一种提高晶圆级白光LED芯片亮度的制备方法及其结构技术

本发明专利技术提供一种提高晶圆级白光LED芯片亮度的制备方法及其结构，包括如下步骤：提供一已实现白光的LED晶圆，所述LED晶圆包括设有电极的第一表面和第二表面，所述第一表面为出光面，所述第二表面为相对第一表面的另一表面；在所述LED晶圆的电极上涂覆光刻胶；在所述第一表面涂覆荧光粉混合层，并固化；对所述荧光粉混合层表面进行粗化处理；去除电极上面的光刻胶。通过本发明专利技术提供的一种提高晶圆级白光LED芯片亮度的制备方法，解决了现有晶圆级白光LED芯片技术中荧光粉混合层光滑的表面不利于出光的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体发光二极管领域，特别是涉及一种提高晶圆级白光LED芯片亮度的制备方法及其结构。
技术介绍
发光二极管具有省电、轻巧、寿命长、抗冲击能力强等特点，上世纪70年代开始商业化之后便快速朝高辉度、多色化以及高发光效率方向发展，由于技术的突破使得LED的用途从早期的显示、广告为主转移到半导体照明领域，尤其是高功率白光LED的实用化，使得LED成为下一代光源的主要发展方向。作为在光电子领域的主要应用之一，利用氮化镓(GaN)基半导体材料可制作出超高亮度蓝、绿、白光发光二极管。目前实现白光LED的方式主要有三种：紫光芯片+红绿黄荧光粉；蓝光芯片+钇铝石榴石(YAG)荧光粉；红绿蓝三基色芯片+荧光粉完成。无论上述三种方式的任一种，其荧光粉的添加都在封装阶段完成，但是由于点胶工艺的精度，导致芯片相关色温(CCT:CorrelatedColorTemperature)的一致性、光斑的均匀性、发光角度都会受到影响。为了解决上述问题，很多LED制造公司采用在晶圆上就实现LED白光的方法，特别是对于大功率芯片，在晶圆上先用光刻胶保护住芯片正面的电极，再涂上荧光粉和粘连剂的混合物，然后研磨抛光，再去除电极上的光刻胶，最后经过测试切割为单颗的LED白光芯片。随着LED的应用越来越广泛，如何提高GaN基LED的发光效率已经成为关注的焦点。提高LED发光效率的两个基本出发点是提高其内量子效率和外量子效率。由于工艺和技术的成熟，已经可以制备内量子效率达到80％的GaN基LED，通过提高内量子效率来大幅度提高LED发光效率已经没有很大的余地。因此，目前半导体照明LED关键技术之一就是如何通过提高外量子效率来提升其发光效率。目前国内外用于提高LED出光效率的主要技术包括改变芯片外形的技术、倒装芯片技术、生长分布布拉格反射层结构、表面粗糙化技术以及光子晶体技术等。对于表面粗糙化技术而言，现有技术中通常是对GaN基LED发光区结构内的p-GaN层、n-GaN层或金属扩展层表面形成纳米级粗糙层实现提高LED出光效率，但是在发光层中制作粗糙层，存在刻蚀时间不易把握，造成刻蚀时间过长，使得被刻蚀层受到破坏，影响器件性能的问题。而且，在晶圆上实现LED白光过程中荧光粉和粘连剂混合层的表面是经过抛光处理的，非常光滑，包括封装点胶后的表面硅胶也是非常光滑的，根据光从不同介质中的传播原理，这个光滑的表面是不利于出光的。鉴于此，有必要设计一种新的提高晶圆级白光LED芯片亮度的制备方法及其结构用以解决上述技术问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种提高晶圆级白光LED芯片亮度的制备方法及其结构，用于解决现有技术中荧光粉和粘连剂混合层的表面光滑不利于出光的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种高晶圆级白光LED芯片亮度的制备方法，包括如下步骤：步骤1)：提供一已实现白光的LED晶圆，所述LED晶圆包括设有电极的第一表面和第二表面，所述第一表面为出光面，所述第二表面为相对第一表面的另一表面；步骤2)：在所述LED晶圆的电极上涂覆光刻胶；步骤3)：在所述第一表面涂覆荧光粉混合层，并固化；步骤4)：对所述荧光粉混合层表面进行粗化处理；步骤5)：去除电极上面的光刻胶。优选地，步骤4)中所述粗化处理包括砂轮研磨、砂纸机械加工、湿法腐蚀方法中的一种或多种。优选地，步骤4)中粗化处理后的荧光粉混合层的厚度为5um～100um。优选地，步骤3)中所述荧光粉混合层的厚度为10um～1000um。优选地，步骤3)中所述荧光粉混合层为荧光粉和粘连剂的混合物。优选地，步骤3)中所述粘连剂为硅胶、变性硅树脂、环氧树脂、变性环氧树脂及丙稀树脂中的一种或多种。