專利名稱：使用單晶熒光體的led及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固態(tài)發(fā)射器，并且具體地涉及利用一個或多個單晶熒光體(single crystalline phosphor)來進行光轉(zhuǎn)換的發(fā)光二極管(LED)及其制備方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)是將電能轉(zhuǎn)換成光的固態(tài)器件，并且通常包括夾在相反地?fù)诫s 的層之間的、半導(dǎo)體材料的一個或多個有源層。當(dāng)跨所述摻雜層施加偏壓時，空穴和電子被 注入有源層，在有源層中它們重新結(jié)合以產(chǎn)生光。光從該有源層以及從LED的所有表面射出ο常規(guī)的LED不能從它們的有源層產(chǎn)生白色光。通過用黃色熒光體(phospher)、聚 合物或染料包圍發(fā)射藍色光的LED而將來自該LED的光轉(zhuǎn)換成白色光，典型的熒光體為摻 鈰的釔鋁石榴石(Ce:YAG)。[參見Nichia公司的部件編號為NSPW300BS、NSPW312BS等的 白色 LED ；Cree 有限公司的 EZBright LED、Xthin LED 等；同時參見 Lowrey 的 5959316 號美國專利“熒光體-LED器件的多重封裝(Multiple Encapsulation of Phosphor-LED Devices) ”]。包圍的熒光材料“向下轉(zhuǎn)換(downconvert) ”LED的藍色光中的一些的波長， 將其顏色改變?yōu)辄S色。藍色光中的一些通過熒光體而沒有被改變，而光的相當(dāng)大的部分被 向下轉(zhuǎn)換成黃色。LED同時發(fā)射藍色光和黃色光兩者，它們結(jié)合以提供白色光。在另一方法 中，通過用多色熒光體或染料包圍LED而將來自發(fā)射紫色光或紫外線的LED的光轉(zhuǎn)換成白 色光。用于以熒光體層涂覆LED的一種常規(guī)方法利用噴射器或噴嘴在LED上面噴射與環(huán) 氧樹脂或硅酮聚合物混合的熒光體。但是，使用這種方法，可能難以控制熒光體層的幾何形 狀和厚度。因此，以不同角度從LED射出的光可能通過不同量的轉(zhuǎn)換材料，這能產(chǎn)生具有作 為視角的函數(shù)的不均勻色溫的LED。由于難以控制幾何形狀和厚度，還可能難以一致地重復(fù) 制造具有相同或相似的發(fā)射特性的LED。用于涂覆LED的另一常規(guī)方法是通過模版印刷(stencil printing)，在Lowery的 歐洲專利申請EP 1198016 A2中描述了該方法。將多個發(fā)光半導(dǎo)體器件布置在襯底上，在相 鄰的LED之間有所需的距離。提供具有與LED對準(zhǔn)的開口的模版，其中開口稍微大于LED， 并且模版比LED厚。將模版放置在襯底上，其中每個LED都位于模版上相應(yīng)的開口內(nèi)。然 后，將一組合物沉積在模版開口中，覆蓋LED，其中典型的組合物為處在硅酮聚合物中的熒 光體，能通過熱或光使其硬化。在開口被填滿之后，從襯底中去除模版并且使模版印刷組合 物硬化成固態(tài)。類似上述噴射器方法，使用模版方法可能難以控制包含熒光體的聚合物的幾何形 狀和層厚度。模版印刷組合物可能沒有完全填滿模版開口，使得結(jié)果得到的層不是均勻的。 包含熒光體的組合物還可能粘在模版開口上，這減少了留在LED上的組合物的量。模版開 口還可能未與LED對準(zhǔn)。這些問題可能導(dǎo)致LED具有不均勻的色溫并且導(dǎo)致難以一致地重 復(fù)制造具有相同或相似的發(fā)射特性的LED。
LED的各種涂覆工藝已經(jīng)被考慮，包括旋涂、噴涂、靜電沉積(ESD)以及電泳沉積 (EPD)。諸如旋涂或噴涂的工藝在熒光體沉積期間通常利用粘合劑材料，而其他工藝需要在 熒光體顆粒/粉末的沉積之后立即添加粘合劑以使熒光體顆粒/粉末固定。在這些工藝中，典型地以粉末(非晶或多晶或次晶)形式在LED上面提供熒光體， 其中顆粒尺寸分布類似于高斯分布。單獨的熒光體顆粒通常是晶狀的，但是它們?nèi)菀拙哂?像晶界等的物理缺陷。此外，熒光體合成工藝容易產(chǎn)生由磨損、銑削等引起的缺陷。初生顆 粒破壞會降低效率，因為在熒光體晶體中所產(chǎn)生的晶格缺陷起了非輻射的再結(jié)合中心的作 用，或者因為在顆粒的表面上形成了不發(fā)光的非晶層。而且，更小的熒光體顆粒能導(dǎo)致增加 的與散射有關(guān)的損失。另外，可以使用粘合材料(諸如硅酮、環(huán)氧樹脂)在LED上面將熒光體顆粒固定就 位，并且熒光體粘合劑材料可以具有與LED外延材料相比不同的折射率。這種差異可能減 少穿過熒光體粘合劑的發(fā)射錐(emission cone)，其中LED光中的一些由于全內(nèi)反射而被 損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了用于制備諸如晶圓級LED芯片的半導(dǎo)體器件的新方法，并且公開使 用該方法制備的LED芯片、LED芯片晶圓和LED封裝。按照本發(fā)明的用于從晶圓制備LED芯 片的一種方法包括在LED生長晶圓上沉積LED外延層以在所述生長晶圓上形成多個LED。 在所述多個LED中的至少一些上面鍵合(bond)單晶熒光體，使得來自被覆蓋的LED的至少 一些光通過所述單晶熒光體并且被轉(zhuǎn)換。按照本發(fā)明的用于從晶圓制備LED的另一方法包括在LED生長襯底上沉積LED外 延層以形成具有多個LED的LED晶圓，以及將所述LED晶圓鍵合至載體(carrier)晶圓。所 述生長襯底可以被移除并且可以在所述多個LED中的至少一些上面鍵合單晶熒光體，使得 來自所述LED中的至少一些LED的一些光通過所述單晶熒光體并且被轉(zhuǎn)換。然后可以移除 所述載體晶圓。按照本發(fā)明的LED芯片晶圓的一個實施例包括在晶圓上的多個LED。