双面出光的白光LED芯片晶圆结构及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种晶圆结构及制备方法，尤其是一种双面出光的白光LED芯片晶圆结构及制备方法，属于白光LED芯片封装的技术领域。按照本发明专利技术提供的技术方案，所述双面出光的白光LED芯片晶圆结构，所述白光LED芯片晶圆包括LED外延片；在所述LED外延片的正面镀有正面ITO透明导电薄膜，在所述正面ITO透明导电薄膜上键合有正面单晶荧光片，在所述LED外延片的背面镀有背面ITO透明导电薄膜，在所述背面ITO透明导电薄膜上键合有背面单晶荧光片，所述背面单晶荧光片、正面单晶荧光片均采用Ce:YAG单晶荧光片。本发明专利技术结构紧凑，通过双面出光极大地增加出光面积，提高出光效率，适应范围广，安全可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种晶圆结构及制备方法，尤其是一种双面出光的白光LED芯片晶圆结构及制备方法，属于白光LED芯片封装的

技术介绍
现今，LED灯具以其耗电量低、发光效率高、寿命长等特点已经开始慢慢占据市场。并且白光LED作为一种新型全固态照明光源，自问世以来就深受世人瞩目。随着LED发光效率与性能的提高，白光LED灯也越来越应用到更多的领域。这对新生物白光LED灯，即是机遇，也是挑战。而激光剥离技术就是众多解决挑战方法之一。利用激光能量分解GaN/蓝宝石界面处的GaN缓冲层，从而实现LED外延片与蓝宝石衬底的分离，该技术优点是LED外延片转移到高电导率的热沉上，能够改善大尺寸晶片中电流扩展。N型面为出光面；发光面积增大，电极挡光小，便于制备微结构，并且减少刻蚀磨片、划片。更重要的是蓝宝石衬底可以重复运用。激光剥离技术的原理是将高能量紫外激光照射到蓝宝石衬底上，激光通过蓝宝石衬底时基本不被吸收，而接触到GaN层后产生强烈吸收，使局部区域瞬间到达1000°C的高温，导致蓝宝石衬底附近的GaN层气化而使LED外延片与蓝宝石衬底的脱离。目前，半导体照明领域的蓝宝石白光LED灯具，大多都是单面出光，出光效率低，难以满足不同照明的使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种双面出光的白光LED芯片晶圆结构及制备方法，其结构紧凑，通过双面出光极大地增加出光面积，提高出光效率，适应范围广，安全可靠。按照本专利技术提供的技术方案，所述双面出光的白光LED芯片晶圆结构，所述白光LED芯片晶圆包括LED外延片；在所述LED外延片的正面镀有正面ITO透明导电薄膜，在所述正面ITO透明导电薄膜上键合有正面单晶荧光片，在所述LED外延片的背面镀有背面ITO透明导电薄膜，在所述背面ITO透明导电薄膜上键合有背面单晶荧光片，所述背面单晶荧光片、正面单晶荧光片均采用Ce:YAG单晶荧光片。所述LED外延片包括N型GaN层以及位于所述N型GaN层上的有源层，在所述有源层上设有P型GaN层；正面ITO透明导电薄膜镀在P型GaN层上，背面ITO透明导电薄膜镀在N型GaN层上。所述正面单晶荧光片通过热压键合方固定在正面ITO透明导电薄膜上，背面单晶荧光片通过热压键合固定在背面ITO透明导电薄膜上。还包括用于连接白光LED芯片晶圆的电极线极柱，所述电极线极柱上连接至少三个白光LED芯片晶圆，白光LED芯片晶圆的一端通过晶圆连接线与电极线极柱电连接，且电极线极柱上包裹有环氧树脂。—种双面出光的白光LED芯片晶圆的制备方法，所述制备方法包括如下步骤: 步骤1、提供LED发光芯片，所述LED发光芯片包括蓝宝石衬底以及位于所述蓝宝石衬底上的LED外延片，在所述LED外延片上采用镀膜工艺镀有正面ITO透明导电薄膜； 步骤2、在上述正面ITO透明导电薄膜上热压键合有正面单晶荧光片，所述正面单晶荧光片采用Ce = YAG单晶荧光片； 步骤3、将蓝宝石衬底与上述LED外延片剥离，以得到具有正面单晶荧光片的LED外延片; 步骤4、在上述LED外延片的背面镀有背面ITO透明导电薄膜； 步骤5、在上述背面ITO透明导电薄膜上热压键合有背面单晶荧光片，所述背面单晶荧光片采用Ce = YAG单晶荧光片。所述LED外延片包括N型GaN层以及位于所述N型GaN层上的有源层，在所述有源层上设有P型GaN层；正面ITO透明导电薄膜镀在P型GaN层上，正面ITO透明导电薄膜镀在P型GaN层上的方法包括真空溅射镀膜、反应离子镀膜、化学气相沉积或蒸发镀。步骤3中，LED外延片通过激光剥离与蓝宝石衬底剥离。