Micro LED阵列器件、巨量转移装置及相关方法制造方法及图纸

本申请提供的一种Micro LED阵列器件及其制作方法、巨量转移装置及转移方法，通过在Micro LED阵列器件的外延衬底上形成磁性纳米薄膜层，作为Micro LED阵列器件的一个电极，从而能够直接采用磁力对Micro LED阵列器件进行吸附，而无需额外增加设置磁性层，避免了磁性层的制作以及去除的工艺，能够简化Micro LED阵列器件的转移方法，进而提高Micro LED巨量转移的效率。

Micro LED Array Devices, Massive Transfer Devices and Related Methods

A micro-LED array device and its fabrication method, huge transfer device and transfer method are provided in this application. By forming a magnetic nano-film layer on the epitaxial substrate of the micro-LED array device as an electrode of the micro-LED array device, the micro-LED array device can be directly adsorbed by magnetic force without additional magnetic layer, thus avoiding magnetic field. The fabrication and removal of sex layer can simplify the transfer method of micro-LED array devices, and then improve the efficiency of the huge transfer of micro-LED.

【技术实现步骤摘要】
MicroLED阵列器件、巨量转移装置及相关方法
本专利技术涉及半导体器件制作
，尤其涉及一种MicroLED阵列器件、巨量转移装置及相关方法。
技术介绍
LED(LightEmittingDiode，发光二极管)背光源的显示技术已广泛运用于各行各业。现有LED主要用于中大尺寸显示屏上。以55英寸4K电视为例，像素长宽约为200μm，而直下式背光的主流规格为3030(3mm×3mm)。目前大多数发光二极管显示器像素间距为100微米以上，作为背光源尺寸远大于像素的尺寸无法成为点光源。只能以面光源搭配液晶与彩色滤光片的方式，实现高画质全彩效果。但是液晶显示会消耗大部分的光：光从离开背光模块，经过TFT(ThinFilmTransistor，薄膜晶体管)、液晶、偏光片、彩色滤光片，然后到进入人眼，损失的光超过九成，大多数的光都在显示机壳里消耗掉了，光的利用率极差。随着LED技术发展，直接利用LED作为发光显示像素成为可能，约50～60微米的MiniLED以及15微米及以下的MicroLED逐渐被广泛应用。但是MicroLED制作过程中需要将MicroLED从最初的外延衬底上巨量转移到电路基板上，目前MicroLED技术发展的难点之一就在于MicroLED的巨量转移过程。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种MicroLED阵列器件及其制作方法、巨量转移装置及转移方法，利用磁力作用实现了MicroLED的巨量转移，该转移过程便于实现，提高转移效率。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种MicroLED阵列器件，包括：外延衬底；位于所述外延衬底表面的磁性纳米薄膜层阵列，一个所述磁性纳米薄膜层作为一个所述MicroLED的第一电极；位于每个所述磁性纳米薄膜层上的发光二极管结构，所述发光二极管结构至少包括沿背离所述外延衬底方向依次设置的第一型半导体层、多量子阱层、第二型半导体层和第二电极。优选地，所述磁性纳米薄膜层的材质为ZnO:Co、GaMnN、GaMnAs、GaMnSb或ZnO:Ni：GaFeN。优选地，所述磁性纳米薄膜层的厚度范围为70nm～120nm，包括端点值。优选地，所述磁性纳米薄膜层上具有纳米阵列图形。优选地，所述纳米阵列图形为圆柱形或立方体阵列图形。优选地，还包括缓冲层，所述缓冲层位于每个所述磁性纳米薄膜层背离所述外延衬底的表面。优选地，还包括透明导电层；所述透明导电层位于每个所述第二型半导体层背离所述外延衬底的表面。优选地，所述透明导电层为量子点导电膜，所述量子点导电膜包括红光量子点导电膜、绿光量子点导电膜和蓝光量子点导电膜。本专利技术还提供一种MicroLED阵列器件制作方法，用于制作形成上面任意一项所述的MicroLED阵列器件，所述MicroLED阵列器件制作方法包括：提供外延衬底；在所述外延衬底上形成磁性纳米薄膜层；依次外延生长第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层；自所述第二型半导体层朝向所述外延衬底方向刻蚀至所述外延衬底和所述磁性纳米薄膜层的界面处，形成多个MicroLED阵列器件；在每个所述MicroLED上形成第二电极。优选地，当所述磁性纳米薄膜层的材质为ZnO:Co时，所述在在所述外延衬底上形成整层的磁性纳米薄膜层，具体包括：在所述外延衬底上制备ZnO缓冲层；在所述ZnO缓冲层上通入Co源，形成ZnO:Co薄膜层。优选地，所述磁性纳米薄膜层背离所述外延衬底的表面还包括纳米阵列图形，所述在所述外延衬底上形成磁性纳米薄膜层之后还包括：依次在所述磁性纳米薄膜层上形成光刻胶、激光直写曝光、显影，形成图形化磁性纳米薄膜层。本专利技术还提供一种MicroLED阵列器件的巨量转移装置，包括：第一吸附装置和第二吸附装置；所述第一吸附装置包括静电吸附装置、静电控制电路和位于所述静电吸附装置上的多个静电吸附孔；所述静电控制电路用于控制所述静电吸附孔的静电吸附力；所述第二吸附装置包括转移接收装置、磁场控制电路和位于所述转移接收装置上的多个磁力吸附孔，所述磁场控制电路用于控制所述磁力吸附孔对应位置的磁场强度。优选地，所述转移接收装置上还设置有凹槽，所述凹槽用于容纳转移后的MicroLED芯片。本专利技术还对应提供一种MicroLED阵列器件的巨量转移方法，应用在上面所述的MicroLED阵列器件的巨量转移装置，对上面所述的MicroLED阵列器件进行转移中，所述MicroLED阵列器件的巨量转移方法包括：将所述MicroLED阵列器件的巨量转移装置的第一吸附装置移动至所述MicroLED阵列器件背离所述外延衬底的一侧，并将所述第一吸附装置的静电吸附孔与所述MicroLED一一对准；对所述第一吸附装置中的静电控制电路通电，控制所述静电吸附孔的吸附力，以使所述MicroLED阵列器件被吸附在所述第一吸附装置上；去除所述MicroLED阵列器件的外延衬底；将吸附有所述MicroLED阵列器件的第一吸附装置移动至第二吸附装置的转移接收装置的一侧，将所述MicroLED阵列器件对准所述转移接收装置上的磁力吸附孔；为所述第二吸附装置中的磁场控制电路通电，并停止为所述静电控制电路通电，以使所述MicroLED阵列器件在磁场作用下，被吸附至所述转移接收装置上。经由上述的技术方案可知，本专利技术提供的MicroLED阵列器件，通过在MicroLED阵列器件的外延衬底上形成磁性纳米薄膜层，作为MicroLED阵列器件的一个电极，从而能够直接采用磁力对MicroLED阵列器件进行吸附，而无需额外增加设置磁性层，避免了磁性层的制作以及去除的工艺，能够简化MicroLED阵列器件的转移方法，进而提高MicroLED巨量转移的效率。MicroLED阵列器件中包括磁性纳米薄膜层，且本专利技术还提供一种MicroLED巨量转移装置，通过静电吸附装置的静电吸附和磁性转移装置磁力吸附，当转移至电路板或转移接收装置上时，直接控制巨量转移装置上的静电和磁场，使得MicroLED阵列器件能够在重力和磁力的作用下脱离静电吸附装置，落到转移接收装置上，从而实现对MicroLED阵列器件的转移。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种MicroLED阵列器件结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种MicroLED阵列器件制作方法流程图；图3-图5为本专利技术实施例提供的一种MicroLED阵列器件制作方法工艺步骤图；图6为本专利技术实施例提供的一种MicroLED阵列器件巨量转移装置示意图；图7为本专利技术实施例提供的一种静电吸附装置结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的一种转移接收装置结构示意图；图9为本专利技术实施例提供的一种MicroLED阵列器件巨量转移方法流程示意图；图10-图15为本专利技术实施例提供的一种MicroLED阵列器件巨量转移方法工艺步骤图。具体实施方式正如
技术介绍
部分所述，目前MicroLED技术发展的难点之一就在于MicroLED的巨量转移过程。专利技术人发现，现有技术中提供采用粘结等方式进行巨量转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Micro LED阵列器件，其特征在于，包括：外延衬底；位于所述外延衬底表面的磁性纳米薄膜层阵列，一个所述磁性纳米薄膜层作为一个所述Micro LED的第一电极；位于每个所述磁性纳米薄膜层上的发光二极管结构，所述发光二极管结构至少包括沿背离所述外延衬底方向依次设置的第一型半导体层、多量子阱层、第二型半导体层和第二电极。

