晶片上开设从所述N型层延伸到所述P型层的凹槽；在所述N型层上沉积金属反射层；在所述金属反射层上设置N电极，在所述P型层上设置P电极。本发明通过在LED芯片的制作过程中，将荧光粉掺入键合层中，省去在制作LED芯片后的封装过程中涂覆荧光粉的过程，过程简单方便，提高了白光LED的生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种白光发光二极管的制作方法。
背景技术
LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是一种半导体发光器件，被广泛用于指示灯、显示屏等。白光LED的能耗仅为白炽灯的1/8，荧光灯的1/2，是继白炽灯和日光灯之后的第三代电光源。白光LED寿命可长达10万小时，对于普通家庭照明可谓“一劳永逸”，同时还可实现无汞化，回收容易，对于环境保护和节约能源具有重要意义，已成为世界各地光源和灯具研究机构竞相开发、努力获取的目标，是未来照明领域的明星行业。
目前一种制作白光LED的包括：制作LED芯片；将LED芯片固定在支架上；将聚二甲基硅酮和用于LED封装的固化剂按第一预定比例调配形成配粉胶；按照第二预定比例调配荧光粉和配粉胶；将调配后的荧光粉和配粉胶涂覆在LED的封装体上。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
现有的白光LED的制作方法需要在完成LED芯片的制作后，专门在封装阶段完成荧光粉的涂覆，过程繁琐冗长，白光LED的生产效率较低。
发明内容
为了解决现有技术过程繁琐冗长，白光LED的生产效率较低的问题，本发明实施例提供了一种白光发光二极管的制作方法。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种白光发光二极管的制作方法，所述方法包括：
在临时基板上依次沉积N型层、发光层、P型层，构成LED晶片；
在所述P型层上形成掺有荧光粉的键合层；
将所述键合层与永久基板键合；
去除所述临时基板，并将所述LED晶片倒置；
在所述LED晶片上开设从所述N型层延伸到所述P型层的凹槽；
在所述N型层上沉积金属反射层；
在所述金属反射层上设置N电极，在所述P型层上设置P电极。
优选地，所述荧光粉均匀分布在所述键合层中。
可选地，所述荧光粉占所述键合层的比例大于0且小于50％。
可选地，所述荧光粉为钇铝石榴石YAG铝酸盐荧光粉、氮化物荧光粉或者硫化物荧光粉。
优选地，所述荧光粉为YAG铝酸盐荧光粉中的YAG：Ce3+荧光粉，且YAG与Ce3+的比例大于或等于9:1。
可选地，所述键合层采用有机黏合胶、环氧树脂中的一种或多种制成。
可选地，所述键合层的厚度为1-200微米。
可选地，所述永久基板采用蓝宝石、磷化镓、玻璃透明基板中的一种或多种制成。
可选地，所述临时基板采用Si片、蓝宝石、SiC基板中的一种或多种制成。
可选地，所述金属反射层采用Au、Ag、Al、Pt、Zn中的一种或多种制成。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过在LED芯片的制作过程中，将荧光粉掺入键合层中，省去在制作LED芯片后的封装过程中涂覆荧光粉的过程，过程简单方便，提高了白光LED的生产效率，并且实现了白光LED芯片的小型化和集成化。而且与涂覆在封装件上相比，将荧光粉掺入键合层中时，荧光粉与发光层的距离较近，发光层发出的部分蓝光更容易激发荧光粉发出黄光，并与发光层发出的另一部分蓝光混合后发出白光，减少了光损失，提高了发光效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种白光LED的制作方法的流程图；
图2a-图2h是本发明实施例提供的LED芯片在制作白光LED的过程中的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例
本发明实施例提供了一种白光LED的制作方法，参见图1，该方法包括：
步骤101：在临时基板上依次沉积N型层、发光层、P型层，构成LED晶片。
可选地，临时基板包括Si片、蓝宝石、SiC基板中的一种或多种，如蓝宝石，使LED晶片可以有较好的热导率，提高了产品性能。
具体地，N型层可以为N型GaN层，P型层可以为P型GaN层。
图2a为执行步骤101后得到的LED芯片的结构示意图。其中，1表示临时基板，2表示N型层，3表示发光层，4表示P型层。
步骤102：在P型层上形成掺有荧光粉的键合层。
在具体实现中，可以通过高速转动呈液体状(可通过加热实现)的键合层材料(掺有荧光粉)，将键合层材料甩到P型层上，从而形成键合层。也可以在P型层上涂覆键合层材料，形成键合层。
具体地，键合层是透明的。
可选地，键合层采用有机黏合胶、环氧树脂中的一种或多种制成，如环氧树脂，以兼顾键合层的透光性和键合层的稳定性。
可选地，键合层的厚度为1-200微米。一方面不会因为键合层的厚度太厚而影响出光效率，另一方面也不会因为键合层的厚度太薄而影响键合效果。
优选地，荧光粉均匀分布在键合层中，使得发光层发出的一部分蓝光与荧光粉充分反应发出黄光，并使发出的黄光与发光层发出的一部分蓝光充分混合直接发出白光，提高了发光效率。
可选地，荧光粉占键合层的比例大于0且小于50％。一方面避免了荧光粉过多，没有与蓝光充分反应而造成浪费，另一方面保证了键合层的透光效果，从而避免对出光效率造成影响。
可选地，荧光粉为YAG(Yttrium Aluminum Garnet Ultraviolet，钇铝石榴石)铝酸盐荧光粉、氮化物荧光粉或者硫化物荧光粉。
