专利名称：宽谱光发射器件和用于制造它们的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件，更具体而言涉及用于产生光的半导体器件。
背景技术：
宽谱光发射半导体器件已在常规上通过用相对窄谱的光源激励发光物质来制造。在常规情况下，在这种器件中，光发射二极管(LED)或激光器发射窄谱中的光，所述窄谱被移动和/或扩展以提供较广的光谱。典型地，从诸如LED或激光器的窄谱光源提供白光是理想的。这种白光源被描述于例如美国专利No.6,245,259中，其公开内容在此引入作为参考，如在此完全提出的那样。
有关白光器件制造的一个困难是，典型地，由所述器件发射的光谱取决于激光器或LED发射的光谱以及器件上发光物质的量。在单个晶片或电路片(die)上，可以有所述晶片或电路片上的特定器件发射的波长的变化。这样的偏差可例如是器件中的缺陷或作为制造容差的结果的变化的结果。在施加和激励发光物质之后，底层的器件的输出波长上的这些偏差可导致由所得到的器件发射的白光的变化。
发明内容
本发明的实施例提供了宽谱光发射器件和用于制造这种器件的方法和系统。这种器件可包括以预定频率范围发射光的光发射元件，如二极管或激光器，以及光发射二极管上的一个量的发光材料。发光材料的量可基于光发射元件和/或光发射器件的所测输出。
在本发明的特定实施例中，光发射元件被涂有发光材料的第一层并被激励，并且器件的输出频率被测量。器件输出频率的变化图(map)基于测量而被产生，并且附加的发光材料基于所述变化图而被选择性地施加给光发射元件以提供多个宽带光发射器件，其具有所需均匀性，如基本上均匀的光输出。另外，测量和施加操作可被重复多次，直到达到光输出的所需均匀性。
可替换的是，各个器件的输出的频率可在发光材料的初始施加之前被测量，并且初始施加可基于该测量而被调节。光发射元件可被各个激励，分组激励或全部激励以便于测量。
在本发明的进一步实施例中，光发射元件是基于氮化镓的器件。优选地，光发射元件被制造于碳化硅基片上，因此光是通过氮化硅基片而发射的。碳化硅基片可被图形化以增强光发射元件的光发射。此外，在一些实施例中，光发射元件具有可从器件的单侧到达的两个接触。在此情况下，通过将器件置于箔或其它导体上并通过该箔而接触器件，器件可被并行地激励。
发光材料优选为磷光体，如YAG:Ce。可通过以下的一个或多个来施加发光材料撒粉于(dust)光发射元件的带电表面，在流体中悬浮磷光体并将流体施加给器件，气刷(air brush)器件上的磷光体和/或用墨水或气泡喷射来施加磷光体。相同的施加技术可被用于初始和随后的施加，或者不同的技术可被利用。
在本发明的特定实施例中，宽谱光发射器件是通过测量光发射器件的光输出并基于光发射器件的所测光输出而选择性地将发光材料施加给光发射器件来制造的。发光材料的选择性施加可通过以下来提供基于光发射元件的所测光输出，通过将一个量的发光材料选择性地施加给光发射器件，通过将不同组分的发光材料选择性地施加给光发射器件和/或通过将不同掺杂水平的发光材料选择性地施加给光发射器件。
在本发明的进一步实施例中，光发射器件的光输出是在将发光材料的涂层施加给光发射器件之后而测量的。光输出的测量和发光材料的选择性施加亦可被重复，直到光发射器件的所测光输出符合预定准则。
此外，发光材料的选择性施加之前可以是从具有多个光发射器件的晶片来单个化(singulating)光发射器件。如果情况是这样，经单个化的光发射器件可基于以下来分组经单个化的光发射器件的相应那些的所测光输出以及被施加给经单个化的光发射器件的不同组的不同量的发光材料，不同掺杂的发光材料和/或不同组分的发光材料。
在本发明的特定实施例中，发光材料的选择性施加是通过利用以下的至少一个来而选择性地施加发光材料提供的喷墨施加过程、气刷施加过程、流体施加过程、静电沉积、电泳沉积、丝网印刷、浸渍、辊涂和/或真空沉积。
在本发明的某些实施例中，光发射器件是具有多个光发射器件的晶片上的光发射器件。
在本发明的更进一步的实施例中，宽谱光发射器件是通过测量多个光发射器件的相应那些的光输出并基于所述多个光发射器件的相应那些的所测光输出将发光材料选择性地施加给所述多个光发射器件的相应那些来制造的。所述多个光发射器件的相应那些的光输出可通过以下来进行激励所述多个光发射器件的相应那些并在所述多个光发射器件的相应那些被激励时测量所述多个光发射器件的相应那些的光输出。光发射器件可被各个、分组、依次和/或并行地激励。
