具有受屏蔽硅衬底的发光装置制造方法及图纸

一种发光装置包括发光部件，例如具有由硅衬底支撑的活性材料层的GaN?LED，其中该衬底可以为生长衬底或附着的衬底。磷光体可以相对于该发光部件设置以吸收主要发射光并产生次要发射光，其中可以相对调整或选择该次要发射光使两者的组合能产生所期望光谱的光，例如呈现白色的光。该硅衬底具有暴露的侧壁，其可以相对于衬底的平坦表面具有一角度，而具有漫射性质的材料等反光材料涂布于所述侧壁。该反射材料对于该主要与次要发射光不透光。若该硅衬底的其他暴露部分存在且曝露在主要或次要发射光之下，则可用该反光材料涂布这些其他暴露部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有受屏蔽硅衬底的发光装置
以下涉及诸如发光二极管装置及组件的发光部件，而在ー个特定方面，涉及具有由硅衬底支撑的氮化镓型活性区的装置。
技术介绍
一般来说，氮化镓活性区通常形成于蓝宝石衬底或碳化硅衬底上。氮化镓活性区可以被调整成输出不同频率的光，例如可以被调整成发射蓝光(例如460nm)。蓝光源可以用来作为光子源，以激发一个或多个产生其他频率的光的磷光体。从LED与磷光体发射的光混合时可呈现白光，例如冷白光或暖白光。改善的发光装置技术例如可以实现较高效率、较低操作成本或较低生产成本。
技术实现思路
在一不例中，一种发光装置包括具有娃衬底的发光部件。所述娃衬底包括顶表面、底表面以及侧壁。在示例中，发光区域形成于所述顶表面，所述发光区域可以与所述衬底共同延伸或者可以未完全覆盖该衬底。所述衬底可以为生长衬底或贴附的衬底，而该生长衬底会被移除。反光层形成于该硅衬底的至少一部分侧壁上；并且可以完全覆盖所述侧壁。该反射层也可以覆盖该衬底暴露的顶表面。用于形成该反射层的材料可以为金属，并且可以通过溅镀或蒸镀而形成，例如铝溅镀。涂层可以为包括反射粒子的基质，例如钛的氧化物。 磷光体形成于所述发光部件的至少一部分上。在示例中，该发光部件包括氮化物化合物半导体，以下列公式表示:1? Gaj Alk N,其中0<;[,0<_]、0<1^而i+j+k=l。该磷光体能够吸收一部分所述发光部件发射的光、发射波长不同于所吸收的光的波长的光，并且反射一部分该发光部件所发射的光。该反光层防止其所覆盖的该部分衬底侧壁吸收以下所述的ー项或两线:该发光部件所发射且为该磷光体所反射的光的一部分，以及该磷光体所发射的光的一部分。在一种方案中，该反光层包括硅酮以及钛的氧化物。该发光装置可以安装在固定器内。该磷光体可以包括钇铝石榴石磷光体和以铈活化的镥铝石榴石磷光体中的一种或多种。该磷光体可以包括Se、La、Gd和Sm中的任ー种或多种，部分替代钇，以及Ga和In中的任ー种或多种，部分替代铝。在另一方面中，制造发光装置的方法包括在硅衬底上形成发光部件。该硅衬底包括顶表面、底表面以及侧壁。磷光体，例如磷光体涂层，形成于该发光部件的至少一部分上，该磷光体能够:吸收一部分该发光部件发射的光、发射波长不同于所吸收的光的波长的光、反射一部分该发光部件所发射的光。ー种反光层形成于该硅衬底的至少一部分侧壁上，该反光层防止其所覆盖的该部分衬底侧壁吸收至少I)部分该发光部件所发射且为该磷光体所反射的光，以及2)部分该磷光体所发射的光。在一个示例中，移除用于成形的硅衬底，并且将不同的硅衬底附着至该发光部分。【附图说明】结合附图来參照下列详细说明，将会更清楚了解本专利技术的各种特征与方面，其中:图1-5示意性描绘了硅衬底上的发光部件层的示例结构，可将其切割成制造发光部件；图6描绘用于在硅晶圆衬底上制造含GaN发光部件的晶圆的ー组示例エ艺步骤；图7A描绘了晶圆之俯视图，从该晶圆可以分割出发光部件；图7B描绘图6A中具有包括切割道的发光部件的晶圆的局部俯视图；图8图描绘图6B的俯视图所示发光部件的截面图，其中硅衬底通常与部件的其他层共同延伸；图9描绘图7B的俯视图所示发光部件的另ー截面图示例，其中硅衬底大于该部件的其他层；图10描绘将反射层涂覆于图8的部件的示例；图11描绘将反射层涂覆于图9的部件的示例；图12描绘贴附至次载具(sub-mount)的发光部件的俯视图；图13-15描绘可以用来遮蔽图12所示发光部件部分区域的示例掩模；图16描