專利名稱：一種led芯片的制造方法、led芯片及l(fā)ed的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于照明領(lǐng)域，尤其涉及一種LED芯片的制造方法、LED芯片及LED。
背景技術(shù)：
眾所周之，LED作為新一代綠色照明光源，具有光效高、壽命長、色彩鮮艷、節(jié)能、環(huán) 保等眾多優(yōu)點，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，如室內(nèi)外照明、背光源、醫(yī)療、交通、植物生長等。LED芯片為LED中重要的部件，提高LED芯片的光電參數(shù)和實施新的熒光粉涂敷技 術(shù)是提高LED產(chǎn)品光效的兩種途徑，LED芯片的光電參數(shù)主要由芯片廠商不斷進(jìn)行提升，而 新型熒光粉涂敷技術(shù)則由封裝廠不斷改善?，F(xiàn)有技術(shù)中，LED涂敷熒光粉的方式主要有熒光粉遠(yuǎn)離芯片、熒光粉均勻分布在 封裝材料和熒光粉緊貼芯片表面的封裝方式。其中熒光粉均勻分布在封裝材料的封裝方式 容易操作，但該封裝方式熒光粉的激發(fā)效率較低；由于熒光粉遠(yuǎn)離芯片的工藝繁雜且難以 控制至今還未實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；熒光粉緊貼芯片的封裝方式是借助中介封裝材料與芯片粘 結(jié)在一起，缺陷是中介封裝材料的折射率較低，芯片發(fā)出的光容易產(chǎn)生全反射而導(dǎo)致熱量 聚集，反而降低芯片的出光效率并影響熒光粉的激發(fā)(熒光粉所處的激發(fā)溫度相對較高)。 將熒光粉直接涂覆已固晶焊線的半成品上，這又會造成熒光粉的大量浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的目的在于提供一種LED芯片的制造方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)未能 于LED芯片的制造過程中將熒光粉層成形于LED芯片的表面，造成LED的出光效率低，熒光 粉于后續(xù)工序中存在大量浪費(fèi)的問題。本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種LED芯片的制造方法，包括以下步驟于基板上依序形成第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層及第二半導(dǎo)體層；于所述第二半導(dǎo)體層上形成熒光粉層；移除部分熒光粉層及部分第二半導(dǎo)體層以形成至少一溝槽，所述溝槽暴露部分第 二半導(dǎo)體層；移除部分熒光粉層、部分第二半導(dǎo)體層、部分發(fā)光層及部分第一半導(dǎo)體層以形成 至少一缺角，所述缺角暴露部分第一半導(dǎo)體層；于所述缺角處形成第一電極，于所述溝槽處形成第二電極。本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種LED芯片，所述LED芯片采用上述制造方 法制得。本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種LED，所述LED具有上述LED芯片。本發(fā)明實施例將LED的制造過程中涂覆熒光粉的工序提至LED芯片的制程中，工 藝簡單、可控，提高了 LED的出光效率，節(jié)省了大量熒光粉，極大地降低了成本。


圖1是本發(fā)明實施例提供的LED芯片的制造方法的實現(xiàn)流程圖；圖2是外延片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是于外延片上形成透光導(dǎo)電層后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是于透光導(dǎo)電層上形成熒光粉層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是于熒光粉層上形成第一光阻層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是蝕刻至第二半導