具有受屏蔽硅襯底的發(fā)光裝置制造方法
【專利摘要】一種發(fā)光裝置包括發(fā)光部件，例如具有由硅襯底支撐的活性材料層的GaN?LED，其中該襯底可以為生長襯底或附著的襯底。磷光體可以相對于該發(fā)光部件設(shè)置以吸收主要發(fā)射光并產(chǎn)生次要發(fā)射光，其中可以相對調(diào)整或選擇該次要發(fā)射光使兩者的組合能產(chǎn)生所期望光譜的光，例如呈現(xiàn)白色的光。該硅襯底具有暴露的側(cè)壁，其可以相對于襯底的平坦表面具有一角度，而具有漫射性質(zhì)的材料等反光材料涂布于所述側(cè)壁。該反射材料對于該主要與次要發(fā)射光不透光。若該硅襯底的其他暴露部分存在且曝露在主要或次要發(fā)射光之下，則可用該反光材料涂布這些其他暴露部分。
【專利說明】具有受屏蔽硅襯底的發(fā)光裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]以下涉及諸如發(fā)光二極管裝置及組件的發(fā)光部件，而在ー個特定方面，涉及具有由硅襯底支撐的氮化鎵型活性區(qū)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]一般來說，氮化鎵活性區(qū)通常形成于藍(lán)寶石襯底或碳化硅襯底上。氮化鎵活性區(qū)可以被調(diào)整成輸出不同頻率的光，例如可以被調(diào)整成發(fā)射藍(lán)光(例如460nm)。藍(lán)光源可以用來作為光子源，以激發(fā)一個或多個產(chǎn)生其他頻率的光的磷光體。從LED與磷光體發(fā)射的光混合時可呈現(xiàn)白光，例如冷白光或暖白光。
[0003]改善的發(fā)光裝置技術(shù)例如可以實(shí)現(xiàn)較高效率、較低操作成本或較低生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一不例中，一種發(fā)光裝置包括具有娃襯底的發(fā)光部件。所述娃襯底包括頂表面、底表面以及側(cè)壁。在示例中，發(fā)光區(qū)域形成于所述頂表面，所述發(fā)光區(qū)域可以與所述襯底共同延伸或者可以未完全覆蓋該襯底。所述襯底可以為生長襯底或貼附的襯底，而該生長襯底會被移除。
[0005]反光層形成于該硅襯底的至少一部分側(cè)壁上；并且可以完全覆蓋所述側(cè)壁。該反射層也可以覆蓋該襯底暴露的頂表面。用于形成該反射層的材料可以為金屬，并且可以通過濺鍍或蒸鍍而形成，例如鋁濺鍍。涂層可以為包括反射粒子的基質(zhì)，例如鈦的氧化物。
[0006]磷光體形成于所述發(fā)光部件的至少一部分上。在示例中，該發(fā)光部件包括氮化物化合物半導(dǎo)體，以下列公式表示:1? Gaj Alk N,其中0<;[,0<_]、0<1^而i+j+k=l。
[0007]該磷光體能夠吸收一部分所述發(fā)光部件發(fā)射的光、發(fā)射波長不同于所吸收的光的波長的光，并且反射一部分該發(fā)光部件所發(fā)射的光。
[0008]該反光層防止其所覆蓋的該部分襯底側(cè)壁吸收以下所述的ー項(xiàng)或兩線:該發(fā)光部件所發(fā)射且為該磷光體所反射的光的一部分，以及該磷光體所發(fā)射的光的一部分。
[0009]在一種方案中，該反光層包括硅酮以及鈦的氧化物。該發(fā)光裝置可以安裝在固定器內(nèi)。該磷光體可以包括釔鋁石榴石磷光體和以鈰活化的镥鋁石榴石磷光體中的一種或多種。該磷光體可以包括Se、La、Gd和Sm中的任ー種或多種，部分替代釔，以及Ga和In中的任ー種或多種，部分替代鋁。
[0010]在另一方面中，制造發(fā)光裝置的方法包括在硅襯底上形成發(fā)光部件。該硅襯底包括頂表面、底表面以及側(cè)壁。磷光體，例如磷光體涂層，形成于該發(fā)光部件的至少一部分上，該磷光體能夠:吸收一部分該發(fā)光部件發(fā)射的光、發(fā)射波長不同于所吸收的光的波長的光、反射一部分該發(fā)光部件所發(fā)射的光。
[0011]ー種反光層形成于該硅襯底的至少一部分側(cè)壁上，該反光層防止其所覆蓋的該部分襯底側(cè)壁吸收至少I)部分該發(fā)光部件所發(fā)射且為該磷光體所反射的光，以及2)部分該磷光體所發(fā)射的光。在一個示例中，移除用于成形的硅襯底，并且將不同的硅襯底附著至該發(fā)光部分。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]結(jié)合附圖來參照下列詳細(xì)說明，將會更清楚了解本發(fā)明的各種特征與方面，其中:
[0013]圖1-5示意性描繪了硅襯底上的發(fā)光部件層的示例結(jié)構(gòu)，可將其切割成制造發(fā)光部件；
[0014]圖6描繪用于在硅晶圓襯底上制造含GaN發(fā)光部件的晶圓的ー組示例エ藝步驟；
[0015]圖7A描繪了晶圓之俯視圖，從該晶圓可以分割出發(fā)光部件；
[0016]圖7B描繪圖6A中具有包括切割道的發(fā)光部件的晶圓的局部俯視圖；
[0017]圖8圖描繪圖6B的俯視圖所示發(fā)光部件的截面圖，其中硅襯底通常與部件的其他層共同延伸；
[0018]圖9描繪圖7B的俯視圖所示發(fā)光部件的另ー截面圖示例，其中硅襯底大于該部件的其他層；
[0019]圖10描繪將反射層涂覆于圖8的部件的示例；
[0020]圖11描繪將反射層涂覆于圖9的部件的示例；
