專利名稱：共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光led芯片結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管組件，具體是ー種共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管是利用各種化合物半導(dǎo)體材料制作而成的一種固態(tài)半導(dǎo)體組件，其可依不同材料的能隙特性選擇而放射出各種顏色的可見(jiàn)光或是紅外線、紫外線等不可見(jiàn)光。其中，白光發(fā)光二極管所發(fā)的白光是由至少兩種波長(zhǎng)的色光混合形成的混合光。現(xiàn)有白光發(fā)光二極管可分為兩類第一類為多芯片型發(fā)光二極管，其工作原理是由紅光發(fā)光二極管、綠光發(fā)光二極管、藍(lán)光發(fā)光二極管分別發(fā)出三種色光，藉由透鏡混合此三種色光，形成白光。其優(yōu)點(diǎn)是于具有高發(fā)光效率、高顯色性，但其同時(shí)也因色光混合后將于光譜間出現(xiàn)空隙，使得色彩不飽和，且每個(gè)發(fā)光二極管的操作電壓、驅(qū)動(dòng)電流、溫度與光衰減率均不相同， 由此導(dǎo)致設(shè)計(jì)困難、成本増加、混光不易。第二類為熒光粉轉(zhuǎn)換發(fā)光二極管，其工作原理是利用熒光粉將藍(lán)光發(fā)光二極管或紫外光發(fā)光二極管所產(chǎn)生的藍(lán)光或紫外光分別轉(zhuǎn)換為兩波長(zhǎng)或三波長(zhǎng)白光。例如其ー為由日本日亞化學(xué)公司所開(kāi)發(fā)的藍(lán)光發(fā)光二極管激發(fā)黃色熒光粉，其優(yōu)點(diǎn)是成本低、制作簡(jiǎn)單，其缺點(diǎn)是因熒光粉的發(fā)光效率未達(dá)到完全能量轉(zhuǎn)換，會(huì)使許多能量轉(zhuǎn)換成熱釋放，造成發(fā)光二極管整體溫度較高，又因熒光粉溫度上升，會(huì)使光轉(zhuǎn)換效率變差并出現(xiàn)波長(zhǎng)飄移現(xiàn)象，同時(shí)由于熒光粉涂布技術(shù)不佳，會(huì)造成發(fā)光均勻性不佳，相對(duì)色溫也會(huì)隨著視角不同而出現(xiàn)明顯變動(dòng)。其ニ為利用紫外光發(fā)光二極管激發(fā)紅、綠、藍(lán)熒光粉混合形成白光，其優(yōu)點(diǎn)是制作方式成本低、量產(chǎn)容易、光色均勻且不具偏色現(xiàn)象，其缺點(diǎn)是粉體混合較為困難、高效率粉體不易合成。此外，紫外光若未被完全吸收轉(zhuǎn)換，還會(huì)引發(fā)紫外光外泄問(wèn)題。因此，上述熒光粉轉(zhuǎn)換發(fā)光二極管的共同缺點(diǎn)是由于熒光粉易出現(xiàn)老化現(xiàn)象、熒光粉涂布均勻度不易控制，容易導(dǎo)致發(fā)光二極管發(fā)光亮度不足，影響出射光質(zhì)量。綜合上述分析，現(xiàn)有白光發(fā)光二極管由于自身結(jié)構(gòu)所限，存在設(shè)計(jì)困難、成本増加、混光不易、發(fā)光亮度不足、出射光質(zhì)量較差的問(wèn)題。因此，有必要對(duì)現(xiàn)有白光發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)進(jìn)行革新，以解決其存在的上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有白光發(fā)光二極管設(shè)計(jì)困難、成本増加、混光不易、發(fā)光亮度不足、出射光質(zhì)量較差的問(wèn)題，提供了 ー種共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，包括具有散熱特性的次級(jí)基板、藍(lán)寶石基板、N型氮化鎵外延層、多層量子阱氮化銦鎵主動(dòng)層、P型氮化鎵外延層、氧化銦鋱熒光鈍化層、負(fù)電極金屬層、以及正電極金屬層；其中，藍(lán)寶石基板堆棧于具有散熱特性的次級(jí)基板上；N型氮化鎵外延層堆棧于藍(lán)寶石基板上；多層量子阱氮化銦鎵主動(dòng)層堆棧于N型氮化鎵外延層上，且N型氮化鎵外延層部分曝露于多層量子阱氮化銦鎵主動(dòng)層外；p型氮化鎵外延層堆棧于多層量子阱氮化銦鎵主動(dòng)層上；氧化銦鋱熒光鈍化層堆棧于N型氮化鎵外延層的曝露部分和P型氮化鎵外延層上，且氧化銦鋱熒光鈍化層沉積于藍(lán)寶石基板的側(cè)壁、N型氮化鎵外延層的側(cè)壁、多層量子阱氮化銦鎵主動(dòng)層的側(cè)壁、P型氮化鎵外延層的側(cè)壁；負(fù)電極金屬層堆棧于N型氮化鎵外延層的曝露部分上；正電極金屬層堆棧于P型氮化鎵外延層上，且正電極金屬層與氧化銦鋱熒光鈍化層連接。