[发明专利]一种衬底图形化的倒装LED芯片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体发光器件及其制备方法，尤其是蓝宝石衬底图形化的LED芯片及其制备方法。 

背景技术

目前大功率高亮度LED已成为LED行业发展的重点，广泛应用于室内外照明。考虑到传统的正装蓝宝石衬底大功率芯片P-GaN层电导率不高，需要在P型层上表面沉积一层半透明的Ni/Au导电层使电流更加均匀分布，该电流扩散层会吸收一部分光而降低光效，同时蓝宝石热导系数低则导致芯片热阻高。为克服上述不足，提出了倒装芯片。这样有源区发出的光线经透明的蓝宝石衬底取出，消除了电流扩散层和电极对光的吸收，并且其中向下的部分经反射层反射之后向上射出，大大提高了光效。同时热量通过电极直接传导到基板上，导热性能良好。 

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是：提供一种改善出光效率的发光二极管倒装芯片结构，该结构用于提高芯片的光效。 

本发明要解决的第二个技术问题是：提供一种改善出光效率的发光二极管倒装芯片的制备方法，该方法用于提高芯片的光效。 

为了解决上述第一个技术问题，本发明提出一种改善出光效率的发光二极管倒装芯片结构，包括用于出光的蓝宝石衬底，在所述蓝宝石衬底上形成的InGaAlN多层结构，所述蓝宝石衬底表面进行了图形化刻蚀。 

优选地：所述InGaAlN多层结构包括N型GaN层、有源层和P型GaN层，在所述P型GaN层上形成的反射层，在反射层表面部分区域刻蚀至暴露出N型GaN层形成的N电极孔，在反射层表面的部分区域和N电极孔的侧壁形成的钝化层，在N电极孔内沉积金属并将多个N电极孔连接起来形成的N电极，在未被钝化层覆盖的反射层上形成的P电极，所述钝化层将N电极与P电极隔开 

优选地：所述蓝宝石衬底的厚度为100μm～200μm。

优选地：所述图形化的蓝宝石衬底的图形形状为三棱锥行、倒圆锥形或半球形等任意常见的规则形状。 

为了解决上述第二个技术问题，本发明提出了一种改善出光效率的发光二极管倒装芯片的制备方法，包括以下步骤：在蓝宝石衬底上制备InGaAlN多层结构；对蓝宝石衬底背面进行减薄和抛光处理；对蓝宝石衬底背面之外的面用涂胶、金属或半导体金属氧化物进行保护；在减薄和抛光处理后的蓝宝石衬底上涂光刻胶，进行光刻处理；将光刻处理后的蓝宝石衬底进行图形化刻蚀；去除光刻胶；去除蓝宝石衬底背面之外的面的保护层。 

优选地：所述InGaAlN多层结构包括N型GaN层、有源层和P型GaN层，在所述P型GaN层上形成的反射层，在反射层表面部分区域刻蚀至暴露出N型GaN层形成的N电极孔，在反射层表面的部分区域和N电极孔的侧壁形成的钝化层，在N电极孔内沉积金属并将多个N电极孔连接起来形成的N电极，在未被钝化层覆盖的反射层上形成的P电极，所述钝化层将N电极与P电极隔开。 

优选地：所述蓝宝石衬底被减薄抛光到100μm～200μm。 

优选地：所述蓝宝石衬底图形化刻蚀方法为干法刻蚀。 

优选地：所述蓝宝石衬底图形化刻蚀方法为湿法刻蚀。 

优选地：所述图形化过程在整个晶圆片或者单个管芯上进行。 

优选地：所述刻蚀的图形可以是三棱锥行、倒圆锥形或半球形等任意常见的规则形状。 

本发明的有益效果如下： 

相比现有技术，本发明由于对倒装芯片的蓝宝石衬底进行了图形化处理，降低了芯片内光线的全反射效应，促使更多的光从芯片内透射出来，等效于增加了芯片出光面积，从而大大提高了芯片的发光效率。

附图说明

    图1为本发明蓝宝石衬底图形化的一种形状俯视图。 

图2为本发明蓝宝石衬底图形化的另一种形状俯视图。 

图3为本发明蓝宝石衬底图形化的另一种形状俯视图。 

图4和图5为本发明第一个实施例的制造过程的示意图。 

图6和图7为本发明第二个实施例的制造过程的示意图。 

具体实施方式

本发明提出一种倒装LED芯片结构，包括用于出光的图形化了的蓝宝石衬底，在所述蓝宝石衬底上形成的InGaAlN多层结构，所述蓝宝石衬底图形化的形状可以为图1所示的三棱锥行、图2所示的倒圆锥形、图3所示的半球形等任意常见的规则形状。 

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。