本发明专利技术揭示一种用以产生均匀白光的发光二极管元件，以及所述发光二极管元件在晶圆层次及个别晶粒层次的制作方法。所述发光二极管元件包括：一金属层；一p型半导体，耦接至所述金属层；一主动区，耦接至所述p型半导体；一n型半导体，耦接至所述主动区；以及一波长转换层，耦接至所述n型半导体的至少一部分；其中，所述波长转换层实质上为保形的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发光二极管
，特别是关于一种发光二极管及其制作方法。
技术介绍
发光二极管(LED)科技发展至今，已能实现具有体积小、重量轻、效率高、及寿命长等特性的发光二极管。不同单色光输出(例如，红光、蓝光、绿光)的发光二极管已有长足的进展，而单色的发光二极管可作为特定显示器(例如，行动电话或液晶显示器(LCD)) 的背光源。近年来已有多种采用发光二极管的白光光源提出。由于发光二极管的发光频谱特别适合产生单色光，因此，白光光源必须调整红光(R)/绿光(G)/蓝光(B)三种发光二极管的发光成分，并扩散及混合上述三种发光二极管的发光。此类白光光源产生机制的困难在于由于各发光二极管的色调、照度及其他因子的变动，而无法产生所想要色调的白光。此外，对于不同组成材料的发光二极管，其顺向偏压所需的电功率彼此不同，使得不同的发光二极管必须施以不同的电压，而这将导致驱动电路的复杂化。再者，由于发光二极管为半导体发光元件，其色调易受到温度特性、使用时序变化、及操作环境的差异而变动。无法均匀地混合上述三种发光二极管的发光，亦将导致色彩的不稳定。因此，对于产生单色光而言， 发光二极管是相当有效的发光元件；然而，至今却仍没有使用发光二极管而又能令人满意的白光光源。美国专利(US5998925)揭露了一种白光发光二极管，其具有使用半导体作为发光层的发光结构以及可吸收部分所述发光结构的发光以发出不同于所吸收波长的光的突光粉体。所述发光结构的发光层为氮化复合物半导体，且所述荧光粉体包含以铯(Ce)活化的石槽石(garnet)突光材料,其包含由宇乙(Y)、锻(Lu)、钪(Sc)、镧(La)、礼(Gd)及衫(Sm) 所组成材料群中的至少一者以及由铝(Al)、镓(Ga)及铟(In)所组成材料群中的至少一者； 所述荧光粉体的发光特性即使在经过长时间的高亮度使用后仍不易退化。图I为所述美国专利(US5998925)揭露的发光二极管10，其为具有座架导线2及内部导线4的导线型发光二极管；其中，发光部8装设于所述座架导线2的杯部6之上，且所述杯部6被充填以覆层树脂14。所述覆层树脂14包含铸模于树脂中的特定荧光粉体，用以覆盖所述发光部8。所述发光部8的η电极与P电极通过导线12而分别连接至所述座架导线2与所述内部导线4。如上所述的发光二极管，所述发光部8 (发光二极管芯片)所发出的光(以下称为LED光)的一部分激发了所述覆层树脂14内含的荧光粉体，而产生波长异于所述LED光的荧光，使得所述荧光粉体所发出的荧光与所述荧光粉体未参与激发的 LED光输出混合在一起；因此,所述发光二极管所输出的光的波长异于所述发光部8所发出的LED光。图2为根据所述美国专利(US5998925)实施例的发光二极管芯片。所述芯片型发光二极管设置于保护罩22的凹槽内，所述凹槽被充填以包含特定荧光粉体的覆层材料，以形成保护覆层28。例如，所述发光部26可通过含银的环氧树脂或其类似物而固定，且所述发光部26的η电极与P电极通过导线24而分别连接至装设于所述保护罩22上的金属端20。如上所述的芯片型发光二极管，类似于图I的导线型发光二极管，所述荧光粉体所发出的突光与未被所述突光粉体吸收的LED光输出混合在一起；由此，所述发光二极管所输出的光的波长异于所述发光部26所发出的LED光。此类的传统发光二极管当应用于白光光源时，常会发生色环(color ring)现象，也就是其所发出光的中央区的色彩相对较蓝，而邻近所述保护罩22的边缘区则相对较黄。另一美国专利(US6642652)揭露了一种光源，其为覆盖有发光材料结构(例如，单层或多层的荧光粉体)的发光元件(例如，III族元素氮化物的发光二极管)；上述的III 族元素包含铝、镓或铟。所述发光材料结构在厚度上的变动小于或等于所述发光材料结构平均厚度的10%。在某些实施例中，所述发光材料结构的厚度小于所述发光元件横剖面尺寸的10%。