[0021]圖12描繪貼附至次載具(sub-mount)的發(fā)光部件的俯視圖；
[0022]圖13-15描繪可以用來遮蔽圖12所示發(fā)光部件部分區(qū)域的示例掩模；
[0023]圖16描繪結(jié)合至圖7A的晶圓的載體；
[0024]圖17描繪切割或以其他方式切割該晶圓以暴露所述發(fā)光部件的硅襯底的側(cè)壁的方面；
[0025]圖18描繪在部件襯底的側(cè)壁上遮蔽并沉積反射涂層；
[0026]圖19描繪所產(chǎn)生的發(fā)光部件的俯視圖；
[0027]圖20描繪圖18的發(fā)光部件的截面圖；
[0028]圖21A、圖21B圖和圖22描繪根據(jù)本發(fā)明分割發(fā)光部件以及提供反射層的示例方法；以及
[0029]圖23描繪根據(jù)本發(fā)明分割發(fā)光部件以及提供反射層的另一示例方法；
[0030]圖24描繪發(fā)光部件的含磷光體封裝示例；
[0031]圖25描繪根據(jù)本發(fā)明安裝發(fā)光部件以及在所安裝發(fā)光部件上設(shè)有磷光體層的示例方式；
[0032]圖26描繪將根據(jù)本發(fā)明發(fā)光部件安裝陣列嵌入含磷光體樹脂的示例；
[0033]圖27描繪根據(jù)本發(fā)明已安裝發(fā)光部件上共形磷光體涂層的示例；
[0034]圖28描繪硅襯底的截面圖，該硅襯底具有經(jīng)處理之LED裝置設(shè)置于分割用伸展帶上;
[0035]圖29描繪將蝕刻掩模沉積于圖28的截面圖所描繪的娃襯底上；
[0036]圖30以截面圖描繪在LED裝置間產(chǎn)生傾斜側(cè)壁的定向蝕刻；
[0037]圖31描繪蝕刻處理后于襯底暴露的表面上沉積涂層；
[0038]圖32A和32B針對圖31的涂層分別描繪絕緣涂層以及在涂布絕緣涂層后涂布金屬涂層；以及[0039]圖33描繪之后可以通過(例如)將該帶子展開而分離LED裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0040]在一示例中，本發(fā)明的發(fā)光部件包括發(fā)光二極管(LED)。為了方便說明，在示范性公開中使用術(shù)語LED ;不過應(yīng)該了解，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光部件并不需要包括ニ極管。本發(fā)明的ー個特定示例為基于氮化鎵活性區(qū)的發(fā)光部件，該發(fā)光部件形成于硅(Si)襯底上或由其支撐。這種發(fā)光部件可以包括GaNLED。使用硅為襯底可以提供相當(dāng)可觀的成本優(yōu)勢，因?yàn)楣杈A要比藍(lán)寶石襯底便宜許多。另外，硅上GaN可以擴(kuò)大成較大晶圓尺寸，例如直徑6、
8、12或14寸的晶圓；相較之下，藍(lán)寶石襯底的直徑通常為2或4寸。因此，硅上GaN發(fā)光部件的每一有用光輸出的平均成本預(yù)期低于許多其他光源。
[0041]圖1-5描繪可以執(zhí)行來產(chǎn)生硅上GaN發(fā)光部件的エ藝的精簡示例。
[0042]圖1描繪了硅襯底12，其可以為例如8寸晶圓。圖2描繪了移除層13設(shè)在襯底12與GaN LED疊置體14之間。
[0043]在一個示例中，GaN LED疊置體14為層疊半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括氮化鎵型半導(dǎo)體層。疊置體14可以包括緩沖層以及位在該緩沖層上的硅摻雜GaN層。疊置體14可以包括以下所列的部分或全部:超晶格結(jié)構(gòu)，其包括形成于該緩沖層上的硅摻雜GaN和/或InGaN層；活性區(qū)；未摻雜InAlGaN層；另ー超晶格；摻雜有p型雜質(zhì)的AlGaN層；也摻雜有p型雜質(zhì)的接觸層。在ー些方法中，第二硅摻雜GaN層可以設(shè)于GaN層與超晶格之間。緩沖層可以為n型AlGaN并且可以摻雜有Si。緩沖層上的GaN層也可以摻雜有Si。
[0044]GaN LED疊置體14的活性區(qū)可以包括單個或多量子阱結(jié)構(gòu)，并且可以為單個或雙異質(zhì)接面型。多量子阱結(jié)構(gòu)可以包括由阻擋層分隔的多個InGaN量子阱層。所形成的阻擋層可以包含銦。在ー些方法中，阻擋層中的銦摻雜量比量子阱層少，造成阻擋層較高的能隙。阻擋層可以具有娃摻雜。在一個不例中，發(fā)光的峰值能量發(fā)生在420與490nm之間,例如可以發(fā)生在約450nm或460nm。
[0045]阻擋層也可以包含鋁。這種阻擋層可以具有更緊密匹配量子阱層的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)改善所述量子阱層中的結(jié)晶品質(zhì)，這能夠提高裝置的發(fā)光效率?？梢愿淖兞孔于逯械你熀縼碚{(diào)整所發(fā)射光線的波長。
[0046]請參照圖2，移除層13可以是由具有相當(dāng)?shù)腿刍蜍浕瘻囟鹊牟牧纤纬傻膶印?br> [0047]在圖3中，反射層16設(shè)置于GaN LED疊置體14上,而第二娃襯底15可以設(shè)置于反射層16上。圖4描繪了 GaN LED疊置體14可以通過移除層13與硅襯底12分離。圖5描繪透明導(dǎo)體層20，例如氧化銦錫(ITO)，其可以被設(shè)置于GaN LED疊置體14上。圖5中經(jīng)處理的晶圓可以用于下述進(jìn)ー步處理步驟。
