專利名稱：波長轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及波長轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
包含發(fā)光二極管(LED)、諧振腔發(fā)光二極管(RCLED)、垂直腔激光二極管(VCSEL)以及邊發(fā)射激光器的半導(dǎo)體發(fā)光裝置屬于當(dāng)前可獲得的最高效光源。在能夠跨過可見光譜工作的高亮度發(fā)光裝置的制造中當(dāng)前感興趣的材料體系包含III-V族半導(dǎo)體，特別是鎵、鋁、銦和氮的ニ元、三元和四元合金，其也稱為III族氮化物材料。典型地，III族氮化物發(fā)光裝置是通過金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、分子束外延(MBE)或其 它外延技術(shù)，在藍(lán)寶石、碳化硅、III族氮化物或其它合適襯底上外延生長不同組成和摻雜劑濃度的半導(dǎo)體層的疊層來制作。該疊層經(jīng)常包含在襯底上方形成的摻雜有例如Si的ー個(gè)或多個(gè)n型層，在ー個(gè)或多個(gè)n型層上方形成的有源區(qū)域中的ー個(gè)或多個(gè)發(fā)光層，以及在有源區(qū)域上方形成的摻雜有例如Mg的ー個(gè)或多個(gè)p型層。電接觸形成于n和p型區(qū)域上。通過將諸如磷光體或染料的波長轉(zhuǎn)換材料定位于由有源區(qū)域發(fā)射的光的路徑中，可以偏移由有源區(qū)域發(fā)射的光的波長。波長轉(zhuǎn)換材料吸收由有源區(qū)域發(fā)射的光井且在不同峰值波長發(fā)射光，該峰值波長典型地長于由有源區(qū)域發(fā)射的光的峰值波長。圖I說明在US6, 870，311中更詳細(xì)描述的波長轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體發(fā)光裝置。在圖I的裝置中，發(fā)光半導(dǎo)體裝置32布置在反射杯34中。透明材料36的層44布置在裝置32的ー個(gè)或多個(gè)表面上。納米顆粒38和磷光體顆粒40分散在材料36中。合適的納米顆粒的示例包含金屬氧化物、氮化物、氮硅酸鹽及其混合物的納米顆粒。合適的金屬氧化物可包含但不限于氧化鈣、氧化鈰、氧化鉿、氧化鈦、氧化鋅、氧化錯(cuò)以及其組合。尺寸范圍為例如約2nm至約IOnm的這種金屬氧化物的納米顆粒例如從德國Frankfut/Main的Degussa-Huls AG可獲得。用于這種實(shí)施方式的合適的納米顆粒也可包含諸如硫化鋅、硒化鋅、硫化鈣、硒化鈣、碲化鈣以及它們的三元或四元混合物的II-VI半導(dǎo)體的納米顆粒，以及諸如III族氮化物、III族磷化物及其混合物的III-V半導(dǎo)體的納米顆粒。納米顆粒被選擇為具有比基質(zhì)材料的折射率大的折射率。透明材料36可以是有機(jī)或無機(jī)的并且可包含例如下述材料，其包含但不限于傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂、丙烯酸類聚合物、聚碳酸酷、硅樹脂聚合物、光學(xué)玻璃、硫族化物玻璃、螺環(huán)化合物及其混合物?，F(xiàn)有技術(shù)中需要的是波長轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體發(fā)光裝置的高效設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種裝置，其包含發(fā)光材料和置為散逸來自發(fā)光材料的熱量的熱耦合材料。在本發(fā)明的實(shí)施例中，ー種裝置包含半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含布置在n型區(qū)域和P型區(qū)域之間的發(fā)光層。發(fā)光材料定位于由發(fā)光層發(fā)射的光的路徑中。熱稱合材料布置在透明材料中。熱耦合材料的熱導(dǎo)率大于透明材料的熱導(dǎo)率。熱耦合材料置為散逸來自發(fā)光材料的熱量。