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是形成第二光阻層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是蝕刻至第一半導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是形成第三光阻層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是形成金屬電極的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)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。本發(fā)明實施例將LED的制造過程中涂覆熒光粉的工序提至LED芯片的制程中，工 藝簡單、可控，提高了 LED的出光效率，節(jié)省了大量熒光粉，極大地降低了成本。本發(fā)明實施例提供的LED芯片的制造方法包括以下步驟于基板上依序形成第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層及第二半導(dǎo)體層；于所述第二半導(dǎo)體層上形成熒光粉層；移除部分熒光粉層及部分第二半導(dǎo)體層以形成至少一溝槽，所述溝槽暴露部分第 二半導(dǎo)體層；移除部分熒光粉層、部分第二半導(dǎo)體層、部分發(fā)光層及部分第一半導(dǎo)體層以形成 至少一缺角，所述缺角暴露部分第一半導(dǎo)體層；于所述缺角處形成第一電極，于所述溝槽處形成第二電極。本發(fā)明實施例提供的LED芯片采用上述制造方法制得。本發(fā)明實施例提供的LED具有上述LED芯片。以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的實現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1示出了本發(fā)明實施例提供的LED芯片的制造方法的實現(xiàn)流程，詳述如下在步驟SlOl中，于基板上依序形成第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層、第二半導(dǎo)體層；如圖2所示，先于基板1上生長第一半導(dǎo)體層2，接著于第一半導(dǎo)體層2上沉積發(fā) 光層3，再于發(fā)光層3上生長第二半導(dǎo)體層4，形成外延片。其中基板1的材料例如但不限 于藍(lán)寶石、硅、碳化硅或合金，以具有導(dǎo)熱性為佳。通常，第一半導(dǎo)體層2為N型半導(dǎo)體層(如N-GaN)，第二半導(dǎo)體層4為P型半導(dǎo)體 層(如P-GaN)，發(fā)光層3例如但不限于能隙層或多量子阱(Multiple Qutum Well，MQff)。在步驟S102中，于第二半導(dǎo)體層上形成熒光粉層；作為本發(fā)明的一個實施例，先于第二半導(dǎo)體層4上形成透光導(dǎo)電層5 (Transparent Conductive Layer，TCL)，透光導(dǎo)電層5 (如ΙΤ0，銦錫氧化物半導(dǎo)體)以蒸 鍍的方式形成于第二半導(dǎo)體層4，如圖3所示。該透光導(dǎo)電層5使電流均勻分布于第二半導(dǎo) 體層4，因而LED芯片的發(fā)光更加均勻。如圖4所示，于透光導(dǎo)電層5上形成熒光粉層6。本發(fā)明實施例采用磁控濺射鍍膜 機(jī)，以與LED芯片(如藍(lán)光LED芯片)匹配的熒光粉(如黃色熒光粉)為靶材于透光導(dǎo)電 層5上鍍一熒光粉層6，工藝參數(shù)如下a.將保護(hù)氣體注入磁控濺射鍍膜機(jī)，優(yōu)選氬氣(Ar)為保護(hù)氣體；b.調(diào)節(jié)熒光粉(靶材)的位置，使熒光粉(靶材)與透光導(dǎo)電層5之間的距離為 50 20mm ；c.抽真空，使磁控濺射鍍膜機(jī)的真空度不超過2*10_3Pa ；d.使濺射的功率為200 500W ；e.濺射的時間根據(jù)熒光粉層6的厚度(0. 1 IOum)來確定，一般為20 120min。本發(fā)明實施例于LED芯片的制造過程中于外延片上形成熒光粉層，所使用的熒光 粉極少，成本亦低。