專利名稱：一種白光led器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種發(fā)光半導(dǎo)體，具體涉及一種白光LED器件。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，LED的的封裝通常是在藍(lán)光芯片上制作PN結(jié)電極，在電極上打制金線，用于連接LED芯片電極與外部管腳連接，然后在芯片上涂覆熒光粉。而現(xiàn)有的技術(shù)存在以下缺點芯片上制造PN電極影響出光；在PN電極上打金線工藝過程繁瑣，成本高，可靠性低，打金線的質(zhì)量直接影響芯片的電學(xué)和光學(xué)性能，由于金是貴金屬，金線使得器件成本高；金線與芯片接觸點接觸電阻大，影響LED器件的 注入效率和正向工作電壓，使得LED器件發(fā)熱、亮度下降、壽命縮短；金線和金線接觸電極阻擋LED芯片的出光，降低了 LED的出光效率；熒光粉和灌封膠的熱導(dǎo)率很低，起不到對芯片的散熱作用。

實用新型內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的在于提供一種白光LED器件，不需要傳打金線和熒光粉涂覆工藝過程，工藝過程簡單高效，解決了 LED器件金線帶來的缺點。為達(dá)到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下一種白光LED器件，包括單晶熒光材料復(fù)合功能單元和LED發(fā)光芯片，所述單晶熒光材料復(fù)合功能單元設(shè)置在所述LED發(fā)光芯片一側(cè)；所述單晶熒光材料復(fù)合功能單元包括單晶熒光材料層、透明導(dǎo)電層和金屬電極，所述單晶熒光材料層設(shè)置在所述透明導(dǎo)電層的一端，所述金屬電極設(shè)置在所述透明導(dǎo)電層的另一端。優(yōu)選的，所述LED發(fā)光芯片由襯底層、緩沖層、U-GaN層、n-GaN層、激活區(qū)和p_GaN層依次疊裝，所述n-GaN層上設(shè)有η-歐姆接觸面，所述p_GaN層上設(shè)有p-歐姆接觸面。優(yōu)選的，所述金屬電極的形狀分別與所述P-歐姆接觸面的形狀以及所述η-歐姆接觸面的形狀相匹配。優(yōu)選的，所述LED發(fā)光芯片還設(shè)有Ni/Au透明導(dǎo)電層，所述Ni/Au透明導(dǎo)電層設(shè)置在所述P-歐姆接觸面和/或所述η-歐姆接觸面的周圍。優(yōu)選的，所述透明導(dǎo)電層為銦錫氧化物半導(dǎo)體透明導(dǎo)電膜。優(yōu)選的，所述單晶熒光材料層為石榴石類單晶熒光材料層。采用本技術(shù)方案的有益效果是封裝白光LED器件不需要打金線和熒光粉涂覆工藝過程，工藝過程更簡單和高效；有效提高白光LED器件的封裝可靠性和成品率，并徹底解決打金線工藝的缺點；由于不需要昂貴的金線，可以批量集成封裝，有效降低成本；有效降低芯片電極與熒光材料之間的歐姆接觸電阻，提高器件的注入效率和降低正向工作電壓，有效增加器件的散熱性能，延長LED使用壽命；LED芯片的發(fā)光無任何阻擋，可以有效增加藍(lán)光芯片的出光面積，提高LED出光效率；單晶熒光材料具有很好的熱導(dǎo)率，對芯片的熱量起到很好的散熱作用，可以極大提高散熱性能，以降低芯片結(jié)溫，有效解決大功率白光LED的散熱問題，提高LED性能；由于無需打金線與外電源連接，可以有效降低白光LED器件的封裝面積和封裝厚度，提高大功率芯片封裝的密度。

