一种倒装LED芯片及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种倒装LED芯片，包括衬底、设于衬底上的外延层、设于外延层上的透明导电层、设于透明导电层上的可变化透明曲面层、设于可变化透明曲面层上的反射层、设于反射层上的绝缘层、以及第一电极和第二电极；所述可变化透明曲面层与反射层的接触面为凸形曲面,所述可变化透明曲面层由折射率大于空气的透光材料制成。相应地，本发明专利技术还提供了一种倒装LED芯片的制作方法。本发明专利技术在透明导电层和反射层之间上设置了一层可变化透明曲面层，以提高芯片的出光效率。

A Flip-chip LED and Its Fabrication Method

【技术实现步骤摘要】
一种倒装LED芯片及其制作方法
本专利技术涉及发光二极管
，尤其涉及一种倒装LED芯片及其制作方法。
技术介绍
LED(LightEmittingDiode，发光二极管)是一种利用载流子复合时释放能量形成发光的半导体器件，LED芯片具有耗电低、色度纯、寿命长、体积小、响应时间快、节能环保等诸多优势。倒装LED芯片为这几年新型态的LED芯片，主要功能在于无封装制程，大幅节省生产效能，可应用在大电流上，可以实现超微小mini型态的LED。倒装LED芯片在发光效能上，由于受二次光学反射的影响，出光效率较低；此外，荧光粉涂布在LED芯片上，也因出光角大，容易出现侧边漏蓝的问题，造成光效过低，光色度不纯的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种倒装LED芯片及其制作方法，通过形成不同的变化曲面，以调整芯片的出光角度，满足对不同光电性能的需求。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种倒装LED芯片，包括衬底、设于衬底上的外延层、设于外延层上的透明导电层、设于透明导电层上的可变化透明曲面层、设于可变化透明曲面层上的反射层、设于反射层上的绝缘层、以及第一电极和第二电极；所述可变化透明曲面层由下述制备方法制得，所述制备方法包括：对透明导电层进行预先处理；在预先处理后的透明导电层上形成透明层，所述透明层的表面为平面；在所述透明层上涂覆光刻胶；对所述光刻胶以及透明层进行刻蚀，使裸露出来的透明层形成变化曲面；去除光刻胶，形成可变化透明曲面层；所述可变化透明曲面层配合绝缘层和反射层，以调整光散射的角度。作为上述方案的改进，所述可变化透明曲面层与反射层的接触面为凸形曲面或凹形曲面,所述可变化透明曲面层由透光材料制成。作为上述方案的改进，所述可变化透明曲面层的材料为SiO2、SiNx、TiO2、Ti2O5、Al2O3、ITO、AZO、ZnO、MgF2和类钻石膜DLC中的一种或几种。作为上述方案的改进，当所述可变化透明曲面层与反射层的接触面为凸形曲面时，可变化透明曲面层的曲率半径为r，可变化透明曲面层的材料的折射率为nL，可变化透明曲面层的焦距为f，其中，r＝(nL-1)f。作为上述方案的改进，具有凸形曲面的可变化透明曲面层的焦距位于衬底。作为上述方案的改进，当所述可变化透明曲面层与反射层的接触面为凹形曲面时，所述可变化透明曲面层和所述透明导电层之间还设有隔离绝缘层，以降低透明导电层和可变化透明曲面层之间的片电阻。作为上述方案的改进，当所述可变化透明曲面层与反射层的接触面为凹形曲面时，所述预先处理包括：在透明导电层上形成一层隔离绝缘层；采用化学腐蚀加掩膜的方法，对所述隔离绝缘层进行蚀刻，在隔离绝缘层上形成凹缺部。作为上述方案的改进，所述可变化透明曲面层形成一个变化曲面或多个变化曲面。作为上述方案的改进，所述可变化透明曲面层包括依次设于透明导电层上的ITO层和SiO2层，其中，ITO层的折射率＞SiO2层的折射率；或者，所述可变化透明曲面层包括依次设于透明导电层上的ITO层、SiO2层和MgF2，其中，ITO层的折射率＞SiO2层的折射率＞MgF2层的折射率。