專利名稱：一種倒裝光子晶體led芯片及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種倒裝光子晶體LED芯片及其制造方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二級(jí)管(LED,Light Emitting Diode)是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件,其利用半導(dǎo)體PN結(jié)作為發(fā)光材料，可以將電轉(zhuǎn)換為光。當(dāng)半導(dǎo)體PN結(jié)的兩端加上正向電壓后，注入 PN結(jié)中的電子和空穴發(fā)生復(fù)合，將過剩的能量以光子的形式釋放出來(lái)。LED具有壽命長(zhǎng)、功耗低的優(yōu)點(diǎn)，隨著技術(shù)的日漸成熟，對(duì)LED的功率和亮度的要求也越來(lái)越高。目前常用的提高LED功率和亮度的手段有倒裝LED芯片、圖形化襯底、高壓LED芯片等技術(shù)。
隨著光子晶體理論和工藝完善，光子晶體在光通信和信息技術(shù)領(lǐng)域中有所發(fā)展， 也有將光子晶體結(jié)合到LED制造領(lǐng)域中來(lái)提高LED效率的探索。光子晶體結(jié)構(gòu)指不同折射率的材料交替排列形成的周期性結(jié)構(gòu)，可以產(chǎn)生光子晶體帶隙(Band Gap，類似于半導(dǎo)體中的禁帶)。而周期排列的低折射率位點(diǎn)的之間的距離大小相同，導(dǎo)致了一定距離大小的光子晶體只對(duì)一定波長(zhǎng)的光產(chǎn)生能帶效應(yīng)，如果只在某個(gè)方向上存在周期性結(jié)構(gòu)，那么光子帶隙出現(xiàn)在這個(gè)方向，能量落在光子帶隙中的光進(jìn)入光子晶體后將在該方向禁止傳播。這樣利用特定的光子晶體結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光的行為進(jìn)行控制。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種倒裝光子晶體LED芯片及其制造方法，所述倒裝光子晶體LED芯片通過納米壓印技術(shù)分別對(duì)襯底的外延生長(zhǎng)面和出光面進(jìn)行圖形化處理，形成圖形化襯底和光子晶體結(jié)構(gòu)，從而大大提高LED的工作效率。
本發(fā)明提供一種倒·裝光子晶體LED芯片的制造方法，包括
提供初始襯底，所述初始襯底包括外延生長(zhǎng)面和出光面；
在所述初始襯底的外延生長(zhǎng)面進(jìn)行納米壓印工藝，形成納米級(jí)圖形化襯底；
在所述納米級(jí)圖形化襯底的外延生長(zhǎng)面上形成倒裝LED結(jié)構(gòu)；
在所述納米級(jí)圖形化襯底的出光面進(jìn)行納米壓印工藝，形成光子晶體結(jié)構(gòu)。
可選的，對(duì)所述初始襯底的外延生長(zhǎng)面進(jìn)行納米壓印工藝的過程包括
清洗所述初始襯底，在所述初始襯底的外延生長(zhǎng)面形成第一壓印膠層；
將第一壓印模版壓在所述第一壓印膠層上，將第一壓印模版上的圖形轉(zhuǎn)移到所述第一壓印膠層中；
移去所述第一壓印模版，對(duì)所述第一壓印膠層進(jìn)行刻蝕，在所述初始襯底的外延生長(zhǎng)面中形成圖形；
去除所述第一壓印膠層，形成納米級(jí)圖形化襯底。
可選的，所述第一壓印模版上的圖形為規(guī)則排布的第一納米凸點(diǎn)。
可選的，所述第一壓印模版上的圖形為不規(guī)則排布的第一納米凸點(diǎn)。
可選的，利用熱塑或紫外固化的方法將第一壓印模版上的圖形轉(zhuǎn)移到所述第一壓印膠層中。
可選的，在所述納米級(jí)圖形化襯底的外延生長(zhǎng)面上形成所述倒裝LED結(jié)構(gòu)的過程包括
在所述納米級(jí)圖形化襯底的外延生長(zhǎng)面上生長(zhǎng)外延層，所述外延層包括依次形成的N型氮化鎵層、多量子阱有源層和P型氮化鎵層；
刻蝕所述外延層，形成暴露出所述N型氮化鎵層的電極孔洞；
