圖形化襯底以及倒裝led芯片的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種圖形化襯底結(jié)構(gòu)以及倒裝LED芯片。在襯底表面形成凹坑，并在所述凹坑內(nèi)填充絕緣介質(zhì)膜，所述襯底以及絕緣介質(zhì)膜均采用透光材料，所述絕緣介質(zhì)膜的折射率介于所述襯底以及外延層之間，如此可形成折射率梯度，相當(dāng)于在襯底表面鑲嵌了微透鏡，所述鑲嵌的微透鏡可起到聚焦的效果，并可減少光反射，以確保光能最大程度的從襯底的出光面透射出去，從而提高倒裝LED的出光效率。
【專利說明】圖形化襯底以及倒裝LED芯片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體光電芯片制造領(lǐng)域，尤其涉及一種圖形化襯底以及倒裝LED芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)是新型固態(tài)冷光源，其具有能效高、壽命長(zhǎng)、體積小、電壓低等諸多優(yōu)點(diǎn)，使其廣泛的應(yīng)用于人們的日常生活。例如，交通紅綠燈、車頭燈、戶外顯示器、手機(jī)背光源，電器的指示燈、某些照明路燈都廣泛大量的采用LED。尤其是在節(jié)能環(huán)保方面，LED燈相比普通白熾燈和熒光燈具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此未來其代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源成為主要照明光源已經(jīng)成為共識(shí)。
[0003]目前LED外延層大多采用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積技術(shù)(MOCVD)在異質(zhì)外延上制備，提高亮度使用最多的方式是表面圖形化襯底技術(shù)(PSS)，利用PSS圖形將從發(fā)光區(qū)射向襯底的光通過不同面反射回去，提高光的逸出概率，提高芯片的出光效率。但是，對(duì)于倒裝芯片而言，就不需要將光反射回去，而是需要將盡可能多的光透射穿過襯底。
[0004]商業(yè)化的正裝LED芯片大多生長(zhǎng)的藍(lán)寶石襯底上，然后將其固定在封裝支架上，導(dǎo)致其具有以下問題:1)其主要通過傳導(dǎo)散熱，而藍(lán)寶石襯底由于較厚，所以熱量難于導(dǎo)出，熱量聚集在芯片上影響芯片可靠性，增加光衰和減少芯片壽命；2)由于電極擋光，會(huì)減少芯片的出光，導(dǎo)致出現(xiàn)光效低的問題；3)電流擁擠會(huì)增加芯片的電壓，這些都會(huì)降低芯片的光效；4)封裝復(fù)雜，單個(gè)LED芯片的電壓為3V左右，因此需要變壓或者封裝將其串聯(lián)，這些都增加了封裝和應(yīng)用的難度，工藝難度加大，使整個(gè)芯片的可靠性變差。
[0005]相比于正裝LED芯片，倒裝芯片可以解決上述問題。但是，由于藍(lán)寶石的折射率低于外延層材料氮化鎵的折射率，所以外延層射出來的光會(huì)在其與藍(lán)寶石襯底界面處發(fā)生反射，導(dǎo)致較多的光不能發(fā)射出來，影響出光效率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是減少光從外延層射向襯底的光反射，增加透射穿過襯底的光，提高出光效率。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種圖形化襯底，包括:襯底、形成于所述襯底表面的若干凹坑以及填充于所述凹坑內(nèi)的絕緣介質(zhì)膜，所述襯底以及所述絕緣介質(zhì)膜均采用透光材料，所述絕緣介質(zhì)膜的折射率大于所述襯底的折射率，并小于一外延層的折射率。
