[发明专利]一种带有衬底聚光反射镜的LED芯片及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED芯片及其制作方法，具体的说涉及一种带有衬底聚光反射镜的LED芯片及其制作方法，属于LED芯片制造及LED照明领域。

背景技术

近几年随着世界范围内的节能环保概念兴起，LED芯片技术得到迅猛发展，氮化物半导体LED芯片发光效率提高很快，以蓝光LED芯片作为激发源的白光LED单灯光源效率已达到130流明/瓦以上，远远超过了普通节能灯的光效，LED技术已开始全面进入通用照明市场。随着LED应用范围的进一步扩大，对LED器件发光效率的要求也越来越高。

如附图1所示，现有的蓝光LED芯片结构包括衬底1，所述衬底1由Al₂O₃晶体材质的蓝宝石、SiC、Si或GaN晶体材料构成，GaN半导体缓冲层2，n型Al_xIn_yGa_1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1)材料的半导体结构3，GaN/In_yGa_1-yN(0≤y≤1)量子阱结构的光发射结构4及p型Al_xIn_yGa_1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1)材料的半导体结构5，其中衬底1的厚度为20-450微米，n型半导体结构3可以由一层Al_xIn_yGa_1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1)材料层或多层不同组份的Al_xIn_yGa_1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1)材料层构成，光发射结构4可以由一对或多对量子阱结构成，p型的半导体结构5可以由一层Al_xIn_yGa_1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1)材料层或多层不同组份的Al_xIn_yGa_1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1)材料层构成，p型的半导体结构5、光发射结构4和n型的半导体结构3的总共厚度为1～10微米。

LED芯片中发光结构4中所发出的光在芯片各个方向上，包括LED芯片的表面、底面和侧面，其中射向芯片上表面6和芯片下表面7的出射光占了整体发光的75％以上。由于目前的LED芯片制造、封装技术中所采用的方式都是将LED芯片平行封装在封装平台上。

如附图2所示，芯片的下表面7与封装平台10的表面贴合，因而在这种情况下，射向芯片衬底下表面7与封装平台10交界面的光将无法获得有效地利用而造成光损失。为有效利用LED光发射结构4的出射光，目前常用方法是在衬底的下表面7制作一层高反射率的反射镜将射向衬底下表面7的出射光反射到别的方向，其中大部分的反射光是回到芯片上表面6出射，但是由于全反射角的限制，这一部分光中只有在全反射角内的部分才能够从LED中真正出射。

因而如果我们能够将从LED芯片下表面7反射的光尽可能的汇聚到此全反射角内，就能够使得芯片的出光效率获得极大的提升，所以问题就归结到了如何汇聚LED芯片下表面7的反射光，这就促进了本发明的提出。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种带有衬底聚光反射镜的LED芯片，能够最有效的汇聚LED衬底下表面的反射光，使这些反射光汇聚到LED上表面的全反射角内，从而最大限度的提升芯片的出光效率。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种带有衬底聚光反射镜的LED芯片，包括芯片上表面和芯片下表面，所述芯片下表面上设有具有对入射光反射后起到会聚作用的聚光反射镜阵列。

以下是本发明对上述方案的进一步改进：

所述聚光反射镜阵列包括若干个同一类型的聚光反射镜。

进一步改进：

所述聚光反射镜阵列为矩形阵列。

进一步改进：

所述聚光反射镜的横向截面为矩形、纵向剖面为倒梯型。

所述聚光反射镜阵列包括若干个纵横交错的切割道，相邻交叉的切割道之间形成聚光反射镜。

进一步改进：

所述切割道的间距为0.06～0.4mm×0.06～0.4mm，切割道深度为5～30μm。

另一种改进：

所述聚光反射镜的横向截面为圆形、纵向剖面为倒梯型。

进一步改进：

所述聚光反射镜位于芯片下表面上的直径为50μm，其深度为10μm，相邻的聚光反射镜之间的间距为50μm。

另一种改进：