在所述P型氮化鎵層上形成金屬反射鏡層；
在所述金屬反射鏡層上形成絕緣層；
圖形化所述絕緣層形成開口，所述開口暴露出部分金屬反射鏡層和N型氮化鎵層；
在所述開口中形成電極焊接層；
通過焊接工藝將電極焊接層焊接到一散熱基板上。
可選的，在所述納米級(jí)圖形化襯底的出光面進(jìn)行納米壓印工藝的過程包括
在所述納米級(jí)圖形化襯底的出光面形成第二壓印膠層；
將第二壓印模版壓在所述第二壓印膠層上，將第二壓印模版上的圖形轉(zhuǎn)移到所述第二壓印膠層中；
移去所述第二壓印模版，對(duì)所述第二壓印膠層進(jìn)行刻蝕，在所述納米級(jí)圖形化襯底的出光面中形成圖形；
去除所述第二壓印膠層，形成光子晶體結(jié)構(gòu)。
可選的，所述第二壓印模版上的圖形為規(guī)則排布的第二納米凸點(diǎn)，所述第二納米凸點(diǎn)的尺寸以及間距與倒裝光子晶體LED芯片的發(fā)光波長(zhǎng)在同一數(shù)量級(jí)。
可選的，所述第二納米凸點(diǎn)的形狀為圓柱形或長(zhǎng)方體形。
可選的，在所述納米級(jí)圖形化襯底的出光面形成第二壓印膠層之前，還包括對(duì)所述納米級(jí)圖形化襯底減薄的步驟。
可選的，所述初始襯底為藍(lán)寶石襯底。
根據(jù)本發(fā)明的另一面，還提供一種利用上述的倒裝光子晶體LED芯片的制造方法制造的倒裝光子晶體LED芯片，包括
納米級(jí)圖形化襯底，所述納米級(jí)圖形化的出光面上形成有光子晶體結(jié)構(gòu)，所述納米級(jí)圖形化的外延生長(zhǎng)面上形成有倒裝LED結(jié)構(gòu)。
可選的，所述倒裝LED結(jié)構(gòu)包括
生長(zhǎng)在所述納米級(jí)圖形化襯底的外延生長(zhǎng)面上的外延層，所述外延層包括依次形成的N型氮化鎵層、多量子阱有源層和P型氮化鎵層；
形成于所述外延層中的電極孔洞，所述電極孔洞暴露出所述N型氮化鎵層的；
形成于所述P 型氮化鎵層上的金屬反射鏡層；
形成于所述金屬反射鏡層上的絕緣層；
形成于所述絕緣層中的開口，所述開口暴露出部分金屬反射鏡層和N型氮化鎵層；
形成于所述開口中的電極焊接層；
所述電極焊接層與一散熱基板焊接?？蛇x的，所述形成光子晶體結(jié)構(gòu)的納米壓印技術(shù)使用的第二壓印模版上的圖形為規(guī)則排布的第二納米凸點(diǎn)，所述第二納米凸點(diǎn)的尺寸以及間距與所述倒裝光子晶體LED芯片的發(fā)光波長(zhǎng)同一數(shù)量級(jí)?？蛇x的，所述第二納米凸點(diǎn)的形狀為圓柱體形或長(zhǎng)方體形。本發(fā)明提供一種倒裝光子晶體LED芯片及其制造方法，能有效將光子晶體結(jié)構(gòu)與倒裝LED芯片相結(jié)合。所述倒裝光子晶體LED芯片的制造方法通過納米壓印技術(shù)分別對(duì)襯底的外延生長(zhǎng)面和出光面進(jìn)行圖形化處理，形成圖形化襯底和光子晶體結(jié)構(gòu)，從而大大提高了 LED的功率和光析出率。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的倒裝光子晶體LED芯片的制造方法的流程圖；圖2A 2Q為本發(fā)明實(shí)施例的倒裝光子晶體LED芯片的制造方法的各步驟的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種倒裝光子晶體LED芯片及其制造方法，能有效將光子晶體結(jié)構(gòu)與倒裝LED芯片相結(jié)合。所述倒裝光子晶體LED芯片的制造方法通過納米壓印技術(shù)分別對(duì)襯底的外延生長(zhǎng)面和出光面進(jìn)行圖形化處理，形成圖形化襯底和光子晶體結(jié)構(gòu)。這樣，大大提高了 LED的功率和光析出率。下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)所述理解本領(lǐng)域技術(shù)人員 可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)僅僅是常規(guī)工作。在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。