[發明專利]一種薄膜倒裝光子晶體LED芯片及其制造方法

無效

• 申請號: 201110271067.5
• 申請日: 2011-09-14
• 公開（公告）號: CN102299243A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 蘭紅波;丁玉成
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/64;H01L33/20
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種薄膜倒裝光子晶體LED芯片，其特征在于，包括：一個基板，基板之上設有薄膜倒裝的LED芯片，基板和薄膜倒裝的LED芯片之間通過焊料連接；所述基板包括散熱基座和在其上設有的彼此獨立的金屬層I、II，所述薄膜倒裝的LED芯片是，在包含有光子晶體結構的N型半導體層下表面上的一個區域，自上向下依次設有發光層、P型半導體層、金屬反射層、P型歐姆接觸電極，所述P型歐姆接觸電極與金屬層I連接；在下表面上的另一個區域，設有N型歐姆接觸電極、所述N型歐姆接觸電極與金屬層II連接。

2.如權利要求1所述的薄膜倒裝光子晶體LED芯片，其特征在于，所述N型半導體層上的光子晶體結構包括周期結構光子晶體和/或非周期結構準光子晶體結構；所述光子晶體的幾何參數：納米孔的尺寸100-200nm，晶格常數300-700nm，光子晶體的高度50nm-150nm。

3.如權利要求1所述的薄膜倒裝光子晶體LED芯片，其特征在于，所述基板中包括散熱基座，其材料為陶瓷、鋁、硅、鉻、銅、銅合金中的一種。

4.如權利要求1所述的薄膜倒裝光子晶體LED芯片，其特征在于，所述P型歐姆接觸電極為Ti/Au、Ni/Au或Cr/Au的任意一種，厚度100nm-400nm；N型歐姆接觸電極為Ti/Al、Ti/Au、Cr/Au或Ti/AI/Ti/Au的任意一種，厚度100-400nm；所述金屬反射層為Al、Ag中的任意一種。

5.如權利要求1所述的薄膜倒裝光子晶體LED芯片，其特征在于，所述發光層包括多層量子阱結構、雙異質結結構、多層量子點結構或多層量子線，其厚度是50mm-200nm。

6.一種薄膜倒裝光子晶體LED芯片制造方法，其特征在于，包括如下工藝步驟：

(1)具有光子晶體結構圖形化襯底的制造；

(2)外延片制造；

(3)LED芯片的制造；

(4)基板的制造；

(5)LED芯片與散熱基板的倒裝焊接；

(6)剝離LED芯片上的圖形化襯底。

7.如權利要求6所述的一種薄膜倒裝光子晶體LED芯片制造方法，其特征在于，所述具有光子晶體結構圖形化襯底的制造方法：

A)首先，在襯底上沉積氮化硅、二氧化硅、鎳中的一種作為硬掩模層；

B)隨后，采用納米壓印、激光干涉光刻納米制造技術在硬掩模層之上的抗蝕劑上生成納米孔或者納米柱光子晶體結構；

C)接著，以圖形化后的抗蝕劑為掩模層，采用感應耦合等離子體刻蝕工藝，即ICP，將抗蝕劑上的圖形轉移到硬的掩模層；

D)然后以硬的掩模層為掩模，采用ICP將納米圖形轉移到襯底之上；

E)最后，去除抗蝕劑和硬的掩模層，并清洗襯底，去除襯底表面的污物和氧化物，制造出包含光子晶體結構圖形化襯底。

8.如權利要求6所述的一種薄膜倒裝光子晶體LED芯片制造方法，其特征在于，所述LED芯片的制造方法：

a)首先采用光刻、刻蝕、電子束蒸發的方法制造N型歐姆接觸電極；

b)隨后，在P型半導體層上沉積50-150nm的金屬反射層；

c)最后，采用電子束蒸發的方法在金屬反射層之上制作出P型歐姆接觸電極。

9.如權利要求6所述的一種薄膜倒裝光子晶體LED芯片制造方法，其特征在于，所述剝離LED芯片上的圖形化襯底的方法：采用激光剝離工藝、化學去除或者機械研磨的一種方法去除LED芯片上的圖形化襯底。

10.如權利要求6所述的一種薄膜倒裝光子晶體LED芯片制造方法，其特征在于，所述LED芯片與散熱基板的倒裝焊接采用共晶鍵合或熔融鍵合。