优选地，步骤1)中所述LED晶圆为垂直结构、正装结构、垂直倒装结构、高压结构、以及垂直倒装高压结构中的一种。本专利技术还提供一种晶圆级白光LED芯片结构，所述芯片结构包括：已实现白光的LED晶圆，所述LED晶圆包括设有电极的第一表面和第二表面，所述第一表面为出光面，所述第二表面为相对第一表面的另一表面；位于所述第一表面的粗糙的荧光粉混合层。优选地，所述荧光粉混合层的粗糙表面通过砂轮研磨、砂纸机械加工、湿法腐蚀方法中的一种或多种获得。优选地，所述已实现白光的LED晶圆为垂直结构、正装结构、垂直倒装结构、高压结构、以及垂直倒装高压结构中的一种。如上所述，本专利技术的一种提高晶圆级白光LED芯片亮度的制备方法及其结构，具有以下有益效果：本申请通过对晶圆表面的荧光粉混合层进行粗化处理，使得光从荧光粉混合层入射到空气中时，粗糙的表面能较好地提高出光效率，进而提高芯片的亮度，同时由于整个晶圆上的荧光粉混合层的厚度和表面平整度保持一致，分割为单颗晶粒后光斑均匀性和出光角度也得到提高，解决了现有晶圆级白光LED芯片技术中荧光粉混合层光滑的表面不利于出光的问题。附图说明图1～图5显示为本专利技术的提高晶圆级白光LED芯片亮度的制备方法及其结构步骤1)～步骤5)所呈现的结构示意图。元件标号说明1衬底2发光层3电极4光刻胶5荧光粉混合层具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1至图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。如图1至图5所示，本专利技术提供一种提高晶圆级白光LED芯片亮度的制备方法，包括如下步骤：步骤1)：提供一已实现白光的LED晶圆，所述LED晶圆包括第一表面和第二表面，所述第一表面为出光面，所述第二表面为相对第一表面的另一表面；步骤2)：在所述LED晶圆的电极上涂覆光刻胶；步骤3)：在所述第一表面涂覆荧光粉混合层，并固化；步骤4)：对所述荧光粉混合层表面进行粗化处理；步骤5)：去除电极上面的光刻胶。具体的，步骤1)中所述LED晶圆为垂直结构、正装结构、垂直倒装结构、高压结构、以及垂直倒装高压结构中的一种。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高晶圆级白光LED芯片亮度的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1)：提供一已实现白光的LED晶圆，所述LED晶圆包括设有电极的第一表面和第二表面，所述第一表面为出光面，所述第二表面为相对第一表面的另一表面；步骤2)：在所述LED晶圆的电极上涂覆光刻胶；步骤3)：在所述第一表面涂覆荧光粉混合层，并固化；步骤4)：对所述荧光粉混合层表面进行粗化处理；步骤5)：去除电极上面的光刻胶。

【技术特征摘要】
1.一种提高晶圆级白光LED芯片亮度的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1)：提供一已实现白光的LED晶圆，所述LED晶圆包括设有电极的第一表面和第二
表面，所述第一表面为出光面，所述第二表面为相对第一表面的另一表面；
步骤2)：在所述LED晶圆的电极上涂覆光刻胶；
步骤3)：在所述第一表面涂覆荧光粉混合层，并固化；
步骤4)：对所述荧光粉混合层表面进行粗化处理；
步骤5)：去除电极上面的光刻胶。
2.根据权利要求1所述的提高晶圆级白光LED芯片亮度的制备方法，其特征在于，步骤4)
中所述粗化处理包括砂轮研磨、砂纸机械加工、湿法腐蚀方法中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的提高晶圆级白光LED芯片亮度的制备方法，其特征在于，步骤4)
中粗化处理后的荧光粉混合层的厚度为5um～100um。
4.根据权利要求1所述的提高晶圆级白光LED芯片亮度的制备方法，其特征在于，步骤3)
中所述荧光粉混合层的厚度为10um～1000um。
5.根据权利要求1所述的提高晶圆级白光LED芯片亮度的制备方法，其特征在于，步骤3)
中所述荧光粉混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：章帅，徐慧文，李起鸣，
申请(专利权)人：映瑞光电科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31