所述具有散熱特性的次級(jí)基板、藍(lán)寶石基板、N型氮化鎵外延層、多層量子阱氮化銦鎵主動(dòng)層、P型氮化鎵外延層、氧化銦鋱熒光鈍化層、負(fù)電極金屬層、正電極金屬層均為現(xiàn)有公知結(jié)構(gòu)。工作吋，負(fù)電極金屬層和正電極金屬層連接外部電源，來(lái)自P型氮化鎵外延層和N型氮化鎵外延層的空穴與電子在多層量子阱氮化銦鎵主動(dòng)層相互結(jié)合發(fā)出光線。所發(fā)的光線一部分穿透P型氮化鎵外延層和堆棧于P型氮化鎵外延層上的氧化銦鋱熒光鈍化層，并激發(fā)氧化銦鋱熒光鈍化層。另一部分光線穿透沉積于藍(lán)寶石基板的側(cè)壁、N型氮化鎵外延 層的側(cè)壁、多層量子阱氮化銦鎵主動(dòng)層的側(cè)壁、P型氮化鎵外延層的側(cè)壁的氧化銦鋱熒光鈍化層，并激發(fā)氧化銦鋱熒光鈍化層。兩部分光線藉此混合轉(zhuǎn)換形成白光。與現(xiàn)有白光發(fā)光ニ極管相比，本發(fā)明所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)基于全新的結(jié)構(gòu)，解決了現(xiàn)有白光發(fā)光二極管設(shè)計(jì)困難、成本増加、混光不易、發(fā)光亮度不足、出射光質(zhì)量較差的問(wèn)題，具體如下其一，與多芯片型發(fā)光二極管相比，本發(fā)明所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)無(wú)需采用多個(gè)發(fā)光二極管混光，因此避免了色光混合后光譜間出現(xiàn)空隙，進(jìn)而使得色彩更飽和、設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單、成本更低、混光更容易。其ニ，與熒光粉轉(zhuǎn)換發(fā)光二極管相比，本發(fā)明所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)無(wú)需在發(fā)光二極管表面外加熒光粉體，因此避免了熒光粉老化現(xiàn)象和熒光粉涂布均勻度不佳，進(jìn)而提高了發(fā)光二極管的發(fā)光亮度和出射光質(zhì)量。本發(fā)明基于全新的結(jié)構(gòu)，有效解決了現(xiàn)有白光發(fā)光二極管設(shè)計(jì)困難、成本増加、混光不易、發(fā)光亮度不足、出射光質(zhì)量較差的問(wèn)題，適用于發(fā)光二極管的制造，尤其適用于白光發(fā)光二極管的制造。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的電激發(fā)光譜圖。圖中1-具有散熱特性的次級(jí)基板，2-藍(lán)寶石基板，3-N型氮化鎵外延層，4-多層量子阱氮化銦鎵主動(dòng)層，5-P型氮化鎵外延層，6-氧化銦鋱熒光鈍化層，7-負(fù)電極金屬層，8-正電極金屬層。
具體實(shí)施例方式共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，包括具有散熱特性的次級(jí)基板I、藍(lán)寶石基板2、N型氮化鎵外延層3、多層量子阱氮化銦鎵主動(dòng)層4、P型氮化鎵外延層
5、氧化銦鋱熒光鈍化層6、負(fù)電極金屬層7、以及正電極金屬層8 ;其中，藍(lán)寶石基板2堆棧于具有散熱特性的次級(jí)基板I上；N型氮化鎵外延層3堆棧于藍(lán)寶石基板2上；多層量子阱氮化銦鎵主動(dòng)層4堆棧于N型氮化鎵外延層3上，且N型氮化鎵外延層3部分曝露于多層量子阱氮化銦鎵主動(dòng)層4外；P型氮化鎵外延層5堆棧于多層量子阱氮化銦鎵主動(dòng)層4上；氧化銦鋱熒光鈍化層6堆棧于N型氮化鎵外延層3的曝露部分和P型氮化鎵外延層5上，且氧化銦鋱熒光鈍化層6沉積于藍(lán)寶石基板2的側(cè)壁、N型氮化鎵外延層3的側(cè)壁、多層量子阱氮化銦鎵主動(dòng)層4的側(cè)壁、P型氮化鎵外延層5的側(cè)壁；負(fù)電極金屬層7堆棧于N型氮化鎵外延層3的曝露部分上；正電極金屬層8堆棧于P型氮化鎵外延層5上,且正電極金屬層8與氧化銦鋱熒光鈍化層6連接；
所述具有散熱特性的次級(jí)基板I是采用銅或氮化鋁或硅制成的；
所述藍(lán)寶石基板2是采用藍(lán)寶石制成的；
所述氧化銦鋱熒光鈍化層6是采用氧化銦和鋱制成的；
氧化銦和鋱的比例范圍為95:5-5:95 ；
所述氧化銦鋱熒光鈍化層6是利用電子束蒸鍍系統(tǒng)以共形涂布方式制備而成的。具體實(shí)施時(shí)，如圖2所示，在激發(fā)電流(IOOmA)通過(guò)時(shí)，本發(fā)明所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)的光譜涵蓋整個(gè)可見(jiàn)光譜區(qū)域，光譜范圍為300nnT800 nm。圖2中有三個(gè)主要峰值第一個(gè)峰值位于385nm附近，其位于ー個(gè)很強(qiáng)的波段，主要是多層量子阱氮化銦鎵主動(dòng)層所發(fā)射出來(lái)的主峰值，第二個(gè)峰值位于中間的較寬波段(波長(zhǎng)范圍約在450 nnT700 nm)，主要是氧化銦鋱熒光鈍化層所產(chǎn)生的，第三個(gè)峰值位于非線性負(fù)載所致的二次諧波波段(波長(zhǎng)范圍約在波峰750 nnT800 nm)。權(quán)利要求
