CN100539213C - 包括包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜的半导体发光器件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

半导体发光器件包括具有发光表面的半导体发光元件和在发光表面的至少一部分上的包括透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜。该可图案化的膜可以是包括透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜和/或可印刷的膜。该可图案化的膜在其中包括暴露发光表面的一部分的孔，并且在该孔中的发光表面上设置接合焊盘。可以在接合焊盘上设置线接合。还提供了制造半导体发光器件的相关方法。

Description

包括包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜的半导体发光器件及其制造方法

技术领域

本发明涉及微电子器件及其制造方法，并且更具体地说涉及半导体发光器件及其制造方法。

背景技术

半导体发光器件，例如发光二极管(LED)或激光二极管，在许多应用中被广泛使用。正如本领域的技术人员所熟知的，半导体发光器件包括具有一个或多个半导体层的半导体发光元件，其被配置用于在其通电时发射相干和/或非相干光。还已知，半导体发光器件通常被封装以提供外部的电连接、热沉、透镜或波导、环境保护和/或其他的功能。

LED的持续发展产生了高效并且机械稳固的光源，其可以覆盖可见光谱和更远的部分。LED的继续发展已经带来能覆盖可见光谱或更远的高效率和机械稳固的光源。这些特征，与固态器件的潜在的长使用寿命相结合，可实现多种新显示应用，并可将LED置于与牢固确立的白炽灯和荧光灯竞争的位置上。

提供用于LED的磷光体，例如提供固体照明是令人期望的。在一个实例中，用于固体白光照明的LED可以在短波长产生高辐射通量输出，例如在大约380nm到大约480nm的范围内。可以提供一个或多个磷光体，其中LED的短波长、高能量光子输出被用来部分或全部地激发磷光体以由此在频率上向下变换LED的输出的一些或全部以产生白光的外观。

作为一个特定的实例，从LED输出的在大约390nm的紫外线可以和红色磷光体、绿色磷光体以及蓝色磷光体结合使用来产生白光的外观。作为另一个特定实例，从LED输出的在大约470nm的蓝光可以用于激发黄色磷光体，以便通过发送470nm的蓝光输出的一些以及在LED输出的一部分被磷光体吸收时产生的二次黄色发射来产生白光的外观。

正如本领域的技术人员所公知的，至少两种技术可以用来将磷光体材料并入LED的光发射路径。在一种技术中，磷光体可以悬浮在被提供有LED的包装和/或封装中以便该磷光体保持接近于LED。在替换方法中，磷光体材料可以涂敷在LED本身上。当涂敷磷光体时，可以使用液体粘合剂，例如环氧树脂，其中悬浮了一个或多个磷光体。在分配并且固化清洁的封装环氧树脂之前可以在LED上分配包含磷光体的粘合剂。例如在美国专利6,252,254；6,069,440；5,858,278；5,813,753；和5,277,840中描述了采用磷光体涂层的LED。此外，在2004年3月25日公布的题目为Phosphor-Coated Light EmittingDiodes Including Tapered Sidewalls，and Fabrication MethodsTherefor的公开的美国专利申请号No.US 2004/0056260 A1描述了一种发光二极管，其包括具有第一和第二相对面以及在第一和第二相对面之间以斜角从第二面向第一面延伸的侧壁的衬底，在此并入其全部内容作为参考。在倾斜侧壁上提供共形的磷光体层。该倾斜侧壁可以允许比常规直角侧壁更均匀的磷光体涂层。

发明内容

根据本发明的实施例的半导体发光器件包括包含发光表面的半导体发光元件、和包含在该发光表面的至少一部分上的透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜。包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜可以是包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜和/或可印刷的膜。在一些实施例中，包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜在其中包括暴露发光表面的孔，并且在该孔中在发光表面上设置接合焊盘。在其他的实施例中，在接合焊盘上与发光表面相对地设置线接合。

在另外的实施例中，发光表面包括面和从该面延伸的侧壁，并且包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜在该面的至少一部分上以及在该侧壁的至少一部分上。此外，在一些实施例中，包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜较厚，并且在一些实施例中在该侧壁的至少一部分上比在该面的至少一部分上厚至少10％。

在另外的实施例中，配置该磷光体以转换从发光表面发射的至少一些光，以便从该半导体发光器件出现的光表现为白光。在其他的实施例中，包含透明硅氧烷并且不含磷光体的可图案化的膜设置在发光表面和包含硅氧烷和磷光体的透明可图案化的膜之间。