【技术特征摘要】
1.一种MicroLED阵列器件，其特征在于，包括：外延衬底；位于所述外延衬底表面的磁性纳米薄膜层阵列，一个所述磁性纳米薄膜层作为一个所述MicroLED的第一电极；位于每个所述磁性纳米薄膜层上的发光二极管结构，所述发光二极管结构至少包括沿背离所述外延衬底方向依次设置的第一型半导体层、多量子阱层、第二型半导体层和第二电极。2.根据权利要求1所述的MicroLED阵列器件，其特征在于，所述磁性纳米薄膜层的材质为ZnO:Co、GaMnN、GaMnAs、GaMnSb或ZnO:Ni：GaFeN。3.根据权利要求1所述的MicroLED阵列器件，其特征在于，所述磁性纳米薄膜层的厚度范围为70nm～120nm，包括端点值。4.根据权利要求1所述的MicroLED阵列器件，其特征在于，所述磁性纳米薄膜层上具有纳米阵列图形。5.根据权利要求4所述的MicroLED阵列器件，其特征在于，所述纳米阵列图形为圆柱形或立方体阵列图形。6.根据权利要求1所述的MicroLED阵列器件，其特征在于，还包括缓冲层，所述缓冲层位于每个所述磁性纳米薄膜层背离所述外延衬底的表面。7.根据权利要求1所述的MicroLED阵列器件，其特征在于，还包括透明导电层；所述透明导电层位于每个所述第二型半导体层背离所述外延衬底的表面。8.根据权利要求7所述的MicroLED阵列器件，其特征在于，所述透明导电层为量子点导电膜，所述量子点导电膜包括红光量子点导电膜、绿光量子点导电膜和蓝光量子点导电膜。9.一种MicroLED阵列器件制作方法，其特征在于，用于制作形成权利要求1-8任意一项所述的MicroLED阵列器件，所述MicroLED阵列器件制作方法包括：提供外延衬底；在所述外延衬底上形成磁性纳米薄膜层；依次外延生长第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层；自所述第二型半导体层朝向所述外延衬底方向刻蚀至所述外延衬底和所述磁性纳米薄膜层的界面处，形成多个MicroLED阵列器件；在每个所述MicroLED上形成第二电极。10.根据权利要求9所述的MicroLED阵列器件制作方法，其特征在于，当所述磁性纳米薄膜层的材质为ZnO:Co时，所述在在所述外延衬底上...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，江方，陈丹丹，李涛，彭绍文，
申请(专利权)人：厦门乾照光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35