1.ー種共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于包括具有散熱特性的次級(jí)基板(I)、藍(lán)寶石基板(2)、N型氮化鎵外延層(3)、多層量子阱氮化銦鎵主動(dòng)層(4)、P型氮化鎵外延層(5)、氧化銦鋱熒光鈍化層(6)、負(fù)電極金屬層(7)、以及正電極金屬層(8);其中，藍(lán)寶石基板(2)堆棧于具有散熱特性的次級(jí)基板(I)上；N型氮化鎵外延層(3)堆棧于藍(lán)寶石基板(2)上；多層量子阱氮化銦鎵主動(dòng)層(4)堆棧于N型氮化鎵外延層(3)上，且N型氮化鎵外延層(3)部分曝露于多層量子阱氮化銦鎵主動(dòng)層(4)外；P型氮化鎵外延層(5)堆棧于多層量子阱氮化銦鎵主動(dòng)層(4)上；氧化銦鋱熒光鈍化層(6)堆棧于N型氮化鎵外延層(3)的曝露部分和P型氮化鎵外延層(5)上，且氧化銦鋱熒光鈍化層(6)沉積于藍(lán)寶石基板(2)的側(cè)壁、N型氮化鎵外延層(3)的側(cè)壁、多層量子阱氮化銦鎵主動(dòng)層(4)的側(cè)壁、P型氮化鎵外延層(5)的側(cè)壁；負(fù)電極金屬層(7)堆棧于N型氮化鎵外延層(3)的曝露部分上；正電極金屬層(8)堆棧于P型氮化鎵外延層(5)上，且正電極金屬層(8)與氧化銦鋱熒光鈍化層(6)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征 在于所述具有散熱特性的次級(jí)基板(I)是采用銅或氮化鋁或硅制成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述藍(lán)寶石基板(2)是采用藍(lán)寶石制成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述氧化銦鋱熒光鈍化層(6)是采用氧化銦和鋱制成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述氧化銦鋱熒光鈍化層(6)是采用氧化銦和鋱制成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于氧化銦和鋱的比例范圍為95:5-5:95。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于氧化銦和鋱的比例范圍為95:5-5:95。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述氧化銦鋱熒光鈍化層(6)是利用電子束蒸鍍系統(tǒng)以共形涂布方式制備而成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述氧化銦鋱熒光鈍化層(6)是利用電子束蒸鍍系統(tǒng)以共形涂布方式制備而成的。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述氧化銦鋱熒光鈍化層(6)是利用電子束蒸鍍系統(tǒng)以共形涂布方式制備而成的。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管組件，具體是一種共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有白光發(fā)光二極管設(shè)計(jì)困難、成本增加、混光不易、發(fā)光亮度不足、出射光質(zhì)量較差的問(wèn)題。共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)包括具有散熱特性的次級(jí)基板、藍(lán)寶石基板、N型氮化鎵外延層、多層量子阱氮化銦鎵主動(dòng)層、P型氮化鎵外延層、氧化銦鋱熒光鈍化層、負(fù)電極金屬層、以及正電極金屬層；其中，藍(lán)寶石基板堆棧于具有散熱特性的次級(jí)基板上。本發(fā)明基于全新的結(jié)構(gòu)，有效解決了現(xiàn)有白光發(fā)光二極管設(shè)計(jì)困難、成本增加、混光不易、發(fā)光亮度不足、出射光質(zhì)量較差的問(wèn)題，適用于發(fā)光二極管的制造。
文檔編號(hào)H01L33/44GK102723418SQ201210014708
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者劉旭光, 李學(xué)敏, 許并社 申請(qǐng)人:劉旭光, 李學(xué)敏, 許并社