[0008]可選的，在所述的圖形化襯底中，所述襯底為藍(lán)寶石、碳化硅、氧化鋅或尖晶石，所述絕緣介質(zhì)膜為氮化硅或氧化鈦。
[0009]本實(shí)用新型又提供一種倒裝LED芯片，包括:具有第一面以及第二面的襯底、形成于所述襯底表面的若干凹坑、填充于所述凹坑內(nèi)的絕緣介質(zhì)膜、以及形成于所述襯底的第一面以及所述絕緣介質(zhì)膜上的外延層，其中，所述襯底以及所述絕緣介質(zhì)膜均采用透光材料，所述絕緣介質(zhì)膜的折射率大于所述襯底的折射率，并小于所述外延層的折射率。
[0010]可選的，在所述的倒裝LED芯片中，所述襯底為藍(lán)寶石、碳化硅、氧化鋅或尖晶石，所述絕緣介質(zhì)膜為氮化硅或氧化鈦，所述外延層包括依次形成于所述襯底的第一面上的N型氮化鎵層、多量子阱有源層和P型氮化鎵層。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型在襯底表面形成凹坑，并在所述凹坑內(nèi)填充絕緣介質(zhì)膜，所述襯底以及絕緣介質(zhì)膜均采用透光材料，所述絕緣介質(zhì)膜的折射率介于所述襯底以及外延層之間，以形成折射率梯度，相當(dāng)于在襯底表面鑲嵌了微透鏡，所述鑲嵌的微透鏡可起到聚焦的效果，減少光反射，以確保光能最大程度的從襯底的出光面透射出去，從而提高倒裝LED的出光效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的圖形化襯底的制造方法的流程示意圖；
[0013]圖2a?2g為本實(shí)用新型實(shí)施例一的圖形化襯底的制造方法過程中的剖面示意圖；
[0014]圖3a?3e為本實(shí)用新型實(shí)施例二的圖形化襯底的制造方法過程中的剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0016]請(qǐng)參考圖1，其為本實(shí)用新型一實(shí)施例的圖形化襯底制造方法的流程示意圖，結(jié)合該圖，該方法包括以下步驟:
[0017]步驟S201:提供一襯底；
[0018]步驟S202:在所述襯底表面形成若干凹坑；以及
[0019]步驟S103:在所述凹坑內(nèi)填充絕緣介質(zhì)膜以形成微透鏡；
[0020]其中，所述襯底以及所述絕緣介質(zhì)膜均采用透光材料，所述絕緣介質(zhì)膜的折射率大于所述襯底的折射率并小于一外延層的折射率。
[0021]本實(shí)用新型還提供一種圖形化襯底，所述圖形化襯底包括:襯底、形成于所述襯底表面的若干凹坑以及填充于所述凹坑內(nèi)的絕緣介質(zhì)膜，所述襯底以及所述絕緣介質(zhì)膜均采用透光材料，所述絕緣介質(zhì)膜的折射率大于所述襯底的折射率并小于一外延層的折射率。
[0022]本實(shí)用新型提供一種倒裝LED芯片，包括:具有第一面和第二面的襯底、形成于所述襯底表面的若干凹坑、填充于所述凹坑內(nèi)的絕緣介質(zhì)膜、以及形成于所述襯底的第一面以及所述絕緣介質(zhì)膜上的外延層，其中，所述第二面作為倒裝LED芯片的出光面，所述襯底以及所述絕緣介質(zhì)膜均采用透光材料，所述絕緣介質(zhì)膜的折射率大于所述襯底的折射率并小于所述外延層的折射率。
[0023]其中，所述襯底為藍(lán)寶石、碳化硅、氧化鋅或尖晶石。所述絕緣介質(zhì)膜為氮化硅或氧化鈦。所述外延層包括依次形成于所述襯底的第一面上的N型氮化鎵層、多量子阱有源層和P型氮化鎵層。
