[发明专利]可照射出特定平面几何图形光斑LED芯片的制备方法及结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体发光器件及其制备方法，尤其是涉及一照射出特定平面几何图形光斑的LED芯片的制备方法及结构。

背景技术

发光二极管（LED）发展至今，已在各种照明领域得到广泛应用，且逐渐走向智能化和多样化发展。近年来， LED照明的光品质被提出更高的要求，尤其在移动照明、娱乐照明等领域，LED芯片照射光斑存在多样化需求。例如，移动照明中的标准圆形光斑、娱乐照明中具有特殊形状或包含各种文字的光斑等。目前，获得以上特定需求的光斑通常在封装或灯具制造过程中进行设计，由于多数LED芯片的发光面为方形，这为特定需求光斑的设计带来不便，且增加了封装及灯具制造的成本，更重要的是通过封装或灯具设计所照射的特定需求光斑的品质不高，均匀性较差。若LED芯片直接能够照射出所需求的光斑形状，避免在封装和灯具制造过程中进行二次设计，不仅能够降低成本，而且能够提高光斑的品质，在特定的照明领域中LED的需求量将会得到提高， LED的应用领域得到拓展。

根据芯片结构，LED芯片可以分为三大类，分别是传统的正装结构的LED芯片、倒装结构的LED芯片和垂直结构的LED芯片。传统型的正装LED芯片，p电极和n电极在LED薄膜的同侧且位于出光面，光经透明衬底从四周出射，加正面共为五面出光，这样，出光在空间上的分布不均匀(光斑不好)，电极挡光，且位于出光面，导致法向方向的光强比较弱，主要依靠侧面出光。倒装结构的LED芯片，出光面为背面（故相对正装结构，其称之为倒装），p电极和n电极仍位于同侧且直接与基板(热沉)相连，避免了正装结构中电极挡光且位于出光面导致法向光强弱的缺点，但同样为五面出光，发出的光线需全部透过衬底出射，出光在空间上的分布仍不均匀。正装结构和倒装结构的芯片至少有五个发光面，光线在空间立体角的分布不均匀，需要在封装流程增加扩散膜和透镜才能获得近朗伯分布的光斑。垂直结构的LED芯片为薄膜芯片，即需要将LED薄膜从生长衬底上剥离并转移至具有较好导电导热能力的基板上，芯片的p电极和n电极位于薄膜两侧，故称之为垂直结构。垂直结构的薄膜芯片只有正面出光（单一方向），出光在空间立体角的分布呈近朗伯图形，光斑好。

综上所述，具有垂直结构的LED芯片具有单面出光的特点，若通过在芯片端设计能够照射出各种形状光斑的结构，照射出的光斑具有更高的品质且能够节省LED封装制造端的设计制造环节和批量生产的成本，而又不增加LED芯片制造的成本。举例说明，LED芯片的形状仍然为方形，可以通过设计LED 芯片内各功能层的结构，将发光面设计成圆形、方形、三角形、五角星等形状，或发光面包含有“福”、“禄”、“寿”、“财”或“人名”等特定文字，这样的芯片，在特定的细分市场将会有较为广泛的应用前景。

发明内容

针对上述具有垂直结构的LED芯片的特点以及对其光斑的特定需求，本发明的第一个目的是提供一种照射出特定平面几何图形光斑的LED芯片的制备方法，用于解决当前制备的方形LED芯片难以直接照射出应用领域所需求的具有特殊形状的光斑。

本发明的第二个目的是提供一种照射出特定平面几何图形光斑的LED芯片的结构，用于解决当前方形LED芯片结构难以直接照射出应用领域所需求的具有特殊形状的光斑。

本发明的第一个目的是这样实现的：

一种照射出特定平面几何图形光斑的LED芯片的制备方法，包括以下步骤：

（1）、提供衬底，在所述衬底上形成LED薄膜，包括缓冲层、n型层、发光层和p型层；

（2）、在所述的LED薄膜上依次形成互补电极层、反射金属接触层、粘结保护层；

（3）、提供支撑基板，在所述支撑基板的正面依次形成基板正面保护层、键合层，在所述支撑基板的反面依次形成基板反面保护层、接触层；

（4）、采用晶圆热压键合方法，通过键合层和粘结保护层将所述LED薄膜与基板绑定在一起；

（5）、去除所述衬底；

（6）、制成垂直结构的LED芯片，包括n型层表面粗化、去边形成切割道、钝化、n电极。

其中，所述步骤（2）的互补电极层的形状为圆形、方形、三角形、五角星等平面几何图形结构，或互补电极层的图形结构包含有“福”、“禄”、“寿”、“财”，“人名”、“地名”、“单位名称”等文字形状。

其中，所述步骤（6）的n电极的形状为特定平面几何图形结构。优选地，n电极的形状与所述步骤(2)的互补电极层的形状形成互补，或根据LED薄膜芯片的电流扩展进行图形设计。