[0048]圖6描繪了頂部發(fā)射器LED的制造流程，一般接在圖1至圖5所描繪的流程之后。圖6描繪在步驟306，移除層可以設(shè)置于Si襯底(生長襯底)上，而在步驟308，GaN LED疊置體可以形成于移除層上。在步驟310，反射層可以形成在GaN LED疊置體上。在步驟312，第二 Si襯底可以附著于反射層(即，與該生長襯底相対)。在步驟314，可以分離生長襯底。在步驟316，透明導(dǎo)體層可以形成在此時暴露的GaN LED疊置體上。
[0049]此外，在步驟318，可以暴露GaN LED疊置體中的N型層，而在步驟320，N和P層金屬觸點(diǎn)或鍵合焊盤可以設(shè)置于個別表面上。例如，在下面圖8中描繪了這些結(jié)構(gòu)的截面示例。
[0050]圖7A描繪了晶圓35而圖7B描繪了切割道41環(huán)繞的芯片40。截面標(biāo)記43標(biāo)出圖8與圖9將描繪的截面。
[0051]圖8描繪芯片40于截面43的第一示例結(jié)構(gòu)，其大體而言采用傳統(tǒng)模型，使LED的P摻雜區(qū)暴露用于發(fā)光，并且使一部分P區(qū)移除，以暴露用于觸點(diǎn)的N型材料。圖8也描繪襯底15，襯底15和形成于其上的層大體上一致(相較之下，圖9所描繪的襯底15比形成于其上的層大)。提供圖8和圖9來顯示所掲示的方面可實(shí)施的相關(guān)條件，而非完整掲示如何全面組建裝置。因此，是以概述的方式說明裝置的各種方面。特別是，文中并未詳述可包括多量子阱活性區(qū)22、其他超晶格以及緩沖層等各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的GaN疊置體14。
[0052]硅襯底15支撐反射層16，反射層16上設(shè)置GaN LED疊置體14。N觸點(diǎn)21與GaNLED疊置體14的N摻雜層17進(jìn)行歐姆接觸。利用ー種或多種化學(xué)濕法或干法蝕刻、反應(yīng)離子蝕刻等方式，可以使此N摻雜層17暴露。P觸點(diǎn)23與透明導(dǎo)體20進(jìn)行歐姆接觸，透明導(dǎo)體20又接觸P摻雜層18?；钚詤^(qū)22設(shè)置于所描繪的P與N摻雜層18與17之間。
[0053]圖9描繪N摻雜層17和P摻雜層相對配置的層配置，與圖8的層配置相反。另外，在圖8中，硅襯底15大體上與所描繪的其他層共同延伸，而在圖9中，硅襯底延伸超出其他所描繪的層的邊界。在圖8與圖9中，N觸點(diǎn)21和P觸點(diǎn)23可在分割之前形成。ー些具體實(shí)施例可以省略透明導(dǎo)體20。例如，在圖9中，若接觸的層的導(dǎo)電性足夠，則可省略透明導(dǎo)體20。為清楚描述反射涂層的特定方面以及其與襯底側(cè)壁的關(guān)系，圖8和圖9中省略或減縮許多層。例如，并未詳述GaN疊置體14中復(fù)雜的層結(jié)構(gòu)。
[0054]圖10以截面圖形式描繪設(shè)置反射層50以覆蓋安裝于次載具45上的芯片40的硅襯底15的側(cè)壁52。反射層50可以大體上覆蓋硅襯底15所有暴露的側(cè)壁。
[0055]圖11描繪襯底15暴露的部分53為反射層51所覆蓋。在此示例中，反射層51包覆襯底15暴露的頂表面部分。反射層50和51可以根據(jù)多種エ藝與方法來設(shè)置，以下將進(jìn)ー步說明。在ー些方法中，反射層50和51可以為沉積步驟期間提供的共形層。以下會更詳細(xì)說明示例方法。在一個實(shí)施例中，包覆襯底15的部分所暴露的頂表面的反射層51在襯底15頂部具有等于或小于反射層16的厚度。在襯底15側(cè)部上的反射層51的厚度也可以等于、小于或大于襯底15頂部上反射層51的厚度。
[0056]在一些實(shí)施例中，反射層51沿著側(cè)壁可以具有一致的厚度。在其他實(shí)施例，反射層51沿著側(cè)壁可以具有不同厚度。例如，反射層51的厚度可以具有變化率，在側(cè)壁底部較厚，而在頂部較薄。涂層的厚度大體上足以避免光穿透進(jìn)入硅襯底。反射層51的厚度可在側(cè)壁中間深度點(diǎn)最厚，并且朝頂端與底表面變薄。本發(fā)明襯底的周邊可以大致上呈多邊形，例如三角形、四方形、長方形、平行四邊形、梯形、六角形等。在一個示例中，單個發(fā)光部件可以在單個襯底部分上形成；在其他示例中，多個發(fā)光部件可以在單個襯底上形成。
[0057]在一些不例中,側(cè)壁的某些部分或一些襯底的某些側(cè)壁不會暴露于經(jīng)反射的光線下。例如，側(cè)壁可以與另一村底或封裝壁相鄰。在這種情況下，該側(cè)壁或其部分可以不用涂上反射材料。因此，在任何特定應(yīng)用中，經(jīng)涂布的側(cè)壁部分、側(cè)壁本身或這兩者產(chǎn)生所要的封裝。
[0058]圖12描繪次載具45的一部分以及包括芯片41且安裝至次載具45的ー組芯片。圖12描繪掩模60，其可用于屏蔽安裝至次載具45的芯片的部分區(qū)域，以便限制反射材料的沉積。例如，外框61使得反射材料能沉積在陰影區(qū)域內(nèi)。圖14和圖15分別描繪可以在反射材料沉積期間使用的掩模62和63的其他示例。因此，圖12-15顯示將晶圓分割成發(fā)光部件、可以安裝ー個或多個部件，然后可以涂覆反射材料以覆蓋發(fā)光部件的側(cè)壁的方法。