在本发明的另外的实施例中，光发射器件的相应那些的光输出的图被产生，并且发光材料是利用所产生的图基于光发射器件的相应那些的所测光输出而选择性地施加给所述多个光发射器件的相应那些的。此外，对所述多个光发射器件的相应那些的光输出的测量和发光材料的选择性施加可被重复，直到达到预定光输出准则。预定光输出准则可以是所述多个光发射器件的基本上均匀的光输出。预定光输出准则亦可以是具有预定光输出的所述多个光发射器件的阈值百分比。所述多个光发射器件的相应那些的光输出可在将发光材料的涂层施加给所述多个光发射器件之后被测量。发光材料的选择性施加可包括基于光发射器件的相应那些的所测光输出而施加一个量的发光材料，施加不同组分的发光材料和/或施加不同掺杂的发光材料给光发射器件的相应的那些。可利用以下来选择性地施加发光材料喷墨施加过程、气刷施加过程、流体施加过程、静电沉积、电泳沉积、丝网印刷、浸渍、辊涂和/或真空沉积。
在本发明的另外实施例中，光发射器件的相应那些是经单个化的光发射器件。在这样的实施例中，发光材料的选择性施加可通过以下来提供基于光发射器件的所测光输出而分类单个化的光发射器件以分组具有共同所测光输出特征的经单个化的光发射器件，并将发光材料选择性地施加给经单个化的光发射器件以将不同发光材料特征提供给经单个化光发射器件的不同组。
在进一步的实施例中，所述多个光发射器件是晶片上的多个光发射器件。
在本发明的其它实施例中，宽谱光发射器件包括具有可测量的光学特征的光发射器件和该光发射器件上的发光材料的涂层。发光材料的涂层具有基于对光发射器件的光学特征的测量而选择的至少一个特征以提供光发射器件的预定输出特征。
发光材料的涂层可包括独立于所测光学特征而施加的发光材料的第一涂层和基于所测光学特征而施加的发光材料的第二涂层。此外，第一涂层和第二涂层可以是相同组分的发光材料。在此情况下，第二涂层的厚度可基于所测光学特征来选择。第一涂层和第二涂层亦可以是不同组分的发光材料，并且第二涂层的组分可基于所测光学特征来选择。此外，第二涂层的掺杂可基于所测光学特征来选择。所测光学特征亦可以是发光材料的第一涂层被施加的光发射器件的光学特征。
在本发明的更进一步的实施例中，发光材料的组分、发光材料的量和/或发光材料的掺杂可基于所测光学特征来选择。
在本发明的另外实施例中，宽谱光发射器件包括晶片的至少一部分上的多个光发射器件和所述多个光发射器件的相应那些上的发光材料的涂层，所述多个光发射器件的相应那些上的发光材料的涂层具有不同的特征。所述不同的特征可以是以下的至少一个发光材料的不同量、发光材料的不同掺杂和/或发光材料的不同组分。
此外，发光材料的涂层可包括所述多个光发射器件的相应那些的每个上的发光材料的第一涂层和基于所述多个光发射器件的相应那些的所测光学特征而施加的发光材料的第二涂层。第一涂层和第二涂层可以是相同组分的发光材料，并且第二涂层的厚度可基于所测光学特征来选择。第一涂层和第二涂层亦可以是不同组分的发光材料，并且第二涂层的组分可基于所测光学特征来选择。此外，第二涂层的掺杂可基于所测光学特征来选择。此外，所测光学特征亦可以是发光材料的第一涂层被施加的光发射器件的相应那些的光学特征。
在本发明的其它实施例中，发光材料的涂层的组分可基于所述多个光发射器件的相应那些的所测光学特征在所述多个光发射器件的相应那些之间不同。此外，发光材料涂层的厚度可基于所述多个光发射器件的相应那些的所测光学特征在所述多个光发射器件的相应那些之间不同。还有，发光材料涂层的掺杂可基于所述多个光发射器件的相应那些的所测光学特征在所述多个光发射器件的相应那些之间不同。
在本发明的更进一步的实施例中，一种用于制造宽谱光发射器件的系统包括照明(lighting)元件激励电路，其被配置成激励光发射器件；输出测量电路，其被配置成测量被激励的光发射器件的光输出；发光材料施加设备，其被配置成将发光材料选择性地施加给光发射器件；以及控制器，其在工作上与输出测量电路和发光材料施加设备关联并被配置成控制发光材料施加设备以基于被激励的光发射器件的所测光输出而将发光材料选择性地施加给光发射器件。在某些实施例中，发光材料施加设备是以下的至少一个喷墨施加系统、气刷施加系统、流体施加系统、静电沉积系统、电泳沉积系统、丝网印刷系统、浸渍系统、辊涂系统和/或真空沉积系统。
此外，所述控制器亦可被配置成控制发光材料施加设备以在测量被激励的光发射器件的输出之前施加发光材料的涂层。发光材料施加设备亦可被配置成选择性地施加以下的至少一个不同量的发光材料、不同掺杂的发光材料和/或不同组分的发光材料。
图1是适合于在实施依照本发明实施例的操作的过程中使用的用于施加发光材料的系统的方块图；图2是说明依照本发明实施例的操作的流程图；图3A和3B是具有依照本发明实施例的选择性施加的发光材料的晶片的说明；并且图4是说明依照本发明进一步实施例的操作的流程图。
具体实施例方式
现在将在以下参照其中示出了本发明实施例的附图来较全面地描述本发明。然而，本发明不应被理解为局限于在此所提出的实施例。相反，这些实施例被提出是为了使本公开内容将是全面和完整的，并且将把本发明的范围完全传递(convey)给本领域的技术人员。在附图中，为清楚起见，层和区的厚度被夸大。相同的数字始终参考相同的元件。
