一种垂直结构的白光led芯片及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于LED生产技术领域，更具体地说，本发明涉及一种垂直结构的白光LED芯片及其制造方法。
【背景技术】
[0002]发光二极管(Light Emitting D1de,简称LED)广泛运用于照明领域,而照明领域的光一般为白光，实现二极管的白光通常的方法是先形成蓝光芯片，然后在封装的时候在封装材料中加入荧光粉，蓝光芯片发出的蓝光激发封装材料里的荧光粉发出黄光或绿光或红光或多种颜色的混合光，由蓝光和这些被激发出的光共同混合形成白光。一般来说蓝光芯片的制备和白光封装是相对独立的工序，先将蓝光芯片按波长和光功率进行分档，然后不同档次的蓝光芯片再封装成白光，这种获得白光LED灯珠的过程称为传统封装。传统封装主要存在以下缺点:1)蓝光芯片安装在封装支架后，需要对每颗芯片进行点荧光胶，这样工作效率低下，封装设备投入大，制造成本高；2)每颗芯片的荧光胶量一致性很难得到保证，因此封装良率偏低；3)荧光胶在整个芯片的台面上无法均匀分布，尤其是微观的荧光粉量很难与微观的蓝光发光强度相匹配，这样封装品质很难保证；4)芯片焊线后点荧光胶，容易导致焊线的金球部分荧光胶的含量偏多，导致挂球现象，大大降低封装良率和封装品质。因此，
光斑不均匀的白光LED做成灯具后，会导致灯具的白光在空间分布上不均匀。
[0003]目前的蓝光芯片主要有同侧结构和垂直结构。对于同侧结构的芯片，它的衬底一般是透蓝光的蓝宝石衬底和碳化硅衬底，即使芯片背面镀上不透光的反射膜，也会有5个面同时出光，因而这种结构的芯片做成的发光器件很难获得光斑均匀的白光，在芯片侧边会存在明显的黄圈。垂直结构的芯片，由于发光薄膜是从外延衬底转移到新的不透光的支撑基板上，对于该结构的芯片做成的发光器件而言它只有一个面发光，因而，它最容易获得光斑均匀的白光。如果将垂直结构的芯片，做成白光芯片，则这种芯片不但制造工艺简单，而且很容易获得光斑均匀的白光，并且封装的时候仅需焊线和做透镜，不需要经过繁杂难控制的点荧光胶过程。而如果将垂直结构的晶圆片直接做成白光芯片，则这种芯片能大大降低半导体照明产业链的成本。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的一个技术问题是提供一种白光LED芯片制造方法，通过该方法制得的白光LED芯片，在产品封装时，不需要采用荧光粉点胶封装工艺，并且发光亮度均匀，出光效率高，生产成本低。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供一种垂直结构的白光LED芯片的制造方法，包括如下步骤:在生长衬底上外延生长铟镓铝氮半导体发光薄膜，形成垂直结构的铟镓铝氮发光二极管晶圆片，在所述晶圆片的电极焊盘上形成一层掩膜层，在所述晶圆片上涂覆一层混有荧光粉的硅胶并对其进行热固化，形成一层荧光粉硅胶层，切割所述电极焊盘上的荧光粉硅胶层，使其与晶圆片台面上的其他硅胶分离，刻蚀所述电极焊盘上的掩膜层及荧光粉硅胶层，暴露出电极焊盘，对所述晶圆片划片获得单颗芯片。
[0006]优选地，所述掩膜层为光刻胶柱体。
[0007]优选地，所述光刻胶柱体的厚度为1(Γ150微米，形成方法包括但不限于下列方法中的一种:光刻法，直接点滴光刻胶法，成型的光刻胶柱体粘结在电极焊盘法，预先成型的掩膜图形通过热压方法实现掩膜方法，金属图形用胶粘剂粘合在晶圆片上的方法。
[0008]优选地，所述生长衬底包括但不限于下列衬底中的一种:Cu，Cr, Si，SiC,蓝宝石。
[0009]优选地，所述切割的方法包括但不限于下列方法中的一种:激光切割，机械切割。
[0010]优选地，所述荧光粉硅胶层的涂覆方法包括但不限于下列方法中的一种:旋涂法，喷涂法，印刷法。
[0011]优选地，所述荧光粉硅胶层至少覆盖金属焊盘I微米，在芯片边缘，所述荧光粉硅胶层至少大于铟镓铝氮薄膜台面2微米。
[0012]优选地，所述所述刻蚀的方法包括但不限于下列方法中的一种:湿法刻蚀，ICP刻蚀，RIE刻蚀。
[0013]优选地，所述划片切割的切割方法包括但不限于下列方法中的一种:激光划片，机械划片。
[0014]本发明提供的垂直结构的白光LED芯片的制造方法的有益效果在于:本发明制造方法工艺简单，而且通过该方法制得的白光LED芯片，在LED产品封装时，不需要采用荧光粉点胶封装工艺，并且发出的白光均匀，出光效率高，生产成本低。
[0015]本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种白光LED芯片，该芯片发光时光斑现象得到大大改善，且出光率高，成本低。
[0016]为了解决上述技术问题，本发明提供一种垂直结构的白光LED芯片，该垂直结构的白光LED芯片采用上述所述的垂直结构的白光LED芯片的制造方法制得，包括垂直结构的铟镓铝氮发光二极管晶圆片，位于所述晶圆片上的荧光粉硅胶层，并且所述荧光粉硅胶层覆盖了所述晶圆片的除电极焊盘外的所有表面。
[0017]优选地，所述荧光粉至少包括下列中的一种:钇铝石榴石荧光粉、铝酸盐荧光粉、红色氮化物荧光粉、绿色铝酸盐荧光粉。
[0018]优选地，所述荧光粉硅胶层的荧光粉与硅胶的质量比介于1:10至5:1之间，荧光粉硅胶层的厚度小于100微米。
[0019]本发明提供的垂直结构的白光LED芯片的有益效果在于:本发明白光LED芯片的封装工艺简单，不需要荧光粉点胶工艺，同时发出的白光亮度均匀，且出光率高，成本低。
[0020]【附图说明】:
图1是本发明提供的垂直结构白光LED芯片的结构示意图，其中101为铟镓铝氮半导体发光薄膜层，102为钝化层，103为金属反光层，104为压焊金属层，105为金锡层，106为银反射镜P型欧姆接触层，107为导电基板，108为基板背镀共晶焊欧姆接触层，109为基板背镀共晶金属层，110为η型电极焊盘，111为含有荧光粉的硅胶层。
[0021]图2Α至图2Ε是本发明的一个实施例的实现过程示意图。
[0022]图3Α至图3Ε是本发明的另一个实施例的实现过程示意图。
[0023]【具体实施方式】: 实施例1
图2给出了根据本发明一个实施例制备垂直结构的白光LED芯片的步骤。如图2A所示，在硅衬底上外延生长铟镓铝氮半导体发光薄膜201，沉积P型欧姆接触层206和金属反光层203，在导电支撑基板207正面沉积金锡层205，将硅衬底的铟镓铝氮半导体发光薄膜与导电的支撑基板压焊在一起，形成金锡压焊的压焊金属层204，然后去除硅衬底，实现铟镓铝氮薄膜从硅衬底到支撑基板的转移，转移后的铟镓铝氮半导体发光薄膜经过表面粗化，分割成台面阵列，沉积钝化层202和η型欧姆接触电极及金属焊盘210，在导电基板背镀共晶焊欧姆接触层208及共晶金属层209，从而形成垂直结构的铟镓铝氮发光二极管晶圆片。再在晶圆