專利名稱：發(fā)光二極管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氮化鎵發(fā)光二極管芯片領(lǐng)域，特別是指一種發(fā)光二極管及其制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今的發(fā)光二極管有利用二種光色或三種光色(即二波長或三波長)進(jìn)行混色， 以使發(fā)光二極管最終發(fā)出白光。例如以GaN基藍(lán)光LED (Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)搭配熒光粉材料，其中LED輻射出峰值為460nm左右的藍(lán)光，而部分藍(lán)光激發(fā)熒光粉材料發(fā)出峰值為570nm左右的黃綠光，與另一部分透射出來的藍(lán)光再通過微透鏡聚焦以混合光色，進(jìn)而形成白光。然而，當(dāng)熒光粉材料涂布不均時，容易產(chǎn)生光斑或色圈，例如黃圈或藍(lán)圈。現(xiàn)有技術(shù)中，熒光粉材料配置形式之一是在制作芯片階段便將熒光粉材料加入外延層內(nèi)，或是另外填入于外延層與襯底的適當(dāng)位置；藉此芯片受電力激發(fā)所發(fā)出的光線可以再激發(fā)熒光粉材料。例如中國專利CN101241962揭示一種白光LED芯片的制備方法，其提供熒光粉與黏附性溶劑調(diào)配混和，經(jīng)攪拌均勻后裝進(jìn)一個噴淋系統(tǒng)的容器中。在LED芯片常規(guī)工藝后的外延片先不進(jìn)行劃片，先使LED芯片的焊盤上覆蓋光刻膠；將劃片前的LED外延片置放于樣品臺面上并用一個罩子罩住，噴頭處于罩子腔中，噴涂系統(tǒng)加壓將混和溶劑通過管道上的噴頭噴射出，則混和溶劑被均勻地涂附在LED外延片表面；黏附在芯片上的熒光粉干燥后，對LED外延片進(jìn)行去光刻膠工藝，焊盤上的光刻膠及熒光粉同時脫落，露出焊盤；對LED 外延片進(jìn)行劃片工藝使得芯片顆粒分開，得到每一顆獨(dú)立芯片。此種方式雖然把熒光粉的涂布工藝加入到LED上游生產(chǎn)中，但其需要再增加去光刻膠工藝，藉此使焊盤上的光刻膠及熒光粉同時脫落以露出焊盤，因此增加制程，而且不能確保熒光粉均勻分布。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)光二極管及其制造方法，本發(fā)明的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)精簡，且能夠使熒光粉材料達(dá)到均勻分布及有效達(dá)到使光線混色均勻的效果。本發(fā)明的發(fā)光二極管的制作方法制作簡便且與現(xiàn)有的制程兼容，所以可滿足制造生產(chǎn)的實用需求。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種發(fā)光二極管，包括一個能夠發(fā)出光線的芯片，其具有一個第一半導(dǎo)體材料層及一個第二半導(dǎo)體材料層，且一側(cè)為出光側(cè)，另一側(cè)為底側(cè)；一個框架，形成在所述芯片的出光側(cè)，且其內(nèi)部與所述芯片的表面形成容置空間；用以填置于所述框架內(nèi)部的所述容置空間內(nèi)的熒光粉材料，受所述芯片所發(fā)出的光線激發(fā)而發(fā)出色光，進(jìn)而與所述芯片所發(fā)出的光線產(chǎn)生混合。