图1说明了可被用于制造依照本发明的宽谱光发射器件的系统。如图1中所说明的，多个光发射元件10被提供。优选地，光发射元件包括LED和激光器并被提供于晶片和/或电路片上以使光发射元件可被各个或共同激励。LED和/或激光器可具有器件的相对侧上的接触或者可具有器件的单侧上的两个接触。
例如，光发射元件可以是基于氮化镓的LED或在碳化硅基片上制造的激光器，如由North Carolina的Durham的Cree，Inc.制造并销售的那些器件。例如，本发明可适合于与在以下专利中描述的LED和/或激光器一起使用美国专利No.6,201,262、6,187,606、6,120,600、5,912,477、5,739,554、5,631,190、5,604,135、5,523,589、5,416,342、5,393,993、5,338,944、5,210,051、5,027,168、5,027,168、4,966,862和/或4,918,497，其公开内容在此引入作为参考，如在此完全提出的那样。其它适当的LED和/或激光器被描述于以下专利申请中美国临时专利申请序列号60,294,378，名为“LIGHT EMITTING DIDODE STRUCTURE WITHMULTI-QUANTUM WELL AND SUPERLATTICE STRUCTURE”，美国临时专利申请序列号60/294,445，名为“MULTI-QUANTUM LIGHTEMITTING DIODE STRUCTURE”以及美国临时专利申请序列号60,294,308，名为“LIGHT EMITTING DIDODE STRUCTURE WITHSUPERLATTICE STRUCTURE”，其每个都被提交于2001年5月30日；美国专利申请序列号10/140,796，名为“GROUP III IN NITRIDEBASED LIGHT EMITTING DIODE STRUCTURES WITH AQUANTUM WELL AND SUPERLATTICE，GROUP III NITRIDEBASED QUANTUM WELL STRUCTURES AND GROUP III NITRIDEBASED SUPERLATTICE STRUCTURES”，提交于2002年5月7日；以及提交于2001年7月23日的美国临时专利申请序列号10/057,82，名为“LIGHT EMITTING DIODES INCLUDING SUBSTRATEMODIFICATIONS FOR LIGHT EXTRACTION ANDMANUFACTURING METHODS THEREFOR”和提交于2002年1月25日的美国专利申请序列号10/057,82，名为“LIGHT EMITTING DIODESINCLUDING SUBSTRATE MODIFICATIONS FOR LIGHTEXTRACTION AND MANUFACTURING METHODS THEREFOR”，其公开内容在此引入作为参考，如完全提出的那样。此外，磷光体涂敷的LED亦可适合于在本发明的实施例中使用，如在提交于2002年9月19日的名为“PHOSPHOR-COATED LIGHT EMITTING DIODESINCLUDING TAPERED SIDEWALLS，AND FABRICATIONMETHODS THEREFOR”的美国临时专利申请序列号＿＿(代理人备案号5308-245PR)中所述的那些，其公开内容在此引入作为参考，如完全提出的那样。
LED和/或激光器可被配置成以“倒装片(flip-chip)”配置来工作以使光发射通过基片而发生。在这样的实施例中，基片可被图形化以增强器件的光输出，如在例如名为“LIGHT EMITTING DIODESINCLUDING SUBSTRATE MODIFICATIONS FOR LIGHTEXTRACTION AND MANUFACTURING METHODS THEREFOR”的提交于2001年7月23日的美国临时专利申请序列号60/307,235中所述，或如在提交于2002年1月25日的名为“LIGHT EMITTING DIODESINCLUDING SUBSTRATE MODIFICATIONS FOR LIGHTEXTRACTION AND MANUFACTURING METHODS THEREFOR”的美国专利申请序列号10/057,821中所述，其公开内容在此引入作为参考，如在此完全提出的那样。如在图1中进一步说明的，光发射元件激励电路12亦被提供。光发射元件激励电路12激励光发射元件10以使光发射元件10发射光。这样的激励可以以顺序方式各个进行或同时激励光发射元件10的一些或全部。类似地，所述多个光发射元件10的子集亦可被激励。用于激励光发射元件10的特定技术可依赖于用于光发射元件10的电极的配置、测量光发射元件10的输出的输出测量电路14的特性和/或发光材料被施加给光发射元件10的方式。例如，在光发射元件具有可从器件的单侧到达的两个接触的实施例中，可通过将器件置于箔或其它导体上并通过该箔而接触器件来并行地激励器件。
