复合蓝宝石基板磊晶LED显示模组的制造方法技术

本发明专利技术实施例涉及一种复合蓝宝石基板磊晶LED显示模组的制造方法，包括：在蓝宝石基板的一侧表面进行图形化开槽，形成多个等间距的凹槽；在多个凹槽中的第(3m‑2)个凹槽和第(3m‑1)个凹槽间制作待填充槽；在待填充槽中定量填入硅酸盐焊料并在高温炉设备中加热，二次熔融后在填充槽内植入红光磊晶衬底方片；退火后在凹槽内淀积SiO2，形成隔离层；对表面进行碾磨抛光得到磊晶复合蓝宝石基板；进行分子束外延MBE磊晶，形成LED发光单元阵列；在LED发光单元阵列上制备磊晶电极和金属布线层；对蓝宝石基板的另一侧表面进行光栅刻录；在光学测试后将控制电路元件与金属布线层共晶焊接，形成复合蓝宝石基板磊晶LED显示模组。

Method for manufacturing composite sapphire substrate epitaxial LED display module

The embodiment of the invention relates to a composite sapphire substrate epitaxial LED display manufacturing method, module: graphical slot on one side surface of the sapphire substrate, forming a plurality of spaced grooves; a plurality of grooves in the article (3m 2) and a groove (3m 1) between the grooves the production to be filled slots to be filled in; fill in Portland quantitative solder pot and heated in a high-temperature furnace, melting two times after implanted with red epitaxial substrate square slot; after annealing deposited in the groove SiO2, isolation layer is formed on the surface of grinding and polishing; to epitaxial composite of sapphire substrate; molecular beam epitaxy of MBE epitaxy, forming LED arrays of light emitting cells; the preparation of epitaxial electrode and the metal wiring layer in the LED light emitting unit array; grating recording surface on the other side of the sapphire substrate; the electric control in optical testing The circuit element and the metal wiring layer are welded together to form a composite sapphire substrate epitaxial LED display module.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种复合蓝宝石基板磊晶LED显示模组的制造方法。
技术介绍
在传统的半导体显示器产品发展到今天，在高密度领域我们已经习惯性定义为像素间距小于1.0mm的显示器。然而传统的LED显示技术在高密度领域已经出现瓶颈。因为受制于LED光源的传统结构，同时受制于后集成加工的模组所涉及的材料结构，譬如传统的恒流源封装的驱动容量和结构，传统的FR4PCB板松散的材质带来的集成成品的热不稳定性问题，以及平整度强度问题，以及为安装拼接为大屏幕所需要的注塑面罩和塑壳等，都严重限制着LED显示技术在高密度领域的突破和应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种复合蓝宝石基板磊晶LED显示模组的制造方法，制造成本低，而且制造方法简便易行，适合在小间距高密度领域应用。本专利技术实施例提供了一种LED显示模组的磊晶复合蓝宝石基板的制造方法，所述方法包括：在蓝宝石基板的一侧表面进行图形化开槽，形成多个等间距的凹槽；在所述多个凹槽中的第(3m-2)个凹槽和第(3m-1)个凹槽间制作待填充槽；m为自然数；在所述待填充槽中定量填入硅酸盐焊料，并在高温炉设备中加热至熔融；在二次熔融后，在所述填充槽内植入红光磊晶衬底方片，并且所述红光磊晶衬底方片与所述蓝宝石基板的一侧表面处于同一平面；按照所述硅酸盐焊料的温度曲线进行退火；在所述凹槽内淀积SiO2，形成隔离层；对所述一侧表面进行碾磨抛光，得到所述磊晶复合蓝宝石基板；在所述磊晶复合蓝宝石基板上进行分子束外延MBE磊晶，形成LED发光单元阵列；在所述LED发光单元阵列上制备磊晶电极和金属布线层；对所述蓝宝石基板的另一侧表面进行光栅刻录；在光学测试后，将控制电路元件与所述金属布线层共晶焊接，形成所述复合蓝宝石基板磊晶LED显示模组。优选的，所述在所述填充槽内植入红光磊晶衬底方片之前，所述方法还包括：将红光磊晶圆片进行减薄；对减薄后的红光磊晶圆片进行切割划片，得到所述红光磊晶衬底方片；其中，所述红光磊晶衬底方片为GaAs衬片。优选的，所述红光磊晶衬底方片具有定位标记；所述在所述填充槽内植入红光磊晶衬底方片具体为：根据所述定位标记，对所述红光磊晶衬底方片和所述填充槽进行对位对准，并将所述红光磊晶衬底方片植入所述填充槽中。优选的，所述在所述磊晶复合蓝宝石基板上进行分子束外延MBE磊晶，形成LED发光单元阵列具体包括：在磊晶复合蓝宝石基板上制备第一掩蔽层，所述第一掩蔽层用于掩蔽除第一颜色LED生长区域之外的其它区域；所述第一颜色LED生长区域为对应第3m至第(3m+1)个凹槽之间的蓝宝石基板区域；在所述第一颜色LED生长区和第一掩蔽层上淀积第一颜色外延层，形成第一颜色LED；所述第一颜色外延层包括MBE生长的第一颜色N型外延层和第一颜色P型外延层；去除所述第一掩蔽层和所述第一掩蔽层上的第一颜色外延层；制备第二掩蔽层，所述第二掩蔽层用于掩蔽除第二颜色LED生长区域之外的其它区域；所述第二颜色LED生长区域为对应第(3m-1)至第3m个凹槽之间的蓝宝石基板区域；在所述第二颜色LED生长区和第二掩蔽层上淀积第二颜色外延层，形成第二颜色LED；所述第二颜色外延层包括MBE生长的第二颜色N型外延层和第二颜色P型外延层；去除所述第二掩蔽层和所述第二掩蔽层上的第二颜色外延层；制备第三掩蔽层，所述第三掩蔽层用于掩蔽除第三颜色LED生长区域之外的其它区域；所述第二颜色LED生长区域为对应第(3m-2)至第(3m-1)个凹槽之间的红光磊晶衬底方片的区域；在所述第三颜色LED生长区和第三掩蔽层上淀积第三颜色外延层，形成第三颜色LED；所述第三颜色外延层包括第三颜色N型外延层和第三颜色P型外延层；去除所述第三掩蔽层和所述第三掩蔽层上的第三颜色外延层；对所述磊晶复合蓝宝石基板的表面进行研磨，清洗和电学测试。进一步优选的，所述掩蔽层的制备方法包括：在所述磊晶复合蓝宝石基板上物理气相沉积SiO2；对SiO2进行台阶Mesa光刻，露出指定颜色LED生长区的SiO2；对露出的SiO2进行刻蚀，用以在所述指定颜色LED生长区内露出所述磊晶衬片。优选的，所述在所述LED发光单元阵列上制备磊晶电极具体包括：在所述磊晶复合蓝宝石基板的LED发光单元阵列上进行mesa光刻和刻蚀，使得N型外延层露出；淀积电流阻挡层CBL，并进行CBL光刻和刻蚀；淀积ITO电流扩散层，并进行ITO光刻和刻蚀；退火后进行金属层光刻和表面灰化；进行金属蒸镀；采用剥离工艺将除电极外的金属去除；淀积钝化层并进行退火后，进行模拟焊接性测试。优选的，所述在所述LED发光单元阵列上制备金属布线层具体包括：在所述蓝宝石基板的一侧表面图形化淀积第一绝缘层，并在图形化区域内露出所述LED发光单元阵列的第一电极和第二电极；图形化制备氧化铟锡ITO顶层导电层；其中，所述ITO顶层导电层与所述第一电极相连接；图形化制备第二绝缘层，并在图形化区域内露出所述LED晶片组的第二电极；图形化制备ITO底层导电层；其中，所述ITO底层导电层与所述第二电极相连接；图形化制备第三绝缘层，根据设计所需在图形化区域内露出部分所述ITO顶层导电层和部分所述ITO底层导电层；图形化制备ITO驱动控制导电层；其中，所述ITO驱动控制导电层包括多个ITO导线，分别根据设计所需与所述ITO顶层导电层或所述ITO底层导电层相连接；图形化淀积第四绝缘层；制作球状引脚栅格阵列BGA共晶焊球和数据级联端子。优选的，在所述制作球状引脚栅格阵列BGA共晶焊球和数据级联端子之后，所述方法还包括：通过所述数据级联端子，对所述显示模组进行电学测试。本专利技术实施例提供的LED显示模组的磊晶复合蓝宝石基板的制造方法，制造成本低，而且制造方法简便易行，适合在小间距高密度领域应用。附图说明图1为本专利技术实施例提供的LED显示模组的磊晶复合蓝宝石基板的制造方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的制造过程示意图之一；图3为本专利技术实施例提供的制造过程示意图之二；图4为本专利技术实施例提供的制造过程示意图之三；图5为本专利技术实施例提供的制造过程示意图之四；图6为本专利技术实施例提供的制造过程示意图之五；图7为本专利技术实施例提供的制造过程示意图之六；图8为本专利技术实施例提供的在磊晶复合蓝宝石基板上进行分子束外延形成LED发光单元阵列的方法流程图；图9为本专利技术实施例提供的制造过程示意图之七；图10为本专利技术实施例提供的制造过程示意图之八；图11为本专利技术实施例提供的制造过程示意图之九；图12为本专利技术实施例提供的制造过程示意图之十；图13为本专利技术实施例提供的制造过程示意图之十一；图14为本专利技术实施例提供的制造过程示意图之十二；图15为本专利技术实施例提供的磊晶电极的制备过程流程图；图16为本专利技术实施例提供的制造过程示意图之十三；图17为本专利技术实施例提供的制造过程示意图之十四；图18为本专利技术实施例提供的制造过程示意图之十五；图19为本专利技术实施例提供的制造过程示意图之十六；图20为本专利技术实施例提供的制造过程示意图之十七；图21为本专利技术实施例提供的制造过程示意图之十八；图22为本专利技术实施例提供的在磊晶电极上进行金属布线的方法流程图；图23为本专利技术实施例提供的制造过程示意图之十九；图24为本专利技术实施例提供的制造过程示意图之二十；图25为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合蓝宝石基板磊晶LED显示模组的制造方法，其特征在于，所述方法包括：在蓝宝石基板的一侧表面进行图形化开槽，形成多个等间距的凹槽；在所述多个凹槽中的第(3m‑2)个凹槽和第(3m‑1)个凹槽间制作待填充槽；m为自然数；在所述待填充槽中定量填入硅酸盐焊料，并在高温炉设备中加热至熔融；在二次熔融后，在所述填充槽内植入红光磊晶衬底方片，并且所述红光磊晶衬底方片与所述蓝宝石基板的一侧表面处于同一平面；按照所述硅酸盐焊料的温度曲线进行退火；在所述凹槽内淀积SiO2，形成隔离层；对所述一侧表面进行碾磨抛光，得到所述磊晶复合蓝宝石基板；在所述磊晶复合蓝宝石基板上进行分子束外延MBE磊晶，形成LED发光单元阵列；在所述LED发光单元阵列上制备磊晶电极和金属布线层；对所述蓝宝石基板的另一侧表面进行光栅刻录；在光学测试后，将控制电路元件与所述金属布线层共晶焊接，形成所述复合蓝宝石基板磊晶LED显示模组。

【技术特征摘要】
1.一种复合蓝宝石基板磊晶LED显示模组的制造方法，其特征在于，所述方法包括：在蓝宝石基板的一侧表面进行图形化开槽，形成多个等间距的凹槽；在所述多个凹槽中的第(3m-2)个凹槽和第(3m-1)个凹槽间制作待填充槽；m为自然数；在所述待填充槽中定量填入硅酸盐焊料，并在高温炉设备中加热至熔融；在二次熔融后，在所述填充槽内植入红光磊晶衬底方片，并且所述红光磊晶衬底方片与所述蓝宝石基板的一侧表面处于同一平面；按照所述硅酸盐焊料的温度曲线进行退火；在所述凹槽内淀积SiO2，形成隔离层；对所述一侧表面进行碾磨抛光，得到所述磊晶复合蓝宝石基板；在所述磊晶复合蓝宝石基板上进行分子束外延MBE磊晶，形成LED发光单元阵列；在所述LED发光单元阵列上制备磊晶电极和金属布线层；对所述蓝宝石基板的另一侧表面进行光栅刻录；在光学测试后，将控制电路元件与所述金属布线层共晶焊接，形成所述复合蓝宝石基板磊晶LED显示模组。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述在所述填充槽内植入红光磊晶衬底方片之前，所述方法还包括：将红光磊晶圆片进行减薄；对减薄后的红光磊晶圆片进行切割划片，得到所述红光磊晶衬底方片；其中，所述红光磊晶衬底方片为GaAs衬片。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述红光磊晶衬底方片具有定位标记；所述在所述填充槽内植入红光磊晶衬底方片具体为：根据所述定位标记，对所述红光磊晶衬底方片和所述填充槽进行对位对准，并将所述红光磊晶衬底方片植入所述填充槽中。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在所述磊晶复合蓝宝石基板上进行分子束外延MBE磊晶，形成LED发光单元阵列具体包括：在磊晶复合蓝宝石基板上制备第一掩蔽层，所述第一掩蔽层用于掩蔽除第一颜色LED生长区域之外的其它区域；所述第一颜色LED生长区域为对应第3m至第(3m+1)个凹槽之间的蓝宝石基板区域；在所述第一颜色LED生长区和第一掩蔽层上淀积第一颜色外延层，形成第一颜色LED；所述第一颜色外延层包括MBE生长的第一颜色N型外延层和第一颜色P型外延层；去除所述第一掩蔽层和所述第一掩蔽层上的第一颜色外延层；制备第二掩蔽层，所述第二掩蔽层用于掩蔽除第二颜色LED生长区域之外的其它区域；所述第二颜色LED生长区域为对应第(3m-1)至第3m个凹槽之间的蓝宝石基板区域；在所述第二颜色LED生长区和第二掩蔽层上淀积第二颜色外延层，形成第二颜色LED；所述第二颜色外延层包括MBE生长的第二颜色N型外延层和第二颜色P...

【专利技术属性】
技术研发人员：严敏，程君，周鸣波，
申请(专利权)人：环视先进数字显示无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32