一种倒装白光LED器件及其制作方法技术

本发明专利技术提供了一种倒装白光LED器件及其制作方法，该白光LED器件包含波长转换层和发光单元，发光单元为倒装芯片结构；发光单元的第二半导体层向外延伸以形成突出部，使得发光单元呈倒T结构；波长转换层完全覆盖发光单元的外延层衬底、第一半导体层及有源层，直达突出部的上表面，且不覆盖第发光单元的二半导体层和常规电极金属层；常规电极金属层和第一半导体层之间设置一通孔，该通孔仅贯穿于常规电极金属层、第二半导体层以及有源层，用于第一电极与第一半导体层的电性连接、以及第二电极与第二半导体层的电性连接。本发明专利技术提供的倒装白光LED器件，可靠性高、出光效果佳；而且该白光LED器件的制作方法步骤简单，降低了生产成本，有效地提高了产能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于LED
，具体涉及一种倒装白光LED器件及其制作方法。
技术介绍
发光二极管(LED)是响应电流而被激发以产生各种颜色的光的半导体器件，具有高效率、长寿命、不含Hg等有害物质的优点。随着LED技术的迅猛发展，LED的亮度、寿命等性能都得到了极大的提升，使得LED的应用领域越来越广泛，从路灯等室外照明到装饰灯等市内照明，均纷纷使用或更换成LED作为光源。半导体照明行业内，一般将LED芯片的结构分成正装芯片结构、垂直芯片结构和倒装芯片结构三类。与其它两种芯片结构相比，倒装芯片结构具有散热性能良好、出光效率高、饱和电流高和制作成本适中等优点，已经受到各大LED芯片厂家的高度重视。对于传统倒装白光LED产品，其封装方式是将LED晶片通过固晶胶粘接或共晶焊接的方式固定在支架的碗杯中，采用金线将晶片的正极与支架的正极相连接，将晶片的负极与支架的负极相连接，再向碗杯中填充符合目标色区的荧光胶。基于传统的封装技术，传统的白光LED器件结构的一种剖面示意图如图1所示，即作为波长转换层的荧光胶充入碗杯后，为了充分转换发光层发出的蓝光并混合形成白光，荧光胶101基本覆盖衬底102、第一半导体层103、有源层104以及第二半导体层105。比如，申请号为201510206231.2的专利文件公开了一种低热阻贴片发光二极管封装结构，该结构包括铜底材的支架、封装胶、至少一个LED芯片、一条用于使得LED芯片与支架导通的金线，其中，LED芯片固定于支架上，金线键合在LED芯片和支架上，LED芯片的外层包覆有封装胶。然而，对于这类传统的封装结构，由于支架、LED芯片上的荧光胶、封装胶的热膨胀系数不同，封装体在可靠性上存在一定的隐患；而且，对于这种封装结构，荧光材料容易涂覆不均匀、厚度不一致，进而导致白光光色不均匀、色偏等问题的产生。另外，在现有市场上，LED支架多为PPA、PCT或者EMC材质，这些材质在耐高温性、气密性等方面均存在较大缺陷。虽然陶瓷支架具有较好的耐高温性和气密性，但陶瓷支架成本接近晶片成本，又因其侧壁不能被荧光粉包覆而易漏蓝光，而且陶瓷支架封装LED所需的制造费用昂贵、设备投入大，从而导致陶瓷支架的LED产品产能偏小、价格偏高。换言之，传统的倒装白光LED产品在可靠性、出光效果、制造成本及价格等方面的缺陷成为其替代传统照明产品的较大阻碍。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种倒装白光LED器件，该LED器件可靠性高、出光效果佳。为解决以上技术问题，本专利技术采用了以下技术方案:本专利技术提供了一种倒装白光LED器件，该白光LED器件包含波长转换层和发光单元，所述发光单元包括外延层衬底、依次层叠生长在所述外延层衬底上的第一半导体层、有源层、第二半导体层和常规电极金属层，即所述发光单元为倒装芯片结构，其关键在于:所述第二半导体层向外延伸以形成突出部，使得所述发光单元呈倒T结构；所述波长转换层完全覆盖所述外延层衬底、所述第一半导体层、所述有源层，直至所述突出部的上表面，且所述波长转换层不覆盖所述第二半导体层和所述常规电极金属层，基于这种结构，所述波长转换层不会直接接触所述常规电极金属层，减小了电极被污染的可能性，进一步提高所述发光单元的可靠性；所述常规电极金属层和所述第一半导体层之间设置一通孔，所述通孔仅贯穿于所述常规电极金属层、所述第二半导体层以及所述有源层，所述通孔用于所述第一电极与所述第一半导体层的呈电性连接、以及所述第二电极与所述第二半导体层的电性连接。进一步的，所述突出部的宽度小于或者等于50微米，此宽度范围为较佳范围，既保证了波长转换层覆盖于所述突出部的上表面的牢固性，又保证了蓝光在波长转换层中的波长转换效果。进一步的，所述突出部上任意位置的宽度都相等，便于波长转换层更均匀地涂覆。进一步的，所述波长转换层上的第一侧壁边界与所述突出部上的第二侧壁边界齐平。