输出测量电路14测量一个或多个光发射元件10的光输出并将该信息提供给控制器18。控制器18利用光输出信息来控制发光材料施加设备16，其基于光发射元件10的所测光输出将发光材料选择性地施加给光发射元件10。输出测量电路14可以是谱分析器或其它这样的器件，其用于分析光发射元件10的光输出的频率和/或功率。这样的器件对本领域的技术人员是已知的，因此不需要在此被进一步描述。
发光材料施加设备16提供了用于选择性地施加发光材料，包括诸如YAG:Ce的磷光体的装置。用于选择性地施加发光材料的该装置16可例如由以下来提供喷墨施加系统、气刷施加系统、流体施加系统、利用被吸引到具有相反电荷的光发射元件的带电电荷的粉尘施加系统(静电沉积)、电泳沉积、丝网印刷、浸渍、辊涂系统和/或真空沉积以及本领域的技术人员已知的其它适当的技术。发光材料的选择性施加可在器件的单个化之前或之后被提供。通过利用提供对各个器件或器件组的发光材料的选择性施加的施加技术，不同量的发光材料可在单个化之前或之后被施加给不同的器件。例如，如果选择性施加被提供于单个化之前，喷墨或其它这样的选择性施加系统可在器件仍在晶片上时将不同量的发光材料提供给各个器件或器件组。在单个化之后，各个器件可具有通过例如喷墨、静电沉积等而施加的特定量的发光材料。例如，不同的电荷可在静电过程中被施加给单个化或非单个化器件以使不同量的发光材料将基于器件的电荷而被吸引到不同的器件。可替换的是，如果选择性施加是在单个化之后被提供的，则可基于共同的所测输出特征和被施加给组中的每个器件的发光材料的共同量来分组经单个化的器件(电路片)。此外，发光材料的施加可在器件或多个器件被安装于子安装之前或之后发生。
最后，控制器18可以是能协调如在此所述的用于将发光材料选择性地施加给光发射元件的操作的任何适当的控制器。例如，控制器18可以是可编程微控制器、个人计算机或其它数据处理系统。
图2说明了依照本发明某些实施例的操作。图2的操作将参照图3A和3B来描述。图3A是在依照本发明实施例进行处理之前的具有包含多个光发射元件320的几个区310的晶片300的说明。如在图2中看到的，任选地，发光材料的初始涂层被施加给光发射元件320(方块40)。该初始涂层可通过以上所述的技术来施加，例如通过使包含发光材料的流体流到晶片300上以覆盖区310，通过发光材料的喷墨施加，通过发光材料的气刷施加和/或当晶片表面带电时撒粉于晶片300，或者如本领域的技术人员将理解的用于将发光材料施加给光发射元件的其它这样的技术。例如，这种施加可在控制器18的控制下通过发光材料施加设备16来提供。
如在图2中进一步看到的，光发射元件320被激励(方块42)并且光发射元件320的输出被测量(方块44)。例如，这样的激励可通过以下来提供当通过控制器18来指令光发射元件激励电路12时，光发射元件激励电路12使光发射元件的电极并行地、分组地或单独地接触以使前向电偏置可被施加给光发射元件320。对光发射元件320的这种激励可被同时、各个元件依次地和/或元件组依次地进行。例如，整个晶片300可被激励并且光发射元件320的输出被测量，每个区310可被单独激励并且其输出被测量，并且/或者每个元件320可被单独激励并且其输出被测量。
此外，可以以不同的分辨率来测量光发射元件320的输出。例如，每个光发射元件的输出都可被测量或光发射元件320的组的输出被测量。在本发明的某些实施例中，光输出测量的分辨率以及发光材料可被施加的分辨率对应于各个光发射元件320的尺寸。然而，在本发明的其它实施例中，光输出测量的分辨率可至少是发光材料可被施加的分辨率，如果这比各个光发射元件320粗。
如在图2中进一步看到的，任选地，光发射元件320的光输出的图可被建立(方块46)以指示哪些光发射元件可能需要发光材料的附加施加或者发光材料的初始施加的厚度。该图涉及具有其输出的光发射元件的位置，因此发光材料的随后施加可基于所测的输出。这种图仅在以下情况下需要被产生光发射元件的输出的测量在方块48中的发光材料的选择性施加之前被实施用于多重光发射元件。
