具有小源尺寸的波长转换发光设备制造技术

一种根据本发明专利技术的实施例的照明结构包括半导体发光设备和附接到该半导体发光设备的平坦的波长转换元件。该平坦的波长转换元件包括用于吸收由半导体发光设备发射的光并且发射不同波长的光的波长转换层。该平坦的波长转换元件进一步包括透明层。该波长转换层在透明层上形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及波长转换半导体发光设备。
技术介绍
包括发光二极管（LED）、谐振腔发光二极管（RCLED）、垂直腔激光二极管（VCSEL）和边发射激光器的半导体发光设备是当前可用的最高效的光源之一。在能够跨越可见光谱操作的高亮度发光设备的制造中当前令人感兴趣的材料体系包括III-V族半导体，特别是镓、铝、铟和氮的二元、三元和四元合金，也被称为III族氮化物材料。典型地，通过在蓝宝石、碳化硅、III族氮化物或其他合适的衬底上经由金属有机化学气相沉积（MOCVD）、分子束外延（MBE）或其他外延技术外延生长不同的成分和掺杂浓度的半导体层的堆叠来制作III族氮化物发光设备。该堆叠通常包括在衬底之上形成的掺杂有例如Si的一个或多个n型层、在该一个或多个n型层之上形成的有源区中的一个或多个发光层以及在该有源区之上形成的掺杂有例如Mg的一个或多个p型层。在n型区和p型区上形成电接触。图1A、1B、1C和1D图示了在US2013/0187174中更详细地描述的一种形成磷光体转换LED的方法。在图1A中，基底410被提供并且发光元件（LEE）210利用邻近基底410的接触件220附着到基底410或者被置于基底410上。LEE210在邻近元件之间具有间隔405。基底410也可以被称为“成型衬底”。在一个实施例中，基底410包括胶膜或胶带或基本上由胶膜或胶带构成。在一些实施例中，基底401包括对磷光体230具有相对低的附着力的材料（即，它允许固化的磷光体230从基底410移除）或基本上由该材料构成。在图1B中，形成屏障450。屏障450被示出为垂直于或基本垂直于表面435。邻近LEE210之间的间隔405可以被调节以控制LEE210的侧面周围的固化磷光体230的宽度，如图1D所示。LEE210之间的间隔405由磷光体的期望侧壁厚度的两倍与切口的和（其中该切口是在成品管芯200的单个化过程期间移除的区域的宽度，例如在图1D的中被标识为切口470）近似地确定。通过控制如图1B中所示被形成或分配的磷光体420的厚度425，可以控制LEE210之上的固化磷光体230的厚度。LEE210之上的固化磷光体230的厚度260通过所分配的磷光体的厚度425减去LEE的厚度445而近似给出。磷光体420包括磷光体和粘合剂或基本上由磷光体和粘合剂构成。磷光体420被基底410的表面435和可选侧面或屏障450包含或定界。磷光体420具有底表面或底面460和顶表面或顶面440，它们基本上相互平行。磷光体420随后被固化，从而产生如图1C中所示的固化磷光体230。在图1D中，白色管芯200从图1D中所示的结构中分离或单个化（singulate）。白色管芯200可以具有处于从大约0.25mm到大约5mm的范围中的尺寸。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种具有小源尺寸的波长转换半导体发光设备。根据本专利技术的实施例的照明结构包括半导体发光设备和附接到该半导体发光设备的平坦的波长转换元件。该平坦的波长转换元件包括用于吸收由半导体发光设备发射的光并且发射不同波长的光的波长转换层。该平坦的波长转换元件进一步包括透明层。波长转换层在透明层上形成。根据本专利技术的实施例的方法包括：形成包括设置在透明层上的波长转换层的波长转换元件。波长转换元件然后被附接到半导体发光设备的晶片。波长转换元件和半导体发光设备的晶片然后被切块以形成多个照明元件。该多个照明元件然后设置在处置衬底上。反射材料设置在该多个照明元件之间。根据本专利技术的实施例的方法包括形成波长转换元件，该波长转换元件包括设置在透明层上的波长转换层。波长转换元件然后附接到设置在处置衬底上的多个切块的半导体发光设备。波长转换元件然后被切块以形成多个照明元件。附图说明图1A、1B、1C和1D图示了一种形成磷光体转换发光元件的方法。图2图示了III族氮化物LED的一个示例。图3图示了设置在透明层上的波长转换层。图4图示了附接到LED的晶片的图3的结构。图5图示了在将晶片切块成单独的LED、将LED附接到处置衬底且在LED之上形成反射材料之后的图4的结构。图6图示了在移除多余的反射材料之后的图5的结构。图7图示了设置在处置衬底上的单独的LED，其中波长转换层设置在附接到LED的透明层上。