圖I說明現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其涂敷有包含磷光體顆粒和納米顆粒的透明材料。圖2說明布置在發(fā)光裝置上方的包含磷光體和熱耦合材料的透明材料。圖3說明布置在發(fā)光裝置上方的兩個(gè)分立層，每個(gè)分立層包含透明材料、磷光體和熱耦合材料。圖4說明多層裝置，其包含布置在發(fā)光裝置上的陶瓷磷光體，包含磷光體和熱耦合材料的透明材料層，以及包含熱耦合材料的膠合層。
圖5說明布置在發(fā)光裝置上方的磷光體層以及用熱耦合材料填充的透鏡。圖6說明對于具有以及不具有熱耦合材料的裝置，發(fā)光層和磷光體層之間的溫度梯度與正向電流的函數(shù)。
具體實(shí)施例方式由于例如更長波長光子的發(fā)射中損失的能量，磷光體的有限轉(zhuǎn)換效率以及未從裝置被提取的光子的重新吸收，圖I中說明的磷光體進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換會生成熱量。從圖I的裝置的熱量散逸會由于透明材料的低熱導(dǎo)率而被磷光體到裝置封裝的不良熱耦合所阻礙。例如，硅樹脂透明材料經(jīng)常具有約0. I至0. 2W/m-°C的熱導(dǎo)率。來自波長轉(zhuǎn)換的過量熱量會導(dǎo)致工作溫度足夠高而致使透明材料中有機(jī)物質(zhì)的分解，這會導(dǎo)致透明材料泛黃或者甚至裝置失效。此外，ー些磷光體的量子效率在高溫降低，這會不期望地致使由裝置發(fā)射的光的色點(diǎn)偏移或者光輸出減少。在本發(fā)明的實(shí)施例中，熱耦合材料布置在半導(dǎo)體發(fā)光裝置上方，從而移除波長轉(zhuǎn)換材料之內(nèi)以及周圍的熱量。來自波長轉(zhuǎn)換材料的熱量通過熱耦合材料被散逸到發(fā)光裝置以及發(fā)光裝置連接到的熱沉或底座。熱耦合材料可以布置在透明基質(zhì)材料中。合適的基質(zhì)材料的ー個(gè)示例為對于可見光的折射率介于I. 4和I. 55之間的硅樹脂。透明基質(zhì)材料的另外示例包含有機(jī)或無機(jī)材料，諸如硅樹脂聚合物、環(huán)氧樹脂、丙烯酸類聚合物、聚碳酸酷、光學(xué)玻璃、硫族化物玻璃及其混合物。也可以使用高指數(shù)透明基質(zhì)材料，諸如高指數(shù)玻璃和材料，比如US6，870，311中描述的通過添加納米顆粒改變折射率的硅樹脂、環(huán)氧樹脂以及溶膠-凝膠。熱耦合材料可具有這樣的折射率，該折射率接近或匹配基質(zhì)材料的折射率。熱耦合材料的折射率與基質(zhì)材料的折射率相差在一些實(shí)施例中小于10%，并且在一些實(shí)施例中小于1%。熱耦合材料的熱導(dǎo)率超過基質(zhì)材料的熱導(dǎo)率。例如，熱耦合材料的熱導(dǎo)率在ー些實(shí)施例中可以大于0. 5W/m-°C,在一些實(shí)施例中可以大于lW/m_°C,并且在一些實(shí)施例中可以大于5W/m-°C。合適的熱耦合材料的示例包含鋁/硅混合氧化物、ニ氧化硅、非晶ニ氧化硅、SiC,A1N、金剛石、諸如無Ce摻雜的YAG透明顆粒的未激活磷光體顆粒及其混合物。諸如YAG的未激活磷光體顆粒不波長轉(zhuǎn)換由發(fā)光裝置發(fā)射的光。熱稱合材料例如可以是粉末，粉末的中值粒徑(median particle size)在ー些實(shí)施例中大于該粉末與之組合的磷光體的中值粒徑，在一些實(shí)施例中大于Iu m，在一些實(shí)施例中5 y m,在一些實(shí)施例中介于I ii m和50 y m之間,在一些實(shí)施例中介于I ii m和10 y m之間，以及在一些實(shí)施例中介于10 ii m和50 ii m之間。粉末磷光體經(jīng)常具有介于I y m和10 y m之間的粒徑。熱耦合材料可以是球形或接近球形顆粒的粉末。在一些實(shí)施例中，熱耦合材料定位為使得很大份額的熱耦合材料顆粒接觸它們的最近鄰顆粒并且形成網(wǎng)。