專利名稱：白光led芯片制作工藝及其產(chǎn)品的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于化合物半導體LED生產(chǎn)技術領域，更具體地說，是涉及一種白光LED芯片制作工藝及其產(chǎn)品。
背景技術：
傳統(tǒng)的白光LED為采用GaN藍光芯片在封裝時用混有熒光粉的膠體包裹起來，通電發(fā)藍光后激發(fā)熒光粉后轉化黃光與未能被激發(fā)的藍光混合成白光的方式發(fā)射出來。請參見圖1，其結構包括P極1'，透明導電層2'，P-GaN層3'，LED發(fā)光層4'，N-GaN層 5'，N極6'和藍寶石襯底(Sapphire) 7'，該芯片工藝為在藍寶石(Sapphire)基板上采用MOCVD工藝生長GaN外延發(fā)光層后經(jīng)芯片化學、黃光、蒸鍍、蝕刻等工藝制作金屬電極，再經(jīng)研磨、拋光、切割等工藝制作成單顆的芯片。請參見圖2，現(xiàn)有的一種白光LED封裝的制作工藝為將單顆的芯片11'采用封裝工藝將芯片11'固定到PCB板或金屬支架上經(jīng)打線工藝再經(jīng)熒光粉22'點膠封膠工藝后制作成白光LED封裝產(chǎn)品。該種工藝生產(chǎn)白光LED較為復雜，而且由于熒光粉膠體比較厚，不利于光的散發(fā)出光率也較低，同時，因為芯片11'表面熒光粉22'厚度不一，即芯片表面受激發(fā)熒光粉22'的量不一，一次和二次光學難以設計；再者，藍光芯片11'激發(fā)熒光粉22'發(fā)出的黃光與未激發(fā)熒光粉溢出的藍光混合的比例不一，必然會存在光斑現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種白光LED芯片制作工藝，使得白光芯片的制作工藝簡單易行，節(jié)約工藝成本，且制作出的LED芯片能夠直接發(fā)出白光，并提升芯片的發(fā)光率和出光率。為解決上述技術問題，本發(fā)明的采用的技術方案是提供一種白光LED芯片制作工藝，包括以下步驟步驟一，將依次層疊設有藍寶石襯底、N-GaN層、LED發(fā)光層、P-GaN層的基板切割成合適的尺寸；步驟二，在切割后的基板上制作出透明電極層，并采用蝕刻法將P-GaN層露出，以便制作N電極；步驟三，在透明電極層上制作出P電極，在N-GaN層上制作出N電極；步驟四，采用激光切割出切割道，切割深度至基板的藍寶石襯底；步驟五，在芯片上增設一可以將藍光激發(fā)為白光的熒光粉硅膠層；步驟六，在所述熒光粉硅膠層上涂布光阻層；步驟七，通過顯影、刻蝕工藝除去所述P電極和N電極上的光阻層；步驟八，除去所述P電極和N電極上的熒光粉硅膠層；步驟九，除去所述熒光粉硅膠層上的光阻層，得到白光LED芯片。進一步地，在所述步驟九之后還包括步驟十將步驟八得到的白光LED芯片分離成單晶LED。進一步地，所述步驟二中的蝕刻法為濕式蝕刻法和干式蝕刻法。進一步地，所述步驟四順次包括涂布、光刻、蝕刻、烘烤。進一步地，所述步驟九順次包括研磨、拋光、切割、劈裂工藝。本發(fā)明提供的白光LED芯片制作工藝的有益效果在于與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明將LED上游、中游工藝結合在一起，在不改變原有的芯片結構的基礎上，通過在芯片的表層直接涂布熒光粉，使其形成一熒光粉硅膠層，這樣能夠大大提高芯片的發(fā)光率和出光效率， 其芯片的發(fā)光效率綜合提升16%以上；同時可大大節(jié)省原有工序和工藝成本。