在本发明的另外的实施例中，第二半导体发光元件与第一半导体发光元件单片集成，并且包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜设置在第一和第二单片集成的半导体发光元件的发光表面的至少一部分上。在另外的实施例中，第一和第二半导体发光元件设置在安装带上并且彼此间隔开，以及包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜设置在第一和第二半导体发光元件的发光表面的至少一部分上。在其他的实施例中，包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜还延伸到在间隔开的第一和第二发光器件之间的安装带上。在另外的实施例中，发光表面包括彼此面对的侧壁，以及包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜延伸到该面和侧壁的至少一部分之上。

在本发明的另外的实施例中，多层包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜可以设置在发光表面的至少一部分上。在一些实施例中，在该多个层中的磷光体可以相同。然而，在其他的实施例中，第一磷光体可以设置在第一膜中并且第二磷光体可以设置在第二膜中。例如，第一磷光体可以是绿色磷光体，并且第二磷光体可以是红色磷光体。但是也可以提供两个或更多的可图案化的膜的其他组合。

根据本发明的各个实施例，通过在半导体发光元件的发光表面的至少一部分上涂敷包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜，可以制作半导体发光器件。在一些实施例中，在半导体发光二极管的发光表面的至少一部分上涂敷包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜。在其他实施例中，在半导体发光元件的发光表面的至少一部分上印刷包含透明硅氧烷和磷光体的可印刷的膜。在一些实施例中，包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜被光图案化以在其中形成暴露发光表面的孔。在其他实施例中，在半导体发光元件的发光表面的至少一部分上印刷包含透明硅氧烷和磷光体的可印刷的膜，以在其中限定暴露发光表面的孔。在另外的实施例中，在该孔的发光表面上形成接合焊盘，并且在另外的实施例中，线与发光表面相对地接合到接合焊盘。

在一些实施例中，实施涂敷以便在发光表面的面的至少一部分上并且在其侧壁的至少一部分上涂敷包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜。在一些实施例中，该涂层较厚，并且在一些实施例中，在该侧壁的至少一部分上比在该面的至少一部分上厚至少10％。

在本发明的一些实施例中，通过选择性地使包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜曝光以限定该孔，然后对已经被曝光的包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜显影以形成该孔，来实施光图案化。在另外的实施例中，包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜被再次显影以扩大该孔。在另外的实施例中，在对包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜显影之后测量发光器件的光发射，并且如果测量的发光器件的光发射不符合至少一个预定参数，例如发射频谱，则实施第二显影。在另外的实施例中，可以在涂敷包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜之前在发光表面的至少一部分上涂敷包含透明硅氧烷并且不含磷光体的可光图案化的膜。

也可以利用本发明的方法实施例涂敷多个半导体发光元件。在一些实施例中，在被单片集成的多个半导体发光元件的至少一部分上涂敷包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜。在其他实施例中，在安装带上安装多个半导体发光器件，并且然后涂敷在安装带上的该多个半导体发光器件。在另外的实施例中，在涂敷前扩张安装带以限定相邻器件之间的间隔，并且然后在器件上以及在其间的间隔上实施涂敷。在另外的实施例中，还涂敷器件的侧壁。

然而本发明的其它方法实施例可以在发光表面的至少一部分上涂敷包含透明硅氧烷和磷光体的一个以上的可图案化的膜。特别地，在一些实施例中，首先在发光表面上涂敷包含透明硅氧烷和第一磷光体的可图案化的膜。然后，在包含透明硅氧烷和第一磷光体的第一可图案化的膜上涂敷包含透明硅氧烷和第二磷光体的第二可图案化的膜。在一些实施例中，第一磷光体是绿色磷光体并且第二磷光体是红色磷光体。然而还可以提供两个或更多的可图案化的膜的组合。

附图说明

图1-6是根据本发明的各个实施例的半导体发光器件的截面图。

图7-9是示出根据本发明的各个实施例的半导体发光器件的制造方法的流程图。

具体实施方式

现在将在下文中参考示出本发明的实施例的附图更全面地描述本发明。然而，本发明不应被理解为局限于在此列出的实施例。更确切地说，提供这些实施例以便本公开将是全面的和完整的，并且将把本发明的范围完全传达给本领域的技术人员。在图中，为清楚起见，层和区域的厚度被放大。自始至终类似的数字指的是类似的元件。正如在此所使用的，术语“和/或”包括相关列举的项的一个或多个的任何和所有组合。

这里使用的术语只是描述具体实施例的目的，并不意味着限制本发明。如这里使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”还意味着包括复数形式，除非上下文另外清楚地说明了。还将理解的是，当用在该说明书中时，术语“包括”和/或“包含”规定存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或者增加一个或者多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件、和/或其组合。