熱量沿著網(wǎng)傳導(dǎo)直至它被散逸到發(fā)光裝置中。下面說明本發(fā)明的實(shí)施例。盡管實(shí)施例說明III族氮化物薄膜倒裝芯片裝置，本發(fā)明的實(shí)施例可以與諸如下述的其它裝置一起使用生長襯底仍為成品裝置的一部分的傳統(tǒng)倒裝芯片裝置，接觸形成于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的相對側(cè)面上的垂直裝置，光通過形成于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的相同或相對側(cè)面上的接觸被提取的裝置，以及諸如由其它材料體系形成的裝置，例如 AlInGaP 或 AlGaAs 裝置。
所說明的薄膜倒裝芯片裝置是通過在生長襯底上首先生長半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形成的。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含n型區(qū)域、發(fā)光或有源區(qū)域和p型區(qū)域。首先生長n型區(qū)域。n型區(qū)域可包含不同組成和摻雜劑濃度的多層，其例如包含諸如緩沖層或成核層的準(zhǔn)備層(該準(zhǔn)備層可以是n型或者未故意摻雜)，設(shè)計(jì)成有利于隨后釋放襯底或者在襯底移除之后減薄半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的釋放層，以及設(shè)計(jì)成用于發(fā)光區(qū)域高效地發(fā)射光所期望的具體光學(xué)或電學(xué)屬性的n或者甚至P型裝置層。發(fā)光或有源區(qū)域生長在n型區(qū)域上方。合適的發(fā)光區(qū)域的示例包含單個(gè)厚或薄的發(fā)光層，或者包含由壘層分隔的多個(gè)薄或厚的量子阱發(fā)光層的多量子阱發(fā)光區(qū)域。例如，多量子阱發(fā)光區(qū)域可包含由壘分隔的多個(gè)發(fā)光層，每個(gè)發(fā)光層厚度為25A或更小，每個(gè)壘厚度為IOOA或更小。在一些實(shí)施例中，裝置中的每個(gè)發(fā)光層的厚度大于50A。p型區(qū)域生長在發(fā)光區(qū)域上方。與n型區(qū)域類似，p型區(qū)域可包含不同組成、厚度和摻雜劑濃度的多層，其包含非故意摻雜的層或者n型層。反射金屬p接觸形成于p型區(qū)域上，該反射金屬p接觸例如可以是銀并且可包含諸如保護(hù)層的其它層。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的P接觸、P型區(qū)域和發(fā)光區(qū)域的部分被蝕刻掉以露出部分的n型區(qū)域。n接觸形成于n型區(qū)域的露出部分上。LED 50由n和p互連結(jié)合到支撐件，所述互連可以是任何合適材料，諸如焊料、Au、Au/Sn或其它金屬，并且可包含多層材料。在一些實(shí)施例中，互連包含至少ー個(gè)金層并且LED和底座54之間的結(jié)合是通過超聲結(jié)合形成。在將LED管芯結(jié)合到支撐件之后，所有或者部分的半導(dǎo)體層生長在其上的襯底可以被移除。例如通過光電化學(xué)蝕刻，在移除基質(zhì)襯底之后留下的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可以被減薄。半導(dǎo)體表面可以被粗糙化或圖案化成例如具有光子晶體結(jié)構(gòu)。LED 50可以隨后附連到底座54，該底座可以是該支撐件，或者是該支撐件安裝在其上的分離結(jié)構(gòu)。可選的裝置52可以附連到底座54或者整合在底座54中，該裝置52可以是例如經(jīng)常形成為傳統(tǒng)硅集成電路的靜電放電(ESD)保護(hù)電路或其它電路。在下述實(shí)施例中，熱耦合材料和ー種或多種波長轉(zhuǎn)換材料(典型地為磷光體)與III族氮化物L(fēng)ED組合?？