單晶熒光體 被包括，其至少部分地覆蓋所述LED中的至少一些，使得在所述LED中的被覆蓋的那些LED 的操作期間來自所述LED的至少一些光通過所述單晶熒光體并且被轉(zhuǎn)換。按照本發(fā)明的LED芯片的一個實施例包括LED和與該LED鍵合并且至少部分地覆 蓋所述LED的單晶熒光體。由所述單晶熒光體轉(zhuǎn)換所述LED發(fā)射的光中的至少一些。按照本發(fā)明的LED封裝的一個實施例包括LED芯片，所述LED芯片具有LED和至 少部分地覆蓋所述LED并且轉(zhuǎn)換來自所述LED的光中的至少一些的單晶熒光體。用于向所 述LED施加電信號的第一和第二接觸部被包括。還包括與所述第一和第二接觸部電連接的 封裝引線。封裝材料(encapsulation)包圍所述LED芯片和電連接。從下面的詳細說明和附圖中，本發(fā)明的這些及其他方面和優(yōu)點將變得顯而易見， 所述附圖以舉例的方式示意了本發(fā)明的特征。


圖1示出了按照本發(fā)明的用于制備LED芯片的方法的一個實施例的流程圖2是按照本發(fā)明的用于制備LED芯片的方法的另一實施例的流程圖；圖3a至3g示出在制備工藝期間的不同階段的按照本發(fā)明的LED芯片的一個實施 例；圖如至4b示出按照本發(fā)明的LED芯片的另一實施例；以及圖fe至恥示出按照本發(fā)明的LED的還有另一實施例。
具體實施例方式本發(fā)明針對利用單晶熒光體作為轉(zhuǎn)換材料的LED以及用于制備該LED的方法。本 發(fā)明尤其可適用于使用晶圓鍵合(wafer-bonding)方法制備無線鍵合(wire-bond)、無襯 底的LED。單晶熒光體的使用允許晶圓級熒光體集成并且在其中通過改善封裝效率使與散 射有關(guān)的發(fā)射損失最小。單晶熒光體也可與利用諸如晶圓鍵合的技術(shù)的晶圓級制備兼容， 并且足夠健壯以為LED外延層提供機械支撐。這允許以單晶熒光體充當(dāng)載體襯底的、LED的 晶圓級制備。單晶片(slab)能大體上無缺陷地被形成并且能與外延材料或襯底鍵合。單晶熒光體襯底可以包括許多不同的熒光材料，這些熒光材料可被設(shè)計用于吸收 不同波長的LED光并且重新發(fā)射不同波長的光。在優(yōu)選的實施例中，單晶熒光體襯底能吸 收具有450到480nm范圍內(nèi)的波長的藍色光并且重新發(fā)射黃色光，使得整體光發(fā)射為藍色 LED光和黃色轉(zhuǎn)換材料光的白色光結(jié)合(combination)。一個這樣的實施例能利用如下所 述的單晶YAG襯底，其被摻雜以不同的材料，諸如鈰。在其他實施例中，可以使用不止一個 單晶熒光體襯底，或者單晶熒光體可以具有被摻雜以不同材料的不同區(qū)域。作為有序的晶體材料結(jié)構(gòu)的結(jié)果，單晶熒光體經(jīng)歷減少的光散射。在先前的熒光 體涂覆工藝中，熒光體顆粒以粉末的形式，其具有某種顆粒尺寸分布，典型地在1-20 μ m的 范圍內(nèi)變化，使得碰撞該顆粒的LED光可隨機地或在許多不同的方向上散射。對于單晶熒 光體而言，LED光碰撞無缺陷且有序的單晶材料，因此LED光幾乎沒有經(jīng)受散射。對于單晶 熒光體，沒有散射、或者更重要地沒有反向散射產(chǎn)生了更高的效率。單晶熒光體還減少了由于半導(dǎo)體-熒光體層界面處的全內(nèi)反射(TIR)所引起的光 損失。在先前的熒光體涂覆工藝中，熒光體顆粒處在粘合劑中，該粘合劑典型地具有大約為 1.5的折射率(RI)。LED半導(dǎo)體材料具有大約為2. 5的RI。比較起來，單晶熒光體具有1. 7 或更高的均一的RI，其大于粘合劑材料，并且更接近于半導(dǎo)體材料的RI。因此，與利用粘合 劑中的熒光體作為材料的LED相比，使用單晶熒光體的實施例將經(jīng)歷減少的IlR和散射。單晶熒光體的使用提供更多的優(yōu)點，諸如允許沿著晶體的自然裂開面從晶圓分割 (singulate)或切割(dice)出單獨的LED。但是，應(yīng)理解的是，在其他實施例中，如果不是在 自然裂開面上切割，則可以使用已知的劃線和切斷工藝。在一側(cè)上有接觸部的實施例中，不 需要線鍵合，并且由于單晶熒光體是健壯的，不需要載體襯底用于LED的機械支撐。按照本 發(fā)明的LED可與在其中有可能移除生長襯底的任何襯底(SiC、GaN、藍寶石)兼容。應(yīng)理解 的是，單晶熒光體還可以被用在單獨的LED或LED集合的制備中，而不僅僅用于晶圓制備。還應(yīng)理解的是，當(dāng)諸如層、區(qū)域或襯底的元件被稱為在另一元件“上”時，它可以直 接地在該另一元件上或者也可以存在居間的元件。而且，諸如“內(nèi)部”、“外部”、“上部”、“之 上”、“下部”、“之下”、“低于”的相對術(shù)語以及相似的術(shù)語可以在此被用來描述一個層或另一 區(qū)域的關(guān)系。應(yīng)理解的是，這些術(shù)語旨在包含除在圖中所畫的取向之外器件的不同取向。
盡管術(shù)語第一、第二等在此可以被用于描述各種元件、部件、區(qū)域、層和/或部分 (section)，這些元件、部件、區(qū)域、層和/或分區(qū)不應(yīng)被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅被用于 將一個元件、部件、區(qū)域、層或部分與另一區(qū)域、層或部分區(qū)別開。因此，下述第一元件、部 件、區(qū)域、層或部分可以被稱為第二元件、部件、區(qū)域、層或部分而不背離本發(fā)明的示教。在此參考剖視示來描述本發(fā)明的實施例，所述剖視示是本發(fā)明的實施例 的示意性圖示。同樣地，層的實際厚度可以是不同的，并且作為例如制造技術(shù)和/或容差的 結(jié)果與圖示的形狀的差異是所預(yù)期的。本發(fā)明的實施例不應(yīng)被看作受限于在此所示的區(qū)域 的特定形狀，而是應(yīng)包括例如由制造引起的形狀上的偏差。被示意或描述為正方形或矩形 的區(qū)域?qū)⑼ǔ＞哂袌A形的或彎曲的特征，這歸因于正常的制造容差。