一种半导体器件包括：半导体光发射器件（ＬＥＤ），其在向其施加电压时发射具有第一峰值波长的光，以及ＬＥＤ上的第一和第二含磷光体区域，其接收光并且将至少一部分光转换为具有更长的波长的光。第一含磷光体区域位于第二含磷光体区域和ＬＥＤ之间，从而使ＬＥＤ发射的光线在穿过第二含磷光体区域之前穿过第一含磷光体区域。第一含磷光体区域被配置为将ＬＥＤ发射的光转换为具有第二峰值波长的光，而第二含磷光体区域被配置为将ＬＥＤ发射的光转换为具有比第二峰值波长短的第三峰值波长的光。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体光发射器件以及制造半导体光发射器件的方法，并且更具体 地，涉及包括波长转换材料的半导体光发射器件及其形成方法。
技术介绍
光发射二极管和激光二极管是公知的固态电子器件，其在被施加足够的电压时能 够产生光。光发射二极管和激光二极管通常可以被称为光发射器件(LED)。光发射器件通 常包括在诸如蓝宝石、硅、碳化硅、砷化镓等基板上生长的外延层中形成的p-n结。LED生成 的光的波长分布通常取决于制造P-n结的材料和构成器件的有源区的薄外延层的结构。典型地，LED芯片包括基板、在基板上形成的η型外延区和在η型外延区上形成的 P型外延区(或者反之亦然)。为了易于将电压施加到器件，在器件的P型区(典型地，暴 露的P型外延层)上形成阳极欧姆接触并且在器件的η型区(诸如基板或者暴露的η型外 延层)上形成阴极欧姆接触。为了在电路中使用LED芯片，已知的是，将LED芯片装入封装中以提供环境和/或 机械保护、色彩选择、聚焦等。LED封装还包括电气引线、用于将LED封装电气连接到外部电 路的接触或者走线。在图1中图示的典型的LED封装10中，LED芯片12借助于焊接接合 或者传导环氧树脂被安装在反射杯13上。一个或多个线接合11将LED芯片12的欧姆接 触连接到引线15A和/或15B，该引线15A和/或15B可以附连到反射杯13或者与反射杯 13集成在一起。反射杯13可以填充有包含波长转换材料(诸如磷光体颗粒)的封装材料 16。整个组件随后可以被封装在透明保护树脂14中，该透明保护树脂14可以被模塑为具 有透镜的形状以准直从LED芯片12发射的光。术语“磷光体”在这里用于表示吸收一个波 长的光并且重新发射不同波长的光的任何材料，与吸收和重新发射之间的延迟无关并且与 所牵涉的波长无关。因此，术语“磷光体”在这里用于表示有时被称为荧光的和/或磷光的 材料。通常，磷光体颗粒吸收具有低波长的光并且重新发射具有较长波长的光。典型地，磷光体颗粒随机分布在封装材料的基质中。LED芯片12发射的一些或所 有的第一波长的光可以由磷光体颗粒吸收，作为响应，其可以发射第二波长的光。例如，蓝 色发射芯片可以通过包括黄色发射磷光体的封装剂基质进行封装。蓝色光(来自芯片)与黄色光(来自磷光体)的组合可以产生呈现白色的光。一些红色发射磷光体颗粒可以被包 括在封装剂基质中以改进光的显色性质，也就是使光呈现为更加“温暖的”。相似地，UV发 射芯片可以通过包括在UV光激发下分别发射红色、绿色和蓝色光的磷光体颗粒的封装剂 材料进行封装。得到的光是红色、绿色和蓝色光的组合，可以呈现白色并且可以具有良好的 显色性质。然而，芯片以不同角度发射的光线可能遵循通过封装剂材料的不同的路径长度， 这可能导致作为发射角度的函数的来自磷光体的光的不同水平的发射。由于依赖于发射角 度，芯片12可以按不同的强度发射光，因此封装10发射的光可能具有不均勻的色彩分布。 颗粒沉降也可能影响发射光的色彩均勻性。此外，包围LED芯片12的封装剂材料的体积可能趋向于增加光源的有效尺寸，这 可能增加了为封装设计二次光学的困难。因此，已经提出了用于利用磷光体对LED芯片直接涂覆的一些技术。例如，在受让 于本专利技术的受让人的美国专利公开No. 2006/0063289中描述了磷光体涂覆技术。已经提出 了诸如电泳淀积的其他技术。
技术实现思路
