1基于蓝宝石衬底的LED 芯片

　　人造蓝宝石(A12O3),又称白宝石,透明,是一种物理特性、机械特性和化学特性三者独特组合的优良材料。蓝宝石作为衬底材料,具有高温下(1000曟)化学性质稳定、容易获得大尺寸以及价格便宜等优点。尽管它与GaN 之间存在较大的晶格失配,但随着生长技术的不断改进,目前已能在蓝宝石上外延出高质量的GaN 材料,并已研究出GaN基蓝光LED。

　　1.1暋倒装焊技术

　　通过倒装焊(FlipChip)技术可以解决蓝宝石不导电对电极制作的限制,获得出光效率的提高[2]。倒装焊是一种新兴的微电子封装技术,由于它将工作面(有源区面)上制有凸点电极的芯片朝下,与基板布线层直接键合。键合材料可以是金属引线或载带,也可以是合金焊料或有机导电聚合物制作的焊台.与传统的引线键合相比,倒装焊键合焊区的凸

　　点电极不仅通过芯片四周边缘分布,而且可以通过再布线实现面阵分布。由于芯片倒装于硅基垫上,LED 发出的光直接透过蓝宝石射出,而不会受到金属电极膜层的反射与阻挡。研究发现[5],利用倒装焊方法,LED的出光效率比普通的同侧LED 增加了21%。

图1倒装焊LED的基本结构

　　1.2基于图案化蓝宝石衬底的倒装焊LED

　　通过在LED 出射表面制作微结构,如表面粗化、光子晶体、纳米锥体等,可以进一步提高芯片的出光效率[2,3]。然而,由于蓝宝石的导热特性差,表面结构处理的方法不可避免地存在温度导致的性能衰退。为了同时解决出光与散热问题,人们对衬底进行了图案化处理。