因此，在圖中所示的區(qū) 域?qū)嶋H上是示意性的并且它們的形狀不是旨在示意器件的區(qū)域的精確形狀，并且不是旨在 限制本發(fā)明的范圍。圖1示意按照本發(fā)明的用于制備LED的方法10的一個實施例，而盡管按特定次序 示出步驟，應(yīng)理解的是，這些步驟可以按不同的次序發(fā)生并且可以使用不同的步驟。雖然參 考LED的制備來描述本發(fā)明，但應(yīng)理解的是，其可以被用于制備其他固態(tài)發(fā)射器以及其他 半導(dǎo)體器件。在步驟12中，在生長晶圓或襯底上制備LED，并且LED可以具有以不同方式布置 的許多不同的半導(dǎo)體層。LED的制備和操作在本領(lǐng)域中一般是已知的并且在此僅簡要地論 述?？梢允褂靡阎墓に噥碇苽銵ED的層，其中一合適的工藝為使用金屬有機物化學(xué)氣相 沉積(MOCVD)的制備。LED的層通常包括夾在第一和第二相反地?fù)诫s的外延層之間的有源 層/區(qū)域，所有這些層在生長晶圓或襯底(“晶圓”)上相繼地形成。LED層可以初始地被 形成為跨襯底的連續(xù)的層，然后該層被劃分或分離成單獨的LED。這種分離可以通過使有源 區(qū)域和摻雜層的部分被向下刻蝕至晶圓以在LED之間形成開口面積(open area)來實現(xiàn)。 在其他實施例中，有源層和摻雜層可以在晶圓上保持為連續(xù)的層并且可以在LED芯片被分 割時能被分離成單獨的器件。應(yīng)理解的是，在LED的每一個中還可以包括附加的層和元件，包括但不限于緩沖 層、成核層、接觸層和電流擴展(spreading)層以及光提取層和元件。有源區(qū)域可以包括單 量子阱(AQW)、多量子阱(MQW)、雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)或超晶格結(jié)構(gòu)，并且如在本領(lǐng)域中所理解的，相 反地?fù)诫s的層通常是指η型和P型摻雜的層。可以用不同的材料體系來制備LED，其中優(yōu)選的材料體系為基于第III族氮化物的 材料體系。第III族氮化物是指那些在氮與元素周期表的第III族中的元素(通常為鋁(Al)、 鎵(Ga)和銦(In))之間所形成的半導(dǎo)體化合物。該術(shù)語也指三元或四元的化合物，諸如鋁 鎵氮化物(AWaN)以及鋁銦鎵氮化物(AlInGaN)。在優(yōu)選的實施例中，η型和ρ型層為氮化 鎵(GaN)并且有源區(qū)域為InGaN。在可替換的實施例中，η型和ρ型層可以是鋁銦鎵氮化物 (AlInGaN)、鋁鎵砷化物(AWaAs)或鋁鎵銦砷化物磷化物(AWaInAsP)。晶圓可以由許多材料制成，諸如藍寶石、碳化硅、氮化鋁(AlN)、GaN，其中合適的晶 圓為碳化硅的4H多型(polytype)，但是也可以使用其他碳化硅多型，包括3C、6H和15R。碳 化硅具有某些優(yōu)點，諸如與藍寶石相比具有與第III族氮化物更接近的晶體晶格匹配并且產(chǎn) 生更高質(zhì)量的第III族氮化物膜。碳化硅還具有非常高的熱導(dǎo)率使得碳化硅上的第III族氮化 物器件的總輸出功率不受晶圓的熱消散限制(這可能是對于形成在藍寶石上的一些器件的情況)。SiC晶圓可以從美國北卡羅來納州Durham市的Cree Research有限公司買到， 并且用于生產(chǎn)它們的方法在科技文獻以及在34，861,4, 946，547以及5，200, 022號的美國 專利中被陳述。所述LED中的每一個還可以具有第一和第二接觸部，并且本發(fā)明的一些實施例可 以包括具有橫向幾何形狀(lateral geometry)的LED，其中兩個接觸部都能從LED的一個 表面接近(accessible)，如下所述。在其他實施例中，LED可以具有垂直幾何形狀，其中第 一接觸部在一個表面上而第二接觸部在相反的表面上。在一個這樣的實施例中，所述接觸 部中的一個可以處在生長襯底上，或者當(dāng)生長襯底被移除時處在η型層上。另一接觸部可 以處在LED的頂層上，該頂層通常是ρ型層。第一和第二接觸部可以包括許多不同的材料，諸如Au、銅(Cu)鎳(Ni)、銦(In)、鋁 (Al)、銀(Ag)或者其組合。還有其他的實施例可以包括導(dǎo)電氧化物和透明的導(dǎo)電氧化物， 諸如銦錫氧化物、氧化鎳、氧化鋅、鎘錫氧化物、鈦鎢鎳、氧化銦、氧化錫、氧化鎂、aiGa204、 Zn02/Sb、Ga203/Sn, Agln02/Sn, In203/Zn、CuAlO2, LaCuOS, CuGaO2 以及 SrCu202。對所使用的 材料的選擇可以取決于接觸部的位置以及所需的電特性，諸如透光度、結(jié)電阻率以及片電 阻。在第III族氮化物器件的情況下，已知的是薄的半透明電流擴展層通?？梢愿采wρ型層 18的一些或全部。應(yīng)理解的是，第二接觸部可以包括這樣的層，其典型地為諸如鉬(Pt)的 金屬或諸如銦錫氧化物(ITO)的透明導(dǎo)電氧化物。但是也可以使用其他材料。所述LED還 可以包括附加的電流擴展結(jié)構(gòu)或柵格。在14中，使用已知的工藝形成單晶熒光體，其中單晶熒光體以亞原子間距在周期 性的晶格或結(jié)構(gòu)中提供一種或多種熒光材料(Phosphor)。單晶體是其中晶格連續(xù)的且未受 破壞的到晶體的邊緣而沒有晶界的晶狀固體。單晶體的制備典型地涉及晶體的構(gòu)建，即逐 層對原子的構(gòu)建。用于生產(chǎn)大的單晶體的技術(shù)包括在給料物質(zhì)的熔池中緩慢地提拉旋轉(zhuǎn)的 “籽晶”。利用這些技術(shù)的工藝在本領(lǐng)域中被稱為Czochralski工藝或Bridgeman技術(shù)。在一個實施例中，單晶熒光體單獨地或結(jié)合地包括許多不同的組分和熒光材料。 在一個實施例中，單晶熒光體可以包括釔鋁石榴石(YAG，化學(xué)式SY3Al5Ol2)。YAG單晶熒光 體在商業(yè)上可從II -IV有限公司的子公司VLOC買到。YAG基質(zhì)是穩(wěn)定的化合物，其在機械 上是健壯的、在物理上是硬的并且在光學(xué)上是各向同性的。