[0059]圖16-20描繪晶圓35被安裝至載體75、分割，且直到反射涂布材料沉積在發(fā)光部件的側(cè)壁上之后才與載體75分離的方法。圖17描繪晶圓35的局部分解圖，其中明確標(biāo)識出芯片79 (發(fā)光部件)并顯示使發(fā)光部件彼此分離的切割圖案80。圖18顯示芯片79的外形。遮蔽區(qū)81覆蓋芯片79的中央部分，暴露芯片79的側(cè)壁。反射材料沉積的圖案82涂覆在隨后會移除的掩模上。如圖19所描繪，接著將發(fā)光部件從載體75移除。圖中描繪的截面標(biāo)記84用于圖23。
[0060]圖20描繪反射涂層51沉積在硅襯底15的側(cè)壁上的示例截面圖。
[0061]圖21描繪產(chǎn)生其側(cè)壁為反光涂層涂布的經(jīng)分割的發(fā)光部件的示例エ藝，大體上與圖10-15—致。在圖21中，在步驟322，晶圓附著于載體(相關(guān)示例請參閱上述附圖)。在步驟324，在設(shè)于形成在晶圓上的發(fā)光部件之間的裁切道進(jìn)行切割，使芯片盡管還附著在載體但實(shí)體上是彼此物理分離的。
[0062]在步驟332，芯片與載體分離。在步驟334，芯片設(shè)置在上述固定器上，例如次載具。在步驟328，遮蔽芯片的ー些區(qū)域，例如鍵合焊盤區(qū)域，以及要發(fā)射光線的區(qū)域。在步驟330，反射涂層沉積在芯片襯底暴露的側(cè)壁上。
[0063]反射涂層可以使用多種技術(shù)沉積，包括但不限于以下將進(jìn)ー步詳述的噴涂、刷涂、絲網(wǎng)印刷，以及化學(xué)氣相沉積、電鍍、蒸鍍、物理氣相沉積等。另外，反射涂層可以沉積成與襯底側(cè)壁共形，以及與反射層可能覆蓋的襯底任何頂部部分共形。也可沉積反射層以覆蓋所有側(cè)壁，或在一些實(shí)施例中只覆蓋部分側(cè)壁。反射涂層的厚度范圍可以從幾納米到數(shù)微米。在一些實(shí)施例中，反射層沿著側(cè)壁可以具有一致的厚度。在其他實(shí)施例中，反射層沿著側(cè)壁可以具有不同的厚度。例如，反射層的厚度可以具有變化率，在側(cè)壁底部較厚，而在頂端較薄。反射涂層以及襯底配置的各種其他示例都在具體實(shí)施例的范疇內(nèi)，例如上述掲示的示例。
[0064]在步驟336，通過引線鍵合或另ー種適合所要進(jìn)行電接觸類型的程序等方式電連接芯片(在此電連接不表示連接至例如電勢源，而是完成將此電勢供應(yīng)至芯片的機(jī)制)。在步驟338，提供含磷光體封裝或圍封物，如此已安裝的芯片所發(fā)射的至少ー些光會撞擊磷光體，使該磷光體發(fā)射次要發(fā)射光(以下有更詳盡的說明)。
[0065]圖21B描繪與圖17-20大體上一致的エ藝。特別是，圖22描繪在步驟352，晶圓附著至載體。在一個示例中，附著晶圓并使LED芯片暴露(“面向上”)。在步驟354，沿著裁切道切割晶圓，以分割晶圓內(nèi)的芯片。在步驟358，遮蔽不應(yīng)有反射涂層的芯片部分。ー些實(shí)施可以在切割之前進(jìn)行遮蔽。在步驟360，反射涂層沉積在芯片襯底暴露的側(cè)壁上。
[0066]圖22描繪另ー變化例，其中涂層由反射金屬材料形成。例如，反射涂層可以包含金屬，例如鋁、金、鉬、鉻、錸或其組合。反射涂層可以由多層形成。例如，若使用金屬反射層，首先在襯底上設(shè)置位于下方的絕緣層，然后在絕緣體上形成金屬。
[0067]在圖22中，在芯片經(jīng)由如圖21A的步驟332分離(例如分割)之后,在步驟370將已分離的芯片倒置在帶子上。在步驟372，金屬濺鍍或蒸鍍在倒置芯片的襯底暴露的側(cè)壁上?？梢酝坎家r底的背面。在一個示例中，將300-600納米的鋁濺鍍或蒸鍍到硅襯底的側(cè)壁上。在步驟374，芯片可以與支撐物分離，而在步驟376，可以電連接、封裝或以其他方式使用這些芯片。
[0068]反射涂層可以使用多種技術(shù)沉積，其包括但不限于以下將進(jìn)ー步詳述的噴涂、刷涂、網(wǎng)印，以及化學(xué)氣相沉積、電鍍、蒸鍍、物理氣相沉積等。另外，反射涂層可以沉積成與襯底側(cè)壁共形，以及與反射層可能覆蓋的襯底任何頂端部分共形。也可沉積反射層以覆蓋所有側(cè)壁，或者在一些實(shí)施例中只覆蓋部分側(cè)壁。反射涂層的厚度范圍可從幾埃到數(shù)納米。在一些實(shí)施例中，反射層沿著側(cè)壁可以具有一致的厚度。在其他實(shí)施例中，反射層沿著側(cè)壁可以具有不同的厚度。例如，反射層的厚度可以具有變化率，在側(cè)壁底部較厚，而在頂端較薄。反射涂層以及襯底配置的各種其他示例都在具體實(shí)施例的范疇內(nèi)，例如上述掲示的示例。在步驟362,芯片與載體分尚。
[0069]在步驟364，芯片設(shè)置在固定器上，例如次載具。在步驟366，連接安裝在固定器內(nèi)的芯片，使得可以在操作期間供應(yīng)電勢源。在步驟368，封裝、包裝芯片或以其他方式將含磷光體層或圍封物設(shè)于芯片，例如根據(jù)上述掲示示例。關(guān)于圖21和圖22的示例エ藝，應(yīng)了解，從任何特定晶圓取出的芯片并不需要立即安裝或用于封裝，或者從同一晶圓取出的芯片需要一起使用。更確切地說，所述芯片可以進(jìn)行分離、存儲或進(jìn)ー步處理、分割、分級或任何其他エ藝。