其中所述第一半導(dǎo)體材料層為P型GaN半導(dǎo)體材料層，所述第二半導(dǎo)體材料層為 N型GaN半導(dǎo)體材料層。其中所述發(fā)光二極管還包含一個第一電極與一個第二電極，其中所述第一電極形成在所述第一半導(dǎo)體材料層上，且電性相連所述第一半導(dǎo)體材料層，以及位于所述容置空間內(nèi)；所述第二電極，其形成在所述第二半導(dǎo)體材料層上，且電性相連所述第二半導(dǎo)體材料層，以及位于所述容置空間內(nèi)。其中所述發(fā)光二極管還包含二條導(dǎo)線，是分別電性連接所述第一電極及所述第二電極。其中所述框架的材料選自二氧化硅、二氧化鈦或環(huán)氧樹脂。本發(fā)明還提供了一種發(fā)光二極管的制造方法，包括步驟a，在一襯底上藉外延方式生長外延層；步驟b，藉半導(dǎo)體制程在外延層上作出多個芯片結(jié)構(gòu)體，且每一個芯片結(jié)構(gòu)體包含二個電極；步驟C，利用涂鍍手段于每一個芯片結(jié)構(gòu)體上形成一框架，且相鄰的框架互相結(jié)合；步驟d，以切割制程對每一個芯片結(jié)構(gòu)體進(jìn)行切割以獲取獨(dú)立的芯片；步驟e，對每一個芯片上的二個電極進(jìn)行打線以分別連接導(dǎo)線；步驟f，將熒光粉材填置于已連接有導(dǎo)線的芯片的容置空間內(nèi)。其中步驟e中的所述熒光粉材料覆蓋二個電極及固定二條導(dǎo)線。其中所述涂鍍手段包含蒸鍍、濺鍍或化學(xué)沉積。其中所述對每一個芯片結(jié)構(gòu)體進(jìn)行切割，是自相鄰框架互相結(jié)合的位置進(jìn)行對分切割，以使相鄰的芯片結(jié)構(gòu)體分離成為獨(dú)立的芯片，且每一個獨(dú)立的芯片上皆具有一個框架。本發(fā)明的優(yōu)點在于1.由于是在芯片表面上直接形成一個框架供填置熒光粉材料，所以結(jié)構(gòu)精簡。2.由于熒光粉材料覆蓋在芯片上，且位于光線的行進(jìn)方向，因此光線可以更有效率且更均勻的與熒光粉材料相互作用，進(jìn)而達(dá)到混合光色更均勻，以及可藉此減少產(chǎn)生光斑或色圈。3.由于本發(fā)明形在生長形成外延層及形成芯片結(jié)構(gòu)體后，再利用蒸鍍、濺鍍或化學(xué)沉積等方式制作出框架，接著再進(jìn)行固晶、打線及填置熒光粉材料，最后進(jìn)行封裝形成預(yù)設(shè)的LED器件；因此整個外延生長、形成芯片結(jié)構(gòu)、形成框架、切割、固晶、打線、填置熒光粉材料及封裝，皆與現(xiàn)今制程兼容，因此生產(chǎn)簡便有助于在現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)作下，完成產(chǎn)品的生產(chǎn)。


圖1為本發(fā)明的外觀示意圖；圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的制造方法步驟a與步驟b示意圖；圖4為本發(fā)明的制造方法步驟c示意圖5為本發(fā)明的制造方法步驟d示意圖；圖6為本發(fā)明的制造方法步驟e示意圖；圖7為本發(fā)明的制造方法步驟f示意圖。
具體實施例方式以下即依本發(fā)明的目的、功效及結(jié)構(gòu)組態(tài)，舉出較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明。請參閱圖1，其為本發(fā)明的實施例圖，其顯示一個芯片10，具有一個第一半導(dǎo)體材料層12及一個第二半導(dǎo)體材料層14 ；在第一半導(dǎo)體材料層12與第二半導(dǎo)體材料層14之間具有一發(fā)光層16 ；其中第一半導(dǎo)體材料層12為為P型GaN半導(dǎo)體材料層，第二半導(dǎo)體材料層14為N型GaN半導(dǎo)體材料層；發(fā)光層16為量子井或多重量子井。再者芯片10上方表面為出光側(cè)18，下方表面緊貼襯底20為底側(cè)19 ；當(dāng)芯片10受電力激發(fā)使發(fā)光層16發(fā)出光線，則光線由芯片10上的出光側(cè)18透出。又一個框架30形成在芯片10上。更具體而言，該框架30是自該出光側(cè)18延伸朝向外界。此外該框架30內(nèi)部與芯片10表面形成容置空間32。因此芯片10的第一半導(dǎo)體材料層12的表面與第二半導(dǎo)體材料層14的表面均對應(yīng)在容置空間32內(nèi)。又第一電極42是形成在第一半導(dǎo)體材料層12上，且第一電極42與第一半導(dǎo)體材料層12形成電性相連；又第二電極44形成在第二半導(dǎo)體材料層14上，且第二電極44與第二半導(dǎo)體材料層14形成電性相連。