[发明专利]具有层叠磷光体层的LED晶片

说明书

技术领域

本发明涉及具有用于将LED发射进行波长转换的叠加磷光体层的发光二极管（LED）并且具体地涉及一种在LED之上层叠磷光体层的技术。

背景技术

现有技术的图1图示了在底座晶片12的部分上装配的常规倒装芯片LED芯片10。在倒装芯片中，n和p接触二者形成于LED芯片的相同侧上。

LED芯片10由在生长衬底、比如蓝宝石衬底上生长的包括n层14、有源层15和p层16的半导体外延层形成。在图1中已经通过激光剥离、蚀刻、研磨或者通过其它技术来去除生长衬底。在一个例子中，外延层基于GaN，并且有源层15发射蓝光。发射UV光的LED芯片也适用于本发明。

金属电极18电接触p层16，并且金属电极20电接触n层14。在一个例子中，电极18和20是向陶瓷底座晶片12上的阳极和负极金属焊盘22和24超声地焊接的金焊盘。底座晶片12具有通向用于结合到印刷电路板的底部金属焊盘26和28的传导通路24。许多LED装配于底座晶片12上并且将稍后被单一化以形成个别LED/底座。

可以在都通过引用而结合于此、受让人的第6,649,440号和第6,274,399号美国专利以及美国专利公开US2006/0281203 A1和US2005/0269582 A1中找到LED的其他细节。

在LED芯片10的阵列装配于底座晶片12之时或者在切割晶片12之后，公知的是在每个LED芯片之上沉积磷光体以生成任何所需的光颜色。为了使用蓝色LED芯片10来产生白光，公知的是例如通过喷涂或者旋涂在粘结剂中的磷光体、电泳、在反射杯中施加磷光体或者其它手段在芯片10之上直接沉积YAG磷光体或者红色和绿色磷光体。也已知在LED芯片10的顶部上粘附预制磷光体瓦片（例如烧结的磷光体粉末或者粘结剂中的磷光体粉末）。经过磷光体泄漏的蓝光与磷光体光组合产生白光。在LED芯片10之上创建磷光体层的问题包括难以创建非常均匀的磷光体层厚度和密度。厚度或者密度的任何变化将在LED芯片的表面之上造成颜色不均匀。预制磷光体瓦片可以制作成更均匀并且允许在向LED芯片粘附瓦片之前对瓦片的颜色测试；然而向LED芯片10的顶部表面精确粘附每个瓦片（例如1 mm²）是困难并且耗时的。

此外，如果磷光体层在所有LED芯片10装配于底座晶片12上之时沉积于LED芯片10之上，则在切割晶片12之前将浪费大量磷光体，因为它将沉积于在LED芯片10之间的晶片12的部分上。

需要的是一种未受现有技术的缺点困扰的用于在LED芯片上创建磷光体层的技术。

发明内容

在本发明的一个实施例中，LED层生长于生长衬底、比如蓝宝石、SiC、GaN、尖晶石或者其它已知衬底之上以形成LED晶片。所用衬底类型依赖于待形成的LED类型。阳极和阴极金属电极接触n和p层以便在单个衬底晶片上创建可能数以千计的LED。

LED晶片的表面在切割之前比如由可释放粘合剂粘合地固定到平坦载体衬底。合适的可释放粘合剂包括通过UV、热或者溶剂可释放的粘合剂。LED层现在夹在生长衬底与载体衬底之间。载体衬底可以是具有粘合剂层的硅晶片。其它载体衬底包括由金属、玻璃、塑料或者任何其它适当材料组成的载体衬底。

然后在载体衬底提供机械支撑之时去除生长衬底。在一个例子中，生长衬底是蓝宝石，LED层是可选地包含Al和In的GaN层，并且通过激光剥离来去除蓝宝石衬底。

可以比如通过蚀刻或者工艺组合来打薄并且粗糙化LED层的暴露表面以增加光提取并且去除激光剥离引起的损坏。

与整个LED晶片的尺寸近似的预制磷光体片然后粘附于LED层的暴露表面之上。组成LED层的LED形成连续表面，因为尚未切割它们，因此有很少的磷光体浪费。可以预测试并且选择磷光体片以与晶片上的LED的特定颜色特性匹配。在一个实施例中，磷光体片有些柔性并且包括注入于硅树脂粘结剂中的磷光体粉末。可以使用硅树脂的薄层向LED层表面粘附磷光体片。

在一个实施例中，磷光体片包括YAG磷光体（黄绿）。在另一实施例中，磷光体片包含混合的红色和绿色磷光体。在另一实施例中，磷光体片包括多层、比如红色层和分离的YAG层以产生暖白色。可以用该过程来使用任何类型的磷光体以产生任何颜色的光。

然后可以向粘性的可伸展片粘附载体衬底的底部表面。可以代之以使用不同于可伸展片的支撑表面。