[0024]本實(shí)用新型通過在襯底表面形成凹坑，并在所述凹坑內(nèi)填充絕緣介質(zhì)膜，所述襯底以及絕緣介質(zhì)膜均采用透光材料，所述絕緣介質(zhì)膜的折射率介于所述襯底以及外延層之間，即，所述絕緣介質(zhì)膜的折射率大于所述襯底的折射率并小于一外延層的折射率，這樣能夠形成折射率梯度，相當(dāng)于在圖形化襯底表面均勻的鑲嵌了微透鏡，所述鑲嵌的微透鏡可起到聚焦的效果，并可減少光反射，以確保光能最大程度的從圖形化襯底的出光面透射出去，有利于提高倒裝LED芯片的出光效率。
[0025]以下列舉本實(shí)用新型的幾個(gè)實(shí)施例，以清楚說明本實(shí)用新型的內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)明確的是，本實(shí)用新型的內(nèi)容并不限制于以下實(shí)施例，其他通過本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的常規(guī)技術(shù)手段的改進(jìn)亦在本實(shí)用新型的思想范圍之內(nèi)。
[0026]【實(shí)施例一】
[0027]圖2a~2g為本實(shí)用新型實(shí)施例一的圖形化襯底制造方法的各步驟中結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0028]如圖2a所示，提供具有第一面以及第二面的襯底201。所述襯底201采用透光材料，例如，其可以為藍(lán)寶石、碳化硅(SiC)、氧化鋅(ZnO)、尖晶石(MgAL2O4)。本實(shí)施例中，所述襯底201為藍(lán)寶石襯底。
[0029]繼續(xù)參考圖2a，在所述襯底201的第一面上形成硬掩膜層202。所述硬掩膜層202優(yōu)選為二氧化硅(Si02)。所述二氧化硅可通過化學(xué)氣相沉積(CVD)的方式形成，例如通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)形成，其厚度例如是0.5~10 μ m。所述硬掩膜層是作為后續(xù)形成凹坑工藝的掩膜，因而其厚度依欲形成的凹坑的尺寸而定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際要獲得的凹坑的尺寸相應(yīng)的調(diào)整圖形化的硬掩膜層的尺寸。根據(jù)不同的工藝需要，亦可采用金屬掩膜。
[0030]如圖2b所示，通過涂膠、曝光和顯影工藝，在所述硬掩膜層202上形成圖形化的光阻層，然后以所述圖形化的光阻層為掩膜刻蝕所述硬掩膜層202，形成圖形化的硬掩膜層202，。
[0031]如圖2c所示，以所述圖形化的硬掩膜層202’為掩膜，刻蝕所述襯底201以在其表面形成若干凹坑201’，隨之去除圖形化的硬掩膜層202’。
[0032]本實(shí)施例中凹坑201’的形狀為棱錐形，更具體的說，所述凹坑201’的形狀為三棱錐形，所述三棱錐形凹坑是指其俯視(平行于襯底201表面方向)為三角形，截面(垂直于襯底201表面方向)為V形。當(dāng)然，本實(shí)用新型的凹坑形狀并不局限于三棱錐形，所述凹坑還可以是三棱錐形、六棱錐形、八棱錐形或圓錐形凹坑。所述凹坑201’的深度是0.5~ΙΟμπι，寬度是0.5~10 μ m，間距是0.5~ΙΟμπι。在本實(shí)例中，所述三棱錐形的凹坑201’的深度是1.5~2.5 μ m，寬度是1.5~2.5 μ m，間距是1.5~2.5 μ m，利用上述形狀的凹坑形成微透鏡的聚焦效果較佳。
