具体实施方式

倒装发光二极管可以分为两种工艺，即倒装DBR反射镜工艺和倒装金属反射镜工艺。倒装DBR反射镜工艺采用ITO(Indium Tin Oxides，氧化铟锡)作为电流扩展层，DBR反射镜反射率高、亮度高、与其他膜层的粘附性强，但电流扩散不均匀。倒装金属反射镜工艺采用银(Ag)镜做为电流扩展层，金属的电流扩展能力强，但与其他膜层的粘附性弱，容易出现脱落。对于倒装金属反射镜工艺，为了增加粘附性通常在金属反射层与下层膜层之间增加一层透明粘附层，但粘附层的增加又大大降低了金属反射层的反射率。

为了充分利用倒装DBR和倒装金属反射镜两种工艺的优势，本发明提供了一种倒装LED芯片及其制备方法。通过在金属反射层上制备金属层通孔，且通过所述金属层通孔使绝缘反射层与P型半导体层形成接触，提高了金属反射层与P型半导体层的接触能力，进而可以避免中间粘附金属层的使用。而且本发明采用金属反射层结构还可以提升倒装LED芯片的亮度和耐电流能力。

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的倒装LED芯片及其制备方法作进一步详细说明。根据下面说明书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

参阅图1，本发明提供的所述倒装LED芯片，包括：

衬底100；

位于所述衬底100上的外延层200，所述外延层200包括依次层叠的N型半导体层201、有源层202和P型半导体层203，且所述外延层200中具有裸露出所述N型半导体层201的N型凹槽；

位于所述P型半导体层203上的金属反射层300，且所述金属反射层300中具有若干金属层通孔，所述金属层通孔裸露出所述P型半导体层203；

位于所述金属反射层300上的绝缘反射层400，且所述绝缘反射层400还填充所述金属层通孔，以及覆盖所述N型凹槽的侧壁，以使所述绝缘反射层400与所述P型半导体层203接触；

位于所述绝缘反射层400上的焊接金属层，所述焊接金属层包括N型焊接金属层701和与所述N型焊接金属层701相隔离的P型焊接金属层702，其中，所述N型焊接金属层701与所述N型半导体层201电连接，所述P型焊接金属层702与所述P型半导体层203电连接。

所述绝缘反射层400中还具有绝缘层N型通孔，且在所述绝缘反射层400与所述焊接金属层之间还具有：

位于所述绝缘反射层400上的N型金属层500，所述N型金属层500还填充所述绝缘层N型通孔，且所述N型金属层500中还具有裸露出所述绝缘反射层400的金属层凹槽；

位于所述N型金属层500上的绝缘介质层600，所述绝缘介质层600还填充所述金属层凹槽，且所述绝缘介质层600中还具有裸露出所述金属反射层300和N型金属层500的介质层凹槽，所述N型焊接金属层701覆盖部分所述绝缘介质层600和所述N型金属层500，所述P型焊接金属层702覆盖部分所述绝缘介质层600和所述金属反射层300。

而所述倒装LED芯片的制备流程请参见图2～图9，具体包括：

步骤S1：提供一衬底100；

步骤S2：在所述衬底100上形成外延层200，所述外延层200包括依次层叠的N型半导体201、有源层202和P型半导体层203；

步骤S3：刻蚀所述外延层200至所述N型半导体层201的上表面，以在所述外延层200中形成N型凹槽；

步骤S4：在所述P型半导体层203上形成金属反射层300，且刻蚀所述金属反射层300以形成若干金属层通孔301，所述金属层通孔301裸露出所述P型半导体层203；

步骤S5：在所述金属反射层300上形成绝缘反射层400，且所述绝缘反射层400还填充金属层通孔301，以及覆盖所述N型凹槽的侧壁，以使所述绝缘反射层400与所述P型半导体层203接触；

步骤S6：在所述绝缘反射层400上形成焊接金属层，所述焊接金属层包括N型焊接金属层701和与所述N型焊接金属层701相隔离的P型焊接金属层702，所述N型焊接金属层701与所述N型半导体层201电连接，所述P型焊接金属层702与所述P型半导体层203电连接。

参阅图2，在步骤S1中，所述衬底100可以是蓝宝石、Si(硅)、SiC(碳化硅)、GaN(氮化镓)、ZnO(氧化锌)等，在本实施方式中，所述衬底100的材料优选为高透光的蓝宝石衬底。进一步地，所述衬底100为图形化衬底(Patterned Sapphire Substrates，PSS)，使用标准的光刻工艺在所述衬底100的表面将掩膜刻蚀出图形，然后利用ICP蚀刻技术刻蚀衬底100，在所述衬底100的表面形成图案化的凹槽，用来提高发光效率。

