一种具有微阵列结构的LED芯片及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种具有微阵列结构的LED芯片及其制造方法，包括以下步骤：A、根据待加工LED芯片的蓝宝石衬底上的微沟槽的形状，加工出所需形状的金刚石车刀；B、利用所述金刚石车刀对所述蓝宝石衬底的表面进行车削，并在所述蓝宝石衬底的表面加工出多个微沟槽。本发明专利技术提供的具有微阵列结构的LED芯片的制造方法，可以有效提高光的利用效率，且本发明专利技术通过利用车削的方式可以在蓝宝石衬底的表面加工出高精度的微结构，微结构的形状可以控制，解决了现有技术由于采用激光光束或者热压印技术等光化学刻蚀加工工艺来制作蓝宝石衬底的微结构导致微结构的形状控制困难、精度低等问题。 1

A LED chip with microarray structure and its manufacturing method

The invention provides a LED chip with microarray structure and a manufacturing method, including the following steps: A, a diamond tool with a desired shape based on the shape of a microgroove on a sapphire substrate to be processed on a LED chip; B, turning the surface of the sapphire substrate by the diamond tool, and A plurality of micro grooves are machined on the surface of the sapphire substrate. The invention provides a manufacturing method of a LED chip with microarray structure, which can effectively improve the use efficiency of light, and the invention can process a high precision micro structure on the surface of a sapphire substrate by using the turning method, and the shape of the micro structure can be controlled, and the existing technology is due to the use of laser beam or the laser beam. Photoembossing technology, such as hot embossing technology, makes the microstructure of sapphire substrate difficult to shape and difficult to control. One