請(qǐng)參考圖1，其為本發(fā)明實(shí)施例的倒裝光子晶體LED芯片的制造方法的流程圖，所述方法包括如下步驟步驟S021，提供初始襯底，所述初始襯底包括外延生長(zhǎng)面和出光面；步驟S022，在所述初始襯底的外延生長(zhǎng)面進(jìn)行納米壓印工藝，形成納米級(jí)圖形化襯底；步驟S023，在所述納米級(jí)圖形化襯底的外延生長(zhǎng)面上形成倒裝LED結(jié)構(gòu)；步驟S024，在所述納米級(jí)圖形化襯底的出光面進(jìn)行納米壓印工藝，形成光子晶體結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)D2A，執(zhí)行步驟S021，提供初始襯底101，所述初始襯底101包括外延生長(zhǎng)面和出光面。所述外延生長(zhǎng)面在后續(xù)的工藝中生長(zhǎng)外延層，所述出光面為器件完成后光出射的面，本實(shí)施例中，所述初始襯底101為藍(lán)寶石襯底。
參照?qǐng)D2B至圖2F，執(zhí)行步驟S022，在所述初始襯底101的外延生長(zhǎng)面進(jìn)行納米壓印工藝，形成納米級(jí)圖形化襯底111。具體的，對(duì)所述外延生長(zhǎng)面進(jìn)行的納米壓印工藝的過程包括首先，如圖2B所示，清洗所述初始襯底101，并在在所述初始襯底的外延生長(zhǎng)面形成第一壓印膠層102 ;接著，如圖2C至圖2E所示，將第一壓印模版201壓在所述第一壓印膠層102上，將第一壓印模版201上的圖形轉(zhuǎn)移到所述第一壓印膠層102中，形成圖形化的第一壓印膠層112 ;接著，如圖2F所示，移去所述第一壓印模版201，對(duì)所述圖形化的第一壓印膠層112進(jìn)行刻蝕，在所述初始襯底的外延生長(zhǎng)面中形成圖形；最后，去除第一壓印膠層 112，形成納米級(jí)圖形化襯底111。
納米級(jí)圖形化襯底111上的圖形可以是規(guī)則排布或不規(guī)則排布的，因此第一壓印模版2 OI上的圖形可以為規(guī)則排布或不規(guī)則排布的第一納米凸點(diǎn)，本實(shí)施例中使用的第一壓印模版201上的圖形為規(guī)則排布的第一納米凸點(diǎn)。將第一壓印模版201上的圖形轉(zhuǎn)移到所述第一壓印膠層102中常用的方法有熱塑或紫外固化的方法。紫外固化的方法中，第一壓印模版201采用對(duì)紫外光透明的材質(zhì)制成，如石英玻璃或聚二甲基硅氧烷 (Polydimethylsiloxane,PDMS),第一壓印膠層102材質(zhì)采用低粘度光固化的溶液。先將第一壓印模版201壓在所述第一壓印膠層102上，然后透過第一壓印模板201進(jìn)行紫外曝光使第一壓印膠層102固化成型，最后移去第一壓印模板201完成圖形轉(zhuǎn)移的過程，形成圖形化的第一壓印膠層112。熱塑的方法中，第一壓印膠層102的材質(zhì)為熱塑形材料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethylMethacrylate, PMMA),先進(jìn)行升溫使第一壓印膠層102粘度降低，流動(dòng)性增強(qiáng)，然后將將第一壓印模版201壓在所述第一壓印膠層102上，并施加適當(dāng)?shù)膲毫?，之后降低溫度使第一壓印膠層102固化成型，最后移去第一壓印模板201完成圖形轉(zhuǎn)移的過程，形成圖形化的第一壓印膠層112。
在將第一壓印模版201上的圖形轉(zhuǎn)移到所述第一壓印膠層102中后，以圖形化的第一壓印膠層112為掩膜，進(jìn)行各向異性的刻蝕，如ICP刻蝕工藝或RIE刻蝕工藝，在所述外延生長(zhǎng)面中形成圖形。去除殘余的第一壓印膠層112，形成納米級(jí)圖形化襯底111。所述納米級(jí)圖形化襯底111能減少外延生長(zhǎng)時(shí)的差排密度，減少外延生長(zhǎng)的缺陷，從而提高內(nèi)量子效應(yīng)，使得功率提高。
