形成发光二极管的波长转换层的方法技术

通过把能量（50，54，58）提供给波长转换材料的颗粒（38）并使得所述颗粒（38）与表面（15）接触，从而该能量使得该颗粒（38）附着至所述表面（15），以形成一层波长转换材料（32）。在某些实施例中，波长转换材料（32）是磷光体，且所述表面（15）是半导体发光器件的表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种形成波长转换层的方法。
技术介绍
包括发光二极管(LED)、共振腔发光二极管(RCLED)、垂直腔激光二极管(VCSEL)以及边缘发射激光器的半导体发光器件是目前可获得的最有效的光源。在能够跨越可见光谱运转的高亮度发光器件的制造中，目前受关注的材料系统包括III-V族半导体，尤其是镓、铝、铟和氮的ニ元、三元和四元合金，也被称为III族氮化物材料。典型地，通过金属有机化学气相沉积(M0CVD)、分子束外延(MBE)或其他外延技术在蓝宝石、碳化硅、III族氮化物、或其他合适的衬底上外延生长不同组分和掺杂浓度的半导体层的堆叠来制造III族氮化物发光器件。堆叠通常包括形成在衬底上的例如掺杂有Si的ー个或多个η型层，形成在 (多个)η型层上的有源区中的ー个或多个发光层，以及形成在有源区上的例如掺杂有Mg的ー个或多个P型层。在η型和P型区域上形成电接触。III族氮化物LED通常与诸如磷光体或染料的波长转换材料结合。与ー种或多种波长转换材料结合的LED可以用于产生白光或其他顔色的単色光。由LED发射的全部光或仅一部分光可以由波长转换材料转换。未转换的光可以是光的最終光谱的一部分，尽管它不必是光的最終光谱的一部分。常见的器件的实例包括与黄色发光磷光体结合的蓝色发光LED、与绿色和红色发光磷光体结合的蓝色发光LED、与蓝色和黄色发光磷光体结合的UV发光LED、以及与蓝色、绿色和红色发光磷光体结合的UV发光LED。一个常见的方法是使用磷光体涂覆LED，使用有机粘结剂将磷光体颗粒附着至LED。有机粘结剂在高温下可以导致性能退化，并可以甚至导致LED故障。使用有机粘结剂附着至LED的粉末磷光体的一种供替代的选择是附着至LED的预先形成的烧结的陶瓷磷光体。在图I中图示的这种器件的一个实例被描述在通过引用合并于此的US 7，341，878中。“包括发光区的半导体结构130通过结合界面56结合至陶瓷磷光体52。接触18和20形成在半导体结构130上，其通过金属界面134连接至封装元件132。”尽管图I图示了“安装在倒装芯片配置中的封装元件132上的半导体结构130，其中两个接触18和20形成在该半导体结构的同侧上，在可替换的实施例中，可以将一部分陶瓷磷光体52去除，使得接触18如接触20 —样形成在的半导体结构130的相对侧上”。预先形成的陶瓷磷光体的处理可能是昂贵的。此外，也难以形成薄的预先形成的陶瓷磷光体。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无需有机粘结剂而附着至表面的波长转换层。在本专利技术的实施例中，通过把能量提供给波长转换材料的颗粒并使得该颗粒与表面接触，从而该能量使得该颗粒附着至该表面，以形成ー层波长转换材料。在某些实施例中，波长转换材料是磷光体，且该表面是半导体发光器件的表面。在某些实施例中，通过加热或加速颗粒来提供能量。附图说明图I图示了连接至发光器件的陶瓷磷光体。图2图示了具有波长转换层的薄膜倒装芯片III族氮化物发光器件。图3图示了形成波长转换层的方法。具体实施例方式在本专利技术的实施例中，波长转换材料形成在表面上。无需粘合剂材料将波长转换材料附着至该表面。在某些实施例中，该表面是半导体发光器件的表面。尽管以下的实例 包括III族氮化物发光二极管，本专利技术的实施例可以包括其他半导体器件，诸如激光二极管、以及由其他材料系统制作的器件(诸如其他III-V族器件、III族磷化物器件、III族神化物器件、II-VI族器件以及Si基器件)。同样，尽管以下的实例包括磷光体，也可以使用其他合适的波长转换材料。图2图示了本专利技术的一个实施例，其中磷光体形成在III族氮化物发光器件的表面上。通过首先在生长衬底(未示出)上生长半导体结构来形成图示在图2中的器件。典型地，η型区12首先生长，并且可以包括具有不同组分和掺杂浓度的多个层，该多个层例如包括诸如缓冲层或成核层的制备层(其可以是η型的或非有意掺杂的)、设计以便于稍后释放衬底或在去除衬底之后减薄半导体结构的释放层、以及设计用于发光区所期望的特定光学或电气性能以有效发光的η型甚至P型器件层。