梢允褂酶嗷蚋俚牟ㄩL轉(zhuǎn)換材料，并且可以使用諸如染料或量子點(diǎn)的非磷光體波長轉(zhuǎn)換材料。波長轉(zhuǎn)換材料可以轉(zhuǎn)換所有來自LED的光以形成單色光或白光，或者波長轉(zhuǎn)換材料可以配置成使得一些由LED發(fā)射的光從該結(jié)構(gòu)逃逸而未被轉(zhuǎn)換。在一些實(shí)施例中，未轉(zhuǎn)換和波長轉(zhuǎn)換的光組合以形成白光。例如，發(fā)藍(lán)光的LED可以與發(fā)黃光的磷光體組合，或者發(fā)藍(lán)光的LED可以與發(fā)紅光的磷光體以及發(fā)黃光或綠光的磷光體組合。發(fā)射其它顏色光的其它磷光體可以被添加以獲得期望色點(diǎn)。磷光體是公知的并且任何合適的磷光體可以被使用。合適的發(fā)紅光的磷光體的示例包含 eCAS，BSSNE, SSONE,以及包含例如 CaS: Eu2+和 SrS: Eu2+ 的(Ca1Jrx) S: Eu2+，其中0<x ( I ;以及包含例如 Sr2Si5N8IEu2+ 的(Sr^BaxCaUUHAzEUz2+，其中 0 ( a〈5，0〈x ≤ 1,0 ≤ y ≤ I 并且 0〈z ≤ I。eCAS 為 Ca1^xAlSiN3IEux,可以由 5. 436g Ca3N2(>98%純度)>4. 099g AlN(99%)、4. 732g Si3N4 (>98% 純度)和 0. 176g Eu2O3 (99. 99% 純度)合成。粉末通過行星球磨混合，并且在15001在112/隊(duì)(5/95%)氣氛中燒制4小時(shí)。BSSNE為 Ba2_x_zMxSi5_yAlyN8_yOy:Euz (M=Sr, Ca; 0 ≤ x ≤ 1，0 ≤ y ≤ 4，0. 0005 ≤ z ≤0. 05)，可以通過熱碳還原合成,其包含通過行星球磨使用2-丙醇作為分散劑來混合60g BaCO3>11. 221g SrCO3和I. 672g Eu2O3 (均為99. 99%純度)。在干燥后，混合物在形成氣體氣氛中在1000。。燒制4小時(shí)，并且IOg如此獲得的Baa8Sra2O:Eu (2%)與5. 846g Si3N4 (>98%純度)、0. 056g AlN(99%純度)和I. 060g石墨(微晶級)混合。粉末通過20分鐘的行星球磨而充分混合并且在1450°C在形成氣體氣氛中燒制4小時(shí)以獲得Ba2_x_zMxSi5_yAlyN8_yOy:Euz(M=Sr, Ca; 0 ^ x ≤ 1,0 ≤ y ≤ 4,0. 0005 ≤ z ≤ 0. 05)的粉末。SSONE 可以通過混合80. 36g SrCO3 (99. 99% 純度),20. Og SiN473 (>98% 純度)和 2. 28g Eu2O3 (99. 99% 純度)并且在1200°C在N2/H2(93/7)氣氛中燒制4小時(shí)來制造。合適的發(fā)射黃光/綠光的磷光體的不例包含通式為(Lu1HbYxGdy)3(AlhGaz)5Oi2: CeaPrb的鋁石榴石磷光體，其中0〈x〈l，0〈y〈l，0〈z≤0. l，0〈a≤0. 2并且0〈b≤0. 1，諸如 Lu3Al5O12ICe3+ 和 Y3Al5O12ICe3+ ；SrSi2N202:Eu2+ ； (SrlmMguCavBax) (Ga2_y_zAlyInzS4) :Eu2+，包含例如SrGa2S4 = Eu2+ ;以及SivxBaxSiO4:Eu2+。合適的Y3Al5O12 = Ce3+陶瓷可以如下制作40gY2O3 (99. 998%)、32g Al2O3 (99. 999%)和3. 44g CeO2利用在異丙醇中的I. 5kg高純度氧化鋁球(2mm直徑)在輥臺上磨制12小時(shí)。干燥的前驅(qū)體粉末隨后在1300°C在CO氣氛下煅燒2小時(shí)。獲得的YAG粉末隨后利用行星球磨機(jī)(瑪瑙球)在乙醇中散開。陶瓷漿料隨后被流鑄，從而在干燥后獲得陶瓷生坯。生坯隨后在石墨板之間在1700°C燒結(jié)2小時(shí)。 