YAG基質(zhì)可以與其他化合物結(jié)合以實現(xiàn)所需的發(fā)射波長。在其中單晶熒光體吸收 藍色光并且重新發(fā)射黃色光的一個實施例中，單晶熒光體可以包括YAG:Ce。這個實施例尤 其適用于發(fā)射藍色光和黃色光的白色光結(jié)合的LED。在使用由基于(Gd，Y) 3 (Alja)5O12: Ce 體系的熒光材料制成的轉(zhuǎn)換顆粒的情況下，完整范圍的寬黃色光譜發(fā)射是有可能的，所述 體系包括Y3Al5O12 = Ce(YAG)?？梢员挥糜诎l(fā)射白色光的LED芯片的其他黃色熒光材料包括Tb3^xRExO12: Ce (TAG) ；RE = Y、Gd、La、Lu ；或者Sr2_x_yBaxCaySi04:Eu。在其他實施例中，可以將其他化合物與YAG基質(zhì)一起用于吸收并且重新發(fā)射不同 波長的光。例如，YAG:Nb單晶熒光體可以被提供用于吸收藍色光并且重新發(fā)射紅色光。第 一和第二熒光材料還可以被結(jié)合以得到不同白色色調(diào)的更高CRI的白色，上述黃色熒光材 料與紅色熒光材料結(jié)合得到暖白色。不同的紅色熒光材料可以被使用，包括SrxCa1^xSEu，Y ;Y =鹵化物；
CaSiAm3 = Eu ；或者Sr2_yCaySi04:Eu。其他熒光材料可以被用于通過將大體上所有的光轉(zhuǎn)換成特定的顏色來產(chǎn)生飽和 色發(fā)射。例如，以下熒光材料可以被用于產(chǎn)生綠色飽和的光SrGa2S4 Eu ；Sr2_yB￡iySi04 Eu ；或者SrSi2OJ2: Eu。下面列出一些附加的可被用作轉(zhuǎn)換顆粒的合適的熒光材料，但是其他熒光材料也 可以被使用。每種熒光材料都在藍色和/或UV發(fā)射譜中呈現(xiàn)激發(fā)，提供理想的峰值發(fā)射， 具有有效的光轉(zhuǎn)換，并且具有可接受的Mokes頻移黃餼/綠盧,
(Sr, Ca, Ba) (Al，Ga) 2S4Eu2+Ba2 (Mg, Zn) Si2O7 Eu2+Gd0.46Sr0.31A1L 230XFL 38 Eu2+0.06(Bai_x_ySrxCay) SiO4: EuBa2Si04:Eu2+紅餼Lu2O3 Eu3+(Sr2_xLax) (Ce1^xEux) O4Sr2Ce1^xEuxO4Sr2^xEuxCeO4SrTiO3: Pr3+，Ga3+CaAlSiN3IEu2+Sr2Si5N8: Eu2+在一些制造工藝中，單晶體被形成在晶塊(boule)中，可以從該晶塊中分離出按 照本發(fā)明的單晶熒光體。在一個實施例中，可從所述晶塊中切出不同厚度和直徑的圓形單 晶熒光體。在一些實施例中，單晶熒光體可以具有在0.5到Imm范圍內(nèi)的厚度，以及大約 6mm的直徑。但應(yīng)理解的是，取決于制備工藝，單晶熒光體可以具有不同的厚度并且具有大 于2cm的直徑。作為實施例，有效元素(例如YAG:Ce中的Ce)的摻雜濃度在YAG單晶中是有梯度 的(graded)，諸如垂直地貫穿(through)厚度或橫向地沿寬度，或者兩者的結(jié)合。梯度可以 是直線的或拋物線的或其他函數(shù)或形狀?？梢圆煌绞叫纬商荻?，諸如在單晶體從其中分 離的晶塊的形成期間形成在單晶體中。在16中，使用已知的晶圓鍵合技術(shù)將單晶熒光體鍵合至LED晶圓。單晶熒光體被 布置使得在最終的LED器件中，從LED發(fā)射的光通過單晶熒光體，LED光中的至少一些在其 中被吸收并且以光的不同波長被重新發(fā)射。如上所述，本發(fā)明的不同實施例可以發(fā)射LED 光與來自所述單晶體的重新發(fā)射的光的白色光結(jié)合。在18中，單晶熒光體可以經(jīng)歷被研磨或平面化(planarize)的可選工藝以控制 LED光通過的熒光體顆粒的量?？梢詧?zhí)行這些操作來控制由單晶熒光體轉(zhuǎn)換的光的量，其中在通過更薄的晶體時，則通常LED中的更少部分被轉(zhuǎn)換。這可以被用于控制LED的末端 發(fā)射顏色點。在其他實施例中，單晶熒光體可以被制絨或定形以進一步減少IlR并且改善 光提取。相似地，可以對LED的表面進行制絨以改善光提取。應(yīng)理解的是，在不同的實施例 中，單晶熒光體可以在被晶圓安裝到LED晶圓上之前被研磨、平面化、制絨或定形。在可替換的步驟(未示出)中，可以使用已知的工藝來探測晶圓以測量跨越 (across)晶圓的LED芯片的輸出發(fā)光特性。當(dāng)被探測時，電信號被施加至LED中的每一個， 使得它們發(fā)射光，并且輸出發(fā)射特性被測量。在不同的探測步驟中，整個晶圓可以被激活并 且LED的輸出被測量，不同區(qū)域或集合內(nèi)的LED可以被激活并且其輸出被測量，或者每個 LED可以單獨地被激活并且其輸出被測量?；谔綔y的結(jié)果，單晶熒光體可以進一步被研磨 或平面化。在20中，可以使用已知的方法從晶圓分割出單獨的LED芯片，諸如切割、劃線和切 斷、或者刻蝕。如上所述，單晶熒光體尤其適于沿其自然的裂開面被分離或切斷。如果該裂 開面與所需的分離邊界對準(zhǔn)，則這可能是最方便的分割工藝。劃線、切斷或刻蝕可能也被需 要用于貫穿LED的剩余的層進行分割。分割工藝將LED芯片中的每一個分開，使每個LED 芯片具有大體上相同的發(fā)射特性。這允許具有相似發(fā)射特性的LED芯片的可靠且一致的制 備。分割之后，在22中，可以將LED芯片安裝在封裝中，或者安裝到基臺或印刷電路板(PCB) 上而不需要另外的處理來增加熒光材料。在一個實施例中，所述封裝/基臺/PCB可以具有 常規(guī)的封裝引線，其中LED被連接至該引線而不需要線鍵合。然后，常規(guī)的封裝材料可以包 圍LED芯片和電連接。在另一實施例中，可以將LED芯片裝入密封的覆蓋物(cover)中，其 中惰性氣體以大氣壓或者低于大氣壓地包圍該LED芯片。應(yīng)理解的是，附加的步驟可以被包括在按照本發(fā)明的方法的不同實施例中。圖2 示出按照本發(fā)明的用于制備LED芯片的方法40的另一實施例，其具有與在上文中所描述的 并且在圖1中所示出的那些相似的步驟。在42中，LED如上所述被形成在晶圓上，并且在44 中，LED晶圓臨時地被鍵合至載體晶圓。如上所述，不同的LED可以被形成在晶圓上。可以 使用不同材料的許多不同的載體晶圓，其中優(yōu)選的載體晶圓包括諸如硅的半導(dǎo)體材料?？?以使用諸如晶圓鍵合的已知鍵合技術(shù)將LED晶圓鍵合至載體晶圓。