在步骤S2中，所述外延层200的材料选自AlN、GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN中的任意一种或几种的结合，具体优选地，所述外延层200的主体材料为GaN，更具体地，可以通过化学气相沉积、蒸镀等任意一种现有公知方法在所述衬底100制作成形所述外延层200。

所述外延层的形成工艺包括：

步骤S21：在所述衬底100上形成所述N型半导体层201；

步骤S22：在所述N型半导体层201上形成所述有源层202；

步骤S23：在所述有源层202上形成所述P型半导体层203。

所述N型半导体层201的材料优选为GaN，但不限于此。所述有源层202作为发光层，位于所述N型半导体层201的上方，所述有源层202的构造优选为多周期量子阱层，所述有源层202的材料优选为AlN、GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN中的任意一种或几种的结合，但不限于此。所述P型半导体层203位于所述有源层202的上方，且所述P型半导体层203的材料优选为GaN，但不限于此。

参阅图3，在步骤S3中，在所述外延层200中具有裸露出所述N型半导体层201的N型凹槽，所述N型凹槽包括位于所述外延层200边缘位置的N型划片凹槽205和位于所述N型划片凹槽205内侧的N型通孔凹槽204。通过刻蚀所述外延层200至所述N型半导体层201的上表面，以形成所述N型凹槽。具体的，在所述P型半导体层203的上表面形成光刻胶图案，然后通过刻蚀除去未被光刻胶覆盖的区域的所述P型半导体层203和所述有源层202，刻蚀停止在所述N型半导体层201的上表面。

参阅图4，所述外延层200的边缘位置还具有裸露出所述衬底100的隔离凹槽206，所述隔离凹槽206与所述N型划片凹槽205连通。即在步骤S4之前，对所述N型划片凹槽205位置处的部分所述N型半导体层201进行刻蚀，且刻蚀停止在所述衬底100的上表面，以形成所述隔离凹槽206。所述隔离凹槽206将所述外延层200分割为一颗颗的管芯。

在形成所述隔离凹槽206时，仅刻蚀了所述N型划片凹槽205位置处的部分N型半导体层201，因此所述隔离凹槽206的宽度小于所述N型划片凹槽205的宽度，使得所述外延层200边缘位置裸露出的所述N型半导体层201与所述衬底100之间形成一种台阶结构。在后续制备绝缘反射层400之后，台阶结构使得所述绝缘反射层400的边缘位置与所述衬底100的边缘位置一致，在所述倒装LED芯片的边缘位置有磨损的情况下，确保了内部N型半导体层201、有源层202和P型半导体层203不易被裸露出来而影响所述倒装LED芯片的电性能。而且，所述隔离凹槽206可以防止后续封装时金属(例如Sn)溢出与N型半导体层201接触造成短路。

参阅图5，在步骤S4中，在所述P型半导体层203上形成所述金属反射层300，且所述金属反射层300上具有若干金属层通孔301。所述金属层通孔301的直径优选为1μm～20μm，所述金属层通孔301的直径不能超过20μm，以免造成金属反射层301的面积过小，影响最终获得的所述倒装LED芯片的出光效率和电学性能。所述金属层通孔301的数目为多个，且所述金属层通孔301裸露出所述P型半导体层203。由于所述金属反射层300仅形成在所述P型半导体层203上，所述N型凹槽并未被填充，因此，会裸露出N型半导体层201的表面以及所述有源层202和所述P型半导体层203的侧壁，在后续形成绝缘反射层400时，可以进一步增加所述绝缘反射层400与所述P型半导体层203的接触面积，进而增加所述金属反射层300与所述P型半导体层203的接触能力。而所述金属层通孔301裸露出所述P型半导体层203，因此，在后续形成绝缘反射层400时，所述绝缘反射层400也能够通过所述金属层通孔301与所述P型半导体层203接触，进而增加所述金属反射层300与所述P型半导体层203的接触能力。且随着所述金属层通孔301的直径和数目的增加，可以增加所述绝缘反射层400与所述P型半导体层203接触面积，进而增加接触能力。

所述金属反射层300包括依次层叠的金属接触层、金属阻挡层和金属刻蚀层。优选的，通过光刻工艺制成掩膜图形，再通过电子束蒸发、溅射、ALD(Atomic layerdeposition，原子层沉积)等生长反射率较高的金属薄膜，制成所述金属反射层300。所述金属反射层300的厚度优选为0.1μm～2μm。