在任何情况下，发光材料基于光发射元件320的所测输出而被选择性地施加给光发射元件320，从而使相同晶片和/或电路片中的光发射元件的不同的那些可接收不同量的发光材料(方块48)。例如，如在图3B中所说明的，光发射元件320的输出可如以上所述而被测量并且确定了第一子集的光发射元件325(在图3B中由从左到右的对角网状线(diagonal cross-hatch)来指示)具有这样的输出其需要比剩余那些光发射元件320多的发光材料被施加给这些光发射元件325，并且第二子集的光发射元件330(在图3B中由从左到右的对角网状线来指示)具有这样的输出其需要比剩余那些光发射元件320少的发光材料被施加给这些光发射元件330。第二子集的光发射元件330然后可具有施加给它们的发光材料的第一量，光发射元件320的剩余那些可具有被施加给它们的大于第一量的发光材料的第二量，并且第一子集的光发射元件325可具有施加给它们的发光材料的第三量，其大于第一和第二量。
发光材料的施加可通过相继的途径(pass)来提供，包括将第一量施加给所有光发射元件的第一途径，将附加量施加给剩余光发射元件320和第一子集的光发射元件325的第二途径，以及将附加量的发光材料施加给仅第一子集的光发射元件325的第三途径。可替换的是，将不同量的发光材料施加给不同子集的光发射元件的单途径被进行。此外，如果发光材料的初始施加被提供，则施加发光材料的附加途径或多途径可被提供以使被施加给各个光发射元件的发光材料的相对量给第二子集的光发射元件330提供最少的发光材料，给第一子集的光发射元件325提供最多的发光材料，并给剩余那些光发射元件320提供第一子集325和第二子集330的量之间的量。如以上所述，发光材料的施加可通过一个或多个以上所述的技术来实施，包括喷墨、气刷或其它这样的技术。
如在图2中进一步看到的，在进行了发光材料的施加之后，光发射元件320的输出可被再次测量并且确定光发射元件320的输出是否具有所需的均匀性，如基本上是均匀的(方块50)。如果它处于可接受的制造容差内并提供用于器件的可接受的产出，则这样的光输出可基本上是均匀的。例如，如果对于晶片，75％的产出被认为是可接受的，则当75％的光发射元件处于可接受的制造容差内时，输出可被认为是基本上均匀的。在任何情况下如果这样的基本的均匀性未被实现(方块50)，则方块42-50处的操作可被重复，直到这样的均匀性被实现(方块50)。
图4说明了依照本发明进一步实施例的操作。如在图4中看到的，任选地，发光材料的初始涂层被施加于晶片上的光发射元件(方块440)。该初始涂层可通过以上所述的技术来施加，例如通过使包含发光材料的流体流到晶片上，通过发光材料的喷墨施加，通过材料的气刷施加，当晶片表面带电时撒粉于晶片(静电施加)，或者如本领域的技术人员将理解的用于将发光材料施加给光发射元件的其它这样的技术。例如，这种施加可在控制器18的控制下通过发光材料施加设备16来提供。
如在图4中看到的，光发射元件从晶片被单个化以提供各个光发射器件或各个光发射器件的组(方块442)。这样的单个化技术可包括锯(sawing)、切断(breaking)、刻蚀和/或本领域技术人员已知的其它这样的技术。光发射器件或器件组被激励(方块444)，并且光发射器件的输出被测量(方块446)。例如，这样的激励可通过以下来提供当通过控制器18来指令光发射元件激励电路12时，光发射元件激励电路12使光发射元件的电极并行地、分组地或单独地接触以使前向电偏置可被施加给光发射器件。对光发射元件320的这种激励可被同时、各个元件依次地和/或元件组依次地进行。此外，在本发明的某些实施例中，激励和光输出的测量可在单个化之前进行。此外，如以上所讨论的，可以以不同的分辨率来测量光发射器件的输出。
基于光发射器件的所测输出，发光材料被选择性地施加给光发射器件以使相同晶片和/或电路片中的光发射元件的不同的那些可接收不同量的发光材料(方块448)。发光材料的施加可通过相继的途径来提供，或者将不同量的发光材料施加给不同光发射器件的单个途径可被进行。
如在图4中进一步看到的，在进行了发光材料的施加之后，光发射器件的输出可被再次测量并且确定光发射器件或多个光发射器件的输出是否具有可接受的输出，如处于用于器件的预定范围内，例如用于光输出的可接受的制造容差内(方块450)。在任何情况下如果这样的可接受的光输出未被实现(方块450)，则方块444-450处的操作可被重复，直到这样的输出被实现(方块450)。
对于待施加给特定光发射元件的发光材料的特定量，这样的量可取决于正在利用的发光材料和光发射元件。此外，在特定应用中待施加的材料量可根据光发射元件的所测输出和正被施加的发光材料而变化。用于基于光发射元件的特定输出而确定待施加的发光材料量的技术对本领域的技术人员是已知的，并因此在此不需要进一步描述。然而，依照本发明的特定实施例，不需要进行这样的确定，这是因为在相继的途径中可将材料的小增量量添加给不提供所需输出的光发射元件，直到在该光发射元件中实现了所需的均匀性。这样，例如发光材料的初始增量可被施加给所有或基本上所有光发射元件，然后光输出可被测量。然后发光材料的随后增量可仅被施加给不符合预定光输出准则的光发射元件的那些。发光材料的选择性增量施加然后可被继续，直到预定数量的施加已被达到和/或预定产出阈值已被实现。
