[发明专利]一种倒装结构的LED芯片

说明书

技术领域

本发明涉及半导体光电芯片制造技术领域，尤其是一种倒装结构的LED芯片。

背景技术

一般在蓝宝石衬底上制作的蓝、绿或紫光LED芯片的发光面为外 延材料的生长表面，即P型表面。在LED的封装过程中，都把蓝宝石 衬底面直接固定在散热板上。在LED的工作过程中，其发光区——有 源区是器件发热的根源。由于蓝宝石衬底本身是一种绝缘体材料，且导热性能和GaN材料比较差，所以对这种正装的LED器件其工作电流 都有一定的限制，以确保LED的发光效率和工作寿命。为改善器件的 散热性能，人们设计了一种LED芯片结构，即倒装结构的LED芯片。

由于LED芯片设计的局限性，封装良率一直很低，现有的LED所发射的光的发散角比较大，不能出射较为集中的光。现在的LED芯片的有源区比较小，发光效率不高。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够将发出的光聚集起来，增强发光效率，同时设置多个P-CaN和N-CaN，扩大有源区的面积，提高发光效率的一种倒装结构的LED芯片。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一种倒装结构的LED芯片，包括芯片和支架，所述芯片从上到下依次包括：蓝宝石层、P型半导体层、N型半导体层、反射层、电极、金属凸点和支架；所述蓝宝石层与P型半导体层和N型半导体层接触，其特征在于：所述N型半导体层和P型半导体层相互交替放置，所述反射层设置于N型半导体层和P型半导体层之下，包括金属反射层和曲面聚光装置，金属反射层覆盖于曲面聚光装置上，反射层下对应N型半导体层和P型半导体层设置有P极和N极，P极通过金属凸点与支架连接，N极通过金属凸点与支架连接；所述支架为硅片。

由于以上结构，设置了相互交替的N型半导体层和P型半导体层，可以增大P极与N极之间的接触面积，从而扩大发光区的面积，增强发光效率；在芯片中还设置了带有金属反射层和曲面聚光装置的发射层，可以将照射到反射层的光进行聚集然后发出，提高了发光效率。

本发明一种倒装结构的LED芯片，所述P型半导体层之间设置有N型半导体层，每个P型半导体层连接一个P极；所述N形半导体层之间设置有P型半导体，每个N型半导体层连接一个N极。

本发明一种倒装结构的LED芯片，所述P型半导体为P-CaN,所述N型半导体为N-CaN。

一种具有倒装结构的LED芯片的制备方法，包括：

步骤一：将蓝宝石进行感应耦合离子刻蚀，得到背面图形化的蓝宝石衬底；

步骤二：在蓝宝石衬底上通过MOCVD生长外延层，分别为N型GaN和P型GaN；

步骤三：在外延层上制作反射层，在导电反射层上面制作金属保护层，在金属保护层表面制作SiO2绝缘层；

步骤四:通过真空镀膜方法蒸镀金属，制作N电极和P电极:

步骤五:将蓝宝石研磨减薄，切割裂片成独立的芯粒，将芯粒焊接在支架上。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、有源区面积增大。设置了相互交替的N型半导体层和P型半导体层，可以增大P极与N极之间的接触面积，从而扩大发光区的面积，增强发光效率。

2、有强度较大的出射光。在芯片中还设置了带有金属反射层和曲面聚光装置的发射层，可以将照射到反射层的光进行聚集然后发出，提高了发光效率。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明倒装结构的LED芯片示意图。

图中标记，1为蓝宝石层，2为P型半导体层，3为反射层，4为P极，5为支架，6为金属凸点，7为N极，8为N型半导体层。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。