本發(fā)明還提供了一種由上述所述的工藝制作的白光LED芯片，包括依序層疊設置的藍寶石襯底、N-GaN層、LED發(fā)光層、P-GaN層、透明電極層，以及制作于所述透明電極層上的P-電極和制作于所述N-GaN層上的N-電極，所述透明電極層上設有熒光粉硅膠層。進一步地，所述的熒光粉硅膠層的厚度為10 μ m-80 μ m。進一步地，所述的白光LED芯片的側面還設置有熒光粉硅膠層。本發(fā)明提供的白光LED芯片的有益效果在于本白光LED芯片結構將原SW2保護層用熒光粉硅膠層替代，讓LED藍光直接激發(fā)熒光粉以白光的方式發(fā)射出來，同時LED側面發(fā)光同樣可以被熒光粉硅膠層遮擋受激發(fā)而出白光，該種結構的芯片可大大提升白光在封裝端的發(fā)光效率，且發(fā)出的白光均勻。


圖1為現(xiàn)有的LED藍光芯片的剖面結構示意圖；圖2為現(xiàn)有的LED藍光芯片封裝成發(fā)白光芯片后的剖面結構示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的白光LED芯片制作工藝中蝕刻前芯片的剖面結構示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的白光LED芯片制作工藝中蝕刻后芯片的剖面結構示意圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的白光LED芯片制作工藝中制作好電極后芯片的剖面結構示意圖；圖6為本發(fā)明實施例提供的白光LED芯片制作工藝中制作好切割道后芯片的剖面結構示意圖；圖7為本發(fā)明實施例提供的白光LED芯片制作工藝中涂上熒光粉硅膠層后芯片的剖面結構示意圖；圖8為本發(fā)明實施例提供的白光LED芯片制作工藝中涂布好光阻層后芯片的剖面結構示意圖；圖9為本發(fā)明實施例提供的白光LED芯片制作工藝中除去電極上的光阻層后芯片的剖面結構示意圖；圖10為本發(fā)明實施例提供的白光LED芯片制作工藝中除去電極上的熒光粉硅膠層后芯片的剖面結構示意圖；圖11為本發(fā)明實施例提供的白光LED芯片制作工藝中除去熒光粉硅膠層的光阻層后芯片的剖面結構示意圖12為本發(fā)明實施例提供的白光LED芯片制作工藝中切割成單顆晶粒后芯片的剖面結構示意圖；圖13為本發(fā)明實施例提供的白光LED芯片的俯視結構示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。請順次參照圖3至圖12，為本發(fā)明提供的白光LED芯片制作工藝中各步驟芯片的剖面結構示意圖，現(xiàn)對其進行說明。所述白光LED芯片制作工藝，包括以下步驟步驟一，將依次層疊設有藍寶石襯底1、N-GaN層2、LED發(fā)光層3和P-GaN層4的基板切割成合適的尺寸將基板切割成合適的尺寸；切割后的結構請參見圖5。步驟二，在切割后的基板上制作出透明電極層5，并采用蝕刻法將P-GaN層露出， 以便制作N電極；具體結構參見圖4。步驟三，在透明電極層5上制作出P電極6，在N-GaN層2上制作出N電極7 ；具體參見圖5，刻蝕后，凹陷處10為制作N電極6的位置，而P電極7制作于透明電極層5之上。步驟四，采用激光切割出切割道20，切割深度至基板的藍寶石襯底1。參見圖6，切割道20形成后為環(huán)芯片上半部分一周，為半切狀態(tài)，目的在于便于后續(xù)工藝中可以在芯片上半部分的側面填充熒光粉，同時也便于將芯片切割成單顆的晶粒。