一种倒装LED芯片及其制作方法

摘要

本发明提供了一种倒装LED芯片及其制作方法，包括衬底、位于所述衬底一侧的发光结构层以及位于所述衬底相对的另一侧的半透半反层；所述发光结构层包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；所述半透半反层用于透射所述发光层出射的部分光线，并反射所述发光层出射的部分光线。因此，发光层出射的光线透过衬底入射到半透半反层上后，部分光线会被半透半反层透射，从倒装LED芯片的衬底底面出射，部分光线会被半透半反层反射，从倒装LED芯片的侧面出射，从而使得倒装LED芯片侧面的出光增多，使得倒装LED芯片的出光角度增大。

权利要求

1.一种倒装LED芯片，其特征在于，包括衬底、位于所述衬底一侧的发光结构层以及位于所述衬底相对的另一侧的半透半反层；

所述发光结构层包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；

所述半透半反层用于透射所述发光层出射的部分光线，并反射所述发光层出射的部分光线，被反射的部分光线从所述倒装LED芯片的侧面出射；

所述衬底背离所述发光结构层的一侧表面具有多个凹槽，所述多个凹槽间隔分布；

所述半透半反层包括第一半透半反层和第二半透半反层，所述第一半透半反层位于所述凹槽内，所述第二半透半反层位于所述凹槽之间的区域，且所述第二半透半反层的反射率大于所述第一半透半反层的反射率。

2.一种倒装LED芯片的制作方法，其特征在于，包括：提供衬底；

在所述衬底的一侧形成发光结构层，所述发光结构层包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；

在所述衬底相对的另一侧形成半透半反层，以使所述半透半反层透射所述发光层出射的部分光线，并反射所述发光层出射的部分光线；

其中，所述在所述衬底相对的另一侧形成半透半反层包括：在所述衬底背离所述发光结构层的一侧表面形成多个凹槽，所述多个凹槽间隔分布；

在所述凹槽之间的区域形成第二半透半反层；

所述凹槽内的半透半反层为第一半透半反层，所述第二半透半反层的反射率大于所述第一半透半反层的反射率。

说明书

一种倒装LED芯片及其制作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体技术领域，更具体地说，涉及一种倒装LED芯片及其制作方法。

背景技术

[0002] LED（Light Emitting Diode，发光二极管）芯片具有亮度高、寿命长、体积小和耗电量低等优点，因此，已经成为新一代的照明工具。现有的LED芯片主要包括正装结构、倒装结构和垂直结构，倒装结构由于具有尺寸小、电流大、寿命长等优点，已经受到了人们的广泛关注。虽然现有的倒装LED芯片的衬底底面和侧面都能出光，但是，大部分光线都是从衬底底面出射的，侧面出光较少，导致倒装LED芯片的出光角度较小。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本发明提供了一种倒装LED芯片及其制作方法，以提高倒装LED芯片的出光角度。

[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0005] 一种倒装LED芯片，包括衬底、位于所述衬底一侧的发光结构层以及位于所述衬底相对的另一侧的半透半反层；

[0006] 所述发光结构层包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；

[0007] 所述半透半反层用于透射所述发光层出射的部分光线，并反射所述发光层出射的部分光线。

[0008] 可选地，所述半透半反层包括金属层和分布式布拉格反射层中的一种或多种。

[0009] 可选地，所述半透半反层包括金属层，所述金属层靠近所述衬底的一侧表面为散射面；

[0010] 所述散射面包括凹凸不平的表面。

[0011] 可选地，所述半透半反层具有多个贯穿所述半透半反层的通孔，所述多个通孔间隔分布。

[0012] 可选地，所述衬底背离所述发光结构层的一侧表面具有多个凹槽，所述多个凹槽间隔分布；

[0013] 所述半透半反层位于所述凹槽内；

[0014] 或者，所述半透半反层包括第一半透半反层和第二半透半反层，所述第一半透半反层位于所述凹槽内，所述第二半透半反层位于所述凹槽之间的区域，且所述第二半透半反层的反射率大于所述第一半透半反层的反射率。