參考圖2G至2L，執(zhí)行步驟S023，在所述納米級(jí)圖形化襯底111的外延生長(zhǎng)面上形成倒裝LED結(jié)構(gòu)。形成所述倒裝LED結(jié)構(gòu)的過程具體包括首先，如圖2G所示，在所述外延生長(zhǎng)面上生長(zhǎng)外延層106，所述外延層包括依次形成的N型氮化鎵層103、多量子阱有源層 104和P型氮化鎵層105 ;接著，如圖2H所示，刻蝕所述外延層106，形成暴露出所述N型氮化鎵層103的電極孔洞116 ;接著，如 圖21所示，在所述P型氮化鎵層105上形成金屬反射鏡層107，之后在所述金屬反射鏡層107上形成絕緣層108 ;接著，如圖2J所示，圖形化所述絕緣層108形成開口 117，所述開口 117暴露出部分金屬反射鏡層107和N型氮化鎵層103 ； 之后，如圖2K所示，在所述開口 117中形成電極焊接層109 ;最后，如圖2L所示，通過焊接工藝將電極焊接層109焊接到一散熱基板110上。形成倒裝LED結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的手段和方法，并且本發(fā)明對(duì)該部分未做出改進(jìn)，在此不再贅述每個(gè)步驟的具體過程。參考圖2M至圖2Q，執(zhí)行步驟S024，在所述納米級(jí)圖形化襯底111的出光面進(jìn)行納米壓印技術(shù)，形成光子晶體結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中襯底的材質(zhì)和空氣交替排列，在出光面上形成的周期性結(jié)構(gòu)。形成光子晶體結(jié)構(gòu)的工藝和過程同形成納米級(jí)圖形化襯底使用的工藝和過程類似，具體包括在所述出光面形成第二壓印膠層113 ;將第二壓印模版202壓在所述第二壓印膠層113上，將第二壓印模版202上的圖形轉(zhuǎn)移到所述第二壓印膠層113中；移去所述第二壓印模版202，對(duì)所述第二壓印膠層113進(jìn)行刻蝕，在所述納米級(jí)圖形化襯底111的出光面中形成圖形；去除第二壓印膠層，形成光子晶體納米級(jí)圖形化襯底121。其中，使用的第二壓印模版202上的圖形為規(guī)則排布的第二納米凸點(diǎn)，所述第二納米凸點(diǎn)的尺寸以及間距與倒裝光子晶體LED芯片的發(fā)光波長(zhǎng)在同一數(shù)量級(jí)，這樣，第二壓印模版在出光面上形成了由襯底材質(zhì)和空氣交替排列的周期性結(jié)構(gòu)，即光子晶體結(jié)構(gòu)，因此光子帶隙形成在出光面的各個(gè)方向上，發(fā)光波長(zhǎng)的能量落在光子帶隙中，光進(jìn)入光子晶體結(jié)構(gòu)后將在出光面的方向上禁止傳播。以波長(zhǎng)為460nm的藍(lán)色光的LED為例，在出光面形成的光子晶體結(jié)構(gòu)可以是規(guī)則排布的圓柱形孔洞，所述圓柱形孔洞的直徑為20(T600nm，深度為10(T300nm，相鄰孔洞間的間距為40(T800nm。這樣該LED發(fā)出的光無(wú)法在所述光子晶體結(jié)構(gòu)中周期排布的方向傳播，只能從出光面射出。當(dāng)然，該規(guī)則排布的結(jié)構(gòu)并不限定為圓柱形孔洞，也可以是其他周期性排布的結(jié)構(gòu)，比如長(zhǎng)方體形的孔洞、圓柱形凸起結(jié)構(gòu)等。所述第二凸點(diǎn)的形狀對(duì)應(yīng)不同的光子晶體結(jié)構(gòu)，可以為圓柱形或長(zhǎng)方體形。本領(lǐng)域技術(shù)人員能根據(jù)本發(fā)明的核心思想制造對(duì)應(yīng)不同波長(zhǎng)LED的光子晶體結(jié)構(gòu)。為了控制LED倒裝光子晶體LED芯片的尺寸，可以在形成第二壓印膠層之前，對(duì)襯底進(jìn)行一次減薄的步驟。根據(jù)具體使用的壓印工藝(熱塑或紫外固化)，對(duì)應(yīng)的第二壓印膠層的材質(zhì)和形成圖形的方式不同，具體過程可參考形成納米級(jí)圖形化襯底的過程，在 此不再贅述。根據(jù)本發(fā)明的另一面，還提供一種利用上述實(shí)施例所述倒裝光子晶體LED芯片的制造方法制造的倒裝光子晶體LED芯片，參照?qǐng)D2Q，包括光子晶體納米級(jí)圖形化襯底121，所述光子晶體納米級(jí)圖形化襯底121包括外延生長(zhǎng)面和出光面，所述外延生長(zhǎng)面中形成有納米級(jí)圖形結(jié)構(gòu)，所述出光面中形成有光子晶體結(jié)構(gòu)；所述倒裝LED結(jié)構(gòu)形成于所述外延生長(zhǎng)面上。