如以上所述，本发明的实施例可通过诸如磷光体的发光材料的选择性施加而提供宽谱光发射器件。在本发明的特定实施例中，基于各个器件的输出特征通过一个量的磷光体的选择性施加而提供白光发射器件。此外，尽管已参照一个量的磷光体的选择性施加而描述了本发明，在本发明的其它实施例中，可基于光发射器件的所测特征来改变磷光体的类型或磷光体的掺杂。这样，例如，第一磷光体的第一施加之后可以是第二磷光体的选择性施加以提供所需的宽谱器件。类似地，待施加给器件的特定掺杂或磷光体可基于该器件的所测输出来调节。因此，本发明的实施例不应被理解成局限于改变光发射材料的量，而是可被用于改变光发射材料和/或施加多重类型的光发射材料以提供具有所需输出谱的光发射器件。
已参照各个光发射器件而描述了本发明的实施例。然而，本发明的实施例亦适用于将光发射元件分组成单个器件，如在提交于2002年1月28日的名为“CLUSTER PACKAGING OF LIGHT EMITTINGDIODES”的美国专利申请序列号10/58,369中所述，其公开内容在此引入作为参考，如完全提出的那样。这样，如在此所使用的，术语各个光发射器件被用于指具有单个或多重光发射元件的器件。
另外，已参照发光材料的选择性施加而描述了本发明的实施例。然而，本发明的实施例亦可基于光发射器件的所测光输出而选择性地去除发光材料。例如，发光材料的涂层可被施加而具有对应于器件组中的光发射器件所需最大厚度的厚度，然后基于各个光发射器件的所测输出从所述组中的各个器件去除发光材料。例如，这样的去除可通过激光刻蚀或者对本领域的技术人员已知的其它这样的选择性去除技术来提供。这样，本发明的某些实施例可提供例如基于各个光发射器件的所测光输出通过进行选择性施加或去除来定制发光材料的特征。
在附图中，已被指示为任选的某些操作/动作和或方块被以虚线示出。然而，这样的虚线的存在或不存在不应被理解为需要所述图的任何元件来实施本发明的特定实施例。此外，尽管功能的特定分编(breakdown)或划分已被说明于图1和2中，如根据本公开内容由本领域的技术人员所理解的，功能的其它划分可被提供，而仍受益于本发明的教导。这样，例如，图1的方块图中的方块可被组合或附加的方块被添加，而仍受到本发明教导的影响。类似地，附加的方块可被添加，方块可被组合，或者可以以与在图2的流程图说明中所说明的不同序列来执行操作。例如，用于说明光发射元件320何时被停用的方块未在图2中被说明，但可被添加于各个位置中以使光发射元件320在输出测量期间被激励并且当不测量输出时被停用。这样，本发明不应被理解为局限于在此提供的特定说明，而是旨在覆盖利用如在此描述的发光材料的选择性施加的任何这种方法、系统或器件。
在附图和说明书中，已公开了本发明的典型优选实施例，并且尽管特定的术语被采用，它们仅在通用和描述性的意义上被使用而不是为了限制的目的。
权利要求
1.一种制造光发射设备的方法，包括测量半导体光发射器件的光输出；以及基于光发射器件的所测光输出来定制被施加给光发射器件的发光材料的至少一个特征。
2.权利要求1的方法，其中定制至少一个特征包括基于光发射器件的所测光输出对光发射器件选择性地去除发光材料。
3.权利要求1的方法，其中定制至少一个特征包括基于光发射器件的所测光输出将发光材料选择性地施加给光发射器件。
4.权利要求3的方法，其中选择性地施加发光材料包括基于光发射器件的所测光输出将一个量的发光材料选择性地施加给光发射器件。
5.权利要求3的方法，其中选择性地施加发光材料包括基于光发射器件的所测光输出将不同组分的发光材料选择性地施加给光发射器件。
6.权利要求3的方法，其中选择性地施加发光材料包括基于光发射器件的所测光输出将不同掺杂水平的发光材料选择性地施加给光发射器件。
7.权利要求3的方法，其中测量光发射器件的光输出之前是将发光材料的涂层施加给光发射器件。
8.权利要求3的方法，其中选择性地施加发光材料之前是从具有多个光发射器件的晶片来单个化光发射器件。
9.权利要求8的方法，其中单个化光发射器件之后是基于经单个化的光发射器件的相应的光发射器件的所测光输出来分组经单个化的光发射器件；并且其中选择性地施加发光材料包括将以下的至少一个施加给不同组的经单个化的光发射器件不同量的发光材料，不同掺杂水平的发光材料和/或不同组分的发光材料。
10.权利要求8的方法，其中光发射器件的测量光输出之前是将发光材料的涂层施加给光发射器件。
11.权利要求3的方法，其中选择性地施加发光材料包括利用以下的至少一个来选择性地施加发光材料喷墨施加过程、气刷施加过程、流体施加过程、静电沉积、电泳沉积、丝网印刷、浸渍、辊涂和/或真空沉积。
12.权利要求3的方法，进一步包括重复光输出的测量和发光材料的选择性施加，直到光发射器件的所测光输出符合预定准则。
