[發明專利]LED芯片及其制備方法

在審

• 申請號: 201210228914.4
• 申請日: 2012-07-03
• 公開（公告）號: CN103531690A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 李喆;張俊;唐世弋;聞人青青
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: H01L33/50
• 分類號: H01L33/50;H01L33/62;H01L33/06;H01L33/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術領域

本發明涉及發光二級管(LED)制造領域，特別是涉及一種LED芯片及其制備方法。

背景技術

發光二級管(LED)作為新一代的照明光源，隨著其價格的降低和制備技術的發展，LED已經開始逐步替代傳統的照明光源。但是照明不同于景觀亮化和顯示，需要LED發出白光。

目前LED實現白光的方式一般為以下幾種：1、在LED封裝時，將黃色熒光粉涂覆于LED芯片表面，然后由藍光芯片激發黃色熒光粉，從而發出黃光，藍光再與黃光復合發出白光，這種方式是目前商用中最常見的方式；2、在LED芯片封裝時，將紅綠熒光粉按照一定比例涂覆在LED芯片表面，然后由藍光芯片激發出紅光和綠光，繼而由紅綠藍三基色復合發出白光，這種方式也是在商用中使用的方式，但是由于熒光粉配比和性質的問題，使用并不廣泛；3、在LED芯片封裝時，利用紫外LED芯片發出的紫外光，將激發三基色熒光粉涂覆在芯片表面，由紫外光激發出三基色光，繼而發出白光。此種方式可以得到高效率、高顯色指數的光源，但是由于紫外LED芯片在封裝過程中存在不少問題，所以該種方式沒有被應用到普通照明中；4、在LED封裝時，使用三基色芯片復合發出白光，但該種方式的控制電路較為復雜，生產成本較高；5、在LED芯片制備時，將黃光芯片和藍光芯片粘合在一起組成垂直結構，然后在芯片級就由藍光和黃光復合出白光，但該種方式的工藝不成熟，而且會產生一定的光損失，不利于光萃取和光衰的改善；6、在LED芯片制備時，紅綠藍三種外延垂直生長于一體，但該種方式也會產生一定的光損失，不利于光萃取和光衰的改善，而且工藝不成熟；7、在藍光芯片上直接鍍黃色熒光粉，因為該方法制備的芯片存在良率和熒光粉老化的問題，所以該種方式也未商用。

特別的，在使用熒光粉的LED芯片在使用過程中，熒光粉的老化特性和LED芯片的老化特性并不一致，所以光源長時間點亮后，可能會出現一定得色偏移。并且，封裝用的環氧樹脂或者硅膠隨著時間的推移和溫度的升高會發生黃化現象，老化嚴重，某些性質的環氧樹脂或硅膠在LED批量生產時，經過表面組裝技術工序后也可能會發生變形的現象。在熒光粉涂覆時，如果涂覆不均勻也會出現產品一致性差等問題。

因此，如何提供一種長壽、高效、穩定的白光LED芯片，已成為本領域技術人員需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種芯片級發光的LED芯片及的制備方法，以解決現有的LED芯片制備復雜、效率不高或不穩定的問題，并解決現有的LED芯片在后道的倒裝封裝時需要額外制備金球的問題，使后道的倒裝封裝步驟更加方便。

為解決上述技術問題，本發明提供一種LED芯片，包括：

透明襯底，所述透明襯底具有第一表面及與所述第一表面相對的第二表面；

外延層，所述外延層設置在所述透明襯底第一表面；

第一電極和第二電極，所述第一電極和所述第二電極設置在所述外延層上，所述第一電極和所述第二電極用于對所述外延層施加電壓；以及

發光玻璃，所述發光玻璃設置在所述透明襯底第二表面。

進一步的，所述發光玻璃的材料為被紫外光或藍紫光激發的材質。

進一步的，所述發光玻璃為發光硅酸鹽玻璃或發光硅硼酸鹽玻璃。

進一步的，所述發光硅酸鹽玻璃包含堿性氧化物和稀土氧化物。

進一步的，所述堿性氧化物為二氧化硅、氧化鈣、氧化鎂及三氧化二鋁中的一種或幾種的組合。

進一步的，所述稀土氧化物為氧化鑭、氧化銪、氧化釔及氧化鏑中的一種或幾種的組合。

進一步的，所述透明襯底的材料為300nm～750nm的透光的材質。

進一步的，所述透明襯底為藍寶石襯底。

進一步的，所述LED芯片還包括緩沖層，所述緩沖層設置在所述透明襯底和所述外延層之間。

進一步的，所述外延層包括依序疊置在所述透明襯底第一表面的N型層、發光層和P型層。

進一步的，所述發光層為激發紫外光或藍紫光的多量子阱發光層。

進一步的，所述第一電極位于所述N型層上，所述第二電極位于所述P型層上。

進一步的，所述第一電極和所述第二電極的材料為合金。

進一步的，所述外延層還包括透明導電層，所述透明導電層位于所述P型層和所述第二電極之間。

進一步的，所述第一電極和所述第二電極的材料為金屬。

進一步的，所述金屬為銅。