在圖2說明的實(shí)施例中，熱耦合材料56與粉末磷光體58a和58b混合并且布置在透明基質(zhì)材料60中。混合物可以以液體或漿料形式配給在LED 50上方，隨后固化。例如，如題為〃Overmolded Lens Over LED Die〃并且通過引用結(jié)合于此的US7, 344，902中所描述，混合物可以模制在LED 50上方?；蛘?，含有磷光體和熱耦合材料的膜可以與LED分開形成，隨后定位在LED 50上方。在LED上方形成磷光體和透明基質(zhì)材料的混合物的其它示例包含將分開形成的這種混合物層壓或膠合成膜，絲網(wǎng)印刷這種混合物，或者刀緣沉積這種混合物。在可替換實(shí)施例中，僅僅一個(gè)類型的粉末磷光體58a可存在于混合物中。在圖3說明的實(shí)施例中，兩種磷光體被分開并且布置在LED上方作為分立層。每個(gè)磷光體與熱耦合材料56和透明結(jié)合材料60混合。在一些實(shí)施例中，熱耦合材料56可以被包含在多個(gè)磷光體層的僅僅一個(gè)中，或者包含在沒有磷光體的基質(zhì)材料的分離層中。分立層可以由不同方法形成，所述方法包含但不限于層壓、膠合、絲網(wǎng)印刷、刀緣沉積。
在圖2和3的裝置中，磷光體和熱耦合材料的組合體積可以在一些實(shí)施例中為磷光體、熱耦合材料和基質(zhì)材料的總體積的至少30%，并且在一些實(shí)施例中為磷光體、熱耦合材料和基質(zhì)材料的總體積的至少60%。發(fā)射黃光或綠光的磷光體發(fā)射紅光的磷光體透明材料熱耦合材料的重量比例在一個(gè)示例中可以為3. 67:1. 33:7:3，在一個(gè)示例中可以為3. 67:1. 33:8:2，并且在一個(gè)示例中可以為3. 67:1. 33:5:5。圖4說明的裝置包含熱耦合材料和發(fā)光陶瓷或陶瓷磷光體66。陶瓷磷光體在通過引用結(jié)合于此的US7，361，938中更詳細(xì)描述。陶瓷磷光體66可以獨(dú)立于LED 50的加工而預(yù)形成為板，隨后通過包含透明粘合劑63的粘合劑層62膠粘到LED 50。熱耦合材料56可以與粘合劑層62中的透明粘合劑63混合?？蛇x的第二磷光體層64布置在陶瓷磷光體66和管芯50之間?？蛇x的第二磷光體層64可以是例如粉末磷光體58，其如上所述與透明基質(zhì)60混合，隨后應(yīng)用并且固化在陶瓷磷光體66的底表面上。熱稱合材料56可以與基質(zhì)材料60中的磷光體58混合,不過不需要如此。在圖4說明的裝置中，熱耦合材料56可以布置在粘合劑層62和第二磷光體層64僅僅一個(gè)或二者中。在一些實(shí)施例中，如果磷光體層64中的基質(zhì)材料60合適于將陶瓷磷光體66附連到管芯50，則可以省略分離的粘合劑層62。在圖5的裝置中，諸如透鏡的光學(xué)元件形成于LED 50上方。透鏡68可以由例如硅樹脂或者任何其它合適透明材料60形成。熱耦合材料的體積在一些實(shí)施例中可以為熱耦合材料和透明基質(zhì)材料的總體積的至少30%，并且在一些實(shí)施例中可以為熱耦合材料和透明基質(zhì)材料的總體積的至少60%。發(fā)光層70可以形成于透鏡68上方。發(fā)光層70可包含布置在透明基質(zhì)材料60中的一種或多種磷光體58a和58b。透鏡68和發(fā)光層70其中之一或二者可包含熱耦合材料56。圖6說明對于具有和不具有熱耦合材料的裝置，發(fā)光層和磷光體層之間的溫度梯度與正向電流的函數(shù)。在圖6說明的裝置中，LuAG和銪摻雜(Catl. ^iv8MlSiN3磷光體的混合物布置在硅樹脂基質(zhì)材料中并且布置在薄膜倒裝芯片裝置上方。實(shí)心圓說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有布置在基質(zhì)材料中的熱耦合材料的裝置?？招膱A說明不具有熱耦合材料的裝置。如圖6說明，在所有正向電流值，溫度梯度對于包含熱耦合材料的裝置是更小的，這表明熱I禹合材料散逸來自磷光體的熱量，同時(shí)不致使在所有正向電流的來自該裝置的光輸出減少。