步驟五，在芯片上增設一可以將藍光激發(fā)為白光的熒光粉硅膠層8;參見圖7，將熒光粉硅膠層8涂布后，其分布于切割道20內(nèi)、覆蓋于P電極6和N電極7上以及透明電極層5上。此步驟是將熒光粉硅膠層均勻的涂布在整個芯片表層。步驟六，在所述熒光粉硅膠層8上涂布光阻層9 ；該步驟完成后，芯片的結構如圖 8所示。目的在于利用光阻層9對光的敏感程度在表層的熒光粉硅膠層8上形成需要去除或者需要保留的區(qū)域。步驟七，通過顯影、刻蝕等工藝除去所述P電極6和N電極7上的光阻層9 ；該步驟完成后，芯片的結構如圖9所示，去除了除芯片發(fā)光區(qū)外的光阻層9。步驟八，除去所述P電極6和N電極7上的熒光粉硅膠層8 ；參見圖10。去除了除芯片發(fā)光區(qū)外的熒光粉硅膠層8。步驟九，除去剩余部分的熒光粉硅膠層8上的光阻層9。參見圖11。將發(fā)光區(qū)部分的光阻層9完全去除，這樣芯片激發(fā)熒光粉產(chǎn)生的黃光與藍光混合白光直接射出芯片表面而不需要再透過一層光阻層。本發(fā)明提供的白光LED芯片制作工藝將LED上游和中游工藝結合在一起，在不改變原有的芯片結構的基礎上，通過在芯片的表層直接涂布熒光粉，使其形成一熒光粉硅膠層8，這樣能夠大大提高芯片的出光率，芯片的發(fā)光效率綜合提升16%以上，再加上二次光學設計后封裝成型可再提升15%以上；同時可大大節(jié)省原有工序和工藝成本。進一步地，作為本發(fā)明提供的白光LED芯片制作工藝的一種具體實施方式
，在所述步驟九之后還包括步驟十將步驟八得到的白光LED芯片分離成單顆的LED晶粒。單顆晶粒的結構請參見圖12。
進一步地，作為本發(fā)明提供的白光LED芯片制作工藝的一種具體實施方式
，所述步驟二中的蝕刻法為濕式蝕刻法和干式蝕刻法。具體來說，濕式蝕刻法是利用溶液溶解需要除去的物質，不需要除去的物質需要用另外一種物質作為保護；干式蝕刻法是利用電場離子轟擊將不需要的物質去除。進一步地，作為本發(fā)明提供的白光LED芯片制作工藝的一種具體實施方式
，所述步驟四中，將熒光粉硅膠層8制作于透明電極層5之上的工藝順次包括涂布、光刻、蝕刻、烘烤。熒光粉與硅膠以一定比例混合好之后倒入涂布機中，設置一定的機臺參數(shù)及需要涂布的厚度，均勻涂布，然后將涂布熒光粉的芯片放到高溫烤箱里以一定溫度和時間烘烤。進一步地，作為本發(fā)明提供的白光LED芯片制作工藝的一種具體實施方式
，所述步驟九順次包括研磨、拋光、切割、劈裂工藝。具體為將芯片固定在研磨機臺的研磨輪或者拋光軸上，以一定的速率和時間進行研磨、拋光；利用激光切割機根據(jù)芯片的大小進行半切，可以正切和背切；運用劈裂機沿著切割道劈裂成單顆芯片。本發(fā)明還提供了一種白光LED芯片。請參見圖12，所述白光LED芯片包括依序層疊設置的藍寶石襯底1、N-GaN層2、LED發(fā)光層3、P-GaN層4、透明電極層5，以及制作于所述透明電極層5上的P-電極6和制作于所述N-GaN層2上的N-電極7，所述透明電極層5 上設有熒光粉硅膠層8。本發(fā)明提供的白光LED芯片結構為采用將原SW2保護層用熒光粉硅膠層8替代， 讓LED藍光直接激發(fā)熒光粉以直接以白光的方式發(fā)射出來，該種結構的芯片可大大提升白光在封裝端的發(fā)光效率及出光率，且發(fā)出的白光均勻。進一步地，作為本發(fā)明提供的白光LED芯片的一種具體實施方式
，所述的熒光粉硅膠層8的厚度為10μπι-80μπι。該厚度可以根據(jù)需求的白光的光電參數(shù)合理調整熒光粉硅膠層8的厚度。進一步地，作為本發(fā)明提供的白光LED芯片的一種具體實施方式