[0033]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述凹坑采用濕法刻蝕的方式形成，可將襯底201置于溫度為200~300°C，體積比為1:3磷酸和硫酸的混合溶液里浸泡10-60分鐘，即可形成三棱錐形的凹坑201’。在本實(shí)用新型的另一實(shí)施例中，所述凹坑亦可采用干法刻蝕的方式形成，通過感應(yīng)稱合等離子體(Inductive Coupled Plasma, ICP)刻蝕工藝,可使藍(lán)寶石襯底的刻蝕速率與圖形化的硬掩膜層202’的刻蝕速率之比在I~1.8的范圍內(nèi)，以形成多個(gè)錐形結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，上述描述并不用于限定本實(shí)用新型，本領(lǐng)域技術(shù)人員可相應(yīng)的調(diào)整刻蝕工藝參數(shù)，并相應(yīng)的調(diào)整刻蝕選擇比，以達(dá)到在襯底上形成凹坑的目的。[0034]其中，圖形化的硬掩膜層202’可采用濕法刻蝕的方式去除。例如，所述硬掩膜層的材料為二氧化硅，優(yōu)選采用稀釋的氫氟酸(DHF)或緩沖氫氟酸溶液(BOE)去除圖形化的硬掩膜層202’，刻蝕效率高且刻蝕選擇比較佳。
[0035]如圖2d所示，在形成有凹坑201’的襯底表面形成絕緣介質(zhì)膜204。
[0036]在本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中，所述襯底201以及絕緣介質(zhì)膜204均選用透光材料，并且，選用折射率介于襯底201和外延層之間的絕緣介質(zhì)膜，使外延層折射率大于絕緣介質(zhì)膜204的折射率，而絕緣介質(zhì)膜204的折射率又大于圖形化襯底的折射率，這樣能夠形成折射率梯度，相當(dāng)于在襯底201表面均勻的鑲嵌一個(gè)個(gè)微透鏡，利用該圖形化襯底制作倒裝LED芯片，所述微透鏡可減少光反射，以確保光能最大程度的從圖形化襯底透射出去，從而提高倒裝LED的出光效率。例如，所述絕緣介質(zhì)膜選為氮化硅，藍(lán)寶石的折射率約為1.8，外延層材料如氮化鎵的折射率約為2.4，氮化硅的折射率約為2.05，則可實(shí)現(xiàn)上述目的。當(dāng)然，亦可采用其他折射率介于所述襯底以及所述氮化鎵之間的絕緣介質(zhì)膜，如氧化鈦形成微透鏡。
[0037]所述絕緣介質(zhì)膜204可通過化學(xué)氣相沉積(CVD)的方式形成，例如通過低壓氣相沉積(LPCVD)或等離子增加化學(xué)氣相沉積(PECVD)形成，其厚度范圍例如是I?10 μ m。形成絕緣介質(zhì)膜204是為了形成聚焦透鏡，因而其優(yōu)選能夠覆蓋凹坑并略大于凹坑的深度。本實(shí)施例中，所述三棱錐形的凹坑201’的最大深度是1.5?2.5 μ m，所述絕緣介質(zhì)膜204的厚度優(yōu)選是2?3 μ m。由于化學(xué)氣相沉積的特點(diǎn)，在具有凹坑的襯底上覆蓋絕緣介質(zhì)膜204，絕緣介質(zhì)膜的表面也非平坦表面，而必然具有凹陷204’。
[0038]如圖2e所示,在所述絕緣介質(zhì)膜204表面涂覆光刻膠205。本實(shí)施例中，所述光刻膠205的厚度例如為2.5?3.5 μ m。圖2e中光刻膠表面并非是平坦表面，然而應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)至IJ，若光刻膠厚度足夠厚，由于光刻膠的流動(dòng)性，該表面也可為平坦表面。
[0039]如圖2f所示，對(duì)所述光刻膠205進(jìn)行曝光和顯影，去除凹陷204’外的光刻膠，僅保留凹陷204’內(nèi)的光刻膠。由于光刻膠具有流動(dòng)性，因此在具有凹陷的絕緣介質(zhì)膜204上形成的光刻膠的厚度并非是均勻的，凹陷204’內(nèi)的光刻膠相對(duì)較厚，而凹陷204’外的光刻膠相對(duì)較薄，因而，對(duì)光刻膠205顯影后，會(huì)保留凹陷204’內(nèi)的光刻膠，而凹陷204’外的光刻膠被去除。為方便說明，將顯影后凹陷204’內(nèi)保留的光刻膠標(biāo)記為205’。