在46中，可以將生長襯底從LED上移除，顯露該層的先前與生長襯底相鄰的表面。 可以使用許多不同的襯底移除工藝，包括已知的研磨和/或刻蝕工藝。在其他實施例中，生 長襯底或至少其部分可以保留，諸如通過減薄該生長襯底。在其他實施例中，生長襯底或其 剩余的部分可以被定形或制絨。在48中，單晶熒光體可以如以上在圖1中的方法10的14中所描述的那樣被形成。 在50中，可以接著將單晶熒光體鍵合至LED的在生長襯底被移除時所暴露的表面，其中優(yōu) 選的鍵合工藝為晶圓鍵合工藝，如上所述。在52中，單晶熒光體可以被研磨、平面化、制絨 或定形，如上所述。在M中，可以使用已知工藝將載體晶圓從LED晶圓去鍵合或移除。在這個實施例 中，單晶熒光體不僅被用作轉(zhuǎn)換LED光的介質(zhì)，而且其還被用作LED的機械支撐。換句話說， 單晶熒光體足夠健壯以被用作對LED的機械支撐，使得載體襯底不被需要。按照方法40制 備的LED可以在沒有生長襯底或載體襯底的情況下被提供。這提供了許多優(yōu)點，諸如提供 更薄的器件并且由于襯底可能不呈現(xiàn)良好的導(dǎo)熱性，提供它的移除可以改善從LED向外的熱傳導(dǎo)。在還有其他的實施例中，載體襯底的一部分可以保留在LED上以提供反射層，用于 將LED光往回反射通過單晶熒光體。在56中，可以從晶圓分割出LED并且在58中，LED可 以被封裝，如上所述。應(yīng)理解的是，方法40可以包括附加的步驟，諸如單晶襯底的制絨、研磨或定形，或 者LED的表面的制絨。在對LED的表面進行制絨時，可能需要更厚的或者附加的鍵合層以 將單晶熒光體牢固地鍵合至LED。方法40還可以包括探測步驟，如上所述。在按照本發(fā)明的其他方法中，可以將單晶熒光體安裝到不同的表面上，并且在貫 穿單晶熒光體制作接觸部的那些實施例中，單晶熒光體可以包括導(dǎo)電的開口或?qū)щ姷耐?孔。還應(yīng)理解的是，在其他方法中生長襯底可以在不同的點被移除、減薄或制絨。在還有 其他的實施例中，可以將單晶熒光體安裝在多個表面上，諸如通過將單晶熒光體鍵合在LED 的頂部或底部上，其中LED被夾在單晶熒光體之間。這可以在生長和載體襯底被移除或沒 有被移除的情況下執(zhí)行，并且這些實施例可以包括用于貫穿單晶熒光體制作到LED的接觸 部的通孔。圖3a至3g示意按照本發(fā)明的工藝的LED晶圓70的一個實施例。應(yīng)理解的是，可 以利用本發(fā)明處理許多不同的LED實施例、并且可以與晶圓級LED相似地處理單獨的LED 或LED的更小的集合?，F(xiàn)在參考圖3a，以倒裝芯片取向示出LED晶圓70，并且其包括被示 出為處于它們的制備工藝的晶圓級的LED芯片72。假想線被包括以示出LED芯片之間的分 離或切割線，以及隨后附加的制備步驟。圖3a僅示意兩個晶圓級的器件，但應(yīng)理解的是，可 以從單個晶圓形成多得多的LED芯片。例如，當(dāng)制備具有1平方毫米(mm)尺寸的LED芯片 時，在3英寸的晶圓上可以制備多達4500個的LED芯片。LED芯片72中的每一個包括形成半導(dǎo)體LED的層，該半導(dǎo)體LED可以具有如上所 述的以不同方式布置的許多不同的半導(dǎo)體層。LED芯片72的層通常包括被夾在第一和第二 相反地?fù)诫s的外延層78、80之間的有源層/區(qū)域76，所有這些層在晶圓級相繼地形成在生 長襯底82上。在所示的實施例中，第一相反地?fù)诫s的層78為η型摻雜，而第二相反地?fù)诫s 的層為P型摻雜。但是，在其他的實施例中，第一和第二相反地?fù)诫s的層可以分別地為P型 和η型摻雜。在所示的實施例中，LED芯片72被示出為襯底82上的連續(xù)的層，其中當(dāng)LED芯片 被分割時這些層被分成單獨的器件。在其他實施例中，LED可以被形成在生長襯底82上的 分離的器件中。這種分離可以通過使有源區(qū)域76和摻雜層78、80的部分被向下刻蝕至襯 底82以在LED芯片72之間形成開口面積來實現(xiàn)。在其他實施例中，刻蝕可以僅通過LED 層的一部分或者可以部分地通過生長襯底。LED芯片72可以由不同的材料體系制成并且 襯底可以由不同的材料制成，如上所述。應(yīng)理解的是，附加的層和元件也可以被包括在LED 芯片72中并且有源區(qū)域76可以包括許多不同的結(jié)構(gòu)，其中所示出的有源區(qū)域包括量子阱 (QW)結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在參考圖北，可以形成具有橫向幾何形狀的LED芯片72，但是應(yīng)理解的是本發(fā) 明也可以與具有不同的層幾何形狀的LED —起使用。對于LED芯片72中的每一個，ρ型層 80和有源區(qū)域76被刻蝕以在η型層78上形成臺面(mesa) 84。η型層接觸部86被形成在 臺面84上并且ρ型層接觸部88被形成在ρ型層80上。ρ型接觸部88還可以包括用于反 射來自LED的有源區(qū)域76的光的反射鏡，使得該光能對有效的發(fā)射做出貢獻。所述反射鏡可以包括反射金屬或分布式Bragg反射器(DBR)。反射鏡還可以連同η型接觸部86 —起 被使用，也反射用于有效發(fā)射的光。還可以在不同的位置上包括其他高反射率的反射鏡層 以進一步反射用于有效發(fā)射的光，這樣的獨立的高反射率的反射鏡層(未示出)與P型和 η型接觸部88、86相鄰。η型和ρ型接觸部86、88可以由上述的材料制成，并且LED芯片72中的每一個還 可以包括上述的電流擴展層和結(jié)構(gòu)。施加于η型接觸部86的電信號傳播到η型層78中， 而施加于P型接觸部88的信號傳播到ρ型層80中。