微发光二极管装置及其制造方法制造方法及图纸

一种制造微发光二极管(微LED)装置的方法，包括：形成第一基板，该第一基板包括第一硅层、第二硅层以及夹在第一硅层和第二硅层之间的氧化硅层；在第二硅层的远离氧化硅层的一侧形成多个微LED；将具有所述多个微LED的第一基板与第二基板接合；以及去除氧化硅层和第一硅层。

Micro-Light Emitting Diode Device and Its Manufacturing Method

A method for manufacturing a micro-light-emitting diode (micro-LED) device includes: forming a first substrate comprising a first silicon layer, a second silicon layer and a silicon oxide layer sandwiched between the first silicon layer and the second silicon layer; forming a plurality of micro-LEDs on the side far from the silicon oxide layer of the second silicon layer; joining the first substrate having the plurality of micro-LED with the second substrate; and removing oxidation; Silicon layer and first silicon layer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微发光二极管装置及其制造方法
本专利技术涉及显示技术，更具体地，涉及制造微发光二极管装置的方法和微发光二极管装置。
技术介绍
近年来，提出并开发了小型化的电光设备，包括微发光二极管(微LED)。基于微LED的显示面板具有亮度高、对比度高、响应快和功耗低的优点。基于微LED的显示技术已经在显示领域中得到了广泛的应用，包括智能手机和智能手表。
技术实现思路
一方面，本专利技术提供一种制造微发光二极管(微LED)装置的方法，包括：形成第一基板，该第一基板包括第一硅层、第二硅层和夹在第一硅层和第二硅层之间的氧化硅层；在第二硅层的远离氧化硅层的一侧形成多个微LED；将具有多个微LED的第一基板与第二基板接合；以及去除氧化硅层和第一硅层。可选地，形成第一基板包括：提供硅晶片；将氧离子通过硅晶片的表面注入硅晶片中至大于零的深度；在注入氧离子之后对硅晶片进行退火以形成氧化硅层。可选地，去除氧化硅层和第一硅层包括通过使用氟化氢作为干蚀刻剂的干法蚀刻工艺蚀刻氧化硅层。可选地，在蚀刻氧化硅层之后，所述方法还包括使用湿蚀刻剂蚀刻第二硅层。可选地，去除氧化硅层和第一硅层包括通过使用包括氟化氢的酸性溶液的湿法蚀刻工艺蚀刻氧化硅层。可选地，在将具有多个微LED的第一基板与第二基板接合，并去除氧化硅层和第一硅层之后，所述方法还包括在第二硅层的远离多个微LED的一侧形成分布式布拉格反射器。可选地，在将具有多个微LED的第一基板与第二基板接合，并去除氧化硅层和第一硅层之前，所述方法还包括蚀刻具有多个微LED的第一基板，以形成多个发光岛；其中，在蚀刻具有多个微LED的第一基板以形成多个发光岛之后，将具有多个微LED的第一基板与第二基板接合；并且在将具有多个微LED的第一基板与第二基板接合之后，去除氧化硅层和第一硅层。可选地，使用电感耦合等离子体蚀刻工艺来蚀刻具有多个微LED的第一基板以形成多个发光岛；并且去除氧化硅层和第一硅层包括通过使用包括氟化氢的酸性溶液的湿法蚀刻工艺蚀刻氧化硅层。可选地，在将具有多个微LED的第一基板与第二基板接合，并去除氧化硅层和第一硅层之后，所述方法还包括蚀刻具有多个微LED的第一基板，以形成多个发光岛；其中，在将具有多个微LED的第一基板与第二基板接合之后，去除氧化硅层和第一硅层。