绘结合至图7A的晶圆的载体；图17描绘切割或以其他方式切割该晶圆以暴露所述发光部件的硅衬底的侧壁的方面；图18描绘在部件衬底的侧壁上遮蔽并沉积反射涂层；图19描绘所产生的发光部件的俯视图；图20描绘图18的发光部件的截面图；图21A、图21B图和图22描绘根据本专利技术分割发光部件以及提供反射层的示例方法；以及图23描绘根据本专利技术分割发光部件以及提供反射层的另一示例方法；图24描绘发光部件的含磷光体封装示例；图25描绘根据本专利技术安装发光部件以及在所安装发光部件上设有磷光体层的示例方式；图26描绘将根据本专利技术发光部件安装阵列嵌入含磷光体树脂的示例；图27描绘根据本专利技术已安装发光部件上共形磷光体涂层的示例；图28描绘硅衬底的截面图，该硅衬底具有经处理之LED装置设置于分割用伸展带上;图29描绘将蚀刻掩模沉积于图28的截面图所描绘的娃衬底上；图30以截面图描绘在LED装置间产生倾斜侧壁的定向蚀刻；图31描绘蚀刻处理后于衬底暴露的表面上沉积涂层；图32A和32B针对图31的涂层分别描绘绝缘涂层以及在涂布绝缘涂层后涂布金属涂层；以及图33描绘之后可以通过(例如)将该带子展开而分离LED装置。【具体实施方式】在一示例中，本专利技术的发光部件包括发光二极管(LED)。为了方便说明，在示范性公开中使用术语LED ;不过应该了解，根据本专利技术的发光部件并不需要包括ニ极管。本专利技术的ー个特定示例为基于氮化镓活性区的发光部件，该发光部件形成于硅(Si)衬底上或由其支撑。这种发光部件可以包括GaNLED。使用硅为衬底可以提供相当可观的成本优势，因为硅晶圆要比蓝宝石衬底便宜许多。另外，硅上GaN可以扩大成较大晶圆尺寸，例如直径6、8、12或14寸的晶圆；相较之下，蓝宝石衬底的直径通常为2或4寸。因此，硅上GaN发光部件的每一有用光输出的平均成本预期低于许多其他光源。图1-5描绘可以执行来产生硅上GaN发光部件的エ艺的精简示例。图1描绘了硅衬底12，其可以为例如8寸晶圆。图2描绘了移除层13设在衬底12与GaN LED叠置体14之间。在一个示例中，GaN LED叠置体14为层叠半导体结构，包括氮化镓型半导体层。叠置体14可以包括缓冲层以及位在该缓冲层上的硅掺杂GaN层。叠置体14可以包括以下所列的部分或全部:超晶格结构，其包括形成于该缓冲层上的硅掺杂GaN和/或InGaN层；活性区；未掺杂InAlGaN层；另ー超晶格；掺杂有p型杂质的AlGaN层；也掺杂有p型杂质的接触层。在ー些方法中，第二硅掺杂GaN层可以设于GaN层与超晶格之间。缓冲层可以为n型AlGaN并且可以掺杂有Si。缓冲层上的GaN层也可以掺杂有Si。GaN LED叠置体14的活性区可以包括单个或多量子阱结构，并且可以为单个或双异质接面型。多量子阱结构可以包括由阻挡层分隔的多个InGaN量子阱层。所形成的阻挡层可以包含铟。在ー些方法中，阻挡层中的铟掺杂量比量子阱层少，造成阻挡层较高的能隙。阻挡层可以具有娃掺杂。在一个不例中，发光的峰值能量发生在420与490nm之间,例如可以发生在约450nm或460nm。阻挡层也可以包含铝。这种阻挡层可以具有更紧密匹配量子阱层的结晶结构，从而实现改善所述量子阱层中的结晶品质，这能够提高装置的发光效率。可以改变量子阱中的铟含量来调整所发射光线的波长。请參照图2，移除层13可以是由具有相当低熔化或软化温度的材料所形成的层。在图3中，反射层16设置于GaN LED叠置体14上,而第二娃衬底15可以设置于反射层16上。图4描绘了 GaN LED叠置体14可以通过移除层13与硅衬底12分离。图5描绘透明导体层20，例如氧化铟锡(ITO)，其可以被设置于Ga本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光装置，包括：包括硅衬底的发光部件，所述硅衬底包括顶表面、底表面以及侧壁；反光层，所述反光层形成于所述硅衬底的所述侧壁的至少一部分上；磷光体，所述磷光体形成于所述发光部件的至少一部分上，其中所述磷光体能够：吸收由所述发光部件发射的光的一部分，发射波长不同于所吸收的光的波长的光，反射由所述发光部件所发射的光的一部分；并且其中所述反光层防止由其所覆盖的所述衬底的所述侧壁的所述一部分吸收以下所述的一项或两项：所述发光部件所发射且通过所述磷光体所反射的光的一部分，以及由所述磷光体所发射的光的一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.11 US 61/622,710;2012.06.20 US 61/661,9821.