一种白光发光二极管的制作方法
【专利摘要】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。
【专利说明】一种白光发光二极管的制作方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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：
[0005] 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】
[0006] 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：
[0007] 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：
[0008] 在临时基板上依次沉积N型层、发光层、P型层，构成LED晶片；
[0009] 在所述P型层上形成掺有荧光粉的键合层；
[0010] 将所述键合层与永久基板键合；
[0011] 去除所述临时基板，并将所述LED晶片倒置；
[0012] 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；
[0013] 在所述N型层上沉积金属反射层；
[0014] 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。
[0015] 优选地，所述荧光粉均匀分布在所述键合层中。
[0016] 可选地，所述荧光粉占所述键合层的比例大于0且小于50%。
[0017] 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。
[0018] 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。
[0019] 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。
[0020] 可选地，所述键合层的厚度为1-200微米。
[0021] 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。
[0022] 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。
[0023] 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。
[0024] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0025] 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。
【专利附图】
【附图说明】
[0026] 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。
[0027] 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；
[0028] 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】
[0029] 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。
[0030] 实施例
[0031] 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：
[0032] 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。
[0033] 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。
[0034] 具体地，N型层可以为N型GaN层，P型层可以为P型GaN层。
[0035] 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 表不N型层，3表不发光层，4表不P型层。
[0036] 步骤102 :在P型层上形成掺有荧光粉的键合层。
[0037] 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。
[0038] 具体地，键合层是透明的。
[0039] 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。
[0040] 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。
[0041] 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。
[0042] 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。
[0043] 可选地，突光粉为 YAG(Yttrium Aluminum Garnet Ultraviolet，纪错石槽石）错 酸盐荧光粉、氮化物荧光粉或者硫化物荧光粉。
[0044] 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。
[0045] 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。
[0046] 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 表不N型层，3表不发光层，4表不P型层，5表不键合层。
[0047] 步骤103 :将键合层与永久基板键合。
[0048] 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。
[0049] 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。
[0050] 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 表不N型层，3表不发光层，4表不P型层，5表不键合层，6表不永久基板。
[0051] 步骤104 :去除临时基板，并将LED晶片倒置。
[0052] 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 不发光层，4表不P型层，5表不键合层，6表不永久基板。
[0053] 步骤105 :在LED晶片上开设从N型层延伸到P型层的凹槽。
[0054] 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 不发光层，4表不P型层，5表不键合层，6表不永久基板。
[0055] 步骤106 :在N型层上沉积金属反射层。
[0056] 可选地，金属反射层包括411、4831、？丨、211中的一种或多种，如48，使1^晶片更 具稳定性（如提高LED芯片的抗热性、抗腐蚀性）。
[0057] 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。
[0058] 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 不发光层，4表不P型层，5表不键合层，6表不永久基板，7表不金属反射层。
[0059] 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。
[0060] 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 不发光层，4表不P型层，5表不键合层，6表不永久基板，7表不金属反射层，8表不P型电 极，9表示N型电极。
[0061] 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芯片的结构不意图。其中，2表不N型层，3表不发光层，4表不P型层，5表不键合层，6 表不永久基板，7表不金属反射层，8表不P型电极，9表不N型电极。
[0062] 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，突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突光粉 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。
[〇〇63] 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。
【权利要求】
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。
【文档编号】H01L33/56GK104112797SQ201410276922
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】尹灵峰, 王江波, 谢鹏, 谭劲松, 徐瑾 申请人:华灿光电(苏州）有限公司