優(yōu)選地，于蒸鍍透光導(dǎo)電層5之前，可對第二半導(dǎo)體層4的表面進(jìn)行粗化，使透光 導(dǎo)電層5與第二半導(dǎo)體層4的結(jié)合更加緊密，有助于提高芯片的可靠性。當(dāng)然，于透光導(dǎo)電 層5上形成熒光粉層6之前，可對透光導(dǎo)電層5的表面進(jìn)行粗化，使透光導(dǎo)電層5與熒光粉 層6的結(jié)合更加緊密，同樣有助于提高芯片的可靠性。在步驟S103中，移除部分熒光粉層及部分第二半導(dǎo)體層以形成至少一溝槽，該溝 槽暴露部分第二半導(dǎo)體層；如圖5所示，首先于熒光粉層6上涂覆光刻膠，形成厚度為0. 5 2. Omm的第一光 阻層7，其中第一光阻層7暴露部分熒光粉層17。接著用NaOH的稀溶液(濃度為0. Olmol/ L)對熒光粉層進(jìn)行濕法蝕刻，使暴露的部分熒光粉層17移除。然后利用電感耦合等離子反 應(yīng)器(ICP)蝕刻至第二半導(dǎo)體層，使部分第二半導(dǎo)體層移除即形成一溝槽16，如圖6所示。 再進(jìn)行曝光、顯影以去除光阻劑。在步驟S104中，移除部分熒光粉層、部分第二半導(dǎo)體層、部分發(fā)光層及部分第一 半導(dǎo)體層以形成至少一缺角，該缺角暴露部分第一半導(dǎo)體層；如圖7所示，首先于熒光粉層6及溝槽16涂覆光刻膠，形成厚度為0. 5 2. Omm 的第二光阻層8，其中第二光阻層8暴露邊緣的部分熒光粉層15。接著用NaOH的稀溶液 (濃度為0. 01mol/L)對熒光粉層進(jìn)行濕法蝕刻，使邊緣部分的熒光粉層15移除。然后采 用電感耦合等離子反應(yīng)器(ICP)蝕刻至第一半導(dǎo)體層2，移除部分熒光粉層、部分第二半導(dǎo) 體層、部分發(fā)光層以及部分第一半導(dǎo)體層形成一缺角18，其中缺角18具有一平面部及豎直 部，如圖8所示。再進(jìn)行曝光、顯影以去除光阻劑。在步驟S105中，于缺角處形成第一電極，于溝槽處形成第二電極；如圖9所示，首先于熒光粉層上及缺角18處涂覆光刻膠，形成厚度為0. 5 2. Omm 的第三光阻層9，其中第三光阻層9暴露上述溝槽16及缺角處需設(shè)置電極的部分。然后蒸 鍍電極，優(yōu)選金屬(如Au)進(jìn)行蒸鍍，于第三光阻層9上形成一金屬鍍層10，使第一電極 11(如負(fù)電極)成形于缺角18處即暴露的第一半導(dǎo)體層，第二電極12(如正電極)成形于 溝槽16即暴露的第二半導(dǎo)體層，如圖10所示。再進(jìn)行曝光、顯影、清洗以去除光阻劑及位
6于第三光阻層9之上的鍍層，由此制成LED芯片(如白光LED芯片)，該LED芯片可通過透 明膠水直接封裝成所需顏色的LED(如白光LED)，如圖11所示。LED芯片發(fā)出的光直接進(jìn) 入具有較高折射率的熒光粉層，減少了全反射的幾率，增加出光的同時降低了芯片的溫度。 此外，熒光粉層直接接收LED芯片發(fā)出的光，不存在因被吸收而損失，更容易被激發(fā)。當(dāng)然 可將較大尺寸的LED芯片切割出成所需尺寸的LED芯片。本發(fā)明實施例將LED的制造過程中涂覆熒光粉的工序提至LED芯片的制程中，工 藝簡單、可控，提高了 LED的出光效率，節(jié)省了大量熒光粉，極大地降低了成本。先于第二半 導(dǎo)體層上形成透光導(dǎo)電層，然后于透光導(dǎo)電層上形成熒光粉層，使LED發(fā)光均勻。此外，熒 光粉層通過磁控濺射鍍膜機(jī)形成于透光導(dǎo)電層上，以熒光粉作為靶材，易于操控。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(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種LED芯片的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步驟于基板上依序形成第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層及第二半導(dǎo)體層；于所述第二半導(dǎo)體層上形成熒光粉層；移除部分熒光粉層及部分第二半導(dǎo)體層以形成至少一溝槽，所述溝槽暴露部分第二半導(dǎo)體層；移除部分熒光粉層、部分第二半導(dǎo)體層、部分發(fā)光層及部分第一半導(dǎo)體層以形成至少一缺角，所述缺角暴露部分第一半導(dǎo)體層；于所述缺角處形成第一電極，于所述溝槽處形成第二電極。