由于LED芯片72具有橫向幾何形狀， 可從同一表面接近接觸部86、88。現(xiàn)在參考圖3c，可以在可接近接觸部86、88的表面處在LED 72的表面上將LED晶 圓70鍵合至載體晶圓/襯底90?？梢允褂糜稍S多不同材料制成的許多不同的載體晶圓，其 中合適的載體晶圓由硅(Si)制成?？梢允褂迷S多不同的鍵合方法，諸如常規(guī)的晶圓鍵合技 術(shù)。應(yīng)理解的是，按照本發(fā)明的一些LED晶圓可以在沒有載體晶圓的情況下被制備?，F(xiàn)在參考圖3d，可以使用上述的襯底移除工藝來移除生長襯底82(在圖3a_3c中 示出)。生長襯底82的移除顯露η型層78的頂部表面94，并且如圖3e所示，單晶熒光體 92被晶圓鍵合至該表面94?？梢允褂迷S多不同的鍵合方法，包括但不限于已知的晶圓鍵合 方法。然后可以將單晶熒光體研磨至所需的厚度并且可以對單晶熒光體92的頂部表面進 行制絨以增強光提取。在還有其他的實施例中，可以在單晶熒光體92的鍵合之前對η型層 78的在移除生長襯底82后所顯露的表面進行制絨。在這些實施例中，可能需要諸如環(huán)氧樹 脂或硅酮的鍵合劑以確保單晶熒光體92充分地粘著于η型層78?，F(xiàn)在參考圖3f，可以使用已知的技術(shù)從LED 72去鍵合或移除載體晶圓90 (在圖 3c至!Be中示出)，從而允許接近η型和ρ型接觸部86、88。單晶熒光體通常足夠健壯以在 移除載體晶圓90后向LED 72提供充分的機械支撐。載體襯底的移除也消除了熱電阻的潛 在路徑，使得來自LED的熱可以更容易地消散?，F(xiàn)在參考圖3g，使用上述的分割或切割方法從LED晶圓70將LED芯片72分割成 單獨的器件。這些單獨的LED芯片72然后被安裝在封裝中，同樣如上所述。應(yīng)理解的是， 在其他實施例中，可以將LED芯片分割成LED芯片72的集合，其可以接著作為集合被安裝 在封裝中。LED芯片尤其適用于表面安裝器件。換句話說，LED 72可以被安裝在封裝中而不 需要線鍵合，其中η型和ρ型接觸部86和88是可接近的以用于從與單晶熒光體92相反的 表面進行表面安裝。如上所述，LED晶圓可以被探測，但還應(yīng)理解的是，LED芯片或LED封裝可以相似 地被探測以測量器件特性，諸如操作電壓、漏電流、峰值和主發(fā)射波長、CIE色度圖中的顏色 點、顯色指數(shù)(CRI)、相關(guān)色溫(CCT)、顏色槽、強度和功效?？梢允褂貌煌奶綔y方法并且 在一個實施例中，電信號被施加于LED中的每一個，使得它們發(fā)射光，并且輸出發(fā)射特性被 測量。如果有需要的話，可以減小在LED芯片中的每一個上面的單晶熒光體厚度，以通過像 顯微機械加工、微型打孔、顯微噴砂等技術(shù)來達到目標(biāo)顏色點。單晶熒光體可以許多不同的方式被布置并且被布置在LED芯片的其他表面上，諸 如與P型相反地?fù)诫s的層80相鄰或者在LED芯片72的側(cè)表面上。在還有其他的實施例中， 單晶熒光體可以具有吸收來自LED芯片72的光并且發(fā)射不同顏色的光的不同區(qū)域，或者不止一個單晶熒光體可以被用在堆疊中或者覆蓋LED芯片72的不同部分。圖如和4b示出與圖3a至3g所示的LED芯片相似的LED晶圓100的另一實施 例，并且基于以上的說明等同地適用于這個實施例的理解，對相似的特征使用相同的參考 標(biāo)號。LED晶圓包括在η型和ρ型層78、80之間具有有源區(qū)域76的LED芯片102?？涛gρ 型層80和有源區(qū)域76以在η型層78上形成臺面84，其中η型接觸部86處在臺面84上并 且P型接觸部88處在ρ型層上。在移除生長襯底(以及載體晶圓90，如果其被利用的話) 之后示出LED芯片72。在這個實施例中，LED芯片102包括第一和第二單晶熒光體104、 106，其中每個都吸收LED光并且重新發(fā)射不同顏色的光。在所示出的實施例中，單晶熒光 體104、106獨立地被形成并且然后一個在另一個上面地被鍵合至通過移除生長襯底所暴 露的η型層78的表面。在其他的實施例中，熒光體102、104可以被形成為一個單晶熒光體， 其具有不同的區(qū)域用于重新發(fā)射不同顏色的光。單晶熒光體104、106可以根據(jù)在其中所含有的化合物來重新發(fā)射不同顏色的光。 在所示出的實施例中，第一單晶熒光體104可以吸收一小部分藍色光并且重新發(fā)射紅色 光，而第二單晶熒光體106可以吸收一小部分剩余的藍色光并且重新發(fā)射黃色光。這種布 置允許LED芯片102發(fā)射藍色、紅色和黃色光的暖色溫白色光結(jié)合。發(fā)射黃色光的單晶熒 光體106可以包括上述的化合物中的許多，其中合適的化合物為YAG:Ce。發(fā)射紅色光的單 晶熒光體104可以包括上述的化合物中的許多，其中合適的化合物為YAG:Eu或YAG:Tb。應(yīng) 理解的是，在其他的實施例中，可以使用不止兩個單晶熒光體。現(xiàn)在參考圖4b，可以從晶圓 分割出LED芯片102并且對起進行封裝，如上所述。如在上文中所提到的，本發(fā)明也可以被用在具有不同于橫向幾何形狀的幾何形狀 的LED芯片中。圖如和恥示出具有垂直幾何形狀LED芯片112的LED晶圓110的一個實 施例。LED芯片112中的每一個在η型和ρ型摻雜層78、80之間具有有源區(qū)域76，所有這 些層都被形成在生長襯底82上。在這個實施例中，生長襯底82是導(dǎo)電的使得η型接觸部 114可以被沉積在襯底82上。施加于接觸部114的電信號傳播通過襯底82到η型層78。 在生長襯底82絕緣或者不充分導(dǎo)電的實施例中，襯底可以被移除并且η型接觸部114可以 被直接地沉積在η型層78上。η型層接觸部114還可以包括反射鏡層。ρ型接觸部116可 以被直接地沉積在具有電流擴展層和結(jié)構(gòu)的P型層上，如上所述。類似以上的實施例，還可 以在不同位置上包括其他高反射率的反射鏡層以進一步反射用于有效發(fā)射的光?？梢栽讦研蛯?0上面鍵合單晶熒光體118，其中ρ型接觸部116處在單晶熒光體 118和ρ型層80之間。為制作到ρ型接觸部116的電接觸部，在將單晶熒光體118安裝到 LED芯片112上之前或之后貫穿單晶熒光體118形成開口 120?？梢允褂迷S多不同的方法 來形成開口 120，諸如刻蝕、激光切除、鉆孔等。然后可以通過開口 120來接觸ρ型接觸部 116，諸如通過線鍵合?，F(xiàn)在參考圖恥，可以從晶圓分割出LED芯片112并且對其進行封裝， 如上所述。在其他實施例中，具有垂直幾何形狀的LED芯片可以具有倒裝芯片取向，其中單 晶熒光體被安裝在η型層上面。在生長襯底保留的實施例中，生長襯底處在單晶熒光體和 η型層之間。無論哪種情況，η型接觸部都可以處在單晶熒光體和η型層之間，使得必須在 單晶熒光體中形成開口用于接觸η型接觸部。如在上文中所提到的，其他的實施例還可以 在LED的不同表面上包括多個單晶熒光體，諸如通過使LED被夾在單晶熒光體之間。