[0040]如圖2g所示，對(duì)所述襯底201進(jìn)行刻蝕，通過調(diào)節(jié)光刻膠與絕緣介質(zhì)膜204的刻蝕選擇比，刻蝕掉凹坑201’外的絕緣介質(zhì)膜使襯底暴露出來，最后去除襯底上剩余的光刻膠。也可通過調(diào)整刻蝕工藝，使得刻蝕掉凹坑201’外的絕緣介質(zhì)膜時(shí)，剩余的光刻膠也一并被刻蝕掉，形成具有微透鏡204a的圖形化襯底。例如，若該刻蝕工藝中光刻膠與絕緣介質(zhì)膜204的選擇比為1:1，則凹陷204’內(nèi)的光刻膠205’的厚度優(yōu)選等于或略大于凹陷204’外的絕緣介質(zhì)膜204的厚度，即可同時(shí)去除剩余的光刻膠以及凹坑201’外的絕緣介質(zhì)膜。使得所述襯底具有多個(gè)微透鏡204a，所述微透鏡204a具有聚焦的效果，并可減少光反射，有利于提聞光利用率。
[0041]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，采用干法刻蝕的方式形成微透鏡204a，通過感應(yīng)耦合等離子體刻蝕工藝，采用四氟化碳或三氟甲烷等氟基化合物可使光刻膠與絕緣介質(zhì)膜204的選擇比在I?1.2的范圍內(nèi)，以形成多個(gè)微透鏡204a。在本實(shí)施例中，可通過使底板射頻功率(plate power)大于線圈射頻功率(coil power),來控制感應(yīng)稱合等離子體刻蝕工藝的刻蝕選擇比之比在I~1.2的范圍內(nèi)。可以理解的是，本實(shí)用新型并不局限于此，可通過控制其它刻蝕工藝參數(shù)來達(dá)到控制感應(yīng)耦合等離子體刻蝕工藝的刻蝕選擇比的目的。
[0042]形成具有微透鏡204a的圖形化襯底之后，在所述襯底201以及微透鏡204a上沉積外延層，所述絕緣介質(zhì)膜的折射率介于所述襯底以及所述外延層之間。本實(shí)施例中，所述外延層包括N型氮化鎵層、多量子阱有源層和P型氮化鎵層。以藍(lán)寶石襯底為例，氮化硅的折射率介于藍(lán)寶石襯底以及所述氮化鎵之間，并且藍(lán)寶石襯底以及氮化硅均為透光材料，因此可采用氮化硅作為絕緣介質(zhì)膜以形成微透鏡。當(dāng)然，亦可采用其他折射率介于所述襯底以及所述氮化鎵之間的絕緣介質(zhì)膜，如氧化鈦形成微透鏡。
[0043]形成外延層后，可采用常規(guī)工藝制成倒裝LED芯片，例如，刻蝕所述外延層，形成臺(tái)階陣列，所述臺(tái)階陣列暴露出N型氮化鎵層；在所述P型氮化鎵層上形成第一金屬層；對(duì)所述第一金屬層進(jìn)行退火自組裝；以第一金屬層為掩膜刻蝕所述P型氮化鎵層，在所述P型氮化鎵層中形成坑洞陣列；在坑洞陣列中沉積第二金屬層，所述第一金屬層和第二金屬層組成金屬反射鏡層。
[0044]綜上，所述圖形化襯底以及微透鏡均選用透光材料制成，并且，利用折射率介于襯底和外延層之間的絕緣介質(zhì)膜，使外延層折射率大于絕緣介質(zhì)膜的折射率，而絕緣介質(zhì)膜的折射率又大于圖形化襯底的折射率，這樣能夠形成折射率梯度，相當(dāng)于在圖形化襯底表面均勻的鑲嵌一個(gè)個(gè)微透鏡，利用該圖形化襯底制作倒裝LED芯片，所述微透鏡還可減少光反射，以確保光能最大程度的從圖形化襯底透射出去，從而提高倒裝LED的出光效率。
[0045]【實(shí)施例二】