所述倒裝LED結(jié)構(gòu)包括生長(zhǎng)在所述光子晶體納米級(jí)圖形化襯底的外延生長(zhǎng)面上的外延層106，所述外延層包括依次形成的N型氮化鎵層103、多量子阱有源層104和P型氮化鎵層105 ;形成于所述外延層中的電極孔洞，所述電極孔洞暴露出所述N型氮化鎵層103 ；形成于所述P型氮化鎵層105上的金屬反射鏡層107 ;形成于所述金屬反射鏡層107上的絕緣層108 ;形成于所述絕緣層108中的開口，所述開口暴露出部分金屬反射鏡層107和N型氮化鎵層103 ;形成于所述開口中的電極焊接層109以及與所述電極焊接層109焊接的散熱基板110。這樣的結(jié)構(gòu)，由于形成了圖形化襯底，減少外延生長(zhǎng)時(shí)的差排密度，減少外延生長(zhǎng)的缺陷，從而提高了內(nèi)量子效應(yīng)，使得功率提高。同時(shí)在出光面形成有光子晶體結(jié)構(gòu)，使得光出射率提高，進(jìn)一步提高工作效率。綜上所述，本發(fā)明提供一種倒裝光子晶體LED芯片及其制造方法，所述倒裝光子晶體LED芯片通過納米壓印技術(shù)分別對(duì)襯底的外延生長(zhǎng)面和出光面進(jìn)行圖形化處理，形成圖形化襯底和光子晶體結(jié)構(gòu)。這樣，能大大提高LED的工作效率。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和 變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種倒裝光子晶體LED芯片的制造方法，包括 提供初始襯底，所述初始襯底包括外延生長(zhǎng)面和出光面； 在所述初始襯底的外延生長(zhǎng)面進(jìn)行納米壓印工藝，形成納米級(jí)圖形化襯底； 在所述納米級(jí)圖形化襯底的外延生長(zhǎng)面上形成倒裝LED結(jié)構(gòu)； 在所述納米級(jí)圖形化襯底的出光面進(jìn)行納米壓印工藝，形成倒裝光子晶體LED芯片。
2.如權(quán)利要求1所述的倒裝光子晶體LED芯片的制造方法，其特征在于對(duì)所述初始襯底的外延生長(zhǎng)面進(jìn)行納米壓印工藝的過程包括 清洗所述初始襯底，在所述初始襯底的外延生長(zhǎng)面形成第一壓印膠層； 將第一壓印模版壓在所述第一壓印膠層上，將第一壓印模版上的圖形轉(zhuǎn)移到所述第一壓印I父層中； 移去所述第一壓印模版，對(duì)所述第一壓印膠層進(jìn)行刻蝕，在所述初始襯底的外延生長(zhǎng)面中形成圖形； 去除所述第一壓印膠層，形成納米級(jí)圖形化襯底。
3.如權(quán)利要求2所述的倒裝光子晶體LED芯片的制造方法，其特征在于所述第一壓印模版上的圖形為規(guī)則排布的第一納米凸點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求2所述的倒裝光子晶體LED芯片的制造方法，其特征在于所述第一壓印模版上的圖形為不規(guī)則排布的第一納米凸點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求2所述的倒裝光子晶體LED芯片的制造方法，其特征在于利用熱塑或紫外固化的方法將第一壓印模版上的圖形轉(zhuǎn)移到所述第一壓印膠層中。
6.如權(quán)利要求1所述的倒裝光子晶體LED芯片的制造方法，其特征在于在所述納米級(jí)圖形化襯底的外延生長(zhǎng)面上形成所述倒裝LED結(jié)構(gòu)的過程包括 在所述納米級(jí)圖形化襯底的外延生長(zhǎng)面上生長(zhǎng)外延層，所述外延層包括依次形成的N型氮化鎵層、多量子阱有源層和P型氮化鎵層； 刻蝕所述外延層，形成暴露出所述N型氮化鎵層的電極孔洞； 在所述P型氮化鎵層上形成金屬反射鏡層； 在所述金屬反射鏡層上形成絕緣層； 圖形化所述絕緣層形成開口，所述開口暴露出部分金屬反射鏡層和N型氮化鎵層； 在所述開口中形成電極焊接層； 通過焊接工藝將電極焊接層焊接到一散熱基板上。