所述金属接触层作为反射镜，具有反光作用，将所述有源层202发出的光中射向所述P型半导体层203的那部分光反射回去，增强所述倒装LED芯片的发光强度和亮度。所述金属接触层的材质包括银以及铝中的至少一种，但不限于此。进一步地，所述金属接触层的材质优选为银。

所述金属阻挡层优选为Ti/W/Ti(钛/钨/钛)组成的结构层，位于所述金属接触层与金属刻蚀层之间。由于所述金属接触层一般采用的材质为Ag，Ag比较活跃，容易迁移扩散，而钨金属比较惰性，可以有效阻止其扩散。

所述金属刻蚀层由钛、铂、金、镍以及铝中的至少两种金属层叠形成，但不限于此。所述金属刻蚀层可作为电流扩展层，对所述金属接触层起到保护作用，防止发生电子迁移引起的漏电。所述金属刻蚀层除了保护金属接触层之外，还具有电流整面扩展的作用。

参阅图6，在步骤S5中，在所述金属反射层300上形成绝缘反射层400，且所述绝缘反射层400还填充金属层通孔301，以及覆盖所述N型凹槽的侧壁。即所述绝缘反射层400覆盖所述金属反射层300、衬底100、有源层202以及P型半导体层203的侧壁，并暴露出N型通孔凹槽204底部的N型半导体层201。所述绝缘反射层400与所述P型半导体层203之间具有比较强的吸附作用，所述绝缘反射层400能够固定粘附在所述P型半导体层203上，并且不容易脱落，且所述绝缘反射层400与所述P型半导体层203的接触面积越大，所述绝缘反射层400与所述P型半导体层203的接触越稳定。

现有技术中，所述P型半导体层上的所述金属反射层的金属粘附性弱，容易出现脱落，而在本实施例中，将所述金属反射层300设置在所述绝缘反射层400与所述P型半导体层203之间，且在所述金属反射层300上设置金属层通孔301，通过所述金属层通孔301能够实现所述绝缘反射层400与所述P型半导体层203相接触，进而也可以增加所述金属反射层300与所述P型半导体层203的接触能力，防止所述金属反射层300从所述P型半导体层203上脱落。因而可以直接使所述金属反射层300与所述P型半导体层203接触，可以避免中间粘附金属层的使用，而且还可以提升倒装LED芯片的亮度和耐电流能力。

所述绝缘反射层400优选为多层结构，且其可以由氧化硅、氧化钛、氧化铝、氮化硅以及氧化锌中的两种或两种以上物质交替层叠构成。所述绝缘反射层400的层数优选为5～61，且所述绝缘反射层400的厚度优选为0.5μm～4μm。

所述绝缘反射层400中还具有绝缘层N型通孔401。刻蚀所述绝缘反射层400至所述N型半导体层201的上表面，以在所述N型通孔凹槽204的对应位置形成所述绝缘层N型通孔401，且所述绝缘层N型通孔401的直径尺寸小于所述N型通孔凹槽204的直径，以使所述绝缘反射层400覆盖所述N型通孔凹槽204的侧壁。所述绝缘层N型通孔401的直径优选为4μm～9μm。

在步骤S5与步骤S6之间，所述制备方法还包括：

在所述绝缘反射层400上形成N型金属层500，所述N型金属层500还填充所述绝缘层N型通孔401；

刻蚀所述N型金属层500至所述绝缘反射层400的上表面，以形成金属层凹槽501；

在所述N型金属层500上形成绝缘介质层600，所述绝缘介质层600还填充所述金属层凹槽501；

刻蚀所述绝缘介质层600至所述金属反射层300的上表面和N型金属层500的上表面，以形成介质层凹槽，所述N型焊接金属层701覆盖部分所述绝缘介质层600和所述N型金属层500，所述P型焊接金属层702覆盖部分所述绝缘介质层600和所述金属反射层300。

参阅图7，在所述绝缘反射层400上形成N型金属层500，所述N型金属层500覆盖所述绝缘反射层400和所述N型半导体层201。所述N型金属层500中还具有所述金属层凹槽501，且所述金属层凹槽501位于所述倒装LED芯片的一端。所述金属层凹槽501的形成工艺可以为：对所述N型金属层500进行刻蚀，且刻蚀停止在所述绝缘反射层400的上表面，以形成所述金属层凹槽501。

