发光二极管与其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种发光二极管与其制造方法，其中所述发光二极管包含一个芯片上形成一个平台凹区，且荧光粉材料填置于平台凹区内可受芯片所发出的光线激发而发出色光，进而与芯片所发出的光线产生混合。所述制造方法是在一衬底上藉外延方式生长外延层；再藉半导体制程在外延层上作出多个芯片结构体，再以蚀刻方式于每一个芯片结构体上制作出一个平台凹区及二个电极；以切割制程对每一个芯片结构体进行切割以获取独立的芯片；固晶后对每一个芯片上的二个电极进行打线以分别连接导线；再将荧光粉材填置于已连接有导线的芯片的平台凹区内。如此可获致精简的结构，且达到混合光色更均匀，及可藉此减少产生光斑或色圈。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氮化镓发光二极管芯片领域，特别是指一种。
技术介绍
现今的发光二极管有利用二种光色或三种光色(即二波长或三波长)进行混色， 以使发光二极管最终发出白光。所述的二种光色或三种光色，其一为芯片自身所发出的光色外，而另一种或另二种光色则是以芯片所发出的光线激发荧光粉材料而获得的光色。然而，当荧光粉材料涂布不均时，容易产生光斑或色圈，例如黄圈或蓝圈。现有技术中，荧光粉材料配置形式之一是在制作芯片阶段便将荧光粉材料加入外延层内，或是另外填入于外延层与衬底的适当位置；藉此芯片受电力激发所发出的光线可以再激发荧光粉材料。例如中国专利CN201069780揭示一种大功率白光发光二极管，包括一基座、设置于所述基座内的至少一个芯片和荧光粉，其中，所述芯片包括衬底和发光体(即外延层)， 所述芯片为垂直出光型芯片，所述衬底具有一凹槽，所述发光体收容于所述凹槽内并固定在所述凹槽的底面上，所述发光体的出光面与所述凹槽的内壁围合成一收容所述荧光粉的荧光粉收容空间。由以上的揭示的结构，该专利案显然将一般基座形成凹槽供容置芯片与荧光粉材料方式，转换成在衬底上形成凹槽供外延层生长及填置荧光粉材料。然而外延层的生长过程需经过蚀刻、清洗或研磨等制程，将外延层生长在凹槽内，且外延层不凸出凹槽，其制程上实难以达成。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种发光二极管及其制造方法，本专利技术的发光二极管结构精简，且能够有效达到发光混色的效果，并且其制作简便且与现有制程兼容，因此可助于产品的生产。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案一种发光二极管，包括一个发出光线的芯片，其具有一个第一半导体材料层及一个第二半导体材料层， 且一侧为出光侧，另一侧为底侧；一个平台凹区，形成在所述芯片上，且自出光侧延伸朝向底侧；荧光粉材料，填置于所述平台凹区内且受芯片所发出的光线激发而发出色光，进而与芯片所发出的光线产生混合。其中所述第一半导体材料层为P型GaN半导体材料层，所述第二半导体材料层为 N型GaN半导体材料层。其中所述发光二极管还包含一个第一电极与一个第二电极，其中所述第一电极形成在所述第一半导体材料层上，且电性相连所述第一半导体材料层，以及位于所述平台凹区内；所述第二电极，其形成在所述第二半导体材料层上，且电性相连所述第二半导体材料层，以及位于所述平台凹区内。其中所述发光二极管还包含二条导线，是分别电性连接所述第一电极及所述第二电极。本专利技术还提供了一种发光二极管的制造方法，包括步骤a，在一衬底上藉外延方式生长外延层；步骤b，藉半导体制程在外延层上作出多个芯片结构体；且再以蚀刻方式于每一个芯片结构体上制作出一个平台凹区及二个电极；步骤c，以切割制程对每一个芯片结构体进行切割以获取独立的芯片；步骤d，对每一个芯片上的二个电极进行打线以分别连接导线；步骤e，将荧光粉材填置于已连接有导线的芯片的平台凹区内。其中步骤e中所述荧光粉材料是覆盖二个电极及固定二条导线。本专利技术的优点在于1.由于是在芯片表面上直接形成平台凹区以供填置荧光粉材料，所以结构精简。2.由于荧光粉材料覆盖在芯片上，且位于光线的行进方向，因此光线可以更有效率且更均勻的与荧光粉材料相互作用，进而达到混合光色更均勻，以及可藉此减少产生光斑或色圈。3.由于本专利技术形在生长形成外延层后，再利用蚀刻方式形外平台凹区与电极，接着再进行固晶、打线及填置荧光粉材料，最后再进行封装成型；因此整个外延生长、固晶、打线、填置荧光粉材料及封装，皆与现今制程兼容，因此生产简便。