【技术实现步骤摘要】
一种具有微阵列结构的LED芯片及其制造方法
本专利技术属于半导体发光二极管
，更具体地说，是涉及一种具有微阵列结构的LED芯片及其制造方法。
技术介绍
发光二极管(英文名为LightingEmittingDiode，简称LED)，由于具有无污染、高亮度、功耗小、寿命长、工作电压低等优点，应用越来越广泛。目前，LED芯片一般包括蓝宝石衬底，通常在蓝宝石衬底上的氮化镓(GaN)外延材料表面制作出微沟槽从而可提高发光效率，然而现有技术主要通过利用激光束加工、热压印技术等光化学蚀刻加工技术在蓝宝石衬底制作微沟槽，其无法在硬脆性材料上加工高精度形状的镜面，且无法保证微沟槽加工的形状和尺寸精度以及加工质量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有微阵列结构的LED芯片及其制造方法，以解决现有技术中由于采用光化学刻蚀加工工艺来制作蓝宝石衬底的微沟槽存在无法在硬脆性材料上加工高精度形状的镜面，且无法保证微结构加工的形状和尺寸精度以及加工质量的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：所述具有微阵列结构的LED芯片的制造方法，包括以下步骤：A、根据待加工LED芯片的蓝宝石衬底上的微沟槽的形状，加工出所需形状的金刚石车刀；B、利用所述金刚石车刀对所述蓝宝石衬底的表面进行车削，并在所述蓝宝石衬底的表面加工出多个微沟槽。进一步地，所述步骤B具体包括以下步骤：B1、将所述金刚石车刀安装于数控车床的刀架上，将所述蓝宝石衬底安装于所述数控车床的工作台上，所述金刚石车刀在所述蓝宝石衬底的表面车削加工出第一个所述微沟槽；B2、当完成第一个所述微沟槽的加工后，所述金刚石车刀沿法向方向退回第一预设距离，并沿着第一预设方向移动第二预设距离，所述金刚石车刀继续在所述蓝宝石衬底的表面车削加工第二个所述微沟槽；B3、重复步骤B2的操作，直至完成所述第一预设方向的所需个数的微沟槽的加工。进一步地，所述步骤B1中，所述金刚石车刀的法向进给深度a为1～5微米，所述金刚石车刀的进给速度Vf为100～500毫米/分。进一步地，所述步骤B中，所述微沟槽的深度为50～200微米，相邻两个所述微沟槽之间的间距为60～200微米。进一步地，所述金刚石车刀为单点金刚石车刀或者聚晶金刚石车刀。进一步地，所述微沟槽的截面轮廓形状呈V形、U形或者矩形。一种具有微阵列结构的LED芯片，所述LED芯片采用如上所述的具有微阵列结构的LED芯片的制造方法制成；所述LED芯片包括蓝宝石衬底，所述蓝宝石衬底上设置有多个微沟槽。进一步地，所述微沟槽的深度为50～200微米。进一步地，相邻两个所述微沟槽之间的间距为60～200微米。进一步地，所述微沟槽的截面轮廓形状呈V形、U形或者矩形。本专利技术提供的具有微阵列结构的LED芯片及其制造方法的有益效果在于：与现有技术相比，通过利用金刚石车刀对蓝宝石衬底的表面进行车削，从而在蓝宝石衬底的表面加工出多个微沟槽，相邻两个所述微沟槽之间形成微结构，微结构可以有效提高光的利用效率，且本专利技术通过利用车削的方式可以在蓝宝石衬底的表面加工出高精度的微结构，微结构的形状可以控制，解决了现有技术由于采用激光光束或者热压印技术等光化学刻蚀加工工艺来制作蓝宝石衬底的微结构导致微结构的形状控制困难、精度低等问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的具有微阵列结构的LED芯片的制造方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的步骤S200的具体流程图；图3为本专利技术实施例提供的具有微阵列结构的LED芯片的制造方法的加工示意图。其中，图中各附图标记：10-蓝宝石衬底；11-微沟槽；12-微结构；20-金刚石车刀。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。请一并参阅图1至图3，现对本专利技术提供的具有微阵列结构的LED芯片的制造方法进行说明。上述具有微阵列结构的LED芯片的制造方法，包括步骤S100、S200：S100、根据待加工LED芯片的蓝宝石衬底10上的微沟槽的形状，加工出所需形状的金刚石车刀。S200、利用上述金刚石车刀20对上述蓝宝石衬底10的表面进行车削，并在上述蓝宝石衬底10的表面加工出多个微沟槽11。其中，相邻两个上述微沟槽11之间形成微结构12，多个微结构形成微阵列结构。本专利技术提供的具有微阵列结构的LED芯片的制造方法，与现有技术相比，本专利技术通过利用金刚石车刀20对蓝宝石衬底10的表面进行车削，从而在蓝宝石衬底10的表面加工出多个微沟槽11，相邻两个上述微沟槽11之间形成微结构12，微结构12可以有效提高光的利用效率，且本专利技术通过利用车削的方式可以在蓝宝石衬底10的表面加工出高精度的微结构12，微结构12的形状可以控制，解决了现有技术由于采用激光光束或者热压印技术等光化学刻蚀加工工艺来制作蓝宝石衬底的微结构导致微结构的形状控制困难、精度低等问题。进一步地，请参阅图2，作为具有微阵列结构的LED芯片的制造方法的一种具体实施方式，上述步骤S200具体包括步骤S210、S220、S230：S210、将上述金刚石车刀20安装于数控车床的刀架上，将上述蓝宝石衬底10安装于上述数控车床的工作台上，上述金刚石车刀20在上述蓝宝石衬底10的表面车削加工出第一个上述微沟槽11。具体的，上述步骤S210中，上述金刚石车刀20的法向进给深度a为1～5微米，上述金刚石车刀20的进给速度Vf为100～500毫米/分。S220、当完成第一个上述微沟槽11的加工后，上述金刚石车刀20沿法向方向退回第一预设距离，并沿着第一预设方向移动第二预设距离，上述金刚石车刀20继续在上述蓝宝石衬底10的表面车削加工第二个上述微沟槽11。S230、重复步骤S220的操作，直至完成上述第一预设方向的所需个数的微沟槽11的加工。其中，上述“第一预设距离”和“第二预设距离”可根据实际需要设置，例如第二预设距离可以设定为6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有微阵列结构的LED芯片的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

【技术特征摘要】
1.一种具有微阵列结构的LED芯片的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：A、根据待加工LED芯片的蓝宝石衬底上的微沟槽的形状，加工出所需形状的金刚石车刀；B、利用所述金刚石车刀对所述蓝宝石衬底的表面进行车削，并在所述蓝宝石衬底的表面加工出多个微沟槽。2.如权利要求1所述的具有微阵列结构的LED芯片的制造方法，其特征在于：所述步骤B具体包括以下步骤：B1、将所述金刚石车刀安装于数控车床的刀架上，将所述蓝宝石衬底安装于所述数控车床的工作台上，所述金刚石车刀在所述蓝宝石衬底的表面车削加工出第一个所述微沟槽；B2、当完成第一个所述微沟槽的加工后，所述金刚石车刀沿法向方向退回第一预设距离，并沿着第一预设方向移动第二预设距离，所述金刚石车刀继续在所述蓝宝石衬底的表面车削加工第二个所述微沟槽；B3、重复步骤B2的操作，直至完成所述第一预设方向的所需个数的微沟槽的加工。3.如权利要求2所述的具有微阵列结构的LED芯片的制造方法，其特征在于：所述步骤B1中，所述金刚石车刀的法向进给深度a为1～5微米，所述金刚石车刀的进给速度Vf为100～500毫米/分...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁艳军，陈福民，伍晓宇，周超兰，吴稳，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44