[发明专利]一种白光LED芯片及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电技术领域，具体涉及在LED芯片表面形成表面荧光体层，实现白光发射的一种白光LED芯片及其制作方法。 

背景技术

LED(发光二极管，Light Emitting Diode)根据发光材料不同可以发射不同颜色的光，由于具有低电压驱动、全固态、低功耗、长效可靠等优点，利用光混色原理可以实现白光的发射，是一种符合环保节能绿色照明理念的高效光源。现有技术中实现白光的方式主要有三种：即蓝光LED芯片与黄色荧光粉混合；紫外LED激发RGB荧光粉混合得到白光；红、绿、蓝三基色LED多芯片集成封装成白光。其中可以在外延生长阶段通过外延生长发射蓝光与黄光的量子阱层获得白光，也可以通过封装阶段通过在蓝光LED芯片上面涂覆硅胶与荧光粉的混合体获得白光。通过外延生长发射蓝光和黄光的量子阱层，采用该方法获得白光不仅内量子效率低，而且发射的蓝光与黄光的半波宽窄得到的白光均匀性差。 

在现有技术中，采用在具有激发紫外光或蓝紫光的发光元件上涂覆硅胶与荧光粉的混合体获得白光，采用该方法实现白光LED，由于荧光粉的沉降速度不一致使荧光粉层的浓度不均匀，以及固晶时LED芯片的位置不在正中，导致蓝光LED通过荧光粉的光程不一样，颜色会出现很大的偏差。而且点胶过程中形成的不均匀的拱形形状导致白光空间色均匀性较差，容易形成黄圈或者色斑。 

于是在LED芯片的制造过程中，提供一种能够在LED芯片表面生长一层表面荧光体层来直接实现白光发射的LED芯片成为有待解决的技术问题。 

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在LED芯片表面生长一层固体状材质的表面荧光体层，以直接实现白光发射的LED芯片。 

为解决上述技术问题：本发明提供一种白光LED芯片，包括：第一衬底；发光元件，所述发光元件位于所述第一衬底上；表面荧光体层，覆盖于所述发光元件上，所述表面荧光体层为固体状材质，所述表面荧光体层的厚度为10μm～100μm。 

进一步的，所述表面荧光体层的材质为单结晶体、多结晶体或由荧光体粉末烧结呈的块状荧光体。 

进一步的，所述表面荧光体层的材质为黄色荧光体、黄色荧光体与绿色荧光体、黄色荧光体与红色荧光体、或黄色荧光体、绿色荧光体与红色荧光体三者的组合。 

进一步的，所述黄色荧光体的材质为镧系元素掺杂的铝酸盐荧光体，所述绿色荧光体的材质为卤代硅酸盐，所述红色荧光体的材质为氮化物荧光体。 

进一步的，所述表面荧光体层的厚度为20μm～50μm。 

进一步的，所述白光LED芯片为倒装结构，所述发光元件由第一衬底向上依次包括P型层、发光层、N型层、缓冲层和第二衬底，所述第二衬底为发光面，所述发光元件还包括第一电极和第二电极，所述第一电极位于所述P型层和所述第一衬底之间，所述第二电极位于所述P型层和所述第一衬底之间；所述白光LED芯片还包括导电层，所述第一电极和第二电极通过所述导电层焊接于所述第一衬底。 

进一步的，所述白光LED芯片为垂直结构，所述发光元件由第一衬底向上依次包括第一电极、P型层、发光层和N型层和第二电极，所述N型层为发光面；在所述发光元件和所述第一衬底之间，所述LED芯片还包括导电层和金属反射层，所述金属反射层形成于所述第一衬底和所述第一电极之间，所述导电层形成于第一衬底的金属反射层所在面的相对面上，所述表面荧光体层 在所述第一电极上形成有开口。 

进一步的，所述白光LED芯片为平面结构，所述白光LED芯片为平面结构，所述发光元件由第一衬底向上依次包括N型层、发光层和P型层，所述P型层为发光面，所述白光LED芯片还包括第一电极和第二电极，所述第一电极位于所述P型层上，所述第二电极位于所述N型层上；所述表面荧光体层在所述第一电极和第二电极上均形成有开口。 

进一步的，所述发光元件激发紫外光或蓝紫光。 

进一步的，所述白光LED芯片还包括钝化层，所述钝化层位于所述发光元件和所述表面荧光体层之间。 

本发明还提供一种白光LED芯片的制造方法，包括：提供第一衬底；在所述第一衬底上形成发光元件；在所述发光元件上覆盖表面荧光体层，所述表面荧光体层为固体状材质，所述表面荧光体层采用磁控溅射、离子辅助蒸发或电子束蒸发法形成，所述表面荧光体层的厚度为10μm～100μm。 

进一步的，所述表面荧光体层的采用磁控溅射法形成，反应在氩气环境氛围中，反应功率大于5kW，反应靶材与所述第一衬底之间距离为5cm～10cm，环境压力为30～60mTorr，沉积时间为150s～250s。