在一些實(shí)施例中，透明材料的顆粒與透明基質(zhì)材料中的磷光體粉末混合。透明材料顆粒的折射率匹配或接近基質(zhì)材料的折射率并且被定位以防止磷光體在基質(zhì)材料中沉淀。透明材料顆粒的組合體積在一些實(shí)施例中可以為磷光體、透明材料顆粒和基質(zhì)材料的總體積的至少0. 1% ;在一些實(shí)施例中可以為磷光體、透明材料顆粒和基質(zhì)材料的總體積的至少1% ;以及在一些實(shí)施例中可以為磷光體、透明材料顆粒和基質(zhì)材料的總體積的至少20%。透明材料的顆粒例如可以是粉末，該粉末的中值粒徑在一些實(shí)施例中介于0. I ii m和5 ii m之間，在一些實(shí)施例中介于I ii m和10 ii m之間，以及在一些實(shí)施例中介于10 y m和50um之間。透明材料的顆粒通常在形狀上為球形或者接近球形。已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，鑒于當(dāng)前公開內(nèi)容，可以對本發(fā) 明進(jìn)行調(diào)整而不背離此處描述的發(fā)明構(gòu)思的精神。因此，本發(fā)明的范圍不打算限制于所說明和描述的特定實(shí)施例。在權(quán)利要求中，置于括號之間的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)解讀為限制權(quán)利要求。措詞"包含"不排除存在權(quán)利要求中列出的元件或步驟之外的元件或步驟。元件前的措詞〃一 〃或〃 一個(gè)〃不排除 存在多個(gè)這種元件。在列舉若干裝置的設(shè)備權(quán)利要求中，若干這些裝置可以由一個(gè)且相同項(xiàng)目的硬件來實(shí)施。在互不相同的從屬權(quán)利要求中陳述某些措施的純粹事實(shí)不表示這些措施的組合不能被有利地使用。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包含 包含發(fā)光層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(50)； 定位在由發(fā)光層發(fā)射的光的路徑中的發(fā)光材料(58a, 58b, 58,66);以及 布置在透明材料￠0)中的熱耦合材料(56)； 其中 熱耦合材料不波長轉(zhuǎn)換由發(fā)光層發(fā)射的光； 熱耦合材料的熱導(dǎo)率大于透明材料的熱導(dǎo)率； 熱耦合材料置為散逸來自發(fā)光材料的熱量；以及 熱耦合材料的折射率與透明材料的折射率相差小于10%。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中該發(fā)光材料(58a，58b，58，66)為布置在透明材料(60)中的粉末磷光體(58a，58b，58)。
3.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中 該發(fā)光材料(58a, 58b, 58, 66)為第一發(fā)光材料(58a),該第一發(fā)光材料配置成在第一峰值波長發(fā)射光； 該裝置還包含第二發(fā)光材料(58b)，該第二發(fā)光材料配置成在第二峰值波長發(fā)射光；以及 第一發(fā)光材料和第二發(fā)光材料被混合并且布置在透明材料(60)中。
4.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中 該發(fā)光材料(58a, 58b, 58,66)為第一發(fā)光材料(58a),該第一發(fā)光材料配置成在第一峰值波長發(fā)射光； 該裝置還包含第二發(fā)光材料(58b)，該第二發(fā)光材料配置成在第二峰值波長發(fā)射光；以及 第一發(fā)光材料和第二發(fā)光材料布置在透明材料(60)中并且定位在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上方分立層中。
