形成电连接，进而通过接触层120与P型半导体层113形成电连接。接触层120具有较好的电流扩展作用，第一焊盘151和第二焊盘152之间加上电压后，可提高LED芯片的发光均匀性。
[0069]本实施例中，可通过LPCVD工艺、MOCVD工艺或分子束外压技术在所述支撑衬底101上形成晶格匹配层102。可通过蒸发、溅射、喷涂或PECVD工艺在所述晶格匹配层102上形成介质膜，再通过光刻和蚀刻工艺去除预定区域上的介质膜，从而在晶格匹配层102上形成具有周期性排列的柱状结构103a的连通介质层103。可通过MOCVD工艺或分子束外压技术在上述结构上依次形成N型半导体层111、有源层112和P型半导体层113。
[0070]在上述倒装LED芯片中，支撑衬底101起支撑作用，晶格匹配层102能够更好地同倒装LED芯片的N型半导体层111进行晶格匹配，具有周期性排列的柱状结构的连通介质层103配合支撑衬底101上的晶格匹配层102能够更好地提高倒装LED芯片的晶体质量(即内量子效率)，且柱状结构103a的侧面垂直于支撑衬底101的表面，相对于传统图形化衬底上具有斜面的锥状或台状图形，不会发生光散射或漫反射，因此能够减少从外延层射向支撑衬底101的光的反射，增加其透射，提高倒装LED芯片的出光效率(即外量子效率)。
[0071]实施例二
[0072]图21是本实用新型实施例二的倒装LED芯片的衬底结构和外延层局部放大的剖面示意图，图22是本实用新型实施例二的连通介质层局部放大的俯视图。
[0073]如图21和图22所示，本实施例与实施例一的区别在于，柱状结构103a是柱状凸起，连通介质层103由周期性排列的柱状凸起组成，通过所述柱状凸起之间的空隙暴露所述晶格匹配层102。
[0074]更具体而言，所述柱状结构103a是圆柱形凸起。当然，由于所述支撑衬底101为圆形衬底，所述支撑衬底101边缘的柱状结构103a可以是不完整的圆柱形凸起，本实用新型对柱状结构103a的数量和排布方式不加限制，可根据实际布图情况相应的调整。
[0075]实施例三
[0076]本实施例与实施例一的区别在于，所述柱状结构103a是多棱柱形凸起。图23是本实用新型实施例三的连通介质层局部放大的俯视图。如图23所示，本实施例中所述柱状结构103a是六棱柱形凸起。
[0077]实施例四
[0078]本实施例与实施例一的区别在于，所述柱状结构103a是多棱柱形空洞。图24是本实用新型实施例四的连通介质层局部放大的俯视图。如图24所示，本实施例中所述柱状结构103a是六棱柱形空洞。经实验发现，所述柱状结构103a是六棱柱形空洞时，倒装LED芯片的发光效率尤为突出。
[0079]以上实施例以所述柱状结构分别为圆柱形凸起或圆柱形空洞、多棱柱形凸起或多棱柱形空洞为例介绍了本实用新型的倒装LED芯片，可以理解的是，所述柱状结构并不局限于上述形状，还可以是椭圆柱形凸起或椭圆柱形空洞，或者是其他多棱柱状的凸起或空洞，亦或是上述形状的组合。
[0080]综上所述，本实用新型的倒装LED芯片具有如下优点:
[0081]1、位于晶格匹配层上的连通介质层具有周期性排列的柱状结构，即所述连通介质层并非是平坦表面，如此在所述连通介质层上形成外延层时可提高外延层的晶体质量，有利于提高倒装LED芯片的内量子效率；并且，所述柱状结构的侧面垂直于支撑衬底的表面，相对于传统图形化衬底上具有斜面的锥状或台状图形，不会发生光散射或漫反射，因此能够减少从外延层射向支撑衬底的光的反射，增加其透射，提高倒装LED芯片的出光效率，即提高倒装LED芯片的外量子效率；此外，所述晶格匹配层的晶体结构与所述N型半导体层的晶体结构相同，可以获得较佳的晶格匹配效果，减少位错缺陷，进一步提高倒装LED芯片的内量子效率；
[0082]2、第一焊盘通过第一绝缘反射层开孔、第一连通电极与N型半导体层形成电连接，第二焊盘通过第二绝缘反射层开孔、第二连通电极、接触层与P型半导体层形成电连接，接触层具有较好的电流扩展作用，第一焊盘和第二焊盘之间加上电压后，能够保证LED芯片的发光均匀性。
[0083]3、具有较高的反射性的绝缘反射层能够保证较多的光射向LED芯片的衬底结构方向，可进一步提尚发光效率。
[0084]需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。并且，上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