[0046]圖3a~3e為本實(shí)用新型實(shí)施例二的圖形化襯底制造方法的各步驟中結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0047]如圖3a所示，提供一襯底301。所述襯底301采用透光材料，例如，其可以為藍(lán)寶石、碳化硅(SiC)、氧化鋅(ZnO)、尖晶石(MgAL2O4)15本實(shí)施例中，所述襯底301為藍(lán)寶石襯
。
[0048]繼續(xù)參考圖3a，在所述襯底301表面形成光刻膠303。所述光刻膠的厚度例如I~2 μ m0
[0049]參考圖3b，可通過涂膠、曝光和顯影工藝，形成圖形化的光刻膠。所述圖形化的光刻膠包括多個(gè)圓柱形光刻膠臺(tái)，所述圓柱形光刻膠臺(tái)是指光刻膠臺(tái)俯視(平行于襯底301表面方向)為圓形，截面形狀(垂直于襯底301表面方向)為方形。隨后，對(duì)所述圓柱形光刻膠臺(tái)進(jìn)行烘烤，使所述圓柱形光刻膠臺(tái)成為球冠狀光刻膠303’。在本實(shí)施例中，在溫度為120°C~250°C的范圍內(nèi)，對(duì)圓柱形光刻膠臺(tái)進(jìn)行烘烤，所述圓柱形光刻膠臺(tái)在高于光刻膠的玻璃軟化溫度下，由于表面張力的作用成為球冠狀光刻膠。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際要獲得的凹坑的尺寸相應(yīng)的調(diào)整圓柱形光刻膠臺(tái)的尺寸。 [0050]參考圖3c，以所述圖形化的光刻膠為掩膜，進(jìn)行感應(yīng)耦合等離子體(InductiveCoupled Plasma, ICP)刻蝕工藝，直至所述球冠狀光刻膠303’被完全刻蝕掉，即可在所述襯底301表面上形成多個(gè)凹坑301’。所述凹坑301’的形狀大致為半球型，所述凹坑301’的深度可以為I~1.5 μ m。當(dāng)然，所述凹坑301’的形狀也可根據(jù)所要形成的微透鏡的形狀做調(diào)整，例如，也可為 半橢球形。
[0051]所述感應(yīng)耦合等離子體刻蝕步驟對(duì)襯底301的刻蝕速率與球冠狀光刻膠303’的刻蝕速率之比控制在0.8?1.2的范圍內(nèi)，以在襯底301上形成多個(gè)凹坑301’。在本實(shí)施例中，可通過控制底板射頻功率和線圈射頻功率的數(shù)值，來使感應(yīng)耦合等離子體刻蝕工藝的刻蝕選擇比控制在上述范圍內(nèi)。在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，還可通過控制其它刻蝕工藝參數(shù)來達(dá)到控制感應(yīng)耦合等離子體刻蝕工藝的刻蝕選擇比的目的。本實(shí)施例中，在感應(yīng)耦合等離子體刻蝕工藝中，所采用的刻蝕氣體可以是三氯化硼(BCl3)和氯氣(Cl2)的混合氣體。
[0052]參考圖3d，在形成有凹坑301’的襯底表面形成絕緣介質(zhì)膜304。所述圖形化襯底301a以及絕緣介質(zhì)膜304均選用透光材料，并且，選用折射率介于襯底和外延層之間的絕緣介質(zhì)膜，使外延層折射率大于絕緣介質(zhì)膜的折射率，而絕緣介質(zhì)膜的折射率又大于圖形化襯底的折射率，這樣能夠形成折射率梯度，相當(dāng)于在圖形化襯底表面均勻的鑲嵌一個(gè)個(gè)微透鏡，利用該圖形化襯底制作倒裝LED芯片，所述微透鏡可減少光反射，以確保光能最大程度的從圖形化襯底透射出去，從而提高倒裝LED的出光效率。例如，所述絕緣介質(zhì)膜選為氮化硅，藍(lán)寶石的折射率約為1.8，外延層材料如氮化鎵的折射率約為2.4，氮化硅的折射率約為2.05，則可實(shí)現(xiàn)上述目的。