2.如權(quán)利要求1所述的LED芯片的制造方法，其特征在于，所述于所述第二半導(dǎo)體層上 形成熒光粉層的步驟之前還包括以下步驟于所述第二半導(dǎo)體層上形成透光導(dǎo)電層。
3.如權(quán)利要求2所述的LED芯片的制造方法，其特征在于，所述熒光粉層的厚度為 0. 1 lOum，所述第二半導(dǎo)體層及透光導(dǎo)電層均經(jīng)粗化處理，所述熒光粉層成形于所述透 光導(dǎo)電層上。
4.如權(quán)利要求3所述的LED芯片的制造方法，其特征在于，所述熒光粉層通過磁控濺射 鍍膜機(jī)成形于所述透光導(dǎo)電層上，其步驟具體為將保護(hù)氣體注入所述磁控濺射鍍膜機(jī)；以熒光粉作為靶材，調(diào)整所述靶材的位置，使所述靶材與透光導(dǎo)電層之間的距離為 20 50mm ；抽真空，使所述磁控濺射鍍膜機(jī)的真空度不超過2*10_3Pa ； 控制濺射的功率為200 500W。
5.如權(quán)利要求1所述的LED芯片的制造方法，其特征在于，所述移除部分熒光粉層及部 分第二半導(dǎo)體層以形成至少一溝槽，所述溝槽暴露部分第二半導(dǎo)體層的步驟具體為于所述熒光粉層上涂覆光刻膠以形成第一光阻層，所述第一光阻層暴露部分熒光粉層；蝕刻所述熒光粉層，使暴露的部分熒光粉層移除； 蝕刻至所述第二半導(dǎo)體層，移除部分第二半導(dǎo)體層形成一溝槽； 進(jìn)行曝光、顯影以去除光阻劑。
6.如權(quán)利要求5所述的LED芯片的制造方法，其特征在于，所述移除部分熒光粉層、部 分第二半導(dǎo)體層、部分發(fā)光層及部分第一半導(dǎo)體層以形成至少一缺角，所述缺角暴露部分 第一半導(dǎo)體層的步驟具體為于所述熒光粉層及溝槽涂覆光刻膠以形成第二光阻層，所述第二光阻層暴露邊緣的部 分熒光粉層；蝕刻所述熒光粉層，使邊緣的部分熒光粉層移除；蝕刻至第一半導(dǎo)體層，使部分熒光粉層、部分第二半導(dǎo)體層、部分發(fā)光層及部分第一半 導(dǎo)體層移除形成一缺角；進(jìn)行曝光、顯影以去除光阻劑。
7.如權(quán)利要求5或6所述的LED芯片的制造方法，其特征在于，采用NaOH溶液對所述 熒光粉層進(jìn)行濕法蝕刻。
8.如權(quán)利要求6所述的LED芯片的制造方法，其特征在于，所述于所述缺角處形成第一 電極，于所述溝槽處形成第二電極的步驟具體為于所述熒光粉層上及缺角處涂覆光刻膠以形成第三光阻層，所述第三光阻層暴露所述 溝槽及缺角處需設(shè)置電極的部分；蒸鍍電極，于所述缺角處成形第一電極，于所述溝槽處成形第二電極； 進(jìn)行曝光、顯影、清洗以去除光阻劑及位于所述第三光阻層之上的鍍層。
9.一種LED芯片，其特征在于，所述LED芯片采用如權(quán)利要求1 8任一項所述的制造 方法制得。
10.一種LED，其特征在于，所述LED具有如權(quán)利要求9所述的LED芯片。
全文摘要
本發(fā)明適用于照明領(lǐng)域，尤其涉及一種LED芯片的制造方法、LED芯片及LED，所述LED芯片的制造方法包括以下步驟于基板上依序形成第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層及第二半導(dǎo)體層；于所述第二半導(dǎo)體層上形成熒光粉層；移除部分熒光粉層及部分第二半導(dǎo)體層以形成至少一溝槽，所述溝槽暴露部分第二半導(dǎo)體層；移除部分熒光粉層、部分第二半導(dǎo)體層、部分發(fā)光層及部分第一半導(dǎo)體層以形成至少一缺角，所述缺角暴露部分第一半導(dǎo)體層；于所述缺角處形成第一電極，于所述溝槽處形成第二電極。本發(fā)明將LED的制造過程中涂覆熒光粉的工序提至LED芯片的制程中，工藝簡單、可控，提高了LED的出光效率，節(jié)省了大量熒光粉，極大地降低了成本。
文檔編號H01L33/50GK101980382SQ201010510058
公開日2011年2月23日 申請日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者肖兆新 申請人:深圳市瑞豐光電子股份有限公司