13.权利要求1的方法，其中所述光发射器件包括具有多个光发射器件的晶片上的光发射器件。
14.权利要求1的方法，其中光发射器件是基于氮化镓的光发射器件。
15.权利要求14的方法，其中光发射器件具有碳化硅基片，其中光是通过该碳化硅基片而提取的，并且其中发光材料被施加给碳化硅基片。
16.权利要求1的方法，其中所测光输出包括光输出的频率和/或光输出的功率的至少一个。
17.一种制造光发射设备的方法，包括测量多个半导体光发射器件的相应的光发射器件的光输出；以及基于光发射器件的相应的光发射器件的所测光输出来定制所述多个光发射器件的相应的光发射器件的至少一个上的发光材料。
18.权利要求17的方法，其中定制发光材料包括基于光发射器件的相应的光发射器件的所测光输出从所述多个光发射器件的相应的光发射器件的至少一个选择性地去除发光材料。
19.权利要求17的方法，其中定制发光材料包括基于光发射器件的相应的光发射器件的所测光输出将发光材料选择性地施加给所述多个光发射器件的相应的光发射器件的至少一个。
20.权利要求17的方法，其中测量所述多个光发射器件的相应的光发射器件的光输出包括激励所述多个光发射器件的相应的光发射器件；以及当光发射器件的相应的光发射器件被激励时测量所述多个光发射器件的相应的光发射器件的光输出。
21.权利要求20的方法，其中激励所述多个光发射器件的相应的光发射器件包括各个激励所述多个光发射器件的相应的光发射器件。
22.权利要求20的方法，其中激励所述多个光发射器件的相应的光发射器件包括分组激励所述多个光发射器件的相应的光发射器件。
23.权利要求20的方法，其中激励所述多个光发射器件的相应的光发射器件包括依次激励所述多个光发射器件的相应的光发射器件。
24.权利要求20的方法，其中激励所述多个光发射器件的相应的光发射器件包括并行地激励所述多个光发射器件的相应的光发射器件。
25.权利要求20的方法，其中所述多个光发射器件的相应的光发射器件具有可从器件的单侧到达的两个接触，并且其中激励所述多个光发射器件的相应的光发射器件包括将所述多个光发射器件的相应的光发射器件置于传导性箔上；以及通过所述箔来接触所述多个光发射器件的相应的光发射器件。
26.权利要求19的方法，进一步包括产生光发射器件的相应的光发射器件的光输出的图；并且其中基于光发射器件的相应的光发射器件的所测光输出将发光材料选择性地施加给所述多个光发射器件的相应的光发射器件的至少一个包括利用所产生的图基于光发射器件的相应的光发射器件的所测光输出将发光材料选择性地施加给所述多个光发射器件的相应的光发射器件的至少一个。
27.权利要求19的方法，进一步包括重复所述多个光发射器件的相应的光发射器件的光输出的测量和发光材料的选择性施加，直到达到预定光输出准则。
28.权利要求27的方法，其中预定光输出准则包括所述多个光发射器件的基本上均匀的光输出。
29.权利要求27的方法，其中预定光输出准则包括具有预定光输出的所述多个光发射器件的阈值百分比。
30.权利要求19的方法，其中测量所述多个光发射器件的相应的光发射器件的光输出之前是将发光材料的涂层施加给所述多个光发射器件。
31.权利要求19的方法，其中选择性地施加发光材料包括基于光发射器件的相应的光发射器件的所测光输出将一个量的发光材料选择性地施加给光发射器件的相应的光发射器件。
32.权利要求19的方法，其中选择性地施加发光材料包括基于光发射器件的相应的光发射器件的所测光输出将不同组分的发光材料选择性地施加给光发射器件的相应的光发射器件。
33.权利要求19的方法，其中选择性地施加发光材料包括基于光发射器件的相应的光发射器件的所测光输出将不同掺杂水平的发光材料选择性地施加给光发射器件的相应的光发射器件。
34.权利要求19的方法，其中选择性地施加发光材料包括利用以下的至少一个来选择性地施加发光材料喷墨施加过程、气刷施加过程、流体施加过程、静电沉积、电泳沉积、丝网印刷、浸渍、辊涂和/或真空沉积。
35.权利要求19的方法，其中所述多个光发射器件的相应的光发射器件包括经单个化的光发射器件；并且其中选择性地施加发光材料包括基于光发射器件的所测光输出来分类单个化的光发射器件以分组具有共同所测光输出特征的经单个化的光发射器件；以及将发光材料选择性地施加给经单个化的光发射器件以将不同发光材料特征提供给不同组的经单个化的光发射器件。
36.权利要求35的方法，其中不同发光材料特征包括以下的至少一个不同量的发光材料，不同掺杂水平的发光材料和/或不同组分的发光材料。
37.权利要求17的方法，其中所述多个光发射器件包括晶片上的多个光发射器件。
38.权利要求37的方法，其中光发射器件包括基于氮化镓的光发射器件。
39.权利要求38的方法，其中所述晶片包括碳化硅晶片。