[0053]所述絕緣介質(zhì)膜304可通過化學(xué)氣相沉積(CVD)的方式形成，例如通過低壓氣相沉積(LPCVD)或等離子增加化學(xué)氣相沉積(PECVD)形成，其厚度范圍例如是I?10 μ m。形成絕緣介質(zhì)膜304是為了在凹坑內(nèi)形成聚焦透鏡，因而其優(yōu)選能夠覆蓋凹坑的厚度。本實(shí)施例中，所述凹坑201’的深度hi是1.5?2.5 μ m，所述絕緣介質(zhì)膜204的厚度優(yōu)選是3?5 μ m0
[0054]參考圖3e，對(duì)所述襯底進(jìn)行平坦化，如采用化學(xué)機(jī)械拋光的方式研磨掉部分絕緣介質(zhì)膜，直至暴露所述襯底301的表面，即，使凹坑301’外的絕緣介質(zhì)膜去除，保留凹坑301’內(nèi)的絕緣介質(zhì)膜，形成具有微透鏡304a的圖形化襯底301a。
[0055]形成具有微透鏡304a的圖形化襯底301a之后，在所述襯底301的第一面以及微透鏡304a上沉積外延層，所述絕緣介質(zhì)膜的折射率介于所述襯底以及所述外延層之間。形成外延層后，同樣可采用常規(guī)工藝制成倒裝LED芯片。
[0056]綜上所述，本實(shí)用新型在襯底表面形成凹坑，并在所述凹坑內(nèi)填充絕緣介質(zhì)膜，所述襯底以及絕緣介質(zhì)膜均采用透光材料，所述絕緣介質(zhì)膜的折射率介于所述襯底以及外延層之間，這樣能夠形成折射率梯度，相當(dāng)于在圖形化襯底表面均勻的鑲嵌了微透鏡，所述鑲嵌的微透鏡可起到聚焦的效果，并可減少光反射，以確保光能最大程度的從圖形化襯底的出光面透射出去，從而提高倒裝LED的出光效率。
[0057]本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對(duì)于實(shí)施例公開的器件結(jié)構(gòu)而言，由于與實(shí)施例公開的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。
[0058]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種圖形化襯底，包括:襯底、形成于所述襯底表面的若干凹坑以及填充于所述凹坑內(nèi)的絕緣介質(zhì)膜，所述襯底以及所述絕緣介質(zhì)膜均采用透光材料，所述絕緣介質(zhì)膜的折射率大于所述襯底的折射率并小于一外延層的折射率。
2.如權(quán)利要求1所述的圖形化襯底，其特征在于，所述襯底為藍(lán)寶石、碳化硅、氧化鋅或尖晶石。
3.如權(quán)利要求1所述的圖形化襯底，其特征在于，所述絕緣介質(zhì)膜為氮化硅或氧化鈦。
4.一種倒裝LED芯片，包括:具有第一面和第二面的襯底、形成于所述襯底表面的若干凹坑、填充于所述凹坑內(nèi)的絕緣介質(zhì)膜、以及形成于所述襯底的第一面以及所述絕緣介質(zhì)膜上的外延層，其中，所述第二面作為倒裝LED芯片的出光面，所述襯底以及所述絕緣介質(zhì)膜均采用透光材料，所述絕緣介質(zhì)膜的折射率大于所述襯底的折射率并小于所述外延層的折射率。
5.如權(quán)利要求4所述的倒裝LED芯片，其特征在于，所述襯底為藍(lán)寶石、碳化硅、氧化鋅或尖晶石。
6.如權(quán)利要求4所述的倒裝LED芯片，其特征在于，所述絕緣介質(zhì)膜為氮化硅或氧化鈦。
7.如權(quán)利要求4所述的倒裝LED芯片，其特征在于，所述外延層包括依次形成于所述襯底的第一面上的N型氮化鎵層、多量子阱有源層和P型氮化鎵層。
【文檔編號(hào)】H01L33/22GK203800068SQ201420173240
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】張昊翔, 江忠永 申請(qǐng)人:杭州士蘭明芯科技有限公司