在某些情況下，單晶熒光體可能產(chǎn)生空間色溫不均勻性。這可能與晶體熒光片內(nèi) 部光子的不同路徑長度有關(guān)，這是由于在該片內(nèi)沒有散射而引起的?？梢酝ㄟ^在包圍LED 芯片的封裝材料中添加光散射顆粒來改善色溫均勻性。散射顆?？梢詾樵S多不同的尺寸， 諸如在200nm至5μπι的范圍內(nèi)，但是也可以使用其他尺寸。在一個實施例中，還可以在單 晶熒光材料的生長過程期間添加光散射顆粒，使得在單晶熒光體內(nèi)實現(xiàn)最佳的散射量。在 還有另一實施例中，可以對封裝材料的表面進行制絨以誘發(fā)光的散射。盡管已經(jīng)參考本發(fā)明的某些優(yōu)選配置詳細描述了本發(fā)明，其他形式也是可能的。 因此，本發(fā)明的精神和范圍不應(yīng)被限制于以上所描述的形式。
權(quán)利要求
1.一種用于從晶圓制備發(fā)光二極管(LED)芯片的方法，所述方法包括在LED生長晶圓上沉積LED外延層以在所述生長晶圓上形成多個LED ；以及 在至少一些所述多個LED上面鍵合單晶熒光體，使得來自所述LED中的被覆蓋的那些 LED的至少一些光通過所述單晶熒光體并且被轉(zhuǎn)換。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括使所述單晶熒光體平面化。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括從所述多個LED上移除所述生長晶圓。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述單晶熒光體為所述LED外延層提供機械支撐。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中對所述單晶熒光體的表面進行制絨。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括刻蝕所述LED以形成橫向幾何形狀的器件，并且 將第一和第二接觸部沉積在所述LED上，其中將所述單晶熒光體鍵合至與所述第一和第二 接觸部相反的表面。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在所述單晶熒光體中形成開口以接近所述LED 上的接觸部。
8.如權(quán)利要求3所述的方法，其還包括將所述LED晶圓安裝到載體晶圓上。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其還包括在所述單晶熒光體的所述鍵合之后移除所述載 體晶圓。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述LED芯片發(fā)射白色光。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述單晶熒光體包括釔鋁石榴石(YAG)主晶格。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述單晶襯底還包括熒光材料。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述熒光材料的濃度在所述單晶襯底中是有梯度的。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述單晶襯底還包括散射顆粒。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括從所述晶圓分割出所述LED作為單獨的LED芯 片或LED芯片的集合。
16.一種發(fā)光二極管(LED)芯片晶圓，所述LED芯片晶圓包括 在晶圓上的多個LED;第一單晶熒光體，其至少部分地覆蓋所述LED中的至少一些，使得在所述LED中的被覆 蓋的那些LED的操作期間來自所述LED的至少一些光通過所述單晶熒光體并且被轉(zhuǎn)換。
17.如權(quán)利要求16所述的LED芯片晶圓，其中所述第一單晶熒光體為所述LED中的至 少一些提供機械支撐。
18.如權(quán)利要求16所述的LED芯片晶圓，其中被所述第一單晶熒光體覆蓋的所述LED 發(fā)射來自所述LED的光與來自所述第一單晶熒光體的經(jīng)轉(zhuǎn)換的光的白色光結(jié)合。
19.如權(quán)利要求16所述的LED芯片晶圓，其中所述第一單晶熒光體包括釔鋁石榴石 (YAG)。
20.如權(quán)利要求19所述的LED芯片晶圓，其中所述第一單晶熒光體還包括熒光材料。
21.如權(quán)利要求20所述的LED芯片晶圓，其中所述熒光材料的濃度在所述單晶熒光體 中是有梯度的。
22.如權(quán)利要求16所述的LED芯片晶圓，其中所述第一單晶熒光體還包括光散射材料。
23.如權(quán)利要求16所述的LED芯片晶圓，其中所述第一單晶襯底還包括用于吸收來自所述LED的光并且發(fā)射黃色光的熒光材料。
24.如權(quán)利要求16所述的LED芯片晶圓，其能夠被分離成LED芯片。
25.如權(quán)利要求16所述的LED芯片晶圓，其中被所述第一單晶熒光體覆蓋的所述LED 發(fā)射LED光與來自所述單晶熒光體的經(jīng)向下轉(zhuǎn)換的光的白色光結(jié)合。