5.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中該發(fā)光材料(58a，58b，58，66)為陶瓷磷光體(66)。
6.如權(quán)利要求6所述的裝置，還包含布置在透明材料￠0)中的粉末磷光體(58)。
7.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中透明材料(60)形成為透鏡(68)并且透明材料布置在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(50)和發(fā)光材料(58a, 58b)之間。
8.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中發(fā)光層為III族氮化物材料。
9.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中熱耦合材料(56)的熱導(dǎo)率為至少5W/m-°C。
10.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中熱耦合材料(56)包含下述中的一種鋁/硅混合氧化物、二氧化硅、非晶二氧化硅、SiC、AlN、金剛石、未激活磷光體顆粒、無Ce摻雜的YAG及其混合物。
11.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中熱耦合材料(56)包含中值粒徑介于Iy m和50 ii m之間的粉末。
12.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中熱耦合材料(56)包含粉末，其中至少一部分熱耦合材料顆粒直接接觸最近鄰顆粒并且形成到半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(50)的導(dǎo)熱路徑。
13.一種方法，包含 提供包含發(fā)光層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(50)；將發(fā)光材料(58a, 58b, 58,66)定位于由發(fā)光層發(fā)射的光的路徑中；以及 定位布置在透明材料￠0)中的熱耦合材料(56)以散逸來自發(fā)光材料的熱量； 其中 熱耦合材料不波長轉(zhuǎn)換由發(fā)光層發(fā)射的光； 熱耦合材料的熱導(dǎo)率大于透明材料的熱導(dǎo)率；以及 熱耦合材料的折射率與透明材料的折射率相差小于10%。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中發(fā)光材料(58a，58b，58，66)為陶瓷磷光體(66)。
15.如權(quán)利要求13所述的方法,其中熱稱合材料(56)包含下述中的一種招/娃混合氧化物、二氧化硅、非晶二氧化硅、SiC、AlN、金剛石、未激活磷光體顆粒、無Ce摻雜的YAG及其混合物。
全文摘要
一種裝置包含半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(50)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含布置在n型區(qū)域和p型區(qū)域之間的發(fā)光層。發(fā)光材料(58a，58b)定位于由發(fā)光層發(fā)射的光的路徑中。熱耦合材料(56)布置在透明材料(60)中。熱耦合材料的熱導(dǎo)率大于透明材料的熱導(dǎo)率。熱耦合材料置為散逸來自發(fā)光材料的熱量。
文檔編號H01L33/64GK102714261SQ201080052992
公開日2012年10月3日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月23日
發(fā)明者D.西莫尼安, G.巴辛 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司, 飛利浦拉米爾德斯照明設(shè)備有限責(zé)任公司