[0015] 一种倒装LED芯片的制作方法，包括：

[0016] 提供衬底；

[0017] 在所述衬底的一侧形成发光结构层，所述发光结构层包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；

[0018] 在所述衬底相对的另一侧形成半透半反层，以使所述半透半反层透射所述发光层出射的部分光线，并反射所述发光层出射的部分光线。

[0019] 可选地，所述半透半反层包括金属层，在所述衬底相对的另一侧形成半透半反层包括：

[0020] 在所述衬底相对的另一侧形成金属层，并在所述金属层靠近所述衬底的一侧表面形成散射面，所述散射面包括凹凸不平的表面。

[0021] 可选地，在所述衬底相对的另一侧形成半透半反层之后，还包括：

[0022] 在所述半透半反层上形成多个贯穿所述半透半反层的通孔，所述多个通孔间隔分布。

[0023] 可选地，在所述衬底相对的另一侧形成半透半反层包括：

[0024] 在所述衬底背离所述发光结构层的一侧表面形成多个凹槽，所述多个凹槽间隔分布；

[0025] 在所述凹槽内形成半透半反层。

[0026] 可选地，还包括：

[0027] 在所述凹槽之间的区域形成第二半透半反层；

[0028] 所述凹槽内的半透半反层为第一半透半反层，所述第二半透半反层的反射率大于所述第一半透半反层的反射率。

[0029] 与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：

[0030] 本发明所提供的倒装LED芯片及其制作方法，衬底背离发光结构层一侧具有半透半反层，因此，发光结构层中的发光层出射的光线透过衬底入射到半透半反层上后，部分光线会被半透半反层透射，从倒装LED芯片的衬底底面出射，部分光线会被半透半反层反射，从倒装LED芯片的侧面出射，从而使得倒装LED芯片侧面的出光增多，使得倒装LED芯片的出光角度增大。

附图说明

[0031] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

[0032] 图1为本发明实施例提供的一种倒装LED芯片的结构示意图；

[0033] 图2为本发明实施例提供的另一种倒装LED芯片的结构示意图；

[0034] 图3为本发明实施例提供的另一种倒装LED芯片的结构示意图；

[0035] 图4为本发明实施例提供的另一种倒装LED芯片的结构示意图；

[0036] 图5为本发明实施例提供的另一种倒装LED芯片的结构示意图；

[0037] 图6为本发明实施例提供的另一种倒装LED芯片的结构示意图；

[0038] 图7为本发明实施例提供的一种倒装LED芯片的制作方法的流程图。

具体实施方式

[0039] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0040] 本发明实施例提供了一种倒装LED芯片，如图1所示，包括衬底1、位于衬底1一侧的发光结构层2以及位于衬底1相对的另一侧的半透半反层3。

[0041] 其中，发光结构层2包括第一半导体层20、发光层21和第二半导体层22。半透半反层3用于透射发光层21出射的部分光线，并反射发光层21出射的部分光线。当然，该倒装LED芯片还包括位于第一半导体层20上的第一电极5和位于第二半导体层22上的第二电极4，在此不再赘述。

[0042] 当向第一电极5和第二电极4加电时，发光层21发光，并且，发光层21发出的部分光线经过衬底1和半透半反层3透射后，从倒装LED芯片的底面出射，发光层21发出的部分光线经过衬底1透射和半透半反层3反射后，从倒装LED芯片的侧面出射，从而可以增加倒装LED芯片的侧面的出光量，进而可以增加倒装LED芯片的出光角度。

[0043] 可选地，本发明实施例中半透半反层3的反射率在5% 90%的范围内、透射率也在5%~90%的范围内，并且，透射率和反射率的和等于1。在实际应用中，可以调整半透半反层3的~
厚度等参数，调整半透半反层3的反射率和透射率，以使其能够应用在不同应用场景中的倒装LED芯片上。