在某些实施例中，所述发光材料结构为所述发光元件的发光所唯一经过的发光材料。在某些实施例中，所述发光材料结构的厚度介于约15与 οομπι之间。例如，所述发光材料结构通过模板印刷(stenciling)或电泳(electrophoretic)沉积技术而被选择性地沉积于所述发光元件上。图3为所述美国专利(US6642652)揭露的涂覆有荧光粉体的发光二极管。所述发光二极管包含形成于基板(例如，蓝宝石、碳化硅、或III族元素氮化物)42上的η型区44。 主动区46形成于所述η型区44上，P型区36形成于所述主动区46上。所述η型区44、所述主动区46及所述P型区36为典型的多层结构。部分的所述P型区36、所述主动区46及所述η型区44被蚀刻以露出部分的所述η型区44。ρ型接触34设置于所述ρ型区36上， 而η型接触38设置于所述η型区44的上述外露区域上。所述发光二极管被翻转并通过以焊料为例的材料32而装设于架座30上。所述发光材料结构(例如，荧光粉体)40通过电泳技术而沉积，以在独立晶粒的层次围绕所述发光二极管。另一美国专利(US6744196)揭露了一种薄膜发光二极管元件，其由发光二极管芯片及有颜色的薄膜层所组成；所述发光二极管芯片发出第一波长的光，且所述薄膜层设置于所述发光二极管芯片上，借以改变上述发光的色彩。例如，蓝光发光二极管芯片用以产生白光。所述薄膜层由ZnSe、Ce02、Al203或Y2O3Ce组成，通过化学气相沉积法(CVD)技术来沉积；例如，金属有机化学气相沉积(MOCVD)、原子层沉积(ALD)、电浆增强型金属有机化学气相沉积(PE-MOCVD)、电浆增强型原子层沉积(PE-ALD)、或/及光增强型化学气相沉积。如图4所示，η型接触50设置于一反射层52之下。一颜色层(例如，荧光层)53设置于所述反射层52之上。接着，依序形成第一保护层54及半透明的ρ型接触56。第二保护层58形成于所述第一保护层54及所述ρ型接触56之上。导线60连接至ρ连接垫62 (其位于ρ 引线64上)。因此，有必要进一步改善白光的半导体光源。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，一实施例提供一种发光二极管结构，其包括一金属基板； 一 P型半导体，耦接至所述金属基板；一主动区，耦接至所述P型半导体；一 η型半导体，耦接至所述主动区；以及一波长转换层，耦接至所述η型半导体的至少一部分。根据本专利技术的另一方面，另一实施例提供一种发光二极管结构的制作方法，其包括提供一半导体结构，其设置于一晶圆上、耦接至一金属基板、并包括一 P型半导体、一耦接至所述P型半导体的主动区、及一耦接至所述主动区的η型半导体；沉积一 η接触于所述 η型半导体的表面上；铺涂一波长转换层于所述η型半导体的至少一部分之上；以及切割所述晶圆而成为多个独立的发光二极管单元。根据本专利技术的另一方面，另一实施例提供一种发光二极管结构的制作方法，其包括提供一半导体结构，其耦接至一金属基板及一 η接触，所述半导体结构包括一 ρ型半导体、一耦接至所述P型半导体的主动区、及一耦接至所述主动区的η型半导体；连接一导线至所述η接触，用以做外部连接；铺涂一波长转换层于所述η型半导体的至少一部分之上。根据本专利技术的另一方面，另一实施例提供一种发光二极管结构的制作方法，其包括提供一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种发光二极管结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一半导体结构，其包括：一p型半导体；一主动区，设置于所述p型半导体之上；及一n型半导体，设置于所述主动区之上；以及附着一预先制作的波长转换层于所述n型半导体的至少一部分之上。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈长安，段忠，颜睿康，陈勇维，
申请(专利权)人：旭明光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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