一種白光發(fā)光二極管及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種白光發(fā)光二極管及其制作方法，尤其涉及一種利用硅襯底形成多孔硅熒光材料的白光發(fā)光二極管及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前主流的白光發(fā)光二極管技術(shù)普遍利用氮化鎵藍(lán)光發(fā)光二極管芯片激發(fā)黃光稀土熒光粉的方法來得到照明用的白光，在白光發(fā)光二極管的封裝工藝中將熒光粉與封裝樹脂混合，將其包裹于藍(lán)光發(fā)光二極管芯片之外，用此方法來制作白光發(fā)光二極管。該技術(shù)存在很多缺點(diǎn)，首先由于樹脂的覆蓋，影響了藍(lán)光發(fā)光二極管芯片的散熱；其次，由于封裝樹脂的老化，會(huì)帶來白光發(fā)光二極管的光效下降、發(fā)光波長(zhǎng)漂移等不利影響。
[0003]綜上所述，現(xiàn)有的主流白光發(fā)光二極管技術(shù)由于采用了熒光粉加樹脂的方法來得到白光，使得利用該技術(shù)的白光發(fā)光二極管性能及可靠性受到很大的影響。
[0004]多孔娃作為基于娃的突光材料，目前在研究領(lǐng)域已經(jīng)被開始應(yīng)用于白光發(fā)光二極管。但是，目前的應(yīng)用方式通常是將多孔硅結(jié)構(gòu)在硅襯底上剝離下來，然后作為熒光粉與樹脂材料混合，該方法與傳統(tǒng)的稀土熒光粉材料應(yīng)用方法相比，在白光發(fā)光二極管器件結(jié)構(gòu)上并沒有創(chuàng)新。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種采用由硅襯底形成的多孔硅作為熒光材料的白光發(fā)光二極管。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種白光發(fā)光二極管，包括由娃襯底形成的多孔硅熒光材料層、η型摻雜的緩沖層、η型導(dǎo)電層、多量子阱結(jié)構(gòu)、p型導(dǎo)電層、η型電極倒裝連接結(jié)構(gòu)、晶圓鍵合銦球及倒裝底座，所述白光發(fā)光二極管使用硅襯底進(jìn)行外延生長(zhǎng)，利用多量子阱結(jié)構(gòu)發(fā)出的藍(lán)光激發(fā)多孔硅熒光材料層的方法來得到白光，并利用倒裝法進(jìn)行封裝，所述的倒裝底座除了提供靜電保護(hù)和互聯(lián)電路外，還起到支撐的作用。通過改變多孔硅層的厚度，可以改變白光發(fā)光二極管的色溫、色坐標(biāo)、顯色指數(shù)等指標(biāo)。
[0007]本發(fā)明的另一種技術(shù)方案是:提供一種如前所述的白光發(fā)光二極管的制作方法，包括:
在硅襯底晶圓上生長(zhǎng)緩沖層、η型導(dǎo)電層、多量子阱結(jié)構(gòu)以及ρ型導(dǎo)電層；
通過半導(dǎo)體工藝在硅基外延晶圓上完成發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的加工，使用晶圓鍵合銦球?qū)⑹缁庋泳A與倒裝底座晶圓進(jìn)彳丁晶圓鍵合；
將硅襯底進(jìn)行減薄，并利用電化學(xué)腐蝕法通過氫氟酸的腐蝕作用將剩余的硅襯底腐蝕為多孔娃突光材料層；
將晶圓進(jìn)行切割，并完成倒裝封裝。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的白光發(fā)光二極管避免了使用熒光粉及樹脂材料，因此該白光發(fā)光二極管是真正意義上的半導(dǎo)體固態(tài)照明器件。另外，由于采用單晶硅襯底代替藍(lán)寶石襯底是目前白光發(fā)光二極管外延技術(shù)發(fā)展的主流方向，因此該發(fā)明提供的白光發(fā)光二極管具有十分重要的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的白光發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0011]實(shí)施例1
如附圖1所示，顯示了本發(fā)明中所述白光發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]—種白光發(fā)光二極管，包括由娃襯底所形成的多孔娃突光材料層1、η型摻雜的緩沖層2、η型導(dǎo)電層3、多量子阱結(jié)構(gòu)4、ρ型導(dǎo)電層5、η型電極連接結(jié)構(gòu)6、晶圓鍵合銦球7、倒裝底座8，其中倒裝底座中包括了靜電保護(hù)電路及互聯(lián)電路，除此之外，倒裝底座還起到支撐的作用。通過改變多孔硅熒光材料層的厚度，可以改變白光發(fā)光二極管的色溫、色坐標(biāo)、顯色指數(shù)等指標(biāo)。
[0013]實(shí)施例2
本發(fā)明中的白光發(fā)光二極管器件工藝流程如下:在硅襯底晶圓上生長(zhǎng)緩沖層2、η型導(dǎo)電層3、多量子阱結(jié)構(gòu)4以及ρ型導(dǎo)電層5，然后通過半導(dǎo)體工藝在硅基外延晶圓上完成發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的加工，使用晶圓鍵合銦球7將硅基外延晶圓與倒裝底座8晶圓進(jìn)行晶圓鍵合。之后，將硅襯底進(jìn)行減薄，并利用電化學(xué)腐蝕法通過氫氟酸的腐蝕作用將剩余的硅襯底腐蝕為多孔硅熒光材料層1，然后將晶圓進(jìn)行切割，并完成倒裝封裝，完成白光發(fā)光二極管的制作。