根据一些实施例的半导体器件包括半导体光发射器件(LED)，被配置为在向其 施加电压时发射具有第一峰值波长的光，以及LED上的第一和第二含磷光体区域，被配置 为接收LED发射的光并且将至少一部分接收到的光转换为具有比第一峰值波长更长的波 长的光。第一含磷光体区域可以位于第二含磷光体区域和LED之间，从而使LED发射的光 线在穿过第二含磷光体区域之前穿过第一含磷光体区域。第一含磷光体区域可以被配置为 将LED发射的光转换为具有第二峰值波长的光，而第二含磷光体区域可以被配置为将LED 发射的光转换为具有比第二峰值波长短的第三峰值波长的光。第一含磷光体区域可以包括具有第一激发区域的第一磷光体，而第二含磷光体区 域可以包括具有第二激发区域的第二磷光体。第一峰值波长可以在第一和第二激发区域 中，而第二峰值波长可以在第二激发区域外。第二含磷光体区域的发射光谱可以至少部分 地在第一激发区域中。第一峰值波长可以包括蓝色或者UV波长。第一磷光体可以包括红色磷光体，而第 二磷光体可以包括绿色/黄色磷光体。半导体器件可以进一步包括第三含磷光体区域，其在第二含磷光体区域上并且远 离第一含磷光体区域。第三含磷光体区域可以被配置为将LED发射的光转换为具有第四峰 值波长的光，该第四峰值波长可以比第二峰值波长短并且比第三峰值波长短。第一峰值波长可以包括UV波长，第一磷光体可以包括红色磷光体，第二磷光体可 以包括绿色/黄色磷光体，而第三磷光体可以包括蓝色磷光体。该半导体器件可以进一步包括第一含磷光体区域和第二含磷光体区域之间的中 间层。该中间层可以包括光散射颗粒和/或可以包括透反射层。第一峰值波长可以在400和500nm之间，第二峰值波长可以在580和670nm之间， 而第三峰值波长可以在500和580nm之间。可以使第二含磷光体区域的与第一含磷光体区域相对的表面纹理化以用于光提取。第一含磷光体区域可以包括LED结构上的多个离散含磷光体区域，并且第二含磷 光体区域可以包括远离LED的多个离散含磷光体区域上的跨越LED结构延伸的含磷光体基 质材料层。含磷光体区域可以包括LED结构上的含磷光体基质材料岛和/或LED结构中的 凹陷。根据一些实施例的半导体器件包括半导体光发射器件(LED)，被配置为在向其 施加电压时发射具有第一峰值波长的光，以及LED上的多个第一和第二含磷光体区域，被 配置为接收LED发射的光并且将至少一部分接收到的光转换为具有比第一峰值波长长的 波长的光。第一和第二含磷光体区域包括LED结构的表面上的离散含磷光体区域。第一含 磷光体区域可以被配置为将LED发射的光转换为具有第二峰值波长的光，而第二含磷光体 区域可以被配置为将LED发射的光转换为具有比第二峰值波长短的第三峰值波长的光。第一和第二离散含磷光体区域可以在LED结构的表面上彼此隔开。该半导体器件可以进一步包括隔开的第一和第二离散含磷光体区域中的相邻的 离散含磷光体区域之间的中间材料。该中间材料可以具有比第一离散含磷光体区域低的折 射率。该中间材料可以具有比第二离散含磷光体区域高的折射率。第一离散含磷光体区域包括绿色/黄色磷光体，而第二离散含磷光体区域包括红 色磷光体。一些实施例提供了形成如下半导体器件的方法，该半导体器件包括被配置为发射 光的有源区以及被配置为透射发射光的窗口层。这些方法包括在被配置为响应于电流而 发射具有第一峰值波长的光的LED结构上形成多个离散含磷光体区域；以及在包括离散含 磷光体区域的LED结构上形成覆层。该覆层可以包括与离散含磷光体区域中的磷光体不同 的磷光体。离散含磷光体区域可以被配置为将LED发射的光转换为具有第二峰值波长的 光，并且覆层可以被配置为将LED发射的光转换为具有比第二峰值波长短的第三峰值波长 的光。离散含磷光体区域可以包括具有第一激发区域的第一磷光体，而覆层可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体器件，包括： 半导体光发射器件ＬＥＤ，被配置为在向其施加电压时发射具有第一峰值波长的光；以及 所述ＬＥＤ上的第一和第二含磷光体区域，被配置为接收所述ＬＥＤ发射的光并且将至少一部分接收到的光转换为波长比所述第一峰值波长更长的光；其中，所述第一含磷光体区域位于所述第二含磷光体区域和所述ＬＥＤ之间，从而使所述ＬＥＤ发射的光线在穿过所述第二含磷光体区域之前穿过所述第一含磷光体区域；以及 其中，所述第一含磷光体区域被配置为将所述ＬＥＤ发射的光转换为具有第二峰值波长的光，而所述第二含磷光体区域被配置为将所述ＬＥＤ发射的光转换为具有比所述第二峰值波长更短的第三峰值波长的光。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：RP雷特奎恩，PS安德鲁斯，
申请(专利权)人：克里公司，
类型：发明
国别省市：US
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