[发明专利]一种倒装LED芯片结构及其制作方法

权利要求书

1.一种倒装LED芯片，其特征在于：包括，三维图形结构、蓝宝石衬底、半导体材料层、N电极、接触反射层、绝缘隔离层、P电极和焊接电极；所述半导体材料层包括N型半导体材料、发光层和P型半导体材料；所述三维图形在所述蓝宝石衬底的上表面，所述发光层在所述N型半导体材料和所述P型半导体材料之间，所述P电极、N电极与所述焊接电极连接，所述接触反射层设置在所述P型半导体材料和所述P电极之间，所述焊接电极设置在所述倒装LED芯片最下端。

2.根据权利要求1所述的一种倒装LED芯片，其特征在于，所述三维图形结构分为单个球面透镜、二维周期性阵列透镜、一维周期性阵列透镜、菲涅尔透镜或相差透镜，所述三维图形结构通过出光的准直、发散、汇聚、相位改变来输出图形。

3.根据权利要求2所述的一种倒装LED芯片，其特征在于，所述单个球面透镜为凸球面或凹球面透镜。

4.根据权利要求2所述的一种倒装LED芯片，其特征在于，所述二维周期性阵列透镜由多组单元图形组成，所述单元图形分为：球面凸起、球面下凹、圆锥凸起、圆锥下凹、三角锥凸起、三角锥下凹、圆柱凸起、圆柱下凹、棱柱凸起或棱柱下凹。

5.根据权利要求2所述的一种倒装LED芯片，其特征在于，所述一维周期性阵列透镜的单元图形为长条图形，其剖面可以为：弧形凸起、弧形下凹、三角凸起、三角下凹、矩形凸起、正梯形凸起或反梯形凸起。

6.根据权利要求1所述的一种倒装LED芯片，其特征在于，所述蓝宝石衬底下端外延的所述半导体材料层为LED材料，所述LED材料为GaN体系材料，包括Ga_xAl_1-xN、Ga_xIn_1-xN或者Ga_x(Al_yIn_1-y)_1-xN,发光颜色范围为绿光到紫外波段，光波长为200nm～560nm。

7.一种包括权利要求1～7的任一所述倒装LED芯片的制作方法，其特征在于，所述倒装LED芯片制作步骤如下：

(1)：在晶圆上使用MOCVD设备在所述蓝宝石衬底上沉积所述半导体材料层；

(2)：在晶圆上制作所述倒装LED芯片，其中包括正负极台阶、所述接触反射层、所述P电极、所述N电极、所述绝缘隔离层、所述焊接电极，所述正负极台阶放置所述P电极和所述N电极，所述绝缘隔离层设置在所述P电极和所述N电极之间；

(3)：根据三维图形结构加工要求和实际使用要求，可选择性的对晶圆上的所述蓝宝石衬底背部进行减薄、研磨和抛光加工；

(4)：将掩膜材料覆盖于所述蓝宝石衬底上表面，形成掩膜，使用设计的光刻版，通过光刻显影方法将图案转移至光刻胶上定型；

(5)：蚀刻掩膜，去除光刻胶，将光刻胶图案制作在掩膜材料上，形成所述三维图形结构的掩膜层；

(6)：使用蚀刻方法，蚀刻所述蓝宝石衬底，把所述掩膜层上的三维图形结构转移到所述蓝宝石衬底，清除所述掩膜，形成带有所述三维图形结构的所述蓝宝石衬底；

(7)：使用激光划片机和裂片机对晶圆进行激光划片和裂片分离，制出所述倒装LED芯片。

8.根据权利要求7所述的一种倒装LED芯片的制作方法，其特征在于，步骤(3)中的所述蓝宝石衬底经过减薄研磨抛光后的厚度为100～1000μm。

9.根据权利要求7所述的一种倒装LED芯片的制作方法，其特征在于，所述掩膜材料为光刻胶、金属、氧化物中的一种或多种。

10.根据权利要求7所述的一种倒装LED芯片的制作方法，其特征在于，步骤(5)中的所述蚀刻掩膜方法和步骤(6)中的所述蚀刻方法为湿法化学蚀刻、干法蚀刻或者湿法和干法蚀刻混合使用。