附图说明图1为本专利技术的外观示意图；图2为本专利技术的结构示意图；图3为本专利技术的制造方法步骤a与步骤b示意图；图4为本专利技术的制造方法步骤c ；图5为本专利技术的制造方法步骤d示意图；图6为本专利技术的制造方法步骤e示意图。具体实施例方式以下即依本专利技术的目的、功效及结构组态，举出较佳实施例并配合附图详细说明。请参阅图1，其为本专利技术的实施例图，其显示一个芯片10，具有一个第一半导体材料层12及一个第二半导体材料层14 ；在第一半导体材料层12与第二半导体材料层14之间具有一发光层16 ；其中第一半导体材料层12为P型GaN半导体材料层，第二半导体材料层14为N型GaN半导体材料层；发光层16为量子井或多重量子井。再者芯片10上方表面为出光侧18，下方表面紧贴衬底20为底侧19 ；当芯片10受电力激发使发光层16发出光线，则光线由芯片10上的出光侧18透出。又一个平台凹区30形成在芯片10上。更具体而言，该平台凹区30是自该出光侧 18延伸朝向底侧19。芯片10的第一半导体材料层12与第二半导体材料层14的表面均位于平台凹区 30内。而第一电极42形成在第一半导体材料层12上，且第一电极42与第一半导体材料层 12形成电性相连；又第二电极44形成在第二半导体材料层14上，且第二电极44与第二半导体材料层14形成电性相连。因此第一电极42和第二电极44也位于平台凹区30内部。请参阅图2，荧光粉材料50填置于平台凹区30内；上述的荧光粉材料50由荧光粉及胶体混合而成，且荧光粉材料50可受芯片10所发出的光线激发产生色光，进而与芯片 10所发出的光线产生混合。此外，二条导线46和48是以一端分别电性连接二个电极42和44，二条导线46和 48与二个电极42和44的电导通情形不受荧光粉材料50的阻挡。也就是说，荧光粉材料 50虽然覆盖二个电极42和44，但不会造成二条导线46和48与二个电极42和44产生断路情形。此外荧光粉材料50具有固定二条导线46和48的功效。关于本专利技术的制作方法的各步骤，如下说明请参阅图3，其揭示本专利技术制作方法的步骤a至骤b的步骤示意图。具体而言，步骤a是在一衬底20上藉外延方式生长外延层60。上述的外延层包含中第一半导体材料层 12 (为P型GaN半导体材料层)、第二半导体材料层14 (为N型GaN半导体材料层)，以及一个发光层16，其为量子井或多重量子井，且位于第一半导体材料层12与第二半导体材料层 14之间。接着步骤b，藉半导体制程可在外延层60上作出多个芯片结构体62。再以蚀刻方式于每一个芯片结构体62上制作出一个平台凹区30及二个电极42和44。请参阅图4，其为本专利技术步骤c的示意图。具体而言，是以切割制程对每一个芯片结构体62进行切割以获取独立的芯片10。请参阅图5，其揭示本专利技术的步骤d示意图。具体而言，是对每一个芯片10上的二个电极42和44进行打线(bounding line)以分别连接导线46和48。该打线制程可以在将芯片10以固晶方式固定于底座64之后再执行。请参阅图6，其揭示本专利技术步骤e的示意图。具体而言，是取前一步骤所获致的已固晶后的制品，并将荧光粉材50填置于已连接有导线46和48的芯片10的平台凹区30内。 值得注意的是，虽然该荧光粉材料50会覆盖电极42和44，然而由前述内容已知导线46和 48已与电极42和44完成电性相连，所以荧光粉材料50并不致造成导线46和48与电极 42和44形成断路状态。此外，导线46和48有一部份位于平台凹区30内，且受荧光粉材料50的包覆，故可以使导线46和48获致牢固的定位效果，进而使得导线46和48在随后的封装制程中，不易因受到拉动而脱离电极42和44。另外，图6中所揭示的衬底20本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种发光二极管，其特征在于，包括：一个发出光线的芯片，其具有一个第一半导体材料层及一个第二半导体材料层，且一侧为出光侧，另一侧为底侧；一个平台凹区，形成在所述芯片上，且自出光侧延伸朝向底侧；荧光粉材料，填置于所述平台凹区内且受芯片所发出的光线激发而发出色光，进而与芯片所发出的光线产生混合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈达军，
申请(专利权)人：协鑫光电科技张家港有限公司，
类型：发明
国别省市：32