[0044] 需要说明的是，本发明实施例中的第一半导体层20可以为N型半导体层，第二半导体层22为P型半导体层，第一电极5为N电极，第二电极4为P电极。进一步地，第一半导体层20和第二半导体层22的材料可以为氮化镓，第一电极5和第二电极4的材料可以为金属，如铝等，当然，本发明并不仅限于此。

[0045] 可选地，本发明实施例中的半透半反层3包括金属层和分布式布拉格反射层（distributed Bragg reflection，DBR反射层）中的一种或多种。也就是说，本发明实施例中的半透半反层3可以为金属层，例如，铝、银以及银的合金等具有高反射率的金属层，也可以为分布式布拉格反射层，也可以包括交替排布的金属层和DBR反射层，当然，本发明并不仅限于此。

[0046] 当半透半反层3包括金属层时，可选地，金属层靠近衬底1的一侧表面为散射面，以进一步增大半透半反层3反射的光线的角度，进一步增大倒装LED芯片的出光角度。可选地，如图2所示，散射面包括凹凸不平的粗糙的表面。

[0047] 图2所示的结构中，金属层靠近衬底1的一侧表面具有多个间隔分布的凹陷或凸起，以使该表面形成凹凸不平的表面，并且，凹陷或凸起的形状为梯形，但是，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，凹陷或凸起的形状还可以为方形、圆形或三角形等。

[0048] 此外，当金属层和衬底1之间的粘着性较差时，如图3所示，衬底1和金属层之间还可以具有粘着层6，以通过粘着层6增大衬底1和金属层之间的粘性，增加倒装LED芯片的结构稳定性。可选地，该粘着层6的材质为金属，当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，该粘着层6的材质还可以是其他不影响光透过率的粘性材料等。

[0049] 可选地，本发明实施例中的金属层的厚度大于0埃、小于或等于800埃，以使金属层在具有高反射率的同时，具有一定的透光性即透射率。进一步可选地，金属层的厚度大于0埃、小于或等于10埃。

[0050] 在发明的另一实施例中，如图4所示，半透半反层3具有多个贯穿半透半反层3的通孔30，多个通孔30间隔分布。由于通孔30区域的透射率大于非通孔区域31的透射率，因此，在保证半透半反层3的反射率较高的同时，也能保证半透半反层3的透射率较高。可选地，通孔30的形状可以是圆形、方形等，在此不再赘述。

[0051] 在发明的另一实施例中，如图5所示，衬底1背离发光结构层2的一侧表面具有多个凹槽10，多个凹槽10间隔分布，半透半反层3位于凹槽10内。同样，由于非凹槽区域11的透射率大于凹槽10区域的透射率，因此，在保证半透半反层3的反射率较高的同时，也能保证半透半反层3的透射率较高。可选地，凹槽10的形状可以是圆形、方形、三角形等，在此不再赘述。

[0052] 在发明的另一实施例中，如图6所示，衬底1背离发光结构层2的一侧表面具有多个凹槽10，多个凹槽10间隔分布，且半透半反层3包括第一半透半反层32和第二半透半反层33，第一半透半反层32位于凹槽10内，第二半透半反层33位于凹槽10之间的区域11，且第二半透半反层33的反射率大于第一半透半反层32的反射率。

[0053] 由于第二半透半反层33的反射率大于第一半透半反层32的反射率，即第二半透半反层33的透射率大于第一半透半反层32的透射率，因此，在保证半透半反层3的反射率较高的同时，也能保证半透半反层3的透射率较高。

[0054] 本发明实施例所提供的倒装LED芯片，衬底背离发光结构层一侧具有半透半反层，因此，发光结构层中的发光层出射的光线透过衬底入射到半透半反层上后，部分光线会被半透半反层透射，从倒装LED芯片的衬底底面出射，部分光线会被半透半反层反射，从倒装LED芯片的侧面出射，从而使得倒装LED芯片侧面的出光增多，使得倒装LED芯片的出光角度增大。