為了更清楚地說明本實用新型實施例技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型的封裝流程圖。 圖3為本實用新型一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中數(shù)字和字母所表示的相應(yīng)部件名稱I.襯底層2.緩沖層3. U-GaN層4. n-GaN層5.激活區(qū)6. p-GaN層7. η-歐姆接觸面8. P-歐姆接觸面9.單晶熒光材料層10.透明導(dǎo)電層11.金屬電極12.金屬電極13. Ni/Au透明導(dǎo)電層14.基座。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。實施例I如圖I所示，本實用新型的一種白光LED器件，包括單晶熒光材料復(fù)合功能單元和LED發(fā)光芯片，單晶熒光材料復(fù)合功能單元設(shè)置在LED發(fā)光芯片一側(cè)；單晶熒光材料復(fù)合功能單元包括單晶熒光材料層9、透明導(dǎo)電層10和金屬電極11、12，單晶熒光材料層9設(shè)置在透明導(dǎo)電層10的一端，金屬電極11、12設(shè)置在透明導(dǎo)電層10的另一端。LED發(fā)光芯片由襯底層I、緩沖層2、U-GaN層3、n-GaN層4、激活區(qū)5和ρ-GaN層6依次疊裝，η-GaN層4上設(shè)有η-歐姆接觸面7，p-GaN層6上設(shè)有ρ-歐姆接觸面8。金屬電極11的形狀與ρ_歐姆接觸面8的形狀相匹配，金屬電極12的形狀與η-歐姆接觸面7的形狀相匹配。LED發(fā)光芯片還設(shè)有Ni/Au透明導(dǎo)電層13，Ni/Au透明導(dǎo)電層13設(shè)置在ρ-歐姆接觸面8和/或η-歐姆接觸面7的周圍。透明導(dǎo)電層10為銦錫氧化物半導(dǎo)體透明導(dǎo)電膜，單晶熒光材料層9為石榴石類單晶熒光材料層。采用單晶熒光材料構(gòu)成單晶熒光材料層，簡化了 LED器件的封裝過程和加工工藝，同時單晶熒光材料比熒光粉和灌封膠有更好的熱傳導(dǎo)率以及熒光材料的均勻度，激發(fā)發(fā)射率高，具有高度均勻性，物化性能穩(wěn)定、壽命長、熱導(dǎo)率高，可大大改善大功率LED發(fā)光芯片的工作環(huán)境，其作為一種導(dǎo)熱載體，增加了 LED發(fā)光芯片的熱量傳導(dǎo)途徑。采用透明導(dǎo)電層10和單晶熒光材料層9代替金線進(jìn)行封裝，可以有效增加LED發(fā)光芯片的出光面積，增加光通量，提高LED出光效率。在P-歐姆接觸面8和/或η-歐姆接觸面7的周圍設(shè)置Ni/Au透明導(dǎo)電層13，采用面接觸的電連接方式，增加了各歐姆接觸面和金屬電極的接觸面積，接觸電阻大大降低，歐姆接觸面的電流密度大大降低，可承受的電流密度大幅提升，為提高LED器件的允許工作電流和發(fā)光功率創(chuàng)造條件。如圖2所示，白光LED器件的無金線封裝方法，具有下列步驟(a).單晶熒光材料層構(gòu)成LED器件的熒光材料層；(b).在所述單晶熒光材料層表面制備透明導(dǎo)電層；(c).在所述透明導(dǎo)電層表面制備金屬電極，所述金屬電極的形狀分別與LED發(fā)光芯片的P-歐姆接觸面和η-歐姆接觸面的形狀相匹配；(d).所述單晶熒光材料層、所述透明導(dǎo)電層和所述金屬電極構(gòu)成單晶熒光材料復(fù)合功能單元；(e).所述單晶熒光材料復(fù)合功能單元與LED發(fā)光芯片通過共晶焊接的方法進(jìn)行 封裝。透明導(dǎo)電層10和金屬電極11、12的制備采用光刻蝕法、掩模法、激光干式刻蝕法、絲網(wǎng)印刷法或萌罩透過沉積法。實施例2其余與實施例I相同，不同之處在于，單晶材料功能單元設(shè)置在LED發(fā)光芯片的兩面，構(gòu)成一種可雙面出光的LED器件。實施例3如圖3所示，其余與實施例I相同，不同之處在于，為垂直結(jié)構(gòu)的LED器件，包括單晶熒光材料復(fù)合功能單元和LED發(fā)光芯片，單晶熒光材料復(fù)合功能單元由單晶熒光材料層9、透明導(dǎo)電層10和金屬電極11依次疊裝構(gòu)成，LED發(fā)光芯片由ρ-歐姆接觸面8、p-GaN層6、激活區(qū)5、n-GaN層4、η-歐姆接觸面7、緩沖層2和基座14依次疊裝構(gòu)成，其工藝更加簡單和高效，有助于在一塊基座14上設(shè)置多個LED發(fā)光芯片，提高單個LED器件的發(fā)光量和光通量。