图8图示了将图7中图示的两个LED单个化。图9图示了设置在处置衬底上的经单个化的图7的LED，其中反射材料设置在LED之上。图10图示了在移除多余的反射材料之后的图9的结构。图11图示了在从波长转换层移除衬底之后的图10的结构。具体实施方式因为磷光体遍布图1D中的LEE的边缘，所以图1D中图示的设备具有比没有磷光体层的发光二极管更大的源尺寸。由于大源尺寸的缘故，图1D中图示的设备可能没有在更小源尺寸中发射的相同量的光那么明亮。大源尺寸使得图1D中图示的设备在一些应用中是不合需要的。本专利技术的实施例包括具有相对小源尺寸的波长转换设备，其可以廉价制造。虽然在下面的示例中半导体发光设备是发射蓝色或UV光的III族氮化物LED，但是可以使用除LED之外的诸如激光二极管之类的半导体发光设备和由诸如其他III-V族材料、III族磷化物、III族砷化物、II-VI族材料、ZnO或硅基材料之类的其他材料体系制成的半导体发光设备。图2图示了可以在本专利技术的实施例中使用的III族氮化物LED1。可以使用任何合适的半导体发光设备，并且本专利技术的实施例不限于图2中图示的设备。如本领域中已知，图2的设备通过在生长衬底10上生长III族氮化物半导体结构而形成。生长衬底通常是蓝宝石，但是可以是任何合适的衬底，比如例如SiC、Si、GaN或复合衬底。在其上生长III族氮化物半导体结构的生长衬底的表面可以在生长之前被图案化、粗糙化或纹理化，这可以改进光从设备的提取。生长衬底的与生长表面（即，在倒装芯片配置中通过其提取大部分光的表面）相对的表面可以在生长之前或之后被图案化、粗糙化或纹理化，这可以改进光从设备的提取。半导体结构包括夹在n型区域与p型区域之间的发光或有源区域。n型区域16可以首先生长并且可以包括不同成分和掺杂浓度的多个层，该多个层例如包括：诸如缓冲层或成核层之类的制备层；和/或设计成促进生长衬底的移除的层，其可以是n型的或意外掺杂的；以及针对为了发光区域高效发光而合需要的特定光学、材料或电气属性设计的n型或者甚至p型设备层。发光或有源区域18在n型区域之上生长。合适的发光区域的示例包括：单个厚或薄的发光层，或者包括由屏障层分隔的多个薄或厚的发光层的多量子阱发光区域。p型区域20然后可以在发光区域之上生长。与n型区域一样，p型区域可以包括不同成分、厚度和掺杂浓度的多个层，包括意外掺杂的层或n型层。在生长之后，在p型区域的表面上形成p-接触。该p-接触21通常包括多个导电层，比如反射金属和可以防止或减少反射金属的电迁移的防护金属。反射金属通常是银，但是可以使用任何合适的一种或多种材料。在形成p-接触21之后，p-接触21的部分、p型区域20和有源区域18被移除以暴露n型区域16的部分，在n型区域16的该部分上形成n-接触22。n-接触22和p-接触21通过间隙25彼此电气隔离，该间隙25可以用诸如硅氧化物之类的电介质或任何其他合适的材料填充。可以形成多个n-接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明结构，包括：半导体发光设备；以及附接到所述半导体发光设备的平坦的波长转换元件，所述平坦的波长转换元件包括：用于吸收由半导体发光设备发射的光并且发射不同波长的光的波长转换层；以及透明层，其中所述波长转换层在所述透明层上形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.19 US 62/0142881.一种照明结构，包括：半导体发光设备；以及附接到所述半导体发光设备的平坦的波长转换元件，所述平坦的波长转换元件包括：用于吸收由半导体发光设备发射的光并且发射不同波长的光的波长转换层；以及透明层，其中所述波长转换层在所述透明层上形成。2.权利要求1的照明结构，其中所述平坦的波长转换元件的面积与所述半导体发光设备的顶表面的面积相同。3.权利要求1的照明结构，其中所述平坦的波长转换元件的面积不超过所述半导体发光设备的顶表面的面积的150%。4.权利要求1的照明结构，其中所述透明层是玻璃，并且所述波长转换层是与透明材料混合的磷光体且被层压在玻璃上。5.权利要求1的照明结构，进一步包括设置在半导体发光设备的侧面上且设置在所述平坦的波长转换元件的侧面上的反射材料。6.权利要求1的照明结构，其中波长转换构件延伸超出半导体发光设备的边缘的长度不超过30μm。7.一种方法，包括：形成包括设置在透明层上的波长转换层的波长转换元件；在所述形成之后，将所述波长转换元件附接到半...

【专利技术属性】
技术研发人员：G巴辛，BJ莫兰，H卡格亚马，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL