專利名稱：發(fā)光二極管與其制造方法
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)光二極管與其制造方法。
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(zhǎng)或三波長(zhǎng))進(jìn)行混色， 以使發(fā)光二極管最終發(fā)出白光。所述的二種光色或三種光色，其一為芯片自身所發(fā)出的光色外，而另一種或另二種光色則是以芯片所發(fā)出的光線激發(fā)熒光粉材料而獲得的光色。然而，當(dāng)熒光粉材料涂布不均時(shí)，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CN201069780揭示一種大功率白光發(fā)光二極管，包括一基座、設(shè)置于所述基座內(nèi)的至少一個(gè)芯片和熒光粉，其中，所述芯片包括襯底和發(fā)光體(即外延層)， 所述芯片為垂直出光型芯片，所述襯底具有一凹槽，所述發(fā)光體收容于所述凹槽內(nèi)并固定在所述凹槽的底面上，所述發(fā)光體的出光面與所述凹槽的內(nèi)壁圍合成一收容所述熒光粉的熒光粉收容空間。由以上的揭示的結(jié)構(gòu)，該專利案顯然將一般基座形成凹槽供容置芯片與熒光粉材料方式，轉(zhuǎn)換成在襯底上形成凹槽供外延層生長(zhǎng)及填置熒光粉材料。然而外延層的生長(zhǎng)過程需經(jīng)過蝕刻、清洗或研磨等制程，將外延層生長(zhǎng)在凹槽內(nèi)，且外延層不凸出凹槽，其制程上實(shí)難以達(dá)成。

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(jiǎn)，且能夠有效達(dá)到發(fā)光混色的效果，并且其制作簡(jiǎn)便且與現(xiàn)有制程兼容，因此可助于產(chǎn)品的生產(chǎn)。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(gè)發(fā)出光線的芯片，其具有一個(gè)第一半導(dǎo)體材料層及一個(gè)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(gè)平臺(tái)凹區(qū)，形成在所述芯片上，且自出光側(cè)延伸朝向底側(cè)；熒光粉材料，填置于所述平臺(tái)凹區(qū)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。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(gè)第一電極與一個(gè)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，以及位于所述平臺(tái)凹區(qū)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，以及位于所述平臺(tái)凹區(qū)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。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(zhǎng)外延層；步驟b，藉半導(dǎo)體制程在外延層上作出多個(gè)芯片結(jié)構(gòu)體；且再以蝕刻方式于每一個(gè)芯片結(jié)構(gòu)體上制作出一個(gè)平臺(tái)凹區(qū)及二個(gè)電極；步驟c，以切割制程對(duì)每一個(gè)芯片結(jié)構(gòu)體進(jìn)行切割以獲取獨(dú)立的芯片；步驟d，對(duì)每一個(gè)芯片上的二個(gè)電極進(jìn)行打線以分別連接導(dǎo)線；步驟e，將熒光粉材填置于已連接有導(dǎo)線的芯片的平臺(tái)凹區(qū)內(nèi)。其中步驟e中所述熒光粉材料是覆蓋二個(gè)電極及固定二條導(dǎo)線。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1.由于是在芯片表面上直接形成平臺(tái)凹區(qū)以供填置熒光粉材料，所以結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)。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(zhǎng)形成外延層后，再利用蝕刻方式形外平臺(tái)凹區(qū)與電極，接著再進(jìn)行固晶、打線及填置熒光粉材料，最后再進(jìn)行封裝成型；因此整個(gè)外延生長(zhǎng)、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(jiǎn)便。


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 ；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。
具體實(shí)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(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明。請(qǐng)參閱圖1，其為本發(fā)明的實(shí)施例圖，其顯示一個(gè)芯片10，具有一個(gè)第一半導(dǎo)體材料層12及一個(gè)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(gè)平臺(tái)凹區(qū)30形成在芯片10上。更具體而言，該平臺(tái)凹區(qū)30是自該出光側(cè) 18延伸朝向底側(cè)19。
芯片10的第一半導(dǎo)體材料層12與第二半導(dǎo)體材料層14的表面均位于平臺(tái)凹區(qū) 30內(nèi)。而第一電極42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。因此第一電極42和第二電極44也位于平臺(tái)凹區(qū)30內(nèi)部。請(qǐng)參閱圖2，熒光粉材料50填置于平臺(tái)凹區(qū)30內(nèi)；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(gè)電極42和44，二條導(dǎo)線46和 48與二個(gè)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(gè)電極42和44，但不會(huì)造成二條導(dǎo)線46和48與二個(gè)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(qǐng)參閱圖3，其揭示本發(fā)明制作方法的步驟a至驟b的步驟示意圖。具體而言，步驟a是在一襯底20上藉外延方式生長(zhǎng)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(gè)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。接著步驟b，藉半導(dǎo)體制程可在外延層60上作出多個(gè)芯片結(jié)構(gòu)體62。再以蝕刻方式于每一個(gè)芯片結(jié)構(gòu)體62上制作出一個(gè)平臺(tái)凹區(qū)30及二個(gè)電極42和44。請(qǐng)參閱圖4，其為本發(fā)明步驟c的示意圖。具體而言，是以切割制程對(duì)每一個(gè)芯片結(jié)構(gòu)體62進(jìn)行切割以獲取獨(dú)立的芯片10。請(qǐng)參閱圖5，其揭示本發(fā)明的步驟d示意圖。具體而言，是對(duì)每一個(gè)芯片10上的二個(gè)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(qǐng)參閱圖6，其揭示本發(fā)明步驟e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的平臺(tái)凹區(qū)30內(nèi)。 值得注意的是，雖然該熒光粉材料50會(huì)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有一部份位于平臺(tái)凹區(qū)30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(dòng)而脫離電極42和44。另外，圖6中所揭示的襯底20可通過適當(dāng)?shù)闹瞥虒⑵浔⌒位蛞瞥?，例如通過機(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(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)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(gè)發(fā)出光線的芯片，其具有一個(gè)第一半導(dǎo)體材料層及一個(gè)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(gè)平臺(tái)凹區(qū)，形成在所述芯片上，且自出光側(cè)延伸朝向底側(cè)； 熒光粉材料，填置于所述平臺(tái)凹區(qū)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。
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(gè)第一電極與一個(gè)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，以及位于所述平臺(tái)凹區(qū)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，以及位于所述平臺(tái)凹區(qū)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。
5.一種發(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(zhǎng)外延層；步驟b，藉半導(dǎo)體制程在外延層上作出多個(gè)芯片結(jié)構(gòu)體；且再以蝕刻方式于每一個(gè)芯片結(jié)構(gòu)體上制作出一個(gè)平臺(tái)凹區(qū)及二個(gè)電極；步驟c，以切割制程對(duì)每一個(gè)芯片結(jié)構(gòu)體進(jìn)行切割以獲取獨(dú)立的芯片； 步驟d，對(duì)每一個(gè)芯片上的二個(gè)電極進(jìn)行打線以分別連接導(dǎo)線； 步驟e，將熒光粉材填置于已連接有導(dǎo)線的芯片的平臺(tái)凹區(qū)內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于步驟e中所述熒光粉材料是覆蓋二個(gè)電極及固定二條導(dǎo)線。
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(gè)芯片上形成一個(gè)平臺(tái)凹區(qū)，且熒光粉材料填置于平臺(tái)凹區(qū)內(nèi)可受芯片所發(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。所述制造方法是在一襯底上藉外延方式生長(zhǎng)外延層；再藉半導(dǎo)體制程在外延層上作出多個(gè)芯片結(jié)構(gòu)體，再以蝕刻方式于每一個(gè)芯片結(jié)構(gòu)體上制作出一個(gè)平臺(tái)凹區(qū)及二個(gè)電極；以切割制程對(duì)每一個(gè)芯片結(jié)構(gòu)體進(jìn)行切割以獲取獨(dú)立的芯片；固晶后對(duì)每一個(gè)芯片上的二個(gè)電極進(jìn)行打線以分別連接導(dǎo)線；再將熒光粉材填置于已連接有導(dǎo)線的芯片的平臺(tái)凹區(qū)內(nèi)。如此可獲致精簡(jiǎn)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(hào)H01L33/00GK102299215SQ201110157579
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)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(qǐng)人:協(xié)鑫光電科技(張家港)有限公司