[0070]示例エ藝是用于說明而非限制可以用來產(chǎn)生本發(fā)明具有襯底側(cè)壁涂層的芯片的方式。例如，可以采用任何合適的分割方式，可以使用或不使用載體，而且提供涂層本身的エ藝可以改變。
[0071]圖23描繪含磷光體，例如磷光體層120，的外殼106中具有反射涂層50的已安裝發(fā)光部件105的示意示例。圖中描繪示例光發(fā)射與反射，從發(fā)光部件105發(fā)射的主要光子122激發(fā)從磷光體層120發(fā)射的次要光子，且反射磷光體層120或另ー表面所反射的主要/次要光子126，使得引導(dǎo)其沿著會撞擊硅襯底15側(cè)壁的路徑。反射涂層50反射該光子，使其不為硅襯底15吸收。以下將進(jìn)ー步說明相關(guān)示例磷光體組合以及相對于ー個或多個發(fā)光部件的配置。
[0072]圖24描繪發(fā)光部件的另ー示例，其中反射涂層50屏蔽硅襯底15，使其側(cè)壁無法吸收光子。圖23描繪導(dǎo)電次載具160通過過孔161作為進(jìn)入活性區(qū)(未単獨(dú)識別)的電流路徑的示例。
[0073]圖25描繪封裝的另ー不例,其中LED陣列設(shè)于外殼205中，磷光體層207設(shè)置于所描繪的發(fā)光部件之上。圖26描繪另ー示例，其中可以使用樹脂/磷光體基質(zhì)210來填充外殼205。如同某些先前示例的討論，圖26和圖27的發(fā)光部件具有側(cè)壁為反射材料50涂布的硅襯底。
[0074]圖27描繪為共形磷光體沉積215所覆蓋的發(fā)光部件的示例。
[0075]圖28-33描繪與分割前涂布襯底15相關(guān)的另一示例，如圖16_20所介紹。圖28描繪具有形成于其上且安裝至拉伸帶91 (圖16載體75的示例)的LED裝置(例如裝置40)的硅襯底15 (請參閱圖7的晶圓35)的截面圖。請參閱圖8和圖9的示例裝置，每ー LED裝置都有許多構(gòu)成部件。圖29描繪蝕刻圖案掩模92設(shè)置在硅襯底15暴露的表面上。圖30描繪進(jìn)行定向濕法蝕刻，其在暴露硅襯底15的(111)結(jié)晶面時停止。該定向濕法蝕刻使傾斜側(cè)壁(例如側(cè)壁94)形成于硅襯底15。雖然這些附圖描繪截面圖，應(yīng)了解該角度圖案在襯底15的平面上延伸，如此ー來傾斜的襯底側(cè)壁圍繞所描繪的LED裝置。使用濕法蝕刻來形成傾斜側(cè)壁是用于產(chǎn)生這種傾斜側(cè)壁的エ藝的示例實(shí)施，另ー示例方式為使用傾斜裁切，例如鋸切，來限定傾斜側(cè)壁。也可以使用不同エ藝的組合，例如裁切與蝕刻。
[0076]圖31描繪了移除掩模部分，而涂層設(shè)置在硅襯底15經(jīng)處理的表面上。圖32A描繪該涂層可以包括絕緣反射涂層95 ;圖32B描繪該涂層可以包括絕緣涂層96，以及位于該絕緣涂層上的反射金屬層97。在圖32B中，絕緣體96由于具有反射金屬83設(shè)置其上，所以不需要同時作為反射板。盡管圖32A描繪絕緣反射涂層的示例，且圖32B描繪位于絕緣體上的反射金屬涂層的示例，另ー示例為與襯底15導(dǎo)電而非絕緣的反射導(dǎo)電材料(例如金屬)。
[0077]圖33描繪可以拉伸帶子91，從而沿著其傾斜側(cè)壁上此時覆有涂層的襯底15的較弱部份進(jìn)行分割。
[0078]一般而言，上述エ藝為例示，在特定實(shí)施當(dāng)中可以提供各種其他處理步驟或替代的處理步驟。例如:可以用裁切技術(shù)代替拉伸；可以用UV光、激光或通過機(jī)械手段進(jìn)行裁切。在某些情況下，可使用多種分割技術(shù)。使用傾斜的襯底側(cè)壁有助于形成形狀更一致的該反射層或多層的沉積(反射氧化物或氧化物與反射金屬)。使用濕法蝕刻也有助于硅襯底做好接收涂層的準(zhǔn)備。該蝕刻的定向性質(zhì)提供利用調(diào)整掩模范圍來調(diào)整蝕刻深度的機(jī)會。例如，覆蓋襯底15范圍越大的掩模會留下較厚的芯片要在拉伸期間斷開。
[0079]在上述說明的示例中，移除蝕刻掩摸。不過依所使用的蝕刻掩模性質(zhì)，蝕刻掩?？梢粤粼谠?，并且在其上設(shè)置絕緣體82或84。
[0080]例示發(fā)光部件的構(gòu)成部件及其組合包括用于在硅襯底側(cè)壁上形成反射涂層的反射材料。在某些示例中，這些反射涂層為漫射性質(zhì)。這些反射涂層對發(fā)光部件與所使用的磷光體發(fā)射的光的波長不透明。
[0081]例如，反射涂層可以用由含鈦的氧化物的糊狀或樹脂基質(zhì)形成的涂層，例如共形涂層，來涂覆。
[0082]盡管任何具有漫射性質(zhì)且滿足所掲示參數(shù)的高反射率材料都可以使用，不過可以使用的反射材料示例包括氧化鈦或其他氧化物相或組成物，例如ニ氧化鈦與三氧化鈦。漫射比由隨機(jī)結(jié)晶方位所提供?？梢杂锰峁┞浔鹊钠渌N粒子取代或加入上述揭露事項(xiàng)。
[0083]從上述揭露內(nèi)容應(yīng)了解，可以使用不同方法將層106涂覆至硅襯底側(cè)壁。一般而言，涂覆方法包括例如噴涂、刷涂以及絲網(wǎng)印刷。用于噴涂的合適化合物包括由聚合物基質(zhì)、ニ氧化鈦填充劑以及額外的流變添加劑(調(diào)整糊狀物流變特性)組成的ニ氧化鈦糊狀物組成物。這些額外的流變添加劑包括例如硅石、礬土、氧化鋅、氧化鎂、滑石和本領(lǐng)域技藝人士已知的其他添加剤，其可以單獨(dú)或結(jié)合使用。組成成分，例如聚合物選擇、顆粒尺寸、載量(loading level)等，都可調(diào)整，使糊狀物的流變性遵循擬塑性行為，但仍附著于側(cè)壁而不過度下滑或脫落。
