白光led外延晶片封裝結構的製作方法
2023-10-11 14:09:24 2
專利名稱：白光led外延晶片封裝結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及半導體照明技術領域，具體地說，涉及白光LED的外延結構、晶片結構與封裝結構。
背景技術：
白光LED具有節能、環保、壽命長、可以工作在高速狀態等諸多優點，其用途越來越廣，政府正大力推廣。目前，通常採用藍光LED激發黃色螢光粉來生產白光LED，由於用藍光LED激發黃色螢光粉生產的白光LED，顯色性差、穩定性差。如何提高現有的白光LED的顯色性能和穩定性正成為當今大家最為關心的問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供白光LED外延晶片封裝結構，其顯色性好、穩定性好，該白光LED外延晶片封裝可生產線上進行大批量生產。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供一種無需使用螢光粉，顯色性好、穩定性好的白光LED外延晶片封裝結構。本發明同時提供白光LED外延結構和工藝、白光LED晶片結構和工藝、白光LED封裝結構和工藝。本發明的白光LED外延結構包括從下至上依次設置的襯底、接觸層、 CdZnSe藍光發光層和P+a^e接觸層本發明的白光LED晶片結構包括從下至上依次是N電極、ZMe襯底、N-S^e接觸層、CdZnSe藍光發光層、P+ZnSe接觸層、P電極。本發明的白光LED封裝結構包括從下至上依次是支架、銀膠、晶片、金線、矽膠。優選的，所述S^e襯底的厚度為50 200um、N-ZnSe接觸層的厚度為200 IOOOnmXdZnSe藍光發光層的厚度為1000 10000nm、P_a^e接觸層的厚度為80 600nm。優選的，所述P電極的厚度為1 10um，金絲直徑為20 lOOum。本發明的技術方案是先在單晶基板上形成Cda^e薄膜，通電後使薄膜發出藍光，同時部分的藍光與基板產生連鎖反應，發出黃光，最後藍、黃光形成互補色而發出白光。由於也是採用單顆LED晶粒，其操作電壓僅2. 7V，比GaN的LED 3. 5V要低，且不需要螢光粉物質就可發出白光。因此一般預料將比GaN白光LED更具價格上的優勢，顯色性好、穩定性好、發光質量好，提高了工作穩定性和使用壽命，減少了封裝工序，可以使白光LED的外延、晶片、封裝、應用整個產業鏈的生產工藝簡化，生產效率高，適於大批量生產。本發明的生產工藝是準備好清洗的單晶基板，然後依次按照下列步驟進行先生長外延片(a)將單晶基板放在託盤裡送入外延爐，在1055 1065攝氏度下生長 N-ZnSe接觸層；(b)接下來以氮氣為載體，在685 695攝氏度下生長CdS^e藍光發光層；
(C)之後在995 1005攝氏度下生長PjMe接觸層。再製作晶片將生長好的外延片P-S^e接觸層上方做上P電極，N-a^e接觸層的下方做上N電極。最後將做好的晶片封裝將製作的晶片用自動固晶機通過絕緣膠粘貼到在支架上，送入175度的烘箱，烘烤1小時，取出後用自動焊線機進行焊線，之後配好矽膠道康寧6551，抽完真空後，用自動點膠機點完膠後，送入150的烘箱固化1小時，在經過分光測試，包裝入庫，封裝產品就做成了。本發明的生產工藝效率高，無需特殊設備，生產質量穩定可靠，工業化大量生產易於實現。下面結合附圖和實施例進一步說明本發明。
圖1是實施例中的外延結構的主示意圖。圖2是實施例中的晶片結構的主示意圖。圖3是封裝結構的示意圖。