将理解的是，当称元件，例如层或区域在另一个元件“上面”或者延伸到其“上面”时，它可以直接在另一个元件上面或者直接延伸到另一个元件上面或者还可以存在插入元件。相比之下，当称元件“直接”在另一个元件“之上”或者“直接”延伸到另一个元件“之上”时，则不存在插入元件。还将理解的是，当称元件“连接”或者“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或者耦接到另一元件或者可以存在插入元件。相比之下，当称元件“直接连接”或者“直接耦接”到另一元件时，则不存在插入元件。

将理解的是，尽管这里可以使用术语第一、第二等等描述多个元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当受到这些术语的限制。仅仅使用这些术语来区分一个元件、部件、区域、层或者部分和另一个区域、层或者部分。因此，在不脱离本发明的教导的情况下，可以将下面所述的第一元件、部件、区域、层或者部分称做第二元件、部件、区域、层或者部分。

而且，相对术语，例如这里可以使用“下”、“基底”、或者“水平”、和“上”、“顶部”、或者“垂直”来描述图中所示的一个元件和另一元件的关系。将理解的是，相对术语意味着除了图中所描述的方向之外还包括器件的不同方向。例如，如果图中的器件翻转，那么描述为在其它元件的“下”侧上的元件将定向为其它元件的“上”侧上。因此，根据图的具体方向，示例性术语“下”可以包括“下”和“上”的方向。类似地，如果其中一个图中的器件翻转，描述为在其它元件“下面”或者“下方”的元件将定向为在其它元件的“上面”。因此，示例性术语“下面”或者“下方”可以包括上面和下面的方向。

这里参考截面图描述本发明的实施例，这些截面图是本发明的理想实施例的示意性表示。因而，例如，预期会出现因制造技术和/或容差导致的图示的形状的变化。因此，本发明的实施例不应当解释为局限于这里所示的区域的具体形状，而是包括由例如制造导致的形状的偏离。例如，被示为或者描述为平坦的区域一般可以具有粗糙的和/或非线性的特征。另外，所示的尖锐的角一般可以是圆形的。因此，图中所示的区域实际上是示意性的，并且它们的形状不旨在示出区域的精确形状，也不旨在限制本发明的范围。另外，例如“水平”、“垂直”和“正交”的术语表示大体的方向或关系而不是精确的0°或90°取向。

除非另外限定，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)与本发明所述领域的普通技术人员通常所理解的具有相同的意义。还将理解的是，例如通常在字典中限定的那些术语应当解释为具有和它们在相关领域的上下文中的意义一致的意义，并且将不以理想化的或者太正式的意义来解释，除非这里明确如此限定。

图1是根据本发明的各个实施例的半导体发光器件的截面图。现在参考图1，根据本发明的各个实施例的半导体发光器件100包括包含发光表面110a的半导体发光元件110。包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜120设置在发光表面110a的至少一部分之上。正如在此所使用的，“光”指的是由半导体发光元件110发射的任何辐射，可见的和/或不可见的(例如紫外线)。此外，正如在此所使用的，术语“透明的”意味着进入包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜120的至少一些光辐射是从该膜120发射的。

包含透明硅氧烷的可图案化的膜对本领域的技术人员来说是公知的。例如，Dow 

销售一系列低应力可图案化的硅氧烷材料，称为Dow Corning WL-3010可印刷的硅氧烷和Dow CorningWL-5000系列可光图案化的旋涂硅氧烷。Dow Corning WL-3010可印刷的硅氧烷是被设计以为多种微电子应用提供低应力、可低温固化的图案化的硅氧烷的可模版印刷(stencil printable)的膏剂(paste)材料。尽管Dow Corning WL-3010膏剂材料是黑色的，但是也可以提供透明膏剂和/或该膏剂可以在固化后变成透明的。Dow CorningWL-5000系列可光图案化的旋涂硅氧烷包括WL-5150、WL-5350和WL-5351可光图案化的旋涂硅氧烷，其被设计以为多种微电子和光电子应用提供低应力、可低温固化的透明的图案化的膜。正如在题目为“Information About Dow Brand Low-Stress PatternableSilicone Materials”(形式号(form no.)11-1108-01，保留版权的Dow Corning公司，2003年)的产品信息手册中记录的，这些材料可能具有诸如下述的潜在用途：高容量晶片等级或其它集成电路封装应用；晶片、膜、陶瓷和层压制件；应力缓冲层应用；利用无铅焊料的新兴应用；前和后侧晶片保护层；重新分配层；焊料掩模；负性光致抗蚀剂；粘合层和牺牲层。