一种发光装置，包括: 包括硅衬底的发光部件，所述硅衬底包括顶表面、底表面以及侧壁； 反光层，所述反光层形成于所述硅衬底的所述侧壁的至少一部分上； 磷光体，所述磷光体形成于所述发光部件的至少一部分上，其中所述磷光体能够: 吸收由所述发光部件发射的光的一部分， 发射波长不同于所吸收的光的波长的光， 反射由所述发光部件所发射的光的一部分；并且 其中所述反光层防止由其所覆盖的所述衬底的所述侧壁的所述一部分吸收以下所述的ー项或两项:所述发光部件所发射且通过所述磷光体所反射的光的一部分，以及由所述磷光体所发射的光的一部分。2.如权利要求1所述的发光装置，其中所述硅衬底的所述侧壁相对于所述顶表面和所述底表面中的ー个或多个成角度。3.如权利要求1所述的发光装置，其中所述反光层对可见光光谱来说是不透明的。4.如权利要求1所述的发光装置，其中所述反光层包括金属层。5.如权利要求1所述的发光装置，其中所述反光层包括绝缘层以及形成于所述绝缘层上的金属层。6.如权利要求1所述的发光装置，其中所述反光层包括硅酮以及钛的氧化物。7.如权利要求1所述的发光装置，其中所述反光层覆盖所述硅衬底的所有側壁。8.如权利要求1所述的发光装置，进ー步包括固定器，其中所述发光装置被安装在所述固定器上，并且所述反光层形成于所述硅衬底的所有侧壁上但未形成于所述固定器上。9.如权利要求1所述的发光装置，进ー步包括固定器，其中所述发光装置被安装在所述固定器上，并且所述反光层形成于I)所述硅衬底的所有侧壁上，以及2)所述固定器的一部分上。10.如权利要求1所述的发光装置，其中所述发光部件形成于所述硅衬底上。11.如权利要求1所述的发光装置，其中所述发光部件附着至所述硅衬底。12.如权利要求1所述的发光装置，其中所述发光部件包括氮化物化合物半导体，所述氮化物化合物半导体具有由以下列公式表示的组成成分:Ini Gaj Alk N，其中0<i，0<j，O^k 并且 i+j+k=lo13.如权利要求10所述的发光装置，其中所述磷光体包含石榴石荧光材料，所述石榴石荧光材料以铈活化并且包括I)从由Y、Lu、Se、La、Gd和Sm所构成的组选择的至少ー种元素，以及2)从由Al、Ga和In所构成的组选择的至少ー种元素。14.如权利要求1所述的发光装置，其中所述磷光体为多种不同磷光体的混合物，所述多种不同磷光体的混合物包括:石槽石突光材料，其能够发射具有介于530nm与580nm之间的峰值能量输出的光；以及能够发射红光的第二磷光体。15.如权利要求1所述的发光装置，其中所述磷光体为多种不同磷光体的混合物，选择所述混合物以使得来自所述发光部件与所述磷光体的组合光产生预定颜色。16.如权利要求1所述的发光装置，其中所述磷光体包括钇铝石榴石磷光体和镥铝石榴石磷光体中的ー种或多种。17.如权利要求1所述的发光装置， 其中所述发光部件发射具有介于420nm与490nm之间的峰值能量的光。18.—种制造发光装置的方法，包括: 在娃衬底的第一表面上形成发光部件，所述娃衬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围的侧壁； 在所述发光部件的至少一部分上形成磷光体，其中所述磷光体能够: 吸收由所述发光部件发射的光的一部分， 发射波长不同于所吸收的光的波长的光， 反射由所述发光部件所发射的光的一部分；以及 在所述硅衬底的所述侧壁的至少一部分上形成反光层，所述反光层防止由其所覆盖的所述衬底的所述侧壁的所述一部分吸收至少I)由所述发光部件发射并且由所述磷光体反射的光的一部分，以及2)由所述磷光体所发射的光的一部分。19.如权利要求18所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·D·莱斯特，L·杨，CK·林，
申请(专利权)人：东芝技术中心有限公司，
类型：
国别省市：