實施例如圖1所示，本實施例的外延結構從下至上依次設置襯底1、N-ZnSe接觸層 2、CdZnSe藍光發光層3、P-ZnSe接觸層4。如圖2所示，本實施例的晶片結構從下至上依次設置N電極6、&1%襯底1、Ν-&ι% 接觸層2、CdZnSe藍光發光層3、P-ZnSe接觸層4、P電極5。如圖3所示，本實施例的封裝結構包括從下至上依次是支架7、銀膠8、晶片9、金線 10、矽膠11，其中支架7包含支架電極12。本實施例中S^e襯底的厚度為50 200um、N-ZnSe接觸層的厚度為200 1000nm、Cda^e藍光發光層的厚度為1000 10000nm、P_a^e接觸層的厚度為80 600nm。P電極的厚度為1 10um，金絲直徑為20 lOOum。優選方案為S^e襯底的厚度為lOOum、N-ZnSe接觸層的厚度為600nm、CdZnSe藍光發光層的厚度為5000nm、P-ZnSe接觸層的厚度為300nm。P電極的厚度為2um，金絲直徑為30um。本實施例中的外延結構的生產工藝是準備好清洗的襯底1，然後依次按照下列步驟進行先將襯底1放在託盤裡送入K465i MOCVD外延爐，在1050攝氏度下生長 N-GaN接觸層2 ；接下來以氮氣為載體，在680攝氏度下生長CdS^e藍光發光層3，之後在 990攝氏度下生長P-GaN接觸層4，這樣外延片就做出來了。再將做出的外延片，加工成晶片，按照如下的晶片工藝流程，外延片一清洗一鍍透明電極層一透明電極圖形光刻一腐蝕一去膠一平臺圖形光刻一幹法刻蝕一去膠一退火 —Si02沉積一窗口圖形光刻一Si02腐蝕一去膠一N極圖形光刻一預清洗一鍍膜一剝離一退火一P極圖形光刻一鍍膜一剝離一研磨一切割一晶片一成品測試。將接觸層上方做上P電極，N-ZnSe接觸層的下方做上N電極。晶片就加工出來了。
最後將做好的晶片封裝將製作的晶片用自動固晶機通過絕緣膠粘貼到在支架上，送入175度的烘箱，烘烤1小時，取出後用自動焊線機進行焊線，之後配好矽膠道康寧6551，抽完真空後，用自動點膠機點完膠後，送入150的烘箱固化1小時，在經過分光測試，包裝入庫，封裝產品就做成了。
權利要求
1.白光LED外延晶片封裝結構，包括白光LED外延結構、白光LED晶片結構，白光LED封裝結構。其特徵在於所述白光LED外延結構包括從下至上依次設置的ZnSe襯底、N-ZnSe 接觸層、CdZnSe藍光發光層和P+ZnSe接觸層所述白光LED晶片結構包括從下至上依次是N電極、ZnSe襯底、N-ZnSe接觸層、CdZnSe 藍光發光層、P+ZnSe接觸層、P電極。所述白光LED封裝結構包括從下至上依次是支架、銀膠、晶片、金線、矽膠。
2.如權利要求1所述的白光LED外延晶片封裝結構，其特徵在於所述ZnSe襯底的厚度為50 200um。
3.如權利要求1所述的白光LED外延晶片封裝結構，其特徵在於所述N-ZnSe接觸層的厚度為200 IOOOnm0
4.如權利要求1所述的白光LED外延晶片封裝結構，其特徵在於所述CdZnSe藍光發光層的厚度為1000 lOOOOnm。
5.如權利要求1所述的白光LED外延晶片封裝結構，其特徵在於所述P-ZnSe接觸層的厚度為80 600nm。
6.如權利要求1所述的白光LED外延晶片封裝結構，其特徵在於所述P電極的厚度為1 IOum0
7.如權利要求1所述的白光LED外延晶片封裝結構，其特徵在於所述金絲直徑為 30umo
全文摘要
本發明提供白光LED外延晶片封裝結構，其顯色性好、穩定性好，該白光LED外延晶片封裝可生產線上進行大批量生產。本發明同時提供白光LED外延結構和工藝、白光LED晶片結構和工藝、白光LED封裝結構和工藝。本發明的白光LED外延結構包括從下至上依次設置的ZnSe襯底、N-ZnSe接觸層、CdZnSe藍光發光層和P+ZnSe接觸層本發明的白光LED晶片結構包括從下至上依次是N電極、ZnSe襯底、N-ZnSe接觸層、CdZnSe藍光發光層、P+ZnSe接觸層、P電極。本發明的白光LED封裝結構包括從下至上依次是支架、銀膠、晶片、金線、矽膠。
文檔編號H01L33/08GK102332513SQ20111032417
公開日2012年1月25日 申請日期2011年10月21日 優先權日2011年10月21日
發明者何瑞科, 吉愛華, 李虹, 蘆增輝, 馬新尚 申請人:西安重裝渭南光電科技有限公司