磷光体对本领域的技术人员来说也是公知的。正如在此所使用的，磷光体可以是掺杂铈的钇铝石榴石(YAG:Ce)和/或其它常规的磷光体，并且可以利用常规混合技术被混合成包括硅氧烷的透明可图案化的膜的膏剂或溶液，以由此提供包含硅氧烷和磷光体的透明的可图案化的膜120。在一些实施例中，磷光体被配置以变换从发光表面110a发射的至少一些光以便从半导体发光器件100出现的光表现为白光。

半导体发光元件110可以包括发光二极管、激光二极管和/或其它包括一个或多个半导体层的半导体器件，其可以包括硅、碳化硅、氮化镓和/或其它半导体材料、衬底，其可以包括蓝宝石、硅、碳化硅和/或其它微电子衬底、和一个或多个接触层，其可以包括金属和/或其它导电层。在一些实施例中，可以提供紫外线的、蓝色的和/或绿色的LED。半导体发光器件的设计和制造对本领域的技术人员来说是公知的并且在此不需要详细描述。

例如，根据本发明的一些实施例的发光器件可以包括例如氮化镓基LED的结构和/或在碳化硅衬底上制作的激光器结构，例如由北卡罗来纳州(North Carolina)达勒姆(Durham)的Cree，Inc.制造和出售的那些。本发明可以适于与提供有源区的LED和/或激光器结构一起使用，例如在美国专利Nos.6,201,262；6,187,606；6,120,600；5,912,477；5,739,554；5,631,190；5,604,135；5,523,589；5,416,342；5,393,993；5,338,944；5,210,051；5,027,168；5,027,168；4,966,862和/或4,918,497中所描述的，在此并入其公开的全部内容作为参考。其它合适的LED和/或激光器结构在2003年9月公开的题目为“Group III Nitride Based LightEmitting Diode Structures With a Quantum Well and Superlattice，Group III Nitride Based Quantum Well Structures and Group IIINitride Based Superlattice Structures”的公开的美国专利申请公开号No.US 2003/0006418 A1以及题目为“Light Emitting DiodesIncluding Modifications for Light Extraction andManufacturing Methods Therefor”的公开的美国专利申请公开号No.US 2002/0123164 A1中被描述，在此并入其公开的全部内容作为参考。此外，涂有磷光体的LED，例如在2003年9月9日提交的题目为“Phosphor-Coated Light Emitting Diodes Including TaperedSidewalls and Fabrication Methods Therefor”的美国申请序列号No.10/659,241中描述的那些，在此并入其公开的全部内容作为参考，也可以适于在本发明的一些实施例中使用。LED和/或激光器可以被配置以工作使得通过衬底产生光发射。在这些实施例中，衬底可以被图案化以便增强器件的光输出，这在例如以上引用的美国专利申请公开号No.US 2002/0123164 A1中被描述。

图2是根据本发明的其它实施例的半导体发光器件的截面图。如图2中所示，包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜120在其中包括暴露发光表面110a的一部分的孔122。当使用可光图案化的膜时，可以使用包括曝光和显影的光刻来限定该孔，这将在下面详细描述。相比之下，当使用可印刷的膜时，可以使用丝网或模版印刷来限定该孔同时涂敷该可印刷的膜。

仍参考图2，接合焊盘130设置在孔122中的发光表面110a上。还如所示的，在本发明的一些实施例中，线接合140与发光表面110a相对地设置在接合焊盘130上。接合焊盘和线接合对本领域的技术人员来说是公知的并且在此不需要进一步描述。在被赋予本申请的受让人的2004年7月27日提交的题目为“Light Emitting DevicesHaving A Reflective Bond Pad And Methods Of Fabricating LightEmitting Devices Having Reflective Bond Pads”的申请序列号No.10/899,793中描述了接合焊盘和线接合的一个实例，在此并入其公开的全部内容作为参考。

因此，本发明的实施例可以允许在制作接合焊盘以及执行线接合之前将磷光体涂敷在半导体发光元件上。包含透明硅氧烷的可图案化的膜可以利用常规印刷或光刻技术被图案化，并且即使在暴露于被用来制作接合焊盘以及执行线接合的相对高的温度例如大约280℃或更高的温度时也可以保持透明。因此，根据本发明的一些实施例通过利用包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜涂敷半导体发光元件，可以在制作接合焊盘之前在半导体发光元件上设置具有期望厚度和期望特性的磷光体层。这可以允许在不使该半导体发光器件的工作特性明显退化的情况下产生接合焊盘和线接合。

图3是根据本发明的其它实施例的半导体发光器件的截面图。正如图3中所示，发光表面包括面110b和从该面110b延伸的至少一个侧壁110c。包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜120在面110b的至少一部分和侧壁110c的至少一部分之上。此外，还如图3中所示，在本发明的一些实施例中，包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜120在侧壁110c的至少一部分之上比在面110b的至少一部分上厚。由此可以提供较厚的侧壁涂层。