进一步的，所述外延层衬底上的第三侧壁边界、所述第一半导体层上的第四侧壁边界和所述有源层上的第五侧壁边界共同构成第六侧壁边界，且所述第六侧壁边界呈倾斜状，使得所述发光单元的整体外观呈梯形状，此种结构一方面可以减少第一波长的光线穿越所述突出部上的第二侧壁边界的几率，从而在一定程度上减小蓝光溢出的风险，另一方面可以保证第一波长的光线穿越所述波长转换层的路程更加均匀，有效减少色差，使光色更为均一。进一步的，所述第六侧壁边界的倾角范围为60°?80°，此角度范围为较佳范围，可较大可能性地减小蓝光溢出的风险，以及保证较好的光色均匀性。进一步的，所述第六侧壁边界上任意位置的所述倾角都相等，便于波长转换层更均匀地涂覆。进一步的，所述白光LED器件还包含有透明胶层，所述透明胶层覆盖于所述波长转换层之上，通过在所述波长转换层上增加透明胶层，大大减少所述波长转换层中的荧光粉掉落的可能性，从而提高制作工艺的稳定性和所述白光LED器件的可靠性。进一步的，所述外延层衬底与所述第一半导体层之间设置缓冲层，以减小晶格失配。本专利技术要解决的另一个技术问题是提供一种倒装白光LED器件的制作方法，该制作方法所需的制造费用和设备投入少，使得制造成本较低，产能也得以有效提高；依据该制作方法制备的倒装白光LED器件，可靠性高，出光效果佳。为解决以上技术问题，本专利技术采用了以下技术方案:本专利技术提供了一种倒装白光LED器件的制作方法，其关键在于，包括以下步骤:S1、预备一外延层衬底，通过倒装芯片工艺，在所述外延层衬底上依次层叠生长有第一半导体层、有源层、第二半导体层以及常规电极金属层，形成发光单元阵列；S2、提供一临时基板，将所述发光单元阵列的底面与所述临时基板的上表面通过粘性胶材相接合，使得所述发光单元阵列固定于所述临时基板上，并压紧贴合，有效预防裂片;S3、在所述发光单元阵列的顶面侧制作阵列型沟槽，所述阵列型沟槽贯穿过所述外延层衬底、所述第一半导体层、所述有源层，直达所述第二半导体层的上表面；S4、在所述阵列型沟槽内填充波长转换层，且所述波长转换层完全覆盖所述外延层衬底、所述第一半导体层以及所述有源层，但所述波长转换层不可覆盖所述第二半导体层和所述常规电极金属层，形成白光LED器件阵列；S5、烘烤固化所述白光LED器件阵列上的所述波长转换层；S6、移除所述白光LED器件阵列上的所述临时基板，并去除所述粘性胶材，所述临时基板可多次重复利用，有效节约生产制造成本；S7、沿所述阵列型沟槽的中间位置切割，分离出侧壁亦被所述波长转换层包覆的单个白光LED器件，且所述第二半导体层的侧壁完全裸露；S8、测试、分选、包装所述单个白光LED器件。进一步的，在所述步骤S3中，所述阵列型沟槽的制作方法包括机械切割、激光切害J、湿法腐蚀或者干法腐蚀；在所述步骤S4中，所述波长转换层的填充或覆盖方法包括荧光片MOLDING、喷涂、旋涂或者溅射荧光材料；在所述步骤S6中，所述临时基板的移除方法包括热分离法、水溶法或者激光分离法，所述临时基板的移除方法的选择取决于所述粘性胶材的材质。进一步的，在所述步骤S3中，所述阵列型沟槽的宽度为100微米，此宽度值可以保证切割出宽度小于或等于50微米的所述第二半导体层的突出部。进一步的，在所述步骤S4中，所述阵列型沟槽内还填充有透明胶层，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种倒装白光LED器件，该白光LED器件包含波长转换层(201)和发光单元(208)，所述发光单元(208)包括外延层衬底(202)、依次层叠生长在所述外延层衬底(202)上的第一半导体层(203)、有源层(204)、第二半导体层(205)和常规电极金属层(206)，其特征在于：所述第二半导体层(205)向外延伸以形成突出部(2051)，使得所述发光单元(208)呈倒T结构；所述波长转换层(201)完全覆盖所述外延层衬底(202)、所述第一半导体层(203)、所述有源层(204)，直至所述突出部(2051)的上表面(20511)，且所述波长转换层(201)不覆盖所述第二半导体层(205)和所述常规电极金属层(206)；所述常规电极金属层(206)和所述第一半导体层(203)之间设置一通孔(207)，所述通孔(207)仅贯穿于所述常规电极金属层(206)、所述第二半导体层(205)以及所述有源层(204)，所述通孔(207)用于所述第一电极(2061)与所述第一半导体层(203)的电性连接、以及所述第二电极(2062)与所述第二半导体层(205)的电性连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴金明，肖国伟，姜志荣，万垂铭，曾照明，
申请(专利权)人：晶科电子广州有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44