作为上述方案的改进，所述外延层和透明导电层之间设有接触层，所述接触层由氧化镍或氧化铟锡制成。相应地，本专利技术还提供了一种如上述所述的倒装LED芯片的制作方法，包括：(1)在衬底上形成外延层；(2)在外延层上形成透明导电层；(3)对透明导电层进行预先处理；(4)在预先处理后的透明导电层上形成透明层，所述透明层的表面为平面；(5)在所述透明层上涂覆光刻胶；(6)对所述光刻胶以及透明层进行刻蚀，使裸露出来的透明层形成变化曲面；(7)去除光刻胶，形成可变化透明曲面层；(8)在可变化透明曲面层上形成反射层；(9)在反射层上形成绝缘层；(10)形成第一电极和第二电极。作为上述方案的改进，当所述可变化透明曲面层与反射层的接触面为凸形曲面时，步骤(6)包括：对所述光刻胶进行刻蚀，使所述光刻胶形成梯形结构；对梯形结构光刻胶的表面和侧壁继续刻蚀，将光刻胶边缘的透明层裸露出来；对梯形结构光刻胶和裸露出来的透明层继续刻蚀，增加透明层裸露出来的面积，并使裸露出来的透明层形成变化曲面；对梯形结构光刻胶和裸露出来的透明层继续刻蚀，去除光刻胶，并形成可变化透明曲面层。作为上述方案的改进，当所述可变化透明曲面层与反射层的接触面为凹形曲面时，步骤(3)包括：在透明导电层上形成一层隔离绝缘层；采用化学腐蚀加掩膜的方法，对所述隔离绝缘层进行蚀刻，在隔离绝缘层上形成凹缺部。作为上述方案的改进，当所述可变化透明曲面层与反射层的接触面为凹形曲面时，步骤(6)包括：采用化学腐蚀加掩膜的方法，对所述光刻胶和透明层沿着所述凹缺部进行蚀刻，形成具有凹形曲面的可变化透明曲面层。实施本专利技术，具有如下有益效果：本专利技术提供的一种倒装LED芯片，包括衬底、设于衬底上的外延层、设于外延层上的透明导电层、设于透明导电层上的可变化透明曲面层、设于可变化透明曲面层上的反射层、设于反射层上的绝缘层、以及第一电极和第二电极。本专利技术通过设置可变化透明曲面层，形成变化曲面，利用不同曲面角度，同时配合绝缘层和反射层，来调整光散射的角度，最后配合封装体的需要，以减少发光角度，或者增加发光角度，从而来达到集中发光角，或是增加散射角度的不同需求。当所述可变化透明曲面层与反射层的接触面为凸形曲面时，可以集中发光角，提高芯片的出光效率。而且，本专利技术将具有凸形曲面的可变化透明曲面层的焦距设置在衬底上，同时配合绝缘层和反射层，将有源层发出的光聚集在衬底上，由于芯片封装后，荧光粉覆盖在衬底上，这样可以减少芯片的侧面出光，减少漏蓝；此外，还可以提高芯片的亮度和出光均匀性。当所述可变化透明曲面层与反射层的接触面为凹形曲面时，可以增加散射角度。而且，本专利技术在具有凹形曲面的可变化透明曲面层和透明导电层之间设置一层隔离绝缘层，并通过对隔离绝缘层进行蚀刻，以形成凹缺部，从而使可变化透明曲面层的上下面均为凹形曲面，以提高可变化透明曲面层的光散射效果，增加芯片的出光角度，并且降低透明导电层和可变化透明曲面层之间的片电阻，改善芯片的光电性能。因此，本专利技术的倒装LED芯片灵活性强，通过形成不同的变化曲面，调整芯片的出光角度，满足不同的需要。该变化曲面可以是规则的凸形曲面或凹形曲面，也可以是不规则的曲面形状，通过曲面的变化，以及不同曲面之间的搭配，实现芯片的出光角度的多样化，以满足芯片的特殊发光需求。附图说明图1是本专利技术实施例1的倒装LED芯片的结构示意图；图2是本专利技术实施例1的可变化透明曲面层的聚光示意图；图3是本专利技术实施例2的倒装LED芯片的结构示意图；图4是本专利技术实施例3的倒装LED芯片的结构示意图；图5a是本专利技术制作可变化透明曲面层第一步骤的示意图；图5b是本专利技术制作可变化透明曲面层第二步骤的示意图；图5c是本专利技术制作实施例1的可变化透明曲面层第三步骤的示意图；图5d是本专利技术制作实施例1的可变化透明曲面层第四步骤的示意图；图5e是本专利技术制作实施例1的可变化透明曲面层第五步骤的示意图；图5f是本专利技术制作实施例1的可变化透明曲面层第六步骤的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述。