可选地，在第二硅层的远离多个微LED的一侧形成分布式布拉格反射器之后，蚀刻具有多个微LED的第一基板以形成多个发光岛。可选地，使用电感耦合等离子体蚀刻工艺来蚀刻具有多个微LED的第一基板以形成多个发光岛；并且去除氧化硅层和第一硅层包括通过使用包括氟化氢的酸性溶液的湿法蚀刻工艺蚀刻氧化硅层。可选地，在第二硅层的远离多个微LED的一侧形成的分布式布拉格反射器被配置为反射来自红色发光微LED的红光和来自绿色发光微LED的绿光。可选地，在第二硅层的远离多个微LED的一侧形成的分布式布拉格反射器被配置为反射来自蓝色发光微LED的蓝光。可选地，将氧离子通过硅晶片的表面注入硅晶片中至小于约100nm的深度；并且第二硅层形成为具有大于零且小于约100nm的厚度。可选地，在约1000度至约1600度的范围内的退火温度下对硅晶片进行退火。可选地，所述方法还包括：形成第三基板，该第三基板包括第三硅层、第四硅层和夹在第三硅层和第四硅层之间的第二氧化硅层；在第四硅层的远离第二氧化硅层的一侧形成多个第二微LED；将具有多个第二微LED的第三基板与第二基板接合；以及去除第二氧化硅层和第三硅层；其中，所述多个微LED的发光颜色与所述多个第二微LED的发光颜色不同。可选地，在将具有多个微LED的第一基板与第二基板接合，并去除氧化硅层和第一硅层之后，所述方法还包括在第二硅层的远离多个微LED的一侧形成第一分布式布拉格反射器；并且在将具有多个第二微LED的第三基板与第二基板接合，并去除第二氧化硅层和第三硅层之后，所述方法还包括在第四硅层的远离多个第二微LED的一侧形成第二分布式布拉格反射器。可选地，第一分布式布拉格反射器被配置为反射来自红色发光微LED的红光和来自绿色发光微LED的绿光；并且第二分布式布拉格反射器被配置为反射来自蓝色发光微LED的蓝光。可选地，第二基板为薄膜晶体管阵列基板。另一方面，本专利技术提供一种微发光二极管(微LED)装置，包括：薄膜晶体管阵列基板；多个微LED，该多个微LED接合至薄膜晶体管阵列基板，薄膜晶体管阵列基板包括多个薄膜晶体管，所述多个薄膜晶体管分别配置为驱动所述多个微LED发光；以及薄硅层，其位于所述多个微LED的远离薄膜晶体管阵列基板的一侧；其中，薄硅层的厚度大于零且小于约100nm。附图说明以下附图仅是根据各种公开的实施例的用于说明性目的的示例，不旨在限制本专利技术的范围。图1A至图1F示出了根据本公开的一些实施例中的制造微发光二极管(微LED)装置的工艺。图2A至图2E示出了根据本公开的一些实施例中的制造微发光二极管(微LED)装置的工艺。图3A至图3E示出了根据本公开的一些实施例中的制造微发光二极管(微LED)装置的工艺。具体实施方式现在将参考以下实施例更具体地描述本公开。应注意，本文仅出于说明和描述的目的呈现了一些实施例的以下描述。其并非旨在穷举或限于所公开的精确形式。传统的制造微LED装置的方法通常在将微LED从母基板转移到目标基板的转移工艺中使用激光剥离技术。由于激光的高能量潜力，激光剥离工艺经常损坏微LED中的GaN层。此外，激光剥离工艺非常耗能且耗时。因此，本公开特别提供了一种制造微发光二极管的方法和一种微发光二极管装置，其基本上消除了由于现有技术的局限和缺点导致的问题中一个或多个。一方面，本公开提供了一种制造微发光二极管(微LED)装置的方法。在一些实施例中，该方法包括：形成第一基板，该第一基板包括第一硅层，第二硅层和夹在第一硅层和第二硅层之间的氧化硅层；在第二硅层的远离氧化硅层的一侧形成多个微LED；将具有多个微LED的第一基板与第二基板接合；以及蚀刻氧化硅层以去除氧化硅层。如本文所用，术语“氧化硅”是指包括SiOx的材料，其中0<x≤2。可选地，氧化硅可以掺杂有掺杂剂，例如，一种或多种金属或非金属元素。图1A至图1F示出了根据本公开的一些实施例中的制造微发光二极管(微LED)装置的工艺。参考图1A，提供硅晶片10。用含氧等离子体处理硅晶片10。将氧离子通过硅晶片10的表面注入到硅晶片10中至大于零的深度d。等离子体处理导致形成局部形成的氧注入层10o，其与硅晶片的表面(例如，图1A中的表面S1和S2)间隔开。例如，局部形成的氧注入层10o与硅晶片的暴露于含氧等离子体的表面隔开距离d，如图1A所示。