参阅图8，在所述N型金属层500上形成绝缘介质层600，所述绝缘介质层600覆盖所述N型金属层500和所述绝缘反射层400。所述绝缘介质层600的厚度优选为0.5μm～4μm，且所述绝缘介质层600的材质包括氮化硅、二氧化硅、二氧化钛、氧化铝中的至少一种，但不限于此。所述绝缘介质层600中具有介质层凹槽，分别裸露出所述N型金属层500和所述金属反射层300。所述绝缘介质层600优选通过化学气相沉积法形成，然后采用刻蚀的方法形成所述介质层凹槽。

所述介质层凹槽包括第一介质层凹槽601和第二介质层凹槽602，且所述第一介质层凹槽601和所述第二介质层凹槽602分别位于所述倒装LED芯片两端，其中，所述第一介质层凹槽601贯穿所述绝缘介质层600和所述绝缘反射层400并裸露出所述金属反射层300，所述第一介质层凹槽601位于所述金属层凹槽501对应的位置中，即所述第一介质层凹槽601的直径尺寸小于所述金属层凹槽501。所述第一介质层凹槽601的数目优选为多个，且均位于所述金属层凹槽501对应的位置中。在后续形成焊接金属层时，所述P型焊接金属层702通过所述第一介质层凹槽601实现与所述金属反射层300的电连接，进而实现与所述P型半导体层203的电连接。所述第二介质层凹槽602裸露出所述N型金属层500，且所述第二介质层凹槽602位于所述倒装LED芯片远离所述第一介质层凹槽601的一端。所述第二介质层凹槽602的数目优选为一个。在后续形成焊接金属层时，所述N型焊接金属层701通过所述第二介质层凹槽602实现与所述N型金属层500的电连接，进而实现与所述N型半导体层201的电连接。

参阅图9，在步骤S6中，在所述绝缘介质层600上形成焊接金属层，且所述焊接金属层分别位于倒装LED芯片的两端，分别为N型焊接金属层701和P型焊接金属层702。所述N型焊接金属层701覆盖所述N型金属层500和部分绝缘介质层600，即所述N型焊接金属层701填充了所述第二介质层凹槽602，并与所述N型金属层500接触，所述N型焊接金属层701能够通过所述N型金属层500实现与所述N型半导体层201的电连接。

所述P型焊接金属层702覆盖所述金属反射层300和部分绝缘介质层600，即所述P型焊接金属层702填充了所述第一介质层凹槽601，并与所述金属反射层300接触，所述P型焊接金属层702能够通过所述金属反射层300实现与所述P型半导体层203的电连接。

所述焊接金属层中还具有裸露出所述绝缘介质层600的上表面的焊接金属层凹槽，且所述焊接金属层凹槽位于所述P型焊接金属层702和N型焊接金属层701之间。所述P型焊接金属层702和所述N型焊接金属层701可以通过所述绝缘介质层600和焊接金属层凹槽实现电气绝缘。所述焊接金属层优选为多种金属交叠形成，进一步的，所述焊接金属层的材质优选为金(Au)、锡(Sn)或金锡合金等金属中的至少一种，但并不限于此。

本实施例可以通过化学气相沉积、蒸镀等任意一种工艺方法在所述衬底制作成形所述外延层、绝缘反射层以及绝缘介质层；可以通过电子束蒸发、溅射、ALD等任意一种工艺方法形成所述金属反射层、N型金属层以及焊接金属层；通过刻蚀工艺形成凹槽和通孔，且优选为干法刻蚀。

综上可见，在本实施例提供的倒装LED芯片中，通过在金属反射层上制备若干金属层通孔，通过金属层通孔使绝缘反射层与P型半导体层形成接触，增加了金属反射层与P型半导体层的接触能力，进而可以避免中间粘附金属层的使用。而且本实施例采用金属反射层和绝缘反射层结构还可以提升倒装LED芯片的亮度和耐电流能力。即本实施例提供的倒装LED芯片同时具有倒装DBR反射镜和倒装金属反射镜两种工艺的优势。

此外，可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

而且还应该理解的是，本发明并不限于此处描述的特定的方法、化合物、材质、制造技术、用法和应用，它们可以变化。还应该理解的是，此处描述的术语仅仅用来描述特定实施例，而不是用来限制本发明的范围。必须注意的是，此处的以及所附权利要求中使用的单数形式“一个”、“一种”以及“该”包括复数基准，除非上下文明确表示相反意思。因此，例如，对“一个步骤”引述意味着对一个或多个步骤的引述，并且可能包括次级步骤。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。因此，词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义，而不是逻辑“异或”的定义，除非上下文明确表示相反意思。此处描述的结构将被理解为还引述该结构的功能等效物。可被解释为近似的语言应该被那样理解，除非上下文明确表示相反意思。