進(jìn)而第一電極42和第二電極44也對應(yīng)在容置空間32 內(nèi)部。 請參閱圖2，熒光粉材料50填置于框架30的容置空間32內(nèi)部；上述的熒光粉材料 50由熒光粉及膠體混合而成，且熒光粉材料50可受芯片10所發(fā)出的光線激發(fā)產(chǎn)生色光，進(jìn)而與芯片10所發(fā)出的光線產(chǎn)生混合。此外，二條導(dǎo)線46和48是以一端分別電性連接二個電極42和44，二條導(dǎo)線46和 48與二個電極42和44的電導(dǎo)通情形不受熒光粉材料50的阻擋。也就是說，熒光粉材料 50雖然覆蓋二個電極42和44，但不會造成二條導(dǎo)線46和48與二個電極42和44產(chǎn)生斷路情形。此外熒光粉材料50具有固定二條導(dǎo)線46和48的功效。關(guān)于本發(fā)明的制作方法的各步驟，如下說明請參閱圖3，其揭示本發(fā)明制作方法的步驟a與步驟b的示意圖。具體而言，步驟a是在一襯底20上藉外延方式生長外延層60。上述的外延層包含中第一半導(dǎo)體材料層 12 (為P型GaN半導(dǎo)體材料層)、第二半導(dǎo)體材料層14 (為N型GaN半導(dǎo)體材料層)，以及一個發(fā)光層16，其為量子井或多重量子井，且位于第一半導(dǎo)體材料層12與第二半導(dǎo)體材料層 14之間。而驟b是以半導(dǎo)體制程在外延層60上作出多個芯片結(jié)構(gòu)體62。其中每一個芯片結(jié)構(gòu)體62包含二個電極42和44。請參閱圖4，其揭示本發(fā)明步驟c形成框架30的示意圖。具體而言，是利用涂鍍手段于每一個芯片結(jié)構(gòu)體62上形成一框架30，且相鄰的芯片結(jié)構(gòu)體62上的框架30可以互相結(jié)合。而框架30的其制作材料選自二氧化硅、二氧化鈦或環(huán)氧樹脂；涂鍍手段包含蒸鍍、濺鍍或化學(xué)沉積。等到框架30完成后，此時的框架30的內(nèi)部與芯片結(jié)構(gòu)體62的表面構(gòu)成一個容置空間32。
請參閱圖5，其為本發(fā)明步驟d的示意圖。具體而言，是以切割制程對每一個芯片結(jié)構(gòu)體62進(jìn)行切割以獲取獨(dú)立的芯片10。特別是，對每一個芯片結(jié)構(gòu)體62進(jìn)行切割，是可自相鄰框架30互相結(jié)合的位置進(jìn)行對分切割，藉此使得相鄰的芯片結(jié)構(gòu)體62可分離成為獨(dú)立的芯片10，且每一個獨(dú)立的芯片10上皆具有一個框架30。請參閱圖6，其揭示本發(fā)明的步驟e示意圖。具體而言，是對每一個芯片10上的二個電極42和44進(jìn)行打線(bounding line)以分別連接導(dǎo)線46和48。該打線制程可以在將芯片10以固晶方式固定于底座64之后再執(zhí)行。請參閱圖7，其揭示本發(fā)明步驟f的示意圖。具體而言，是取前一步驟所獲致的已固晶后的制品，并將熒光粉材50填置于已連接有導(dǎo)線46和48的芯片10的容置空間32內(nèi)。 值得注意的是，雖然該熒光粉材料50會覆蓋電極42和44，然而由前述內(nèi)容已知導(dǎo)線46和 48已與電極42和44完成電性相連，所以熒光粉材料50并不致造成導(dǎo)線46和48與電極 42和44形成斷路狀態(tài)。此外，導(dǎo)線46和48有一部份位于容置空間32內(nèi)，且受熒光粉材料50的包覆，故可以使導(dǎo)線46和48獲致牢固的定位效果，進(jìn)而使得導(dǎo)線46和48在隨后的封裝制程中，不易因受到拉動而脫離電極42和44。另外，圖6或圖7中所揭示的襯底20可通過適當(dāng)?shù)闹瞥虒⑵浔⌒位蛞瞥缤ㄟ^機(jī)械研磨、熱剝處理或激光剝離等方式使襯底20薄形化或移除。