可选地，局部形成的氧注入层10o是硅晶片10中的掩埋层，局部形成的氧注入层10o的任一侧的层通过等离子体处理基本保持不变。例如，局部形成的氧注入层10o的任一侧的层保留为硅层。可选地，距离d大于零且小于500nm，例如，大于零且小于400nm、大于零且小于300nm、大于零且小于200nm、大于零且小于150nm、大于零且小于100nm、以及大于零且小于50nm。通过将距离d保持较小，可以增强装置的透射率。可选地，氧注入工艺可以再重复至少一次，例如两次、三次、四次和五次。参考图1B，在氧注入工艺之后，对硅晶片10进行退火本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造微发光二极管装置的方法，包括：形成第一基板，所述第一基板包括第一硅层、第二硅层以及夹在所述第一硅层和所述第二硅层之间的氧化硅层；在所述第二硅层的远离所述氧化硅层的一侧形成多个微发光二极管；将具有所述多个微发光二极管的所述第一基板与第二基板接合；以及去除所述氧化硅层和所述第一硅层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造微发光二极管装置的方法，包括：形成第一基板，所述第一基板包括第一硅层、第二硅层以及夹在所述第一硅层和所述第二硅层之间的氧化硅层；在所述第二硅层的远离所述氧化硅层的一侧形成多个微发光二极管；将具有所述多个微发光二极管的所述第一基板与第二基板接合；以及去除所述氧化硅层和所述第一硅层。2.根据权利要求1所述的方法，其中，形成第一基板包括：提供硅晶片；将氧离子通过所述硅晶片的表面注入所述硅晶片中至大于零的深度；以及在注入氧离子之后对所述硅晶片进行退火以形成所述氧化硅层。3.根据权利要求1所述的方法，其中，去除所述氧化硅层和所述第一硅层包括通过使用氟化氢作为干蚀刻剂的干法蚀刻工艺来蚀刻所述氧化硅层。4.根据权利要求3所述的方法，在蚀刻所述氧化硅层之后，还包括使用湿蚀刻剂蚀刻所述第二硅层。5.根据权利要求1所述的方法，其中，去除所述氧化硅层和所述第一硅层包括通过使用包括氟化氢的酸性溶液的湿法蚀刻工艺来蚀刻所述氧化硅层。6.根据权利要求1所述的方法，在将具有所述多个微发光二极管的所述第一基板与所述第二基板接合并去除所述氧化硅层和所述第一硅层之后，还包括在所述第二硅层的远离所述多个微发光二极管的一侧形成分布式布拉格反射器。7.根据权利要求6所述的方法，在将具有所述多个微发光二极管的所述第一基板与所述第二基板接合并去除所述氧化硅层和所述第一硅层之前，还包括蚀刻具有所述多个微发光二极管的所述第一基板，以形成多个发光岛；其中，在蚀刻具有所述多个微发光二极管的所述第一基板以形成所述多个发光岛之后，将具有所述多个微发光二极管的所述第一基板与所述第二基板接合；并且在将具有所述多个微发光二极管的所述第一基板与所述第二基板接合之后，去除所述氧化硅层和所述第一硅层。8.根据权利要求7所述的方法，其中，使用电感耦合等离子体蚀刻工艺来蚀刻具有所述多个微发光二极管的所述第一基板以形成所述多个发光岛；并且去除所述氧化硅层和所述第一硅层包括通过使用包括氟化氢的酸性溶液的湿法蚀刻工艺来蚀刻所述氧化硅层。9.根据权利要求6所述的方法，在将具有所述多个微发光二极管的所述第一基板与所述第二基板接合，并去除所述氧化硅层和所述第一硅层之后，还包括蚀刻具有所述多个微发光二极管的所述第一基板，以形成多个发光岛；其中，在将具有所述多个微发光二极管的所述第一基板与所述第二基板接合之后，去除所述氧化硅层和所述第一硅层。10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述第二硅层的远离所述多个微发光二极管的一侧形成所述分布式布拉格反射器之后，蚀刻具有所述多个微发光二极管的所述第一基板，以形成所述多个发光岛。11.根据权利要求9所述的方法，其中，使用电感耦合等离子体蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈右儒，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11