本专利技术的优点:通过激光剥离技术将蓝宝石衬底与LED外延片进行剥离，LED外延片与蓝宝石衬底分离后，解决了蓝宝石衬底在导热导电方面的局限性，使LED外延片的设计更加灵活多样化；在LED外延片的正面设置正面单晶荧光片，在LED外延片的背面设置背面单晶荧光片，以形成双面出光的白光LED芯片晶圆，极大的增加了出光面积，相比单面出光的效率更高。三个白光LED芯片晶圆与电极线极柱连接，形成三角架的灯芯，利用所述灯芯的灯具能得到白光LED灯具，白光LED灯具具有较高的出光亮度以及出光效率，适应范围广，安全可靠。【附图说明】图1为现有LED发光芯片的结构示意图。图2为本专利技术双面出光的白光LED芯片的结构示意图。图3为利用本专利技术的白光LED芯片构成的灯芯的结构示意图。图4为图3的俯视图。图5为本专利技术利用图3的灯芯得到的灯具的结构示意图。附图标记说明:1_蓝宝石衬底、2-N型GaN层、3-有源层、4-P型GaN层、5-正面ITO透明导电薄膜、6-正面单晶焚光片、7-背面ITO透明导电薄膜、8-背面单晶焚光片、9-白光LED芯片晶圆、10-电极线极柱、11-晶圆连接线、12-环氧树脂、13-灯壳以及14-电源连接线。【具体实施方式】下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图2所示:为了能通过双面出光极大地增加出光面积，提高出光效率，本专利技术的白光LED芯片晶圆9包括LED外延片；在所述LED外延片的正面镀有正面ITO透明导电薄膜5，在所述正面ITO透明导电薄膜5上键合有正面单晶荧光片6，在所述LED外延片的背面镀有背面ITO透明导电薄膜7，在所述背面ITO透明导电薄膜7上键合有背面单晶荧光片8，所述背面单晶荧光片8、正面单晶荧光片6均采用Ce:YAG单晶荧光片。具体地，正面单晶荧光片6通过正面ITO透明导电薄膜5设置在LED外延片的正面，背面单晶荧光片6通过背面ITO透明导电薄膜7设置在LED外延片的背面，从而能形成双面出光的白光LED芯片晶圆9，通过双面出光能极大增强出光面积、亮度和出光效率。进一步地，所述LED外延片包括N型GaN层2以及位于所述N型GaN层2上的有源层3，在所述有源层3上设有P型GaN层4 ;正面ITO透明导电薄膜5镀在P型GaN层4上，背面ITO透明导电薄膜7镀在N型GaN层2上。所述正面单晶荧光片6通过热压键合方固定在正面ITO透明导电薄膜5上，背面单晶荧光片8通过热压键合固定在背面ITO透明导电薄膜7上。本专利技术实施例中，LED外延片的结构为现有常用的结构形式，N型GaN层、有源层3以及P型GaN层4的制备过程均均与常规工艺相同，具体不再赘述。还包括用于连接白光LED芯片晶圆9的电极线极柱10，所述电极线极柱10上连接至少三个白光LED芯片晶圆9，白光LED芯片晶圆9的一端通过晶圆连接线11与电极线极柱10电连接，且电极线极柱10上包裹有环氧树脂12。如图3和图4所不，为利用上述的白光LED芯片晶圆9制备得到的灯芯以及灯具结构，其中，电极线极柱10位于中间区域，白光LED芯片晶圆9与电极线极柱10间形成角架形式的灯芯。白光LED芯片晶圆9的两端均设置晶圆连接线11，白光LED芯片晶圆9 一端的晶圆连接线11用于与电极线极柱10连接，白光LED芯片晶圆9另一端的晶圆连接线11用于与电源连接线连接。具体实施时，为了对白光LED芯片晶圆9进行接线，上述的正面ITO透明导电薄膜5、背面ITO透明导电薄膜7可以分别伸出P型GaN层4、N型GaN层2外，即将正面ITO透明导电薄膜5、背面ITO透明导电模块7伸出的部分作为电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双面出光的白光LED芯片晶圆结构，所述白光LED芯片晶圆（9）包括LED外延片；其特征是：在所述LED外延片的正面镀有正面ITO透明导电薄膜（5），在所述正面ITO透明导电薄膜（5）上键合有正面单晶荧光片（6），在所述LED外延片的背面镀有背面ITO透明导电薄膜（7），在所述背面ITO透明导电薄膜（7）上键合有背面单晶荧光片（8），所述背面单晶荧光片（8）、正面单晶荧光片（6）均采用Ce:YAG单晶荧光片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董永军，华伟，陈伟，
申请(专利权)人：南京光宝光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32