[0084]在一方面中，聚合物基質(zhì)包可以包含任何確保ニ氧化鈦糊狀物與硅襯底表面結(jié)合良好的可固化硅膠?？梢赃x擇具有氫化物、氫氧基或其他反應(yīng)性官能團(tuán)等具有優(yōu)異結(jié)合特性的示例聚合物。ニ氧化鈦填充劑可以包括平均大小介于100納米至20微米之間的顆粒，且視ニ氧化鈦顆粒的特定表面積，載量可以介于10%至75%之間。流變添加劑的顆粒尺寸與載量經(jīng)過選擇，以便如上文所述調(diào)整流變特性。[0085]涂覆有這種涂層的襯底可以依固化エ藝而固化。固化工藝可以包括使用處于相對低溫狀態(tài)，例如攝氏110度，的爐子加熱一段適當(dāng)時間，例如1-2小時，接著進(jìn)入一段較高溫度，例如攝氏150度，的烘烤間隔。若為使涂層和經(jīng)處理的芯片具有特定特性，可以存在更多的烘烤間隔。
[0086]有關(guān)磷光體，可以使用的示例磷光體為以鈰活化的釔鋁石榴石熒光材料(YAG熒光材料)(YAG = Ce)。YAG = Ce具有石榴石結(jié)構(gòu)。YAG = Ce由藍(lán)光及/或UV光(例如接近450nm和460nm的光)激發(fā)。可調(diào)整YAG:Ce以發(fā)射范圍從綠光到紅光，例如540nm、600nm，的不同光波長，或者甚至超過700nm的波長。
[0087]通過以GA置換YAG:Ce石榴石結(jié)構(gòu)中的一部分Al，可以讓發(fā)光裝置所發(fā)射光的波長轉(zhuǎn)換成較短波長。通過以Gd或La置換YAG:Ce石槽石組成物中Y的部分,可以讓所發(fā)射光的波長向較長波長方向轉(zhuǎn)換。根據(jù)發(fā)光效率的考量來控制Al/Ga與YパGd或La)比例的限制，其中Gd或La含量較低表示從磷光體組成物中輸出的紅光波長減小，而相對較高的Gd或La置換率在犧牲亮度的情況下會増加紅光輸出。也可以使用以鈰活化但不具有石榴石結(jié)構(gòu)的镥招磷光體。組成的磷光體成分的峰值能量輸出可以介于例如530nm與580nm之間，以與藍(lán)光光譜范圍的峰值主要發(fā)射光結(jié)合?？梢约尤胼^長波長光(例如600nm或650nm以上)的成分，以通過加入帶紅色的色調(diào)降低組合光的色溫。
[0088]可以將多種不同組成的磷光體混合在一起，形成本發(fā)明所使用的磷光體。不同組成的磷光體可以用于多層或異質(zhì)組合。
[0089]可以將磷光體材料混入樹脂或其他載體基質(zhì)，該樹脂或載體基質(zhì)可以用于涂布或形成層于發(fā)光二極管、透鏡、發(fā)光部件的封裝組件或所述部件的陣列上或使之嵌入其中。
[0090]圖式中描繪的各方面可能未按照比例繪制。反而是，為了清楚表示而可能放大或縮小各種特征的尺寸。此外，為了清楚表示可能簡化某些附圖。因此，附圖可能并未描繪出呈現(xiàn)的設(shè)備(例如裝置)或方法的所有部件。
[0091]各方面參照示意與概念性質(zhì)的附圖來做說明。因此，由于例如制造技術(shù)、公差等因素而與所描繪的形狀、相對方位和尺寸有所差別與差異是可預(yù)期的。因此掲示內(nèi)容所呈現(xiàn)的各方面，不應(yīng)被理解為限于文中所例示和說明的元件(例如區(qū)域、層、區(qū)段、襯底等)的特定形狀，而是包括例如起因于制造的形狀偏差。舉例來說，例示或說明為矩形的元件，在其邊緣可以具有圓形或彎曲的特征及/或連續(xù)程度的變化，而非自元件不連續(xù)地改變至另ー元件。因此，附圖中描繪的元件本質(zhì)上是示意性的，且其形狀并非用于例示該元件的精確形狀，且不欲限制這些結(jié)構(gòu)的實(shí)施。
[0092]應(yīng)該了解，當(dāng)提到區(qū)域、層、區(qū)段、襯底等元件“在”另一元件“上”時，其可直接在所述另一元件上，或者亦可存在介于其間的元件。相對而言，當(dāng)提到ー個元件“直接在”另ー元件“上”時，不存在介于其間的元件。將進(jìn)一歩了解，提到元件“形成于”另一元件上時，其可在該另一元件或介于其間的元件上生長、沉積、蝕刻、附著、連接、耦合，或者準(zhǔn)備或制造。
[0093]此外，文中可能使用如“下”或“底部”以及“上”或“頂部”這些相對位置詞匯來說明附圖所描繪的元件與另一元件的關(guān)系。應(yīng)該了解，除了圖示中描繪的方位之外，相對位置詞匯是用以涵蓋設(shè)備的不同方位。舉例來說，若翻轉(zhuǎn)附圖中的設(shè)備，則原本描述為在其他元件“下”側(cè)的元件，將隨后定向?yàn)樵谄渌吧稀眰?cè)。因此，根據(jù)該設(shè)備的特定方位，“下”ー詞可涵蓋“下”與“上”。同樣地，若翻轉(zhuǎn)附圖中的設(shè)備，則原本描述為在其他元件“下方”或“下面”的元件，將隨后定向?yàn)樵谒銎渌吧戏健?。因此，“下方”或“下面”等詞涵蓋上方與下方的方位。
[0094]如于文中所使用，除非上下文明確指出，否則單數(shù)形式“一”和“該”也包括復(fù)數(shù)形式。將更進(jìn)一歩了解，本說明書中的用語“包括”和/或“包含”明確說明所述特征、整體、步驟、操作、元件及/或組件的存在，但是不排除存在或附加ー個或多個其他特征、步驟、操作、元件、組件及/或其群組?！昂?或”ー詞包括一個或多個相關(guān)列出項(xiàng)目的任何與所有組
