一种白色发光二极管芯片的制备方法技术

一种白色发光二极管芯片的制备方法，主要包括：单色发光芯片、引线、含荧光粉的基片、晶圆片基板。其特征在于所述含荧光粉的基片与晶圆片基板采用圆片键合工艺使两者键合，切割后得到直接发白光的ＬＥＤ芯片。圆片键合工艺包括阳极键合、粘结键合、低温表面活化键合。本发明专利技术的优点是省略了一般白光ＬＥＤ封装过程中的配胶、涂胶等工艺，大大提高了ＬＥＤ的生产效率和产品可靠性，且由于荧光粉掺入基片的剂量可以准确控制，从而提高了ＬＥＤ芯片的光色质量和发光均匀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体器件的制造方法，特别涉及一种白色发光二极管(LED)芯片的制备方法。 技术背景现有的高亮度白色发光二极管(LED)是由各色光混合而成。如利用红、 绿、蓝三色芯片组合后通过光学透镜混合形成白光，或采用紫光或者紫外光 激发红绿蓝(RGB)荧光粉获得白光，或者采用蓝光激发黄色荧光粉获得白光。 其中采用蓝光LED芯片加YAG黄色荧光粉产生白光应用最多，通过把YAG黄 色荧光粉掺到环氧树脂或者硅胶中，混合均匀后以涂覆或者点胶的方式涂覆 在蓝光芯片上。这种方法的缺点在于如果在封装过程中黄色荧光粉的涂覆剂 量控制不准，或者不能根据芯片的形状进行保形涂覆则会出现出射光偏蓝或 者偏黄的现象。在实际操作中可以发现，由于环氧树脂或者硅胶流动性很强， 采用机械或手工方法进行涂覆时混合有荧光粉的封装胶液不能在芯片的表 面和四周形成均匀的涂覆层，从而使白光LED品质难以保证。为了克服这个 缺陷，人们提出把混合有荧光粉的胶液先固化成胶片，然后粘贴在发光芯片 之上。但该方法同样不能保证芯片的侧边均匀地涂覆荧光粉；同时，由于发 光芯片和胶片之间很难保证无隙粘合，致使光在没有完全粘合的界面上发生 多次反射和折射，造成出光效率的下降；并且由于每一个发光芯片都要粘贴 固化后的胶片，生产效率很低,不利于规模化生产，且这种封装方法只适合于 倒装芯片,应用上受到很大限制。此外，随着芯片结温的不断升高(理论上 蓝光芯片结温可达30(TC)，但由于胶液难以耐受高温，上述封装方案难以满 足要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对已有技术中存在的缺陷，提供了一种白色发光二极 管芯片的制备方法。本专利技术主要包括单色发光芯片、引线、晶圆片基板和 含荧光粉的基片，其特征在于将所述含荧光粉的基片与布置有单色发光芯片的晶圆片基板采用键合工艺使两者键合，切割后直接得到发白光的LED芯片。含荧光粉的基片为将荧光粉内掺于基片中或蒸发沉积于基片表面或掺加于 胶液中旋涂于基片表面或设置成夹层结构。采用多层外延及光刻、刻蚀、倒 装的方法，在晶圆片基板上制作成阵列的单色发光芯片和电极。键合工艺为 阳极键合或粘结键合或低温表面活化键合(SAB)，将布置有单色发光芯片的 晶圆片基板与含荧光粉基片键合，组成键合片，切割后得到直接发白光的LED 芯片。基片材料为玻璃、微晶玻璃、纳米陶瓷或其他透明材料。晶圆片材料 为硅或陶瓷(A1203， SiC、 A1N)。本专利技术的优点是省略了白光LED封装过程 中的配胶、涂胶等工艺，大大提高了 LED的生产效率和产品可靠性，且由于 荧光粉掺入基片的剂量可以准确控制，提高了 LED芯片的光色质量和发光均 匀性。附图说明图la含,单色发光芯片和电极阵列的晶圆片基板结构俯视图；图lb含有单色发光芯片和电极阵列的晶圆片基板结构剖面图；图2a荧光粉内掺的含荧光粉基片结构俯视图；图2b荧光粉内掺的含荧光粉基片结构剖面图；图3a荧光粉沉积于基片表面的含荧光粉基片结构俯视图；图3b荧光粉沉积于基片表面的含荧光粉基片结构剖面图；图4基片与晶圆片键合后的结构剖面图；图5为采用本专利技术制造的白光LED芯片结构剖面图；图6具有光束整形功能的发光二极管芯片结构示意图； 图7非键合面为有规律的粗糙面的发光二极管芯片结构示意图。 上述图中，11晶圆片基板、12电极、13单色发光芯片、21基片、22荧光粉、 23微透镜具体实施方式实施例1下面结合附图进 一步说明具体实施例方式参见图la、图lb ，硅圆片基板11上制作的成阵列的GaN蓝光LED芯片 13和电极12;参见图2a、 2b， YAG黄色荧光粉22内掺于透明玻璃基片21 中；参见图3a 、图3b， YAG黄色荧光粉22通过蒸发沉积或悬涂胶工艺沉积 于透明基片21表面。白光LED芯片制作工艺参见图4，图5，具体步骤如下A. 采用多层外延及光刻、刻蚀、倒装的方法，在硅圆片基板ll上制作成阵 列的GaN蓝色发光芯片13和电极12;B. 将铝钇石榴石(YAG)黄色荧光粉22掺加到硼硅玻璃原料中，混合均匀 后烧结成型，再通过切割、研磨、抛光，制备成含荧光粉基片21;C. 采用阳极键合工艺，使硅圆片基板11与含荧光粉基片21键合，组成键 合片。D. 切割键合片，得到直接发白光的LED芯片。在含荧光粉基片21的非键合面可制备成阵列的微透镜23，使发光二极管芯片具有光束整形功能，参见图5。参见图6，含荧光粉基片21的非键合面也可设置为有规律的粗糙面。 在上述各实施方式中，所述发光芯片还可为紫光芯片或紫外光芯片，则相应的荧光粉是RGB (红绿蓝)三色荧光粉。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种白色发光二极管芯片的制备方法，主要包括：单色发光芯片、引线、晶圆片基板和含荧光粉的基片，其特征在于将所述含荧光粉的基片与布置有单色发光芯片的晶圆片基板采用圆片键合工艺使两者键合，切割后得到直接发白光的ＬＥＤ芯片。

【技术特征摘要】
1.一种白色发光二极管芯片的制备方法，主要包括单色发光芯片、引线、晶圆片基板和含荧光粉的基片，其特征在于将所述含荧光粉的基片与布置有单色发光芯片的晶圆片基板采用圆片键合工艺使两者键合，切割后得到直接发白光的LED芯片。2. 根据权利要求l所述的白色发光二极管芯片的制备方法，其特征在于采 用多层外延及光刻、刻蚀、倒装的方法，在晶圆片基板上制作成阵列的 单色发光芯片和电极。3. 根据权利要求1所述的白色发光二极管芯片的制备方法，其特征在于所 述晶圆片基板材料为硅或陶瓷。4. 根据权利要求1所述的白色发光二极管芯片的制备方法，其特征在于所 述含荧光...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘胜，陈明祥，罗小兵，甘志银，
申请(专利权)人：广东昭信光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]