40.权利要求17的方法，其中所测光输出包括光输出的频率和/或光输出的功率的至少一个。
41.一种固态光发射设备，包括各个固态光发射器件，其具有至少一个可测量的光学特征；以及光发射器件上的发光材料的涂层，该发光材料的涂层具有基于光发射器件的光学特征的测量而选择的特征以提供各个光发射器件的预定输出特征。
42.权利要求41的设备，其中发光材料的涂层包括独立于所测光学特征而施加的发光材料的第一涂层；以及基于所测光学特征而施加的发光材料的第二涂层。
43.权利要求42的设备，其中第一和第二涂层是相同组分的发光材料，并且其中第二涂层的厚度是基于所测光学特征来选择的。
44.权利要求42的设备，其中第一和第二涂层是不同组分的发光材料，并且其中第二涂层的组分是基于所测光学特征来选择的。
45.权利要求42的设备，其中第二涂层的掺杂是基于所测光学特征来选择的。
46.权利要求42的设备，其中所测光学特征是发光材料的第一涂层被施加的光发射器件的光学特征。
47.权利要求41的设备，其中发光材料的组分是基于所测光学特征来选择的。
48.权利要求41的设备，其中光发射器件是基于氮化镓的光发射器件。
49.权利要求48的设备，其中光发射器件进一步包括碳化硅基片，并且其中发光材料的涂层在氮化硅基片上。
50.权利要求48的设备，其中发光材料包括YAG:Ce。
51.一种光发射设备，包括晶片的至少一部分上的多个光发射器件；以及所述多个光发射器件的相应的光发射器件上的发光材料的涂层，所述多个光发射器件的相应的光发射器件上的发光材料的涂层具有不同的特征。
52.权利要求51的设备，其中不同特征包括以下的至少一个不同量的发光材料，不同掺杂水平的发光材料和/或不同组分的发光材料。
53.权利要求51的设备，其中发光材料的涂层包括所述多个光发射器件的相应的光发射器件的每个上的发光材料的第一涂层；以及基于所述多个光发射器件的相应的光发射器件的所测光学特征而施加的发光材料的第二涂层。
54.权利要求53的设备，其中第一和第二涂层是相同组分的发光材料，并且其中第二涂层的厚度是基于所测光学特征来选择的。
55.权利要求53的设备，其中第一和第二涂层是不同组分的发光材料，并且其中第二涂层的组分是基于所测光学特征来选择的。
56.权利要求53的设备，其中第二涂层的掺杂是基于所测光学特征来选择的。
57.权利要求53的设备，其中所测光学特征是发光材料的第一涂层被施加的光发射器件的相应的光发射器件的光学特征。
58.权利要求51的设备，其中基于所述多个光发射器件的相应的光发射器件的所测光学特征发光材料的涂层的组分在所述多个光发射器件的相应的光发射器件之间不同。
59.权利要求51的设备，其中基于所述多个光发射器件的相应的光发射器件的所测光学特征发光材料的涂层的厚度在所述多个光发射器件的相应的光发射器件之间不同。
60.权利要求51的设备，其中基于所述多个光发射器件的相应的光发射器件的所测光学特征发光材料的涂层的掺杂在所述多个光发射器件的相应的光发射器件之间不同。
61.权利要求51的设备，其中光发射器件是基于氮化镓的光发射器件。
62.权利要求61的设备，其中光发射器件进一步包括碳化硅基片，并且其中发光材料的涂层在氮化硅基片上。
63.权利要求61的设备，其中发光材料包括YAG:Ce。
64.一种用于制造光发射器件的系统，包括照明元件激励电路，其被配置成激励光发射器件；输出测量电路，其被配置成测量被激励的光发射器件的光输出；发光材料施加设备，其被配置成将发光材料选择性地施加给光发射器件；以及控制器，其在工作上与输出测量电路和发光材料施加设备关联并被配置成控制发光材料施加设备以基于被激励的光发射器件的所测光输出而将发光材料选择性地施加给光发射器件。
65.权利要求64的系统，其中发光材料施加设备包括以下的至少一个喷墨施加系统、气刷施加系统、流体施加系统、静电沉积系统、电泳沉积系统、丝网印刷系统、浸渍系统、辊涂系统和/或真空沉积系统。
66.权利要求64的系统，其中所述控制器进一步被配置成控制发光材料施加设备以在测量被激励的光发射器件的输出之前施加发光材料的涂层。
67.权利要求64的系统，其中发光材料施加设备被配置成选择性地施加以下的至少一个不同量的发光材料、不同掺杂的发光材料和/或不同组分的发光材料。
全文摘要
宽谱光发射器件和用于制造这种器件的方法和系统被提供。这种器件可包括以预定频率范围发射光的光发射元件，如二极管或激光器，以及光发射二极管上的发光材料。发光材料的特征，如发光材料或多个材料的量、组分和/或掺杂可基于光发射器件的所测输出，如光发射器件的所测输出频率和/或功率。
文档编号H01L21/66GK1729574SQ02826523
公开日2006年2月1日 申请日期2002年10月28日 优先权日2001年10月31日
发明者N·希勒, S·施瓦布, G·H·内格利 申请人:克里公司