ム
ロ o
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光裝置，包括: 包括硅襯底的發(fā)光部件，所述硅襯底包括頂表面、底表面以及側(cè)壁； 反光層，所述反光層形成于所述硅襯底的所述側(cè)壁的至少一部分上； 磷光體，所述磷光體形成于所述發(fā)光部件的至少一部分上，其中所述磷光體能夠: 吸收由所述發(fā)光部件發(fā)射的光的一部分， 發(fā)射波長不同于所吸收的光的波長的光， 反射由所述發(fā)光部件所發(fā)射的光的一部分；并且 其中所述反光層防止由其所覆蓋的所述襯底的所述側(cè)壁的所述一部分吸收以下所述的ー項(xiàng)或兩項(xiàng):所述發(fā)光部件所發(fā)射且通過所述磷光體所反射的光的一部分，以及由所述磷光體所發(fā)射的光的一部分。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述硅襯底的所述側(cè)壁相對于所述頂表面和所述底表面中的ー個或多個成角度。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述反光層對可見光光譜來說是不透明的。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述反光層包括金屬層。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述反光層包括絕緣層以及形成于所述絕緣層上的金屬層。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述反光層包括硅酮以及鈦的氧化物。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述反光層覆蓋所述硅襯底的所有側(cè)壁。
8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，進(jìn)ー步包括固定器，其中所述發(fā)光裝置被安裝在所述固定器上，并且所述反光層形成于所述硅襯底的所有側(cè)壁上但未形成于所述固定器上。
9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，進(jìn)ー步包括固定器，其中所述發(fā)光裝置被安裝在所述固定器上，并且所述反光層形成于I)所述硅襯底的所有側(cè)壁上，以及2)所述固定器的一部分上。
10.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光部件形成于所述硅襯底上。
11.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光部件附著至所述硅襯底。
12.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光部件包括氮化物化合物半導(dǎo)體，所述氮化物化合物半導(dǎo)體具有由以下列公式表示的組成成分:Ini Gaj Alk N，其中0<i，0<j，O^k 并且 i+j+k=lo
13.如權(quán)利要求10所述的發(fā)光裝置，其中所述磷光體包含石榴石熒光材料，所述石榴石熒光材料以鈰活化并且包括I)從由Y、Lu、Se、La、Gd和Sm所構(gòu)成的組選擇的至少ー種元素，以及2)從由Al、Ga和In所構(gòu)成的組選擇的至少ー種元素。
14.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述磷光體為多種不同磷光體的混合物，所述多種不同磷光體的混合物包括:石槽石突光材料，其能夠發(fā)射具有介于530nm與580nm之間的峰值能量輸出的光；以及能夠發(fā)射紅光的第二磷光體。
15.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述磷光體為多種不同磷光體的混合物，選擇所述混合物以使得來自所述發(fā)光部件與所述磷光體的組合光產(chǎn)生預(yù)定顏色。
16.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述磷光體包括釔鋁石榴石磷光體和镥鋁石榴石磷光體中的ー種或多種。
17.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置， 其中所述發(fā)光部件發(fā)射具有介于420nm與490nm之間的峰值能量的光。
18.—種制造發(fā)光裝置的方法，包括: 在娃襯底的第一表面上形成發(fā)光部件，所述娃襯底包括第二表面以及界定所述第一表面和所述第二表面的范圍的側(cè)壁； 在所述發(fā)光部件的至少一部分上形成磷光體，其中所述磷光體能夠: 吸收由所述發(fā)光部件發(fā)射的光的一部分， 發(fā)射波長不同于所吸收的光的波長的光， 反射由所述發(fā)光部件所發(fā)射的光的一部分；以及 在所述硅襯底的所述側(cè)壁的至少一部分上形成反光層，所述反光層防止由其所覆蓋的所述襯底的所述側(cè)壁的所述一部分吸收至少I)由所述發(fā)光部件發(fā)射并且由所述磷光體反射的光的一部分，以及2)由所述磷光體所發(fā)射的光的一部分。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中形成發(fā)光部件包括將其上形成有多個發(fā)光部件的晶圓設(shè)置于載體上，并且在形成所述反光層之后分割所述發(fā)光部件。