参见图1，本专利技术提供的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种倒装LED芯片，其特征在于，包括衬底、设于衬底上的外延层、设于外延层上的透明导电层、设于透明导电层上的可变化透明曲面层、设于可变化透明曲面层上的反射层、设于反射层上的绝缘层、以及第一电极和第二电极；所述可变化透明曲面层由下述制备方法制得，所述制备方法包括：对透明导电层进行预先处理；在预先处理后的透明导电层上形成透明层，所述透明层的表面为平面；在所述透明层上涂覆光刻胶；对所述光刻胶以及透明层进行刻蚀，使裸露出来的透明层形成变化曲面；去除光刻胶，形成可变化透明曲面层；所述可变化透明曲面层配合绝缘层和反射层，以调整光散射的角度。

【技术特征摘要】
1.一种倒装LED芯片，其特征在于，包括衬底、设于衬底上的外延层、设于外延层上的透明导电层、设于透明导电层上的可变化透明曲面层、设于可变化透明曲面层上的反射层、设于反射层上的绝缘层、以及第一电极和第二电极；所述可变化透明曲面层由下述制备方法制得，所述制备方法包括：对透明导电层进行预先处理；在预先处理后的透明导电层上形成透明层，所述透明层的表面为平面；在所述透明层上涂覆光刻胶；对所述光刻胶以及透明层进行刻蚀，使裸露出来的透明层形成变化曲面；去除光刻胶，形成可变化透明曲面层；所述可变化透明曲面层配合绝缘层和反射层，以调整光散射的角度。2.如权利要求1所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述可变化透明曲面层与反射层的接触面为凸形曲面或凹形曲面,所述可变化透明曲面层由透光材料制成。3.如权利要求2所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述可变化透明曲面层的材料为SiO2、SiNx、TiO2、Ti2O5、Al2O3、ITO、AZO、ZnO、MgF2和类钻石膜DLC中的一种或几种。4.如权利要求2所述的倒装LED芯片，其特征在于，当所述可变化透明曲面层与反射层的接触面为凸形曲面时，可变化透明曲面层的曲率半径为r，可变化透明曲面层的材料的折射率为nL，可变化透明曲面层的焦距为f，其中，r＝(nL-1)f。5.如权利要求4所述的倒装LED芯片，其特征在于，具有凸形曲面的可变化透明曲面层的焦距位于衬底。6.如权利要求1所述的倒装LED芯片，其特征在于，当所述可变化透明曲面层与反射层的接触面为凹形曲面时，所述可变化透明曲面层和所述透明导电层之间还设有隔离绝缘层，以降低透明导电层和可变化透明曲面层之间的片电阻。7.如权利要求6所述的倒装LED芯片，其特征在于，当所述可变化透明曲面层与反射层的接触面为凹形曲面时，所述预先处理包括：在透明导电层上形成一层隔离绝缘层；采用化学腐蚀加掩膜的方法，对所述隔离绝缘层进行蚀刻，在隔离绝缘层上形成凹缺部。8.如权利要求1所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述可变化透明曲面层形成一个变化曲面或多个变化曲面。9.如权利要求1所述的倒装LED芯片，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇美懿，庄家铭，
申请(专利权)人：佛山市国星半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44