，所述的白光LED 芯片的側面還設置有熒光粉硅膠層8。這樣，對于側面發(fā)光的芯片來說，側面涂布熒光粉硅膠層8能夠防止藍光從側面溢出，形成光斑；并且LED側面發(fā)出的藍光同樣可以被熒光粉硅膠層8遮擋受激發(fā)而出白光，進一步提升其發(fā)光率。不過，對于垂直發(fā)光的芯片，則不需要在側面涂布熒光粉。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種白光LED芯片制作工藝，其特征在于，包括以下步驟步驟一，將依次層疊設有藍寶石襯底、N-GaN層、LED發(fā)光層、P-GaN層的基板切割成合適的尺寸；步驟二，在切割后的基板上制作出透明電極層，并采用蝕刻法將P-GaN層露出，以便制作N電極；步驟三，在透明電極層上制作出P電極，在N-GaN層上制作出N電極；步驟四，采用激光切割出切割道，切割深度至基板的藍寶石襯底；步驟五，在芯片上增設一可以將藍光激發(fā)為白光的熒光粉硅膠層；步驟六，在所述熒光粉硅膠層上涂布光阻層；步驟七，通過顯影、刻蝕工藝除去所述P電極和N電極上的光阻層；步驟八，除去所述P電極和N電極上的熒光粉硅膠層；步驟九，除去所述熒光粉硅膠層上的光阻層，得到白光LED芯片。
2.根據(jù)權利要求1所述的白光LED芯片制作工藝，其特征在于，在所述步驟九之后還包括步驟十將步驟八得到的白光LED芯片分離成單晶LED。
3.根據(jù)權利要求1所述的白光LED芯片制作工藝，其特征在于，所述步驟二中的蝕刻法為濕式蝕刻法和干式蝕刻法。
4.根據(jù)權利要求1所述的白光LED芯片制作工藝，其特征在于，所述步驟四順次包括涂布、光刻、蝕刻、烘烤。
5.根據(jù)權利要求2所述的白光LED芯片制作工藝，其特征在于，所述步驟九順次包括研磨、拋光、切割、劈裂工藝。
6.一種由權利要求1至5所述的工藝制作的白光LED芯片，包括依序層疊設置的藍寶石襯底、N-GaN層、LED發(fā)光層、P-GaN層、透明電極層，以及制作于所述透明電極層上的P-電極和制作于所述N-GaN層上的N-電極，其特征在于，所述透明電極層上設有熒光粉硅膠層。
7.根據(jù)權利要求6所述的白光LED芯片，其特征在于，所述的熒光粉硅膠層的厚度為 10 μ m-80 μ m。
8.根據(jù)權利要求6或者7所述的白光LED芯片，其特征在于，所述的白光LED芯片的側面還設置有熒光粉硅膠層。
全文摘要
本發(fā)明適用于LED生產(chǎn)領域，提供了一種白光LED芯片制作工藝，包括如下步驟步驟一，將基板切割成合適的尺寸，步驟二，制作出透明電極層；步驟三，制作出P電極和N電極；步驟四，采用激光切割出切割道；步驟五，在所述裸芯片上增設熒光粉硅膠層；步驟六，在所述熒光粉硅膠層上涂布光阻層；步驟七，除去所述P電極和N電極上的光阻層；步驟八，除去所述P電極和N電極上的熒光粉硅膠層；步驟九，除去所述熒光粉硅膠層上的光阻層。本發(fā)明提供的工藝，通過在芯片的表層直接涂布熒光粉，使其形成一熒光粉硅膠層，大大提高芯片的出光率，并可大大節(jié)省原有工序和工藝成本。本發(fā)明還提供了由上述工藝制作的一種白光LED芯片，其白光發(fā)光效率高，且發(fā)光均勻。
文檔編號H01L33/00GK102208499SQ20111012240
公開日2011年10月5日 申請日期2011年5月12日 優(yōu)先權日2011年5月12日
發(fā)明者殷仕樂 申請人:深圳市瑞豐光電子股份有限公司