20.如權(quán)利要求19所述的方法,其中分割所述發(fā)光部件包括在所述娃襯底上執(zhí)行掩模式濕法蝕刻，以形成所述發(fā)光部件的具有角度的側(cè)壁。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述分割通過如下方式來完成:拉伸所述載體，以沿著所述發(fā)光部件的所述具有角度的側(cè)壁的交接線所界定的邊緣斷開所述晶圓。
22.如權(quán)利要求 20所述的方法，其中形成所述反光層包括在所述發(fā)光部件的所述具有角度的側(cè)壁上沉積反射材料。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中沉積反射絕緣材料包括在所述第一表面硅襯底或所述第二表面硅襯底的全部上沉積所述反射材料。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其中沉積所述反射材料包括沉積絕緣體層以及在所述絕緣體層上沉積金屬材料層。
25.如權(quán)利要求18所述的方法，其中形成所述反光層包括形成不透明層。
26.如權(quán)利要求18所述的方法，其中形成所述反光層包括形成金屬層。
27.如權(quán)利要求18所述的方法，其中形成所述反光層包括形成包括硅酮與TiO2的層。
28.如權(quán)利要求18所述的方法，其中形成所述反光層包括覆蓋所述硅襯底的所有所述側(cè)壁。
29.如權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)ー步包括將所述發(fā)光裝置安裝至固定器，其中所述反光層形成在所述襯底的所有所述側(cè)壁上但未形成于所述固定器上。
30.如權(quán)利要求18所述的方法，其中形成所述磷光體進(jìn)ー步包括形成石榴石熒光材料，所述石榴石熒光材料以鈰活化并且包括I)從由Y、Lu、Se、La、Gd和Sm所構(gòu)成的組選擇的至少ー種元素，以及2)從由Al、Ga和In所構(gòu)成的組選擇的至少ー種元素。
31.如權(quán)利要求18所述的方法，其中形成所述磷光體進(jìn)ー步包括形成石榴石熒光材料，所述石榴石熒光材料以鈰活化并且包括I)從由Y、Lu、Se、La、Gd和Sm所構(gòu)成的組選擇的至少ー種元素，以及2)從由Al、Ga和In所構(gòu)成的組選擇的至少ー種元素。
32.—種制造發(fā)光裝置的方法，包括: 提供發(fā)光部件； 將所述發(fā)光部件附著至硅襯底，所述硅襯底包括頂表面、底表面以及側(cè)壁；在所述硅襯底的所述側(cè)壁的至少一部分上形成反光層； 在所述發(fā)光部件的至少一部分上形成磷光體，其中所述磷光體能夠: 吸收由所述發(fā)光部件發(fā)射的光的一部分， 發(fā)射波長不同于所吸收的光的波長的光， 反射由所述發(fā)光部件所發(fā)射的光的一部分；并且 其中所述反光層防止由其所覆蓋的所述襯底的所述側(cè)壁的所述一部分吸收I)由所述發(fā)光部件發(fā)射且由所述磷光體反射的光的一部分，以及2)由所述磷光體發(fā)射的光的一部分。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其中形成所述反光層包括形成含硅酮與TiO2的層。
34.如權(quán)利要求32所述的方法，其中形成所述反光層包括利用金屬覆蓋所有所述側(cè)壁。
35.如權(quán)利要求32所述的方法，其中形成所述反光層包括覆蓋所述硅襯底的所有所述側(cè)壁。
36.如權(quán)利要求32所述的方法，進(jìn)ー步包括將所述發(fā)光裝置安裝至固定器，其中所述反光層形成于所述硅襯底的所有所述側(cè)壁上但未形成于所述固定器上。
37.如權(quán)利要求32所述的方法，進(jìn)ー步包括將所述發(fā)光裝置安裝至固定器，其中所述反光層形成于I)所述襯底的所有所述側(cè)壁上，以及2)所述固定器的一部分上。
38.如權(quán)利要求32所述的方法，進(jìn)ー步包括在第二硅襯底上形成所述發(fā)光部件。
39.如權(quán)利要求32所述的方法，其中形成所述磷光體進(jìn)ー步包括形成石榴石熒光材料，所述石榴石熒光材料以鈰活化并且包括I)從由Y、Lu、Se、La、Gd和Sm所構(gòu)成的組選擇的至少ー種元素，以及2)從由Al、Ga和In所構(gòu)成的組選擇的至少ー種元素。
40.如權(quán)利要求32所述的方法，其中形成所述磷光體進(jìn)ー步包括形成石榴石熒光材料，所述石榴石熒光材料以鈰活化并且包括I)從由Y、Lu、Se、La、Gd和Sm所構(gòu)成的組選擇的至少ー種元素，以及2)從由Al、Ga和In所構(gòu)成的組選擇的至少ー種元素。
【文檔編號】H05B33/10GK103608939SQ201380001657
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月11日
【發(fā)明者】S·D·萊斯特, L·楊, C-K·林 申請人:東芝技術(shù)中心有限公司