[发明专利]一种倒装LED芯片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED制造技术领域，尤其涉及一种倒装LED芯片及其制造方法。

背景技术

发光二极管（LED，Light Emitting Diode）是一种半导体固体发光器件，其利用半导体PN结作为发光结构，可以将电转换为光。当半导体PN结的两端加上正向电压后，注入PN结中的电子和空穴发生复合，将过剩的能量以光子的形式释放出来。LED具有寿命长、功耗低的优点，随着技术的日渐成熟，LED的运用领域也越来越多元化，对LED芯片的功率和亮度的要求也越来越高，对LED芯片的尺寸也有了进一步需求。

传统的正装结构的LED芯片结构P电极和N电极和发光区设置在同一侧，发光区射出的光部分将被电极和键合引线所吸收或遮挡，从而降低芯片的出光效率。同时这种结构结的热量通过衬底导出去，导热路径较长，并且衬底的热导系数比金属低，因此，这种正装结构的LED芯片热阻很大。总而言之，正装结构的LED芯片在功率、出光效率和热性能等方面并不能达到较优的效果。

因此，目前一般使用倒装芯片的技术来解决电流扩散层和电极对出光效率的影响。倒装芯片的实质是在传统工艺的基础上，将芯片的发光区与电极不设计在同一个面，将电极区面朝向基板进行贴装。由于倒装LED芯片的电极不在出光面上，因而减小了电极及引线对出射光的吸收，同时由于倒装芯片最终贴装在基板上，基板由散热更好的材质制成，能大大减小热效应的影响。

然而，由于倒装LED芯片的出光面为衬底，衬底的折射率往往较大，因此部分光在出射时会在衬底和空气界面上发生全反射，使得光出射率受到限制，影响倒装LED的工作效率。

发明内容

本发明提供一种倒装LED芯片及其制造方法，用以解决倒装LED芯片部分光在衬底和空气界面上发生全反射影响光出射率的问题，以提高LED的工作效率。

为解决以上问题，本发明提供一种倒装LED芯片的制造方法，包括：

提供衬底；

在所述衬底的正面形成倒装LED结构；

刻蚀所述衬底的背面以形成图形化衬底；

对所述图形化衬底进行粗化工艺，以使所述图形化衬底的背面为粗糙表面。

可选的，对所述图形化衬底进行粗化工艺的步骤包括：

在所述图形化衬底的背面形成金属层；

对所述金属层进行退火工艺，形成图形化的金属层；

以所述图形化的金属层为掩膜，对所述图形化衬底进行刻蚀工艺，以使所述图形化衬底的背面为粗糙表面；

去除所述图形化的金属层。

可选的，所述金属层的材质为Ag、Ti或Ni。

可选的，所述金属层的厚度为100nm-10000nm。

可选的，对所述金属层进行退火工艺是在N2、O2或空气氛围中进行的，退火工艺的温度为400℃-700℃。

可选的，对所述图形化衬底进行的刻蚀工艺为ICP刻蚀工艺。

可选的，在所述衬底的正面形成倒装LED结构的步骤包括：

在所述衬底上依次形成N型半导体层、多量子阱有源层和P型半导体层；

刻蚀所述N型半导体层、多量子阱有源层和P型半导体层，以形成暴露出所述N型半导体层的开口；

在所述开口中形成N型电极层，在所述P型半导体层上形成P型反射电极层；

在所述N型电极层和P型反射电极层部分表面形成绝缘层。

可选的，在所述衬底的正面形成倒装LED结构之后，刻蚀所述衬底的背面以形成图形化衬底之前，还包括对所述衬底进行减薄的步骤。

本发明的另一面提供一种倒装LED芯片，包括图形化衬底以及形成于所述图形化衬底正面的倒装LED结构，所述图形化衬底的背面为粗糙表面。

可选的，所述倒装LED结构包括：

依次形成于所述图形化衬底正面的N型半导体层、多量子阱有源层和P型半导体层；

形成于多量子阱有源层和P型半导体层中的暴露出所述N型半导体层的开口；

形成于所述开口中的N型电极层，形成于所述P型半导体层上的P型反射电极层；以及、

形成于所述N型电极层和P型反射电极层部分表面的绝缘层。

可选的，所述图形化衬底的图形均匀排布在所述图形化衬底的背面。

可选的，所述图形化衬底的材质为蓝宝石。