实际上，在一些实施例中，包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜在侧壁110c的至少一部分之上比在面110b的至少一部分上厚至少10％。因此，本发明的一些实施例可以提供包括锥形侧壁的涂有磷光体的发光器件，其中与发光元件的面110b相比在侧壁110c上的涂层可以更厚。这可以与常规发光器件形成鲜明对比，例如在CollinsIII等人的美国专利号No.6,642,652中所描述的，其中磷光体涂层的厚度变化小于或等于平均厚度的10％。由此可以根据本发明的这些实施例提供重涂敷的侧壁涂层。

图4是根据本发明的另外的实施例的半导体发光器件的截面图。如图4中所示，在发光表面110a和包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜120之间设置包含透明硅氧烷并且不含磷光体的可图案化的膜420。在一些实施例中，可以通过利用上述的Dow Corning牌的低应力可图案化的硅氧烷材料中的任何一种来提供该膜420，而不用在其中混合磷光体。然而，应当理解的是，可以使用其它透明的可图案化的材料并且可以在膜420中混合其它材料以提供光散射和/或其它特性。此外，对于膜120和420不必使用同样的透明的可图案化的硅材料。

图5是根据本发明的其它实施例的半导体发光器件的截面图。如图5中所示，例如通过以常规方式在晶片中形成多个半导体发光元件来单片集成第一半导体发光元件110和第二半导体发光元件110′。该第一半导体发光元件110包括第一发光表面110a并且第二半导体发光元件110′包括第二发光表面110a′。如图5中所示，包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜120设置在第一和第二发光表面110a、110a′的至少一部分上。

图6是根据本发明的另外的实施例的半导体发光器件的截面图。在图6中，第一和第二半导体发光元件110和110′安装在安装带610上。安装带610可以是常规的“蓝膜(blue tape)”，其常规地用来固定被切割的半导体发光元件。如图6中所示，包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜120分别在第一和第二发光表面110a和110a′的至少一部分上。此外，如图6中所示，在本发明的一些实施例中，例如通过在将半导体发光元件110、110′安装在安装带610上之后扩张该安装带610来使第一和第二发光元件110和110′在该安装带610上彼此间隔开，以在其间限定间隔620。包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜120延伸到在间隔开的第一和第二发光元件110、110′之间的间隔620上的安装带610上。

此外，还如图6中所示，在另外的实施例中，第一发光表面110a包括面对第二半导体发光元件110′的第一侧壁110c，并且第二发光表面110a′包括面对第一半导体发光元件110的第二侧壁110c′。包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜120延伸到第一和第二侧壁110c和110c′的至少一部分上。因此，在切割各个发光器件110、110′并且扩张安装带610之后，图6的一些实施例可以产生图3的实施例，其中涂层120在侧壁110c上比在面110b上厚。

本领域的技术人员应当理解的是，可以根据本发明的各个其它实施例以多种组合和子组合来提供图1-6的实施例。

现在将描述根据本发明的各种实施例的制造半导体发光器件的方法。例如，参考图1和7，可以通过在半导体发光元件110的发光表面110a的至少一部分上涂敷包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜120来制作半导体发光器件100，如在图7的块710所示的。在本发明的一些实施例中，其中包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜120是包含硅氧烷和磷光体的可印刷的膜，可以借助模版印刷或丝网印刷设备来执行在块710的涂敷。此外，在本发明的实施例中，其中包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜120是包含硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜，可以通过例如旋涂包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜来执行在块710的涂敷。

再次参考块710，根据本发明的其它实施例，在块710的在半导体发光元件的发光表面的至少一部分上涂敷包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜120之前，可以利用例如如在图4的420所示的包含透明硅氧烷并且不含磷光体的可图案化的膜涂敷发光表面的至少一部分。然后可以执行块710的涂敷。

参考图7的块720并且参考图2，如果使用透明的可光图案化的膜，则可以光图案化包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜120以在其中形成暴露发光表面110a的孔122。当使用包含透明硅氧烷和磷光体的可印刷的膜时，可以利用丝网或模版印刷本身来限定该孔122，并且不必执行块720的光图案化。还应当理解的是，如果在晶片级执行块710和720的操作，那么这些操作也可以被用来限定和提供用来切割晶片的切割迹道(dicing street)。

现在参考图7的块730并且再次参考图2，可以在孔122中的发光表面110a上形成接合焊盘130。最后，在块740，线接合140可以与发光表面110a相对地接合到接合焊盘130。