采用本技術(shù)方案的有益效果是封裝白光LED器件不需要打金線和熒光粉涂覆工藝過程，工藝過程更簡單和高效；有效提高白光LED器件的封裝可靠性和成品率，并徹底解決打金線工藝的缺點；由于不需要昂貴的金線，可以批量集成封裝，有效降低成本；有效降低芯片電極與熒光材料之間的歐姆接觸電阻，提高器件的注入效率和降低正向工作電壓，有效增加器件的散熱性能，延長LED使用壽命；LED芯片的發(fā)光無任何阻擋，可以有效增加藍(lán)光芯片的出光面積，提高LED出光效率；單晶熒光材料具有很好的熱導(dǎo)率，對芯片的熱量起到很好的散熱作用，可以極大提高散熱性能，以降低芯片結(jié)溫，有效解決大功率白光LED的散熱問題，提高LED性能；由于無需打金線與外電源連接，可以有效降低白光LED器件的封裝面積和封裝厚度，提高大功率芯片封裝的密度。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種白光LED器件，其特征在于，包括單晶熒光材料復(fù)合功能單元和LED發(fā)光芯片，所述單晶熒光材料復(fù)合功能單元設(shè)置在所述LED發(fā)光芯片一側(cè)；所述單晶熒光材料復(fù)合功能單元包括單晶熒光材料層、透明導(dǎo)電層和金屬電極，所述單晶熒光材料層設(shè)置在所述透明導(dǎo)電層的一端，所述金屬電極設(shè)置在所述透明導(dǎo)電層的另一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種白光LED器件，其特征在于，所述LED發(fā)光芯片由襯底層、緩沖層、U-GaN層、n_GaN層、激活區(qū)和P-GaN層依次置裝，所述n_GaN層上設(shè)有n_歐姆接觸面，所述P-GaN層上設(shè)有P-歐姆接觸面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種白光LED器件，其特征在于，所述金屬電極的形狀分別與所述P-歐姆接觸面的形狀以及所述η-歐姆接觸面的形狀相匹配。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種白光LED器件，其特征在于，所述LED發(fā)光芯片還設(shè)有Ni/Au透明導(dǎo)電層，所述Ni/Au透明導(dǎo)電層設(shè)置在所述P-歐姆接觸面和/或所述η-歐姆接觸面的周圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種白光LED器件，其特征在于，所述透明導(dǎo)電層為銦錫氧化物半導(dǎo)體透明導(dǎo)電膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種白光LED器件，其特征在于，所述單晶熒光材料層為石榴石類單晶熒光材料層。
專利摘要本實用新型公開了一種白光LED器件，包括單晶熒光材料復(fù)合功能單元和LED發(fā)光芯片，所述單晶熒光材料復(fù)合功能單元設(shè)置在所述LED發(fā)光芯片一側(cè)；所述單晶熒光材料復(fù)合功能單元包括單晶熒光材料層、透明導(dǎo)電層和金屬電極，所述單晶熒光材料層設(shè)置在所述透明導(dǎo)電層的一端，所述金屬電極設(shè)置在所述透明導(dǎo)電層的另一端。不需要傳打金線和熒光粉涂覆工藝過程，工藝過程簡單高效，解決了LED器件金線帶來的缺點。
文檔編號H01L33/62GK202549927SQ201120484530
公開日2012年11月21日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者梁月山 申請人:昆山開威電子有限公司