发光或有源区14生长在η型区上面。合适的发光区的实例包括单个厚的或薄的发光层，或包括由势垒层分隔的多个厚的或薄的量子阱发光层的多量子阱发光区。P型区16生长在发光区上面。如同η型区，P型区可以包括具有不同组分、厚度、和掺杂浓度的多个层，包括非有意掺杂的层或η型层。图2图示了薄膜倒装芯片器件，其中接触形成在结构的顶侧上，结构被倒置并附着至底座，然后去除生长衬底。可以将生长在生长衬底上的半导体结构加工成任何合适的器件。可以使用的器件结构的其他实例包括垂直器件(其中η接触和P接触形成在器件的相对侧上)、倒装芯片器件(其中生长衬底保留为器件的一部分)、以及其中透过透明接触提取光的器件。在垂直器件中，可以在磷光体层之前形成顶接触，并且沉积在顶接触上的磷光体可以被去除或不用去除。可替换地，磷光体层可以在顶接触之前形成，然后被图案化以在形成顶接触的地方去除磷光体层的一部分。可以通过例如反应离子蚀刻或激光切除来去除由下述方法形成的磷光体。为形成图2中图示的器件，P接触20形成在P型区的顶表面上。P接触20可以包括反射层，诸如银。P接触20可以包括其他可选的层，诸如欧姆接触层和包括例如钛和/或钨的护板。P接触20、P型区、以及有源区的一部分被去除以暴露在其上形成ー个或多个η接触18的η型区的一部分。互连(未示出在图2中)形成在P接触和η接触上，然后通过该互连将器件连接至底座30。互连可以是任何合适的材料，诸如焊料或其他金属，并且可以包括多层材料。在某些实施例中，互连包括至少ー个金或其他金属的层，且通过超声或热超声结合来形成LED和底座之间的结合。在将半导体结构结合至底座30之后，可以利用对于特定生长衬底材料的任何合适的技术来去除生长衬底的全部或一部分。例如,可以通过激光剥离去除Al2O3衬底。在去除生长衬底之后，可以通过例如光电化学(PEC)蚀刻来减薄半导体结构。可以通过例如粗糙化或通过形成光子晶体将η型区的暴露表面纹理化。通过伴有附图3的文字中的以下描述的方法之一在η型区12的表面上形成磷光体层32。选择磷光体层的厚度以对LED15的有源区14所发射的光的全部或一部分进行波长转换。厚度可以取决于特定磷光体和磷光体中的波长转换掺杂物的浓度。磷光体层32在某些实施例中厚度介于10和200微米之间，在某些实施例中厚度介于10和50微米之间，并且在某些实施例中厚度介于10和30微米之间。可以在磷光体层32中包括发射不同波长的光的多种磷光体。多种磷光体可以混合在单ー层中或形成为分立的多层。磷光体层32可以例如是无机粉末磷光体(诸如Y3Al5O12: Ce3+，此处称为YAG: Ce)，其在由来自发蓝光的LED的光泵浦时发射黄光。在磷光体层32中，除YAG = Ce之外或替代YAG:Ce，可以使用任何 合适的磷光体。合适的磷光体的实例包括(Sr，Ca, Mg, Ba, Zn) (Al, B, In, Ga) (Si, Ge)N3:Eu2\(Sr, Ca, Mg, Ba, Zn) (Al, B, In, Ga) (Si, Ge)N3_a0aEu2+ 或 Ce3+ O 彡 a 彡 I、CaAlSiN3:Eu本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.11 US 12/704,3291.一种方法，包括 向波长转换材料的颗粒提供能量；以及 使得所述颗粒接触表面； 其中所述能量使得所述颗粒一经与所述表面接触就附着至所述表面。2.如权利要求I所述的方法，其中提供能量包括加热。3.如权利要求2所述的方法，其中加热包括加热直至所述颗粒熔化。4.如权利要求I所述的方法，其中提供包括将所述颗粒暴露于红外光辐射。5.如权利要求I所述的方法，其中提供包括将所述颗粒暴露于微波。6.如权利要求I所述的方法，其中提供能量包括加速。7.如权利要求I所述的方法，其中所述表面是半导体发光器件的表面。8.如权利要求I所述的方法，其中所述表面是透明的板。9.如权利要求I所述的方法，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：JD克梅特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，飞利浦拉米尔德斯照明设备有限责任公司，
类型：
国别省市：