26.如權(quán)利要求16所述的LED芯片晶圓，其中所述LED還包括接觸部并且所述第一單 晶熒光體包括到所述接觸部中的至少一些的開口。
27.如權(quán)利要求16所述的LED芯片晶圓，其中所述LED具有橫向幾何形狀和接觸部。
28.如權(quán)利要求27所述的LED芯片晶圓，其中所述第一單晶熒光體在一表面上覆蓋所 述LED，所述表面與從其接近所述接觸部的表面相反。
29.如權(quán)利要求16所述的LED芯片晶圓，其還包括用第二單晶熒光體覆蓋所述LED中 的至少一些。
30.如權(quán)利要求16所述的LED芯片晶圓，其中所述LED晶圓被夾在所述第一和第二單 晶熒光體之間。
31.如權(quán)利要求16所述的LED芯片晶圓，其中對所述第一單晶熒光體進行制絨。
32.一種發(fā)光二極管(LED)芯片，所述LED芯片包括LED ；以及單晶，其在所述LED上并至少部分地覆蓋所述LED，使得由所述LED發(fā)射的光中的至少 一些被所述單晶熒光體轉(zhuǎn)換。
33.如權(quán)利要求32所述的LED芯片，其中所述LED芯片發(fā)射來自所述LED的光與來自 所述單晶熒光體的光的結(jié)合。
34.如權(quán)利要求32所述的LED芯片，其中所述單晶熒光體被鍵合至所述η型層。
35.如權(quán)利要求32所述的LED芯片，其中所述單晶熒光體為所述LED提供機械支撐。
36.如權(quán)利要求32所述的LED芯片，其發(fā)射來自所述LED的光與來自所述單晶熒光體 的經(jīng)轉(zhuǎn)換的光的白色光結(jié)合。
37.如權(quán)利要求32所述的LED芯片，其中所述單晶熒光體包括釔鋁石榴石(YAG)。
38.如權(quán)利要求32所述的LED芯片，其中所述單晶熒光體還包括熒光材料。
39.如權(quán)利要求32所述的LED芯片，其中所述單晶襯底還包括用于吸收來自所述LED 的光并且發(fā)射經(jīng)向下轉(zhuǎn)換的光的熒光材料。
40.如權(quán)利要求39所述的LED芯片，其中所述經(jīng)向下轉(zhuǎn)換的光是綠色或者黃色的。
41.如權(quán)利要求39所述的LED芯片，其中所述經(jīng)向下轉(zhuǎn)換的光是橙色或者紅色的。
42.如權(quán)利要求32所述的LED芯片，其還包括接觸部，并且所述單晶熒光體包括到所述 接觸部中的至少一個的開口。
43.如權(quán)利要求32所述的LED芯片，其中所述LED具有橫向幾何形狀以及可從一個表 面接近的第一和第二接觸部。
44.如權(quán)利要求43所述的LED芯片，其中所述單晶熒光體在一表面上覆蓋所述LED，所 述表面與從其接近所述接觸部的表面相反。
45.如權(quán)利要求32所述的LED芯片，其還包括用第二單晶熒光體覆蓋所述LED中的至 少一些。
46.如權(quán)利要求32所述的LED芯片，其還包括與所述單晶相反地在所述LED上的高反射率的反射鏡。
47.一種發(fā)光二極管(LED)封裝，所述LED封裝包括LED芯片，其包括LED和至少部分地覆蓋所述LED并且轉(zhuǎn)換來自所述LED的光中的至少 一些的單晶熒光體，以及用于向所述LED施加電信號的第一和第二接觸部； 與所述第一和第二接觸部電連接的封裝引線；以及 包圍所述LED芯片和電連接的封裝材料。
48.如權(quán)利要求47所述的LED封裝，其還在所述封裝材料中包括光散射顆粒。
49.如權(quán)利要求47所述的LED封裝，其中所述單晶熒光體包括熒光材料。
50.如權(quán)利要求49所述的LED封裝，所述熒光材料的濃度在所述單晶熒光體中是有梯 度的。
51.如權(quán)利要求50所述的LED封裝，其中所述單晶熒光體還包括散射顆粒。
52.如權(quán)利要求47所述的LED封裝，其中對所述封裝材料的表面進行制絨。
53.一種用于從晶圓制備發(fā)光二極管(LED)芯片的方法，所述方法包括 在LED生長襯底上沉積LED外延層以形成具有多個LED的LED晶圓； 將所述LED晶圓鍵合至載體晶圓；移除所述LED生長襯底；在所述多個LED中的至少一些上面鍵合單晶熒光體，使得來自所述LED中的至少一些 的光通過所述單晶熒光體并且被轉(zhuǎn)換；以及 移除所述載體晶圓。
54.如權(quán)利要求53所述的方法，其還包括使所述單晶熒光體平面化。
55.如權(quán)利要求53所述的方法，其中所述單晶熒光體為所述LED外延層提供機械支撐。
56.如權(quán)利要求53所述的方法，其中對所述單晶熒光體的表面進行制絨。
57.如權(quán)利要求53所述的方法，其中所述LED芯片發(fā)射白色光。
58.如權(quán)利要求53所述的方法，其中所述單晶熒光體包括釔鋁石榴石(YAG)。
59.如權(quán)利要求53所述的方法，其中所述單晶襯底還包括熒光材料。
60.如權(quán)利要求53所述的方法，其還包括從所述晶圓分割出所述LED作為單獨的LED 芯片或LED芯片的集合。
61.如權(quán)利要求53所述的方法，其還包括與所述單晶相反地在所述LED外延層上形成 高反射率的反射鏡。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于從晶圓制備LED芯片的方法以及使用所述方法制備的器件，其中一個方法包括在LED生長晶圓上沉積LED外延層以在所述生長晶圓上形成多個LED。在所述多個LED中的至少一些上面鍵合單晶熒光體，使得來自被覆蓋的LED的至少一些光通過所述單晶熒光體并且被轉(zhuǎn)換。然后可以從所述晶圓分割出所述LED芯片以提供每個都具有一部分所述單晶熒光體用于轉(zhuǎn)換LED光的LED芯片。
文檔編號H01L33/50GK102057511SQ200980122430
公開日2011年5月11日 申請日期2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月10日
發(fā)明者A·查克拉博爾蒂 申請人:克里公司