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管，其特征在于，包括一個能夠發(fā)出光線的芯片，其具有一個第一半導(dǎo)體材料層及一個第二半導(dǎo)體材料層， 且一側(cè)為出光側(cè)，另一側(cè)為底側(cè)；一個框架，形成在所述芯片的出光側(cè)，且其內(nèi)部與所述芯片的表面形成容置空間； 用以填置于所述框架內(nèi)部的所述容置空間內(nèi)的熒光粉材料，受所述芯片所發(fā)出的光線激發(fā)而發(fā)出色光，進(jìn)而與所述芯片所發(fā)出的光線產(chǎn)生混合。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述第一半導(dǎo)體材料層為P型GaN半導(dǎo)體材料層，所述第二半導(dǎo)體材料層為N型GaN半導(dǎo)體材料層。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于還包含一個第一電極與一個第二電極，其中所述第一電極形成在所述第一半導(dǎo)體材料層上，且電性相連所述第一半導(dǎo)體材料層，以及位于所述容置空間內(nèi)；所述第二電極，其形成在所述第二半導(dǎo)體材料層上，且電性相連所述第二半導(dǎo)體材料層，以及位于所述容置空間內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管，其特征在于還包含二條導(dǎo)線，是分別電性連接所述第一電極及所述第二電極。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述框架的材料選自二氧化硅、二氧化鈦或環(huán)氧樹脂。
6.一種發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，包括 步驟a，在一襯底上藉外延方式生長外延層；步驟b，藉半導(dǎo)體制程在外延層上作出多個芯片結(jié)構(gòu)體，且每一個芯片結(jié)構(gòu)體包含二個電極；步驟c，利用涂鍍手段于每一個芯片結(jié)構(gòu)體上形成一框架，且相鄰的框架互相結(jié)合； 步驟d，以切割制程對每一個芯片結(jié)構(gòu)體進(jìn)行切割以獲取獨(dú)立的芯片； 步驟e，對每一個芯片上的二個電極進(jìn)行打線以分別連接導(dǎo)線； 步驟f，將熒光粉材填置于已連接有導(dǎo)線的芯片的容置空間內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于步驟e中的所述熒光粉材料覆蓋二個電極及固定二條導(dǎo)線。
8.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于所述涂鍍手段包含蒸鍍、 濺鍍或化學(xué)沉積。
9.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于所述對每一個芯片結(jié)構(gòu)體進(jìn)行切割，是自相鄰框架互相結(jié)合的位置進(jìn)行對分切割，以使相鄰的芯片結(jié)構(gòu)體分離成為獨(dú)立的芯片，且每一個獨(dú)立的芯片上皆具有一個框架。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管與其制造方法，其中所述發(fā)光二極管包含一個芯片，能夠發(fā)出光線，其具有一個第一半導(dǎo)體材料層及一個第二半導(dǎo)體材料層，且一側(cè)為出光側(cè)，另一側(cè)為底側(cè)；一個框架形成在芯片的出光側(cè)，且其內(nèi)部與芯片的表面形成容置空間；熒光粉材料是用以填置于框架內(nèi)部的容置空間內(nèi)，且受芯片所發(fā)出的光線激發(fā)而發(fā)出色光，進(jìn)而與芯片所發(fā)出的光線產(chǎn)生混合。如此可獲致精簡的結(jié)構(gòu)，且達(dá)到混合光色更均勻，及可藉此減少產(chǎn)生光斑或色圈。
文檔編號H01L33/00GK102299234SQ20111015737
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者陳達(dá)軍 申請人:協(xié)鑫光電科技(張家港)有限公司