[發明專利]單芯片白光LED及其制備方法

有效

• 申請號: 201010558443.4
• 申請日: 2010-11-25
• 公開（公告）號: CN102064169B
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 蘇建;夏偉;張秋霞;任忠祥;徐現剛
• 申請（專利權）人: 山東華光光電子有限公司
• 主分類號: H01L25/075
• 分類號: H01L25/075;H01L21/50;H01L33/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種半導體發光二極管(LED)的結構及其制作方法，屬于發光二極管(LED) 制造技術領域。

背景技術

目前，LED實現白光的方法主要有三種：1、通過LED紅綠藍的三基色多芯片組合發光合 成白光；其優點是效率高、色溫可控、顯色性較好，不足是三基色光衰不同導致色溫不穩定， 封裝固晶打線較為復雜，且紅、綠、藍三基色芯片所需驅動電壓不同，需在每個LED芯片上 加不同的驅動電流調整顏色及亮度，控制電路較復雜、成本較高；2、藍光LED芯片激發黃色 熒光粉，由LED藍光和熒光粉發出的黃綠光合成白光；為改善顯色性能還可以在其中加少量 紅色熒光粉或同時加適量綠色、紅色熒光粉；其優點是效率高、制備簡單、溫度穩定性較好、 顯色性較好；其不足之處是一致性差、色溫隨角度變化，黃色熒光粉精準定量控制不易，造 成光色偏藍或偏黃現象；3、紫外光LED芯片激發熒光粉發出三基色合成白光；其優點為顯色 性好、制備簡單；其不足在于目前LED芯片效率較低，有紫外光泄漏問題，熒光粉存在溫度 不穩定等問題。一般白光LED制造方法，其一為藍光LED晶粒加YAG黃色熒光粉，白光波長 只有兩波長，只適用于指示之用，無法用于真正照明；另一種制造方式以紫外光激發三基色 熒光粉，產生三波長的白光，如申請號02124450.2的《三波長白光發光二極管的制造方法》 就是選擇波長430-480nm波段藍光LED晶粒，于晶粒上涂覆紅、綠熒光體，以藍色光激發紅、 綠熒光體，而產生紅、藍、綠三波長的白色光。目前因紫外光LED晶粒的衰減時間快，并且 尚無紫外光封裝專用的透明樹脂，使用壽命與品質都降低不少。

中國專利文獻CN101771028A公開了一種《一種白光LED芯片及其制造方法》，包括構成 順次構成層疊結構的第一類型LED芯片、第二類型LED芯片、及第三類型LED芯片；所述第 一類型LED芯片、所述第二類型LED芯片、及所述第三類型LED芯片均包括間隔排列的基本 發光單元與環氧樹脂透鏡。該白光LED芯片的制造方法，包括分別制作包括間隔排列的基本 發光單元與環氧樹脂透鏡的第一類型LED芯片、所述第二類型LED芯片、及所述第三類型LED 芯片，并將上述三者鍵合以構成層疊結構的步驟。

上述《一種白光LED芯片及其制造方法》是利用三種類型的芯片層疊，相當于將三種類 型芯片串聯，三種芯片各自有各自的上下電極和襯底，是三個獨立的芯片；三種顏色的光在 環氧樹脂透鏡內逐步收集最后混合為白光，利用環氧樹脂透鏡聚光混光，與將三種顏色的芯 片封裝在同一環氧樹脂內相似，封裝工藝相對繁瑣復雜。

發明內容

本發明針對現有白光LED制作方法存在的問題，提供一種穩定性好、壽命長、體積小的 單芯片白光LED，同時提供一種該單芯片白光LED的制備方法。

本發明的單芯片白光LED采用以下技術方案：

該單芯片白光LED包括紅光LED芯片、藍光LED芯片和綠光LED芯片，去除襯底的藍光 LED芯片的外延層與去除襯底的紅光LED芯片的外延層相對粘接在一起，綠光LED芯片的外 延層與藍光LED外延層的底部相對粘接在一起，紅光LED外延層上設有P電極，綠光LED芯 片的襯底底部設有N電極。在制作的單芯片白光LED的P電極和N電極間加電流、電壓，三 波長的光混合就會產生白光。

上述單芯片白光LED的制備方法，包括以下步驟：

(1)按藍光LED芯片常規MOCVD外延生長方法在藍光LED芯片襯底上生長藍光LED外延 層，制備出藍光LED芯片結構；

(2)按紅光LED芯片常規MOCVD外延生長方法在P型GaAs襯底上制備紅光LED外延層， 制備出紅光LED芯片結構；

(3)按綠光LED芯片常規MOCVD外延生長方法在綠光LED芯片襯底上生長綠光LED外延 層，制備出綠光LED芯片結構；

(4)將紅光LED外延層與藍光LED外延層相對，通過透明導電膠粘結在一起，兩者的襯 底均在外端；

(5)去除藍光LED芯片襯底(可通過剝離、研磨或濕法腐蝕等現有通用方法)；

(6)將綠光LED外延層與藍光LED外延層的底部相對，通過透明導電膠粘結在一起，此 時綠光LED芯片襯底和紅光LED芯片的GaAs襯底在外端；

(7)去除紅光LED芯片的GaAs襯底(可通過濕法或干法等現有通用方法)；

(8)在紅光LED外延層上制備出P電極(可按現有制備P電極的通用方法)；