7.如權(quán)利要求1所述的倒裝光子晶體LED芯片的制造方法，其特征在于在所述納米級(jí)圖形化襯底的出光面進(jìn)行納米壓印工藝的過程包括 在所述納米級(jí)圖形化襯底的出光面形成第二壓印膠層； 將第二壓印模版壓在所述第二壓印膠層上，將第二壓印模版上的圖形轉(zhuǎn)移到所述第二壓印I父層中； 移去所述第二壓印模版，對(duì)所述第二壓印膠層進(jìn)行刻蝕，在所述納米級(jí)圖形化襯底的出光面中形成圖形； 去除所述第二壓印膠層，形成光子晶體結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的倒裝光子晶體LED芯片的制造方法，其特征在于所述第二壓印模版上的圖形為規(guī)則排布的第二納米凸點(diǎn)，所述第二納米凸點(diǎn)的尺寸以及間距與倒裝光子晶體LED芯片的發(fā)光波長(zhǎng)在同一數(shù)量級(jí)。
9.如權(quán)利要求8所述的倒裝光子晶體LED芯片的制造方法，其特征在于所述第二納米凸點(diǎn)的形狀為圓柱形或長(zhǎng)方體形。
10.如權(quán)利要求7所述的倒裝光子晶體LED芯片的制造方法，其特征在于在所述納米級(jí)圖形化襯底的出光面形成第二壓印膠層之前，還包括對(duì)所述納米級(jí)圖形化襯底減薄的步驟。
11.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的倒裝光子晶體LED芯片的制造方法，其特征在于所述初始襯底為藍(lán)寶石襯底。
12.一種利用權(quán)利要求1所述的倒裝光子晶體LED芯片的制造方法制造的倒裝光子晶體LED芯片，其特征在于，包括 光子晶體納米級(jí)圖形化襯底和倒裝LED結(jié)構(gòu)；所述光子晶體納米級(jí)圖形化襯底包括外延生長(zhǎng)面和出光面，所述外延生長(zhǎng)面中形成有納米級(jí)圖形結(jié)構(gòu)，所述出光面中形成有光子晶體結(jié)構(gòu)；所述倒裝LED結(jié)構(gòu)形成于所述外延生長(zhǎng)面上。
13.如權(quán)利要求12所述的倒裝光子晶體LED芯片，其特征在于所述倒裝LED結(jié)構(gòu)包括 生長(zhǎng)在所述光子晶體納米級(jí)圖形化襯底的外延生長(zhǎng)面上的外延層，所述外延層包括依次形成的N型氮化鎵層、多量子阱有源層和P型氮化鎵層； 形成于所述外延層中的電極孔洞，所述電極孔洞暴露出所述N型氮化鎵層； 形成于所述P型氮化鎵層上的金屬反射鏡層； 形成于所述金屬反射鏡層上的絕緣層； 形成于所述絕緣層中的開口，所述開口暴露出部分金屬反射鏡層和N型氮化鎵層； 形成于所述開口中的電極焊接層以及 與所述電極焊接層焊接的散熱基板。
14.如權(quán)利要求12所述的倒裝光子晶體LED芯片，其特征在于所述形成光子晶體結(jié)構(gòu)的納米壓印技術(shù)使用的第二壓印模版上的圖形為規(guī)則排布的第二納米凸點(diǎn)，所述第二納米凸點(diǎn)的尺寸以及間距與所述倒裝光子晶體LED芯片的發(fā)光波長(zhǎng)同一數(shù)量級(jí)。
15.如權(quán)利要求14所述的倒裝光子晶體LED芯片，其特征在于所述第二納米凸點(diǎn)的形狀為圓柱體形或長(zhǎng)方體形。
全文摘要
本發(fā)明提供一種倒裝光子晶體LED芯片的制造方法，包括提供初始襯底，所述初始襯底包括外延生長(zhǎng)面和出光面；在所述初始襯底的外延生長(zhǎng)面進(jìn)行納米壓印工藝，形成納米級(jí)圖形化襯底；在所述納米級(jí)圖形化襯底的外延生長(zhǎng)面上形成倒裝LED結(jié)構(gòu)；在所述納米級(jí)圖形化襯底的出光面進(jìn)行納米壓印工藝，形成倒裝光子晶體LED芯片。由于在出光面形成了光子晶體結(jié)構(gòu)，使得光出射率提高，提高LED的發(fā)光效率。
文檔編號(hào)H01L33/00GK103066178SQ20121058803
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者武樂可 申請(qǐng)人:映瑞光電科技(上海)有限公司