再次参考图7的块710并且参考图3和6，可以执行涂敷以便在面110a、1110a′的至少一部分以及侧壁110c、110c′的至少一部分上涂敷包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜120。如所示，例如，在图6中，这些实施例可以提供包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜120，其在侧壁110c、110c′的至少一部分上比在面110a、110a′的至少一部分上厚并且在一些实施例中要厚至少10％。

图8是示出根据本发明的各个实施例的用来光图案化的操作的流程图，在使用透明可光图案化的膜时其可以对应于图7的块720。具体地说，参考图8，在块810，选择性地曝光包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜120以限定孔，例如图2的孔122。然后，在块820，已经曝光的包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜被显影(漂洗)以形成孔122。可以如以上引用的“Information About DowBrand Low-Stress Patternable Silicone Materials”中所述的那样或利用其它的常规技术进行曝光和显影。再次参考图8，在块830，测量发光器件的光发射并且确定测量的发光器件是否符合至少一个预定参数，例如期望的发射频谱。如果符合，则结束光图案化。如果不符合，则再次在块820显影(漂洗)包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜以扩大该孔。

包括块830的本发明的实施例可以由以下认识产生：单个显影步骤不能完全显影(冲洗掉)包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜的未被图案化的部分。因此，如果光发射谱不符合要求，则可以通过执行第二或随后的显影来除去该膜的可控的附加量，包括其中的磷光体。因此，可以“修整”各个半导体发光器件以满足期望的光发射参数。

在切割之前或之后，可以在单个的半导体发光器件上或在多个半导体发光器件上执行图7和8的操作。例如，可以根据图7的块710的实施例通过在被单片集成的多个半导体发光元件的发光表面的至少一部分上涂敷包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜120来制作图5的实施例。因此，在一些实施例中，可以在切割以前的晶片阶段执行图7的涂敷和/或其它操作。

图9是根据本发明的其它实施例可以被执行用于涂敷的其它操作的流程图，其可以对应于图7的块710。这些实施例也可以对应于图6的器件。

具体地说，参考图9，在块910，多个半导体发光器件被安装在安装带610例如常规的“蓝膜”上。这些器件可以是来自晶片的被单一化(singulated)的器件，或者晶片可以在安装在安装带610上之后被单一化。可选地，如块920中所示，如果期望厚涂敷器件的侧壁，则可以扩张安装带610以间隔开这些器件。在其它实施例中，可以以间隔开的关系将这些器件放置在安装带610上。在另外的实施例中，可以涂敷侧壁而不需要间隔开这些器件。

然后，在块930，在安装在安装带610上的该多个半导体发光元件110、110′的发光表面110a、110a′的至少一部分上形成包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜120。在块930的一些实施例中，还在相邻半导体发光器件110、110′之间的间隔620中的安装带610上涂敷包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜120，如图6中所示。此外，在另外的实施例中还利用包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜120涂敷侧壁110c、110c′的至少一部分。

以上结合图1-9描述的本发明的实施例已经描述了包含透明硅氧烷和磷光体的单个可图案化的膜。然而，这些实施例中的任何一个也可以采用两个或更多的包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜。因此，在本发明的一些实施例中，在半导体发光元件的发光表面的至少一部分上设置或涂敷包含透明硅氧烷和第一磷光体的第一可图案化的膜。然后与发光表面相对地在包含透明硅氧烷和第一磷光体的第一可图案化的膜上设置或涂敷包含透明硅氧烷和第二磷光体的第二可图案化的膜。也可以设置三个或更多层的包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜。

在这些复合层的两个或更多个中的磷光体可以相同或者可以不同。因此，例如，可以通过提供包含透明硅氧烷和绿色磷光体的第一可图案化的膜、以及在包含透明硅氧烷和绿色磷光体的第一可图案化的膜上提供包含透明硅氧烷和红色磷光体的第二可图案化的膜来提供蓝色半导体发光器件。在其它实施例中，可以给紫外线半导体发光元件提供分别包括透明硅氧烷和红色、绿色和蓝色磷光体的单独的可图案化的膜。

此外，在一些实施例中，由于竞争吸收和发射过程，可以期望发光表面在较低能量(发射)的磷光体之前激发较高能量(发射)的磷光体。因此，在本发明的一些实施例中，可以给蓝色半导体发光元件提供包含透明硅氧烷和绿色磷光体的第一可图案化的膜与包含透明硅氧烷和红色磷光体的第二可图案化的膜，以便从发光表面发射的蓝光首先和绿色磷光体相互作用并且然后与红色磷光体相互作用。可以在形成上覆的可图案化的膜之前在下面的可图案化的膜上实施单独的固化和显影工艺。可替换地，可以实施共同的固化和显影工艺。

