[发明专利]一种薄膜倒装光子晶体LED芯片及其制造方法

权利要求书

1.一种薄膜倒装光子晶体LED芯片，其特征在于，包括：一个基板，基板之上设有薄膜倒装的LED芯片，基板和薄膜倒装的LED芯片之间通过焊料连接；所述基板包括散热基座和在其上设有的彼此独立的金属层I、II，所述薄膜倒装的LED芯片是，在包含有光子晶体结构的N型半导体层下表面上的一个区域，自上向下依次设有发光层、P型半导体层、金属反射层、P型欧姆接触电极，所述P型欧姆接触电极与金属层I连接；在下表面上的另一个区域，设有N型欧姆接触电极、所述N型欧姆接触电极与金属层II连接。

2.如权利要求1所述的薄膜倒装光子晶体LED芯片，其特征在于，所述N型半导体层上的光子晶体结构包括周期结构光子晶体和/或非周期结构准光子晶体结构；所述光子晶体的几何参数：纳米孔的尺寸100-200nm，晶格常数300-700nm，光子晶体的高度50nm-150nm。

3.如权利要求1所述的薄膜倒装光子晶体LED芯片，其特征在于，所述基板中包括散热基座，其材料为陶瓷、铝、硅、铬、铜、铜合金中的一种。

4.如权利要求1所述的薄膜倒装光子晶体LED芯片，其特征在于，所述P型欧姆接触电极为Ti/Au、Ni/Au或Cr/Au的任意一种，厚度100nm-400nm；N型欧姆接触电极为Ti/Al、Ti/Au、Cr/Au或Ti/AI/Ti/Au的任意一种，厚度100-400nm；所述金属反射层为Al、Ag中的任意一种。

5.如权利要求1所述的薄膜倒装光子晶体LED芯片，其特征在于，所述发光层包括多层量子阱结构、双异质结结构、多层量子点结构或多层量子线，其厚度是50mm-200nm。

6.一种薄膜倒装光子晶体LED芯片制造方法，其特征在于，包括如下工艺步骤：

(1)具有光子晶体结构图形化衬底的制造；

(2)外延片制造；

(3)LED芯片的制造；

(4)基板的制造；

(5)LED芯片与散热基板的倒装焊接；

(6)剥离LED芯片上的图形化衬底。

7.如权利要求6所述的一种薄膜倒装光子晶体LED芯片制造方法，其特征在于，所述具有光子晶体结构图形化衬底的制造方法：

A)首先，在衬底上沉积氮化硅、二氧化硅、镍中的一种作为硬掩模层；

B)随后，采用纳米压印、激光干涉光刻纳米制造技术在硬掩模层之上的抗蚀剂上生成纳米孔或者纳米柱光子晶体结构；

C)接着，以图形化后的抗蚀剂为掩模层，采用感应耦合等离子体刻蚀工艺，即ICP，将抗蚀剂上的图形转移到硬的掩模层；

D)然后以硬的掩模层为掩模，采用ICP将纳米图形转移到衬底之上；

E)最后，去除抗蚀剂和硬的掩模层，并清洗衬底，去除衬底表面的污物和氧化物，制造出包含光子晶体结构图形化衬底。

8.如权利要求6所述的一种薄膜倒装光子晶体LED芯片制造方法，其特征在于，所述LED芯片的制造方法：

a)首先采用光刻、刻蚀、电子束蒸发的方法制造N型欧姆接触电极；

b)随后，在P型半导体层上沉积50-150nm的金属反射层；

c)最后，采用电子束蒸发的方法在金属反射层之上制作出P型欧姆接触电极。

9.如权利要求6所述的一种薄膜倒装光子晶体LED芯片制造方法，其特征在于，所述剥离LED芯片上的图形化衬底的方法：采用激光剥离工艺、化学去除或者机械研磨的一种方法去除LED芯片上的图形化衬底。

10.如权利要求6所述的一种薄膜倒装光子晶体LED芯片制造方法，其特征在于，所述LED芯片与散热基板的倒装焊接采用共晶键合或熔融键合。