[發明專利]一種垂直結構的白光LED芯片及其制造方法

在審

• 申請號: 201310592285.8
• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN104659187A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 熊傳兵;肖偉民;劉聲龍;趙漢民
• 申請（專利權）人: 晶能光電(江西)有限公司
• 主分類號: H01L33/50
• 分類號: H01L33/50;H01L33/48
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明屬于LED生產技術領域，更具體地說，本發明涉及一種垂直結構的白光LED芯片及其制造方法。

背景技術

發光二極管（Light?Emitting?Diode，簡稱LED）廣泛運用于照明領域，而照明領域的光一般為白光，實現二極管的白光通常的方法是先形成藍光芯片，然后在封裝的時候在封裝材料中加入熒光粉，藍光芯片發出的藍光激發封裝材料里的熒光粉發出黃光或綠光或紅光或多種顏色的混合光，由藍光和這些被激發出的光共同混合形成白光。一般來說藍光芯片的制備和白光封裝是相對獨立的工序，先將藍光芯片按波長和光功率進行分檔，然后不同檔次的藍光芯片再封裝成白光，這種獲得白光LED燈珠的過程稱為傳統封裝。傳統封裝主要存在以下缺點：1）藍光芯片安裝在封裝支架后，需要對每顆芯片進行點熒光膠，這樣工作效率低下，封裝設備投入大，制造成本高；2）每顆芯片的熒光膠量一致性很難得到保證，因此封裝良率偏低；3）熒光膠在整個芯片的臺面上無法均勻分布，尤其是微觀的熒光粉量很難與微觀的藍光發光強度相匹配，這樣封裝品質很難保證；4）芯片焊線后點熒光膠，容易導致焊線的金球部分熒光膠的含量偏多，導致掛球現象，大大降低封裝良率和封裝品質。因此，

光斑不均勻的白光LED做成燈具后，會導致燈具的白光在空間分布上不均勻。

目前的藍光芯片主要有同側結構和垂直結構。對于同側結構的芯片，它的襯底一般是透藍光的藍寶石襯底和碳化硅襯底，即使芯片背面鍍上不透光的反射膜，也會有5個面同時出光，因而這種結構的芯片做成的發光器件很難獲得光斑均勻的白光，在芯片側邊會存在明顯的黃圈。垂直結構的芯片，由于發光薄膜是從外延襯底轉移到新的不透光的支撐基板上，對于該結構的芯片做成的發光器件而言它只有一個面發光，因而，它最容易獲得光斑均勻的白光。如果將垂直結構的芯片，做成白光芯片，則這種芯片不但制造工藝簡單，而且很容易獲得光斑均勻的白光，并且封裝的時候僅需焊線和做透鏡，不需要經過繁雜難控制的點熒光膠過程。而如果將垂直結構的晶圓片直接做成白光芯片，則這種芯片能大大降低半導體照明產業鏈的成本。

發明內容

本發明所要解決的一個技術問題是提供一種白光LED芯片制造方法，通過該方法制得的白光LED芯片，在產品封裝時，不需要采用熒光粉點膠封裝工藝，并且發光亮度均勻，出光效率高，生產成本低。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種垂直結構的白光LED芯片的制造方法，包括如下步驟：在生長襯底上外延生長銦鎵鋁氮半導體發光薄膜，形成垂直結構的銦鎵鋁氮發光二極管晶圓片，在所述晶圓片的電極焊盤上形成一層掩膜層，在所述晶圓片上涂覆一層混有熒光粉的硅膠并對其進行熱固化，形成一層熒光粉硅膠層，切割所述電極焊盤上的熒光粉硅膠層，使其與晶圓片臺面上的其他硅膠分離，刻蝕所述電極焊盤上的掩膜層及熒光粉硅膠層，暴露出電極焊盤，對所述晶圓片劃片獲得單顆芯片。

優選地，所述掩膜層為光刻膠柱體。

優選地，所述光刻膠柱體的厚度為10~150微米，形成方法包括但不限于下列方法中的一種：光刻法，直接點滴光刻膠法，成型的光刻膠柱體粘結在電極焊盤法，預先成型的掩膜圖形通過熱壓方法實現掩膜方法，金屬圖形用膠粘劑粘合在晶圓片上的方法。

優選地，所述生長襯底包括但不限于下列襯底中的一種：Cu，Cr，Si，SiC，藍寶石。

優選地，所述切割的方法包括但不限于下列方法中的一種：激光切割，機械切割。

優選地，所述熒光粉硅膠層的涂覆方法包括但不限于下列方法中的一種：旋涂法，噴涂法，印刷法。

優選地，所述熒光粉硅膠層至少覆蓋金屬焊盤1微米，在芯片邊緣，所述熒光粉硅膠層至少大于銦鎵鋁氮薄膜臺面2微米。

優選地，所述所述刻蝕的方法包括但不限于下列方法中的一種：濕法刻蝕，ICP刻蝕，RIE刻蝕。

優選地，所述劃片切割的切割方法包括但不限于下列方法中的一種：激光劃片，機械劃片。

本發明提供的垂直結構的白光LED芯片的制造方法的有益效果在于：本發明制造方法工藝簡單，而且通過該方法制得的白光LED?芯片，在LED?產品封裝時，不需要采用熒光粉點膠封裝工藝，并且發出的白光均勻，出光效率高，生產成本低。

本發明所要解決的另一個技術問題是提供一種白光LED?芯片，該芯片發光時光斑現象得到大大改善，且出光率高，成本低。