优选地，荧光粉为YAG铝酸盐荧光粉中的YAG：Ce3+荧光粉。一方面白光LED的亮度高，发射峰宽，白光LED的性能较好，另一方面制作白光LED的成本较低。
具体地，YAG与Ce3+的比例大于或等于9:1，如47:3，以获得比较理想的发光强度。
图2b为执行步骤102后得到的LED芯片的结构示意图。其中，1表示临时基板，2表示N型层，3表示发光层，4表示P型层，5表示键合层。
步骤103：将键合层与永久基板键合。
在具体实现中，可以采用键合技术将键合层与永久基板键合，即将永久基板放置在键合层上以后，对永久基板施加高压，从而将LED晶片与永久基板键合。
可选地，永久基板包括蓝宝石、磷化镓、玻璃透明基板中的一种或多种，如蓝宝石，使LED晶片可以有较好的热导率，提高了产品性能。
图2c为执行步骤103后得到的LED芯片的结构示意图。其中，1表示临时基板，2表示N型层，3表示发光层，4表示P型层，5表示键合层，6表示永久基板。
步骤104：去除临时基板，并将LED晶片倒置。
图2d为执行步骤104后得到的LED芯片的结构示意图。其中，2表示N型层，3表示发光层，4表示P型层，5表示键合层，6表示永久基板。
步骤105：在LED晶片上开设从N型层延伸到P型层的凹槽。
图2e为执行步骤105后得到的LED芯片的结构示意图。其中，2表示N型层，3表示发光层，4表示P型层，5表示键合层，6表示永久基板。
步骤106：在N型层上沉积金属反射层。
可选地，金属反射层包括Au、Ag、Al、Pt、Zn中的一种或多种，如Ag，使LED晶片更具稳定性(如提高LED芯片的抗热性、抗腐蚀性)。
在具体实现中，可以利用湿法或干法刻蚀法，在LED晶片上开设从N型层延伸到P型层的凹槽，湿法或干法刻蚀法可以为现有技术，在此不再详述。
图2d为执行步骤106后得到的LED芯片的结构示意图。其中，2表示N型层，3表示发光层，4表示P型层，5表示键合层，6表示永久基板，7表示金属反射层。
步骤107：在金属反射层上设置N电极，在P型层上设置P电极。
图2g为执行步骤107后得到的LED芯片的结构示意图，其中，2表示N型层，3表示发光层，4表示P型层，5表示键合层，6表示永久基板，7表示金属反射层，8表示P型电极，9表示N型电极。
可以理解地，将LED晶片切割、倒置，即可得到白光LED芯片。图2h为得到的白光LED芯片的结构示意图。其中，2表示N型层，3表示发光层，4表示P型层，5表示键合层，6表示永久基板，7表示金属反射层，8表示P型电极，9表示N型电极。
本发明实施例通过在LED芯片的制作过程中，将荧光粉掺入键合层中，省去在制作LED芯片后的封装过程中涂覆荧光粉的过程，过程简单方便，提高了白光LED的生产效率，并且实现了白光LED芯片的小型化和集成化。而且与涂覆在封装件上相比，将荧光粉掺入键合层中时，荧光粉与发光层的距离较近，发光层发出的部分蓝光更容易激发荧光粉发出黄光，并与发光层发出的另一部分蓝光混合后发出白光，减少了光损失，提高了发光效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种白光发光二极管LED的制作方法，其特征在于，所述方法包括：
在临时基板上依次沉积N型层、发光层、P型层，构成LED晶片；
在所述P型层上形成掺有荧光粉的键合层；
将所述键合层与永久基板键合；
去除所述临时基板，并将所述LED晶片倒置；
在所述LED晶片上开设从所述N型层延伸到所述P型层的凹槽；
在所述N型层上沉积金属反射层；
在所述金属反射层上设置N电极，在所述P型层上设置P电极。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述荧光粉均匀分布在所述键合层中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述荧光粉占所述键合层的比例大于0且小于50％。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述荧光粉为钇铝石榴石YAG铝酸盐荧光粉、氮化物荧光粉或者硫化物荧光粉。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述荧光粉为YAG铝酸盐荧光粉中的YAG：Ce3+荧光粉，且YAG与Ce3+的比例大于或等于9:1。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述键合层采用有机黏合胶、环氧树脂中的一种或多种制成。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述键合层的厚度为1-200微米。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述永久基板采用蓝宝石、磷化镓、玻璃透明基板中的一种或多种制成。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述临时基板采用Si片、蓝宝石、SiC基板中的一种或多种制成。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述金属反射层采用Au、Ag、Al、Pt、Zn中的一种或多种制成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20141022 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |