LED矩阵显示阵列及其制作方法技术

本申请公开了一种LED矩阵显示阵列及其制作方法，该LED矩阵显示阵列包括一透明的衬底、以及阵列分布于该衬底上的多个发光单元，每个所述发光单元分别包括一独立的P电极，所有所述发光单元共用同一N电极，该N电极为网格状，围成有多个环形窗口，每个P电极分别对应于一个所述环形窗口中，每个发光单元还分别包括依次形成于所述衬底上的外延层和SiO2钝化层，所述外延层包括依次形成于衬底上的N型GaN层、量子阱层和P型GaN层，所述N电极电性连接于所述N型GaN层，所述P电极电性连接于所述P型GaN层。本发明专利技术通过将多个LED发光单元集成在同一芯片上，并将电极进行连接，使得其具有显示的功能，P电极和N电极不交叉，制作方法简单，出光率高，分辨率高。

【技术实现步骤摘要】
LED矩阵显示阵列及其制作方法
本申请涉及半导体
，特别是涉及一种LED矩阵显示阵列及其制作方法。
技术介绍
现有技术中，GaN基的微显示LED阵列，通常从正面出光，而正面阵列分布了交叉的P电极线和N电极线，由于电极线采用金属，在出光面形成遮挡，造成出光效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种LED矩阵显示阵列及其制作方法，以克服现有技术中的不足。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本申请实施例公开了一种LED矩阵显示阵列，包括一透明的衬底、以及阵列分布于该衬底上的多个发光单元，每个所述发光单元分别包括一独立的P电极，所有所述发光单元共用同一N电极，该N电极为网格状，围成有多个环形窗口，每个所述P电极分别对应于一个所述环形窗口中，每个所述发光单元还分别包括依次形成于所述衬底上的外延层和SiO2钝化层，所述外延层包括依次形成于衬底上的N型GaN层、量子阱层和P型GaN层，所述N电极电性连接于所述N型GaN层，所述P电极电性连接于所述P型GaN层。优选的，在上述的LED矩阵显示阵列中，所述衬底采用蓝宝石衬底。优选的，在上述的LED矩阵显示阵列中，所述N电极采用依次叠加的Cr金属层、Au金属层和Ti金属层。优选的，在上述的LED矩阵显示阵列中，所述P电极的材料为Cr/Au金属。优选的，在上述的LED矩阵显示阵列中，所述衬底的厚度为160～200μm。优选的，在上述的LED矩阵显示阵列中，所述量子阱层采用InGaN/GaN结构。优选的，在上述的LED矩阵显示阵列中，量子阱层由1至6个量子阱且阱层厚度为4nm的量子阱组成。优选的，在上述的LED矩阵显示阵列中，所有所述发光单元共用同一N型GaN层。相应的，本申请还公开了一种LED矩阵显示阵列的制作方法，包括步骤：(1)、采用气相外延生长方法制作外延层，包括依次在蓝宝石衬底表面依次生长N型GaN层、量子阱层和P型GaN层；(2)、外延层清洗：先将形成有外延层的衬底加入到煮沸的丙酮和无水乙醇混合溶液中，然后用去离子水清洗，以除去外延层表面的有机物；依次用王水和去离子水清洗，以除去外延层表面的金属离子和氧化物，最后氮气吹干；(3)、采用电感耦合等离子体刻蚀方法刻蚀外延层，形成网格状的沟槽；(4)、采用磁控溅射方法在沟槽内对应制作网格状的N电极；(6)、采用PECVD方法在N电极、N型GaN层和P型GaN层表面沉积SiO2钝化层；(7)、光刻并腐蚀SiO2钝化层，以形成P电极窗口；(8)、采用磁控溅射方法在P电极窗口形成P电极；(9)、对衬底进行减薄至160～200μm，然后出光面抛光。优选的，在上述的LED矩阵显示阵列的制作方法中，所述量子阱层采用InGaN/GaN结构，量子阱层由1至6个量子阱且阱层厚度为4nm的量子阱组成。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术通过将多个LED发光单元集成在同一芯片上，并将电极进行连接，使得其具有显示的功能，P电极和N电极不交叉，制作方法简单，出光率高，分辨率高。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1所示为本专利技术具体实施例中LED矩阵显示阵列的结构示意图；图2所示为本专利技术具体实施例中P电极和N电极的俯视图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。结合图1和图2所示，LED矩阵显示阵列包括一透明的衬底10、以及阵列分布于该衬底上的多个发光单元20，每个发光单元20分别包括一独立的P电极21，所有发光单元20共用同一N电极22，该N电极22为网格状，围成有多个环形窗口，每个P电极21分别对应于一个环形窗口中，每个发光单元20还分别包括依次形成于衬底上的外延层23和SiO2钝化层24，外延层23包括依次形成于衬底上的N型GaN层231、量子阱层232和P型GaN层233，N电极22电性连接于N型GaN层231，P电极21电性连接于P型GaN层233。该技术方案中，通过将多个LED发光单元20集成在同一芯片上，并将电极进行连接，使得其具有显示的功能，P电极21和N电极22不交叉，制作方法简单，出光率高，分辨率高。由于所有发光单元20共用同一个N电极22，工作时单独控制每个单元的开关即可。在优选的实施例中，衬底10采用蓝宝石衬底。该技术方案中，P电极21和N电极22占了器件正面的主要空间，因此本案采用透明衬底10，以实现背面出光，而背面出光效率高，无电极遮挡。在优选的实施例中，N电极22采用依次叠加的Cr金属层、Au金属层和Ti金属层。该技术方案中，SiO2钝化层是在完成N电极22之后沉积的，而后沉积的SiO2钝化层容易在剥离金属工艺中脱落，造成P电极21和N电极22的短路风险，而本案通过含有Ti金属层的复合电极，可以提高SiO2钝化层与N电极22的粘附性。在优选的实施例中，P电极21的材料为Cr/Au金属。在优选的实施例中，衬底10的厚度为160～200μm。该技术方案中，由于器件是背面出光，因此需要合理控制衬底的厚度，在提高出光率的前提下，同时提高其散热性能。在优选的实施例中，量子阱层232采用InGaN/GaN结构。进一步地，量子阱层由1至6个量子阱且阱层厚度为4nm的量子阱组成。在优选的实施例中，所有发光单元20共用同一N型GaN层。上述LED矩阵显示阵列的制作方法，包括步骤：(1)、采用气相外延生长方法制作外延层，包括依次在蓝宝石衬底表面依次生长N型GaN层、量子阱层和P型GaN层；(2)、外延层清洗：先将形成有外延层的衬底加入到煮沸的丙酮和无水乙醇混合溶液中，然后用去离子水清洗，以除去外延层表面的有机物；依次用王水和去离子水清洗，以除去外延层表面的金属离子和氧化物，最后氮气吹干；(3)、采用电感耦合等离子体刻蚀方法刻蚀外延层，形成网格状的沟槽；(4)、采用磁控溅射方法在沟槽内对应制作网格状的N电极22；(6)、采用PECVD方法在N电极22、N型GaN层和P型GaN层表面沉积SiO2钝化层；(7)、光刻并腐蚀SiO2钝化层，以形成P电极21窗口；(8)、采用磁控溅射方法在P电极21窗口形成P电极21；(9)、对衬底进行减薄至160～200μm，然后出光面抛光。上述量子阱层采用InGaN/GaN结构，量子阱层由1至6个量子阱且阱层厚度为4nm的量子阱组成。综上所述，本专利技术通过将多个LED发光单元20集成在同一芯片上，并将电极进行连接，使得其具有显示的功能，P电极21和N电极22不交叉，制作方法简单，出光率高，分辨率高。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED矩阵显示阵列，其特征在于，包括一透明的衬底、以及阵列分布于该衬底上的多个发光单元，每个所述发光单元分别包括一独立的P电极，所有所述发光单元共用同一N电极，该N电极为网格状，围成有多个环形窗口，每个所述P电极分别对应于一个所述环形窗口中，每个所述发光单元还分别包括依次形成于所述衬底上的外延层和SiO2钝化层，所述外延层包括依次形成于衬底上的N型GaN层、量子阱层和P型GaN层，所述N电极电性连接于所述N型GaN层，所述P电极电性连接于所述P型GaN层。

【技术特征摘要】
1.一种LED矩阵显示阵列，其特征在于，包括一透明的衬底、以及阵列分布于该衬底上的多个发光单元，每个所述发光单元分别包括一独立的P电极，所有所述发光单元共用同一N电极，该N电极为网格状，围成有多个环形窗口，每个所述P电极分别对应于一个所述环形窗口中，每个所述发光单元还分别包括依次形成于所述衬底上的外延层和SiO2钝化层，所述外延层包括依次形成于衬底上的N型GaN层、量子阱层和P型GaN层，所述N电极电性连接于所述N型GaN层，所述P电极电性连接于所述P型GaN层。2.根据权利要求1所述的LED矩阵显示阵列，其特征在于，所述衬底采用蓝宝石衬底。3.根据权利要求1所述的LED矩阵显示阵列，其特征在于，所述N电极采用依次叠加的Cr金属层、Au金属层和Ti金属层。4.根据权利要求1所述的LED矩阵显示阵列，其特征在于，所述P电极的材料为Cr/Au金属。5.根据权利要求1所述的LED矩阵显示阵列，其特征在于，所述衬底的厚度为160～200μm。6.根据权利要求1所述的LED矩阵显示阵列，其特征在于，所述量子阱层采用InGaN/GaN结构。7.根据权利要求6所述的LED矩阵显示阵列，其特征在于，量子阱层由1至6个量子阱且阱...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈学如，
申请(专利权)人：澳洋集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32