现在将提供本发明的各种实施例的另外的讨论。具体地说，本发明的一些实施例允许包括透明硅氧烷的可图案化的膜用来增加磷光体到发光元件。可光图案化的材料正如光致抗蚀剂材料那样可以利用紫外线光来图案化并且表现为负性可图案化的材料，其中在显影期间没有曝光的区域稍后被冲洗掉。因此，如果磷光体例如YAG:Ce与这种类型的硅氧烷材料相混合，并且选择了合适的UV光的波长以便例如提供低的磷光体的吸收和低反射，则具有蓝色LED和黄色涂层的垂直LED结构的形成可以提供“白色”LED。另外，为了更好的现色性可以使用多个磷光体。应当理解的是，这里所使用的“垂直”意味着与半导体发光元件110、110′的面110a、110a′正交的大体方向。

在本发明的一些实施例中，在半导体发光元件上包括磷光体的涂层可以提供更好的相关色温(CCT)控制并且可以允许封装者通过利用白光芯片制作白光器件，其与在封装芯片时在封装中放入磷光体小滴(glob)相反。

此外，正如以上结合图8所描述的，包含透明硅氧烷的可光图案化的膜120在显影图案时可能具有弱选择性，因为被曝光的区域的一些也可以被冲洗掉。在本发明的一些实施例中这可以被认为是另一期望的特征。具体地说，如果提供太多的涂层使得没有得到期望的光学特性，则实际上这种弱选择性可以被用来侵蚀掉额外的材料以匹配期望的色点。可以在晶片级和/或在管芯级实施该侵蚀。此外，如上所述，根据晶片/芯片几何形状，可以在晶片级和/或在蓝膜上切割之后实施涂敷。

因此，本发明的一些实施例可以允许半导体发光器件的制造者在涂敷发光晶片或芯片的其余部分时打开线接合位置，以便可以利用垂直的几何形状。也可以利用可图案化的材料作为焊料掩模，因为它适合管芯附着所需的温度界限。而且，由于显影性质的弱选择性(即在显影液中应当不可溶的材料的侵蚀)，该特征可以被用来调准色点。

最后，如上所述，可以在晶片级、在探测和测试之后的晶片级和/或在扩张的带级实施根据本发明的实施例的涂敷操作。在晶片级，可以涂敷、初始固化、曝光和显影晶片以打开接合焊盘和可选地切割迹道。然后可以实施可选的最后固化，其后是晶片探测、切割、分拣和封装。此外，如果没有在晶片级实施最后的固化，则可以切割、拾取和测试晶片，并且可以选择性地除去材料以调整色点，其结合图8被描述。然后可以在管芯级实施最后的固化，其后是分拣和封装。在扩张的带级，可以在切割之后实施局部扩张，在其后可以实施涂敷、固化、曝光和显影，之后是如已经描述的拾取、测试和分拣。

在附图和说明书中，已经公开了本发明的实施例，并且尽管采用了特定术语，但是它们仅是一般和描述意义上的使用并且不是为了限制的目的，本发明的范围在下面的权利要求中被阐明。

Claims (28)

1.一种半导体发光器件，包括：

包括发光表面的半导体发光元件；和

在发光表面的至少一部分上的包括透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜；

其中发光表面包括面和从所述面倾斜延伸的倾斜侧壁，并且其中包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜在所述面和所述倾斜侧壁上；以及

其中包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜在所述倾斜侧壁上比在所述面上厚。

2.根据权利要求1的半导体发光器件，其中包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜在其中包括暴露发光表面的一部分的孔，并且其中半导体发光器件进一步包括在所述孔中的发光表面的被暴露的部分上的接合焊盘。

3.根据权利要求2的半导体发光器件，进一步包括在接合焊盘上与发光表面相对的线接合。

4.根据权利要求1的半导体发光器件，其中包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜在所述倾斜侧壁上比在所述面上厚至少10％。

5.根据权利要求1的半导体发光器件，其中所述磷光体被配置以变换从发光表面发射的至少一些光，使得从半导体发光器件发出的光表现为白光。

6.根据权利要求1的半导体发光器件，进一步包括：

在发光表面和包含硅氧烷和磷光体的透明的可图案化的膜之间的包含透明硅氧烷并且不含磷光体的可图案化的膜。

7.根据权利要求1的半导体发光器件，其中半导体发光元件包括第一半导体发光元件并且其中发光表面包括第一发光表面，半导体发光器件进一步包括：

与第一半导体发光元件单片集成并且包括第二发光表面的第二半导体发光元件；以及

其中包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜在第一和第二发光表面的至少一部分上。

8.根据权利要求1的半导体发光器件，其中半导体发光元件包括第一半导体发光元件并且其中发光表面包括第一发光表面，半导体发光器件进一步包括：

包括第二发光表面的第二半导体发光元件；以及

安装带；

其中第一和第二半导体发光元件在安装带上并且彼此间隔开；以及

其中包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜在第一和第二发光表面的至少一部分上。

9.根据权利要求8的半导体发光器件，其中包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜延伸到被间隔开的第一和第二半导体发光元件之间的安装带上。