[0014]以上對(duì)本發(fā)明所提供的白光發(fā)光二極管及其制作方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，為了提高出光效率，還可以在白光發(fā)光二極管中增加其它結(jié)構(gòu)。對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種白光發(fā)光二極管，包括由娃襯底所形成的多孔娃突光材料層(1)、η型摻雜的緩沖層(2)、η型導(dǎo)電層(3)、多量子阱結(jié)構(gòu)(4)、ρ型導(dǎo)電層(5)、η型電極連接結(jié)構(gòu)(6)、晶圓鍵合銦球(7)、倒裝底座(8)，其特征在于:在所述的白光發(fā)光二極管中使用由硅襯底所形成的多孔硅作為熒光材料，通過多量子阱結(jié)構(gòu)發(fā)出的藍(lán)光激發(fā)多孔硅熒光材料來得到白光。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光二極管，其特征在于:該白光發(fā)光二極管可以通過改變多孔硅層的厚度來調(diào)節(jié)色溫、色坐標(biāo)、顯色指數(shù)等指標(biāo)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光二極管，其特征在于:所述的倒裝底座包括靜電保護(hù)電路和互聯(lián)電路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光二極管，其特征在于:所述的倒裝底座起到支撐的作用。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光二極管，其特征在于:該白光發(fā)光二極管通過晶圓鍵合技術(shù)來實(shí)現(xiàn)倒裝結(jié)構(gòu)。6.一種白光發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于:在硅襯底晶圓上生長(zhǎng)緩沖層(2)、η型導(dǎo)電層(3)、多量子阱結(jié)構(gòu)(4)以及ρ型導(dǎo)電層(5); 通過半導(dǎo)體工藝在硅基外延晶圓上完成發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的加工，使用晶圓鍵合銦球(7)將硅基外延晶圓與倒裝底座(8)晶圓進(jìn)行晶圓鍵合； 將硅襯底進(jìn)行減薄，并利用電化學(xué)腐蝕法通過氫氟酸的腐蝕作用將剩余的硅襯底腐蝕為多孔娃突光材料層(1)； 將晶圓進(jìn)行切割，并完成倒裝封裝。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的白光發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于:使用電化學(xué)腐蝕法來形成多孔娃突光材料。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的白光發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于:所述的晶圓鍵合通過銦球來完成。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的白光發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于:所述的晶圓切割方法為激光切割。
【專利摘要】一種白光發(fā)光二極管，包括由硅襯底形成的多孔硅熒光材料層、n型摻雜的緩沖層、n型導(dǎo)電層、多量子阱結(jié)構(gòu)、p型導(dǎo)電層、n型電極連接結(jié)構(gòu)、晶圓鍵合銦球及倒裝底座，所述白光發(fā)光二極管使用硅襯底晶圓進(jìn)行外延生長(zhǎng)，利用多量子阱結(jié)構(gòu)發(fā)出的藍(lán)光激發(fā)多孔硅熒光材料層的方法來得到白光，并利用倒裝法進(jìn)行封裝，所述的倒裝底座除了提供靜電保護(hù)和互聯(lián)電路外，還起到支撐的作用。本發(fā)明同時(shí)公開了一種白光發(fā)光二極管的制作方法。本發(fā)明的白光發(fā)光二極管采用真正意義上的半導(dǎo)體固態(tài)照明技術(shù)，能有效地提高白光發(fā)光二極管的性能及可靠性。
【IPC分類】H01L33/00, H01L33/48, H01L33/54
【公開號(hào)】CN105244430
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410303373
【發(fā)明人】孫魯, 曾慶光, 羅堅(jiān)義, 申冬玲
【申請(qǐng)人】五邑大學(xué)
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2014年6月30日