【主权项】
1.一种倒装LED芯片，其特征在于，包括: 衬底结构，所述衬底结构包括依次形成的支撑衬底、晶格匹配层以及具有周期性排列的柱状结构的连通介质层，所述具有周期性排列的柱状结构的连通介质层暴露出部分所述晶格匹配层； 外延层，所述外延层包括依次形成的N型半导体层、有源层以及P型半导体层，所述N型半导体层覆盖所述具有周期性排列的柱状结构的连通介质层以及所述晶格匹配层，所述外延层中形成有至少一个暴露所述N型半导体层的凹槽，所述晶格匹配层的晶体结构与所述N型半导体层的晶体结构相同； 接触层，形成于所述P型半导体层上，所述接触层中形成有暴露所述凹槽的接触层开孔； 第一连通电极和第二连通电极，所述第一连通电极位于所述凹槽内的N型半导体层上，所述第二连通电极位于所述接触层上； 绝缘反射层，形成于所述接触层上，具有暴露所述第一连通电极的第一绝缘反射层开孔和暴露所述第二连通电极的第二绝缘反射层开孔； 第一焊盘和第二焊盘，形成于所述绝缘反射层上，所述第一焊盘通过第一绝缘反射层开孔与所述第一连通电极形成电连接，所述第二焊盘通过第二绝缘反射层开孔与所述第二连通电极形成电连接。
2.如权利要求1所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述N型半导体层为掺硅的氮化镓薄膜，所述晶格匹配层为氮化镓薄膜或者氮化铝薄膜，所述支撑衬底为表面平坦的蓝宝石衬底，所述具有周期性排列的柱状结构的连通介质层为二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅薄膜。
3.如权利要求1或2所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述柱状结构是柱状空洞，通过所述柱状空洞暴露部分所述晶格匹配层。
4.如权利要求3所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述柱状结构为圆柱形空洞、椭圆柱形空洞或多棱柱状空洞。
5.如权利要求4所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述柱状结构为六棱柱状空洞。
6.如权利要求1或2所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述柱状结构是柱状凸起，通过所述柱状凸起之间的空隙暴露部分所述晶格匹配层。
7.如权利要求6所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述柱状结构为圆柱形凸起、椭圆柱形凸起或多棱柱状凸起。
8.如权利要求7所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述柱状结构为六棱柱状凸起。
9.如权利要求1或2所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述绝缘反射层是DBR反射层O
10.如权利要求1或2所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述绝缘反射层由金属反射层和绝缘介质层组合而成，所述金属反射层的材料为银，所述绝缘介质层的材料为二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅中的一种。
【专利摘要】本实用新型提供了一种倒装LED芯片。所述倒装LED芯片包括衬底结构、外延层、接触层、第一连通电极、第二连通电极、绝缘反射层、第一焊盘和第二焊盘。所述倒装LED芯片的衬底结构包括依次形成的支撑衬底、晶格匹配层以及具有周期性排列的柱状结构的连通介质层，所述具有周期性排列的柱状结构的连通介质层暴露出部分所述晶格匹配层，所述晶格匹配层的晶体结构与所述N型半导体层的晶体结构相同。本实用新型有利于提高倒装LED芯片的内量子效率和外量子效率。
【IPC分类】H01L33-00, H01L33-22, H01L33-38, H01L33-46, H01L33-12
【公开号】CN204558513
【申请号】CN201520305865
【发明人】张昊翔, 丁海生, 李东昇, 赵进超, 黄捷, 陈善麟, 江忠永
【申请人】杭州士兰明芯科技有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月12日