[0055] 本发明实施例还提供了一种倒装LED芯片的制作方法，如图7所示，包括：

[0056] S101：提供衬底；

[0057] S102：在衬底的一侧形成发光结构层，发光结构层包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；

[0058] S103：在衬底相对的另一侧形成半透半反层，以使半透半反层透射发光层出射的部分光线，并反射发光层出射的部分光线。

[0059] 需要说明的是，在形成发光结构层之后，还包括：

[0060] 对第二半导体层和发光层的部分区域进行刻蚀，形成暴露出第一半导体层的平台；

[0061] 然后在第二半导体层上形成第二电极4，在平台区域的第一半导体层上形成第一电极5。

[0062] 由于第一电极5和第一半导体层电接触、第二半导体层和第二电极4电接触，因此，向第一电极5和第二电极4加电后，发光层会发光，并且，发光层发出的部分光线经过衬底和半透半反层透射后，从倒装LED芯片的底面出射，发光层发出的部分光线经过衬底透射和半透半反层反射后，从倒装LED芯片的侧面出射，从而可以增加倒装LED芯片的侧面的出光量，进而可以增加倒装LED芯片的出光角度。

[0063] 可选地，本发明实施例中的半透半反层包括金属层和分布式布拉格反射层中的一种或多种。

[0064] 当半透半反层3包括金属层时，参考图2，在衬底1相对的另一侧形成半透半反层3包括：

[0065] 在衬底1相对的另一侧形成金属层，并在金属层靠近衬底1的一侧表面形成散射面，散射面包括凹凸不平的粗糙的表面。

[0066] 需要说明的是，本发明实施例中的金属层可以采用蒸镀的方式形成，并且，在形成金属层之后，可以采用加热金属层的方式，使得金属层靠近衬底1的一侧表面形成凹凸不平的粗糙的表面，当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，可以采用其他方式形成金属层和凹凸不平的表面。

[0067] 在本发明的另一个实施例中，参考图4，在衬底1相对的另一侧形成半透半反层3之后，还包括：

[0068] 在半透半反层3上形成多个贯穿半透半反层3的通孔30，多个通孔30间隔分布。

[0069] 由于通孔30区域的透射率大于非通孔区域31的透射率，因此，在保证半透半反层3的反射率较高的同时，也能保证半透半反层3的透射率较高。

[0070] 在本发明的另一实施例中，参考图5，在衬底1相对的另一侧形成半透半反层3包括：

[0071] 在衬底1背离发光结构层2的一侧表面形成多个凹槽10，多个凹槽10间隔分布；

[0072] 在凹槽10内形成半透半反层3。

[0073] 由于非凹槽区域11的透射率大于凹槽10区域的透射率，因此，在保证半透半反层3的反射率较高的同时，也能保证半透半反层3的透射率较高。

[0074] 在本发明的另一实施例中，参考图6，还包括：

[0075] 在凹槽10之间的区域形成第二半透半反层33；

[0076] 凹槽10内的半透半反层3为第一半透半反层32，第二半透半反层33的反射率大于第一半透半反层32的反射率。

[0077] 由于第二半透半反层33的反射率大于第一半透半反层32的反射率，即第二半透半反层33的透射率大于第一半透半反层32的透射率，因此，在保证半透半反层3的反射率较高的同时，也能保证半透半反层3的透射率较高。

[0078] 需要说明的是，本发明实施例中可以采用光刻工艺形成凹槽10和通孔30，当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，还可以采用激光刻蚀等工艺形成凹槽10和通孔30等。

[0079] 本发明实施例所提供的倒装LED芯片的制作方法，衬底背离发光结构层一侧具有半透半反层，因此，发光结构层中的发光层出射的光线透过衬底入射到半透半反层上后，部分光线会被半透半反层透射，从倒装LED芯片的衬底底面出射，部分光线会被半透半反层反射，从倒装LED芯片的侧面出射，从而使得倒装LED芯片侧面的出光增多，使得倒装LED芯片的出光角度增大。

[0080] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

[0081] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。