10.根据权利要求9的半导体发光器件，其中第一发光表面包括面对第二半导体发光元件的第一倾斜侧壁，其中第二发光表面包括面对第一半导体发光元件的第二倾斜侧壁并且其中包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜还延伸到第一和第二倾斜侧壁上。

11.根据权利要求1的半导体发光器件，其中包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜包括包含硅氧烷和磷光体的透明的可光图案化的膜。

12.根据权利要求1的半导体发光器件，其中包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜包括包含透明硅氧烷和磷光体的可印刷的膜。

13.根据权利要求1的半导体发光器件，其中包含透明硅氧烷和磷光体的可图案化的膜是包含透明硅氧烷和第一磷光体的第一可图案化的膜，所述器件进一步包括：

与发光表面相对地在包含透明硅氧烷和第一磷光体的第一可图案化的膜上的包含透明硅氧烷和第二磷光体的第二可图案化的膜。

14.根据权利要求13的半导体发光器件，其中第一磷光体包括绿色磷光体并且第二磷光体包括红色磷光体。

15.一种制造半导体发光器件的方法，包括：

在半导体发光元件的发光表面上涂敷包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜；以及

光图案化包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜以在其中形成暴露发光表面的一部分的孔；

其中所述发光表面包括面和从所述面倾斜延伸的倾斜侧壁，

其中涂敷包括在所述面和所述倾斜侧壁上涂敷包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜，并且在所述倾斜侧壁上涂敷比在所述面上厚的包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜，

其中光图案化包括：

选择性地曝光包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜以限定所述孔；

显影已经被曝光的包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜以形成所述孔；以及

再次显影已经被显影的包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜以扩大所述孔。

16.根据权利要求15的方法，进一步包括：

在所述孔中的发光表面的被暴露的部分上形成接合焊盘。

17.根据权利要求15的方法，进一步包括：

将线与发光表面相对地接合到接合焊盘。

18.根据权利要求15的方法，其中涂敷包括在所述倾斜侧壁上涂敷比在所述面上厚至少10％的包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜。

19.根据权利要求15的方法，其中所述磷光体被配置以变换从发光表面发射的至少一些光，使得从半导体发光器件发出的光表现为白光。

20.根据权利要求15的方法，其中在显影和再次显影之间执行下述步骤：

测量发光器件的光发射；以及

其中如果被测量的发光器件的光发射不符合至少一个预定参数则执行再次显影。

21.根据权利要求20的方法，其中所述至少一个预定参数包括发射频谱。

22.根据权利要求15的方法，其中在涂敷之前：

在发光表面上涂敷包含透明硅氧烷并且不含磷光体的可图案化的膜。

23.根据权利要求15的方法，其中涂敷包括：

在被单片集成的多个半导体发光元件的发光表面上涂敷包含硅氧烷和磷光体的透明的可光图案化的膜。

24.根据权利要求15的方法，其中包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜是包含透明硅氧烷和第一磷光体的第一可光图案化的膜，所述方法进一步包括：

在包含透明硅氧烷和第一磷光体的第一可光图案化的膜上涂敷包含透明硅氧烷和第二磷光体的第二可光图案化的膜。

25.根据权利要求24的方法，其中第一磷光体包括绿色磷光体并且第二磷光体包括红色磷光体。

26.根据权利要求15的方法：

其中在涂敷之前在安装带上安装包括相应的发光表面的多个半导体发光元件；以及

其中涂敷包括在被安装在安装带上的多个半导体发光元件的发光表面上涂敷包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜。

27.根据权利要求26的方法：

其中在安装和涂敷之间执行下述步骤：

扩张安装带以限定相邻半导体发光元件之间的间隔；以及

其中涂敷包括在被安装在安装带上的多个半导体发光元件的发光表面上以及在相邻半导体发光元件之间的间隔上涂敷包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜。

28.根据权利要求27的方法，其中半导体发光元件的发光表面包括倾斜侧壁并且其中涂敷包括：

在被安装在安装带上的多个半导体发光元件的发光表面上以及在相邻半导体发光元件之间的间隔上涂敷包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜以便利用包含透明硅氧烷和磷光体的可光图案化的膜涂敷半导体发光元件的倾斜侧壁。

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