在积层电路板上直接磊晶生长LED的方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种在积层电路板上直接磊晶生长LED的方法及应用，所述方法包括：对积层电路板的上表面进行研磨和清洗并进行离子注入，使晶格适配层具有导电性能；对积层电路板的上表面进行ICP刻蚀，粗化积层电路板的上表面，以增加晶格生长的扣合力；MOCVD生长N型GaN层并进行图形化刻蚀；刻蚀后保留的N型GaN层位于第一晶格适配层之上；对积层电路板的上表面进行ICP刻蚀，粗化积层电路板的上表面；MOCVD生长P型GaN层并进行图形化刻蚀；刻蚀后保留的P型GaN位于N型GaN层和第二晶格适配层之上；MESA光刻和刻蚀，在P型GaN层上形成隔离槽，以使所述N型GaN层和P型GaN层构成多个独立PN结结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种在积层电路板上直接磊晶生长LED的方法 及应用。
技术介绍
半导体发光二极管（LED, Light Emitting Diode)的应用领域在今年来有着巨幅的 扩展，其中，成长最快也最具潜力的市场是液晶显示屏（LCD)的背光应用。 在一般LED视频显示板制造过程中，由于受制于一般性电子加工的后工序，譬如 需要对LED晶片先实施封装，然后再进行双列直插式（dual inline-pin package，DIP)封装 或表面贴装技术（Surface Mount Technology, SMT)组装等等，限制了 LED超小晶片的发展 (LED超小晶片：是指尺寸在300 μ m~0. 1 μ m的纳米级晶片）。而这正是LED在超高密度 领域内发挥其超高亮、长寿命、性能稳定等优势以覆盖高分辨率的视频显示领域的瓶颈。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在积层电路板上直接磊晶生长LED的方法及应用，能够 在具有晶格适配层的LED积层电路板上直接进行LED磊晶生长，相比传统的积层电路板与 LED分开制备再进行集成的工艺，简化了工艺步骤，同步生长的多个LED具有更好的性能单 一性，并且尺寸间距控制更加精确。 第一方面，本专利技术实施例提供了一种在积层电路板上直接磊晶生长发光二极管 LED的方法，所述积层电路板的上表面具有在积层电路板的金属焊盘电极上淀积的晶格适 配层，所述方法包括： 对所述积层电路板的上表面进行研磨和清洗； 对所述积层电路板的上表面进行离子注入，以使所述晶格适配层具有导电性能； 对所述积层电路板的上表面进行研磨，用以去除离子注入造成的损伤层； 对所述积层电路板的上表面进行感应耦合等离子体ICP刻蚀，粗化所述积层电路 板的上表面，用以形成凸起的球状岛，增加晶格生长的扣合力； 金属有机化学气相淀积MOCVD生长N型GaN层并进行图形化刻蚀；所述图形化刻 蚀后保留的N型GaN层位于第一晶格适配层之上； 对所述积层电路板的上表面进行ICP，粗化所述积层电路板的上表面，用以形成凸 起的球状岛，增加晶格生长的扣合力； MOCVD 生长 P 型 GaN 层； 台面MESA光刻和刻蚀，在所述P型GaN层上形成隔离槽，以使所述N型GaN层和 P型GaN层构成多个独立PN结结构；其中，所述刻蚀后保留的P型GaN位于N型GaN层和 第二晶格适配层之上； 其中，所述积层电路板为无机积层电路板。 优选的，所述方法还包括： 图形化淀积SiO2，用以填充所述隔离槽。 进一步优选的，所述方法还包括： 对所述积层电路板的下表面进行研磨和清洗； 对所述积层电路板的下表面进行SiO2刻蚀，露出用于与外部芯片或电路进行电连 接的接触电极。 第二方面，本专利技术实施例提供了一种应用上述第一方面所述的在积层电路板上直 接嘉晶生长发光-极管LED的方法制备的LED嘉晶电路板。 第三方面，本专利技术实施例提供了一种包括上述第二方面所述的LED磊晶电路板的 LED显示模组。 优选的，所述LED显示模组还包括：晶片支架、接口装置、专用集成电路芯片、散热 层和散热盖板； 所述LED磊晶电路板顶部为出光面，顶部向上设置于所述晶片支架内，所述专用 集成电路芯片倒装设置于所述封装基板的底面，通过所述散热层和所述散热盖板固定于所 述晶片支架内；所述接口装置设置于所述封装基板的底面与所述散热盖板之间的晶片支架 内，并通过所述散热盖板上具有的开口向外露出； 所述LED磊晶电路板与所述专用集成电路芯片电连接；所述封装基板通过所述接 口装置与外部电路进行电连接。 进一步优选的，所述LED显示单元模组还包括： 陶瓷釉层，设置于所述LED磊晶电路板的顶部出光面上，用于加强LED磊晶电路板 上LED的散热性能· 进一步优选的，所述LED显示单元模组还包括： 保护膜，具有光学栅格结构，覆盖于所述陶瓷釉层之上。 进一步优选的，所述LED显示单元模组还包括： 固定件，所述散热盖板通过所述固定件紧固于所述晶片支架上。 进一步优选的，所述接口装置为兼容电源和数据通信的USB接口，通过胶结与所 述封装基板连接。 本专利技术实施例提供的在积层电路板上直接磊晶生长LED的方法及应用，通过采用 MOCVD的方法在具有晶格适配层的LED积层电路板上直接进行LED磊晶生长，相比传统的积 层电路板与LED分开制备再进行集成的工艺，简化了工艺步骤，同步生长的多个LED具有更 好的单一性，并且尺寸间距控制更加精确。【附图说明】 图1为本专利技术实施例提供的在积层电路板上直接磊晶生长LED的方法； 图2为本专利技术实施例提供的在积层电路板上直接磊晶生长LED的步骤示意图之 图3为本专利技术实施例提供的在积层电路板上直接磊晶生长LED的步骤示意图之 --， 图4为本专利技术实施例提供的在积层电路板上直接嘉晶生长LED的步骤TJK意图之 -· · --， 图5为本专利技术实施例提供的在积层电路板上直接磊晶生长LED的步骤示意图之 四； 图6为本专利技术实施例提供的在积层电路板上直接磊晶生长LED的步骤示意图之 五； 图7为本专利技术实施例提供的在积层电路板上直接磊晶生长LED的步骤示意图之 六； 图8为本专利技术实施例提供的在积层电路板上直接嘉晶生长LED的步骤TK意图之 七； 图9为本专利技术实施例提供的在积层电路板上直接嘉晶生长LED的步骤TK意图之 八； 图10为本专利技术实施例提供的LED磊晶电路板的LED的特性变化曲线图； 图11为本专利技术实施例提供的LED磊晶电路板的LED的光强和发光角度的示意图； 图12为本专利技术实施例提供的LED显示模组。【具体实施方式】 本专利技术提供的在LED积层电路板上生长LED的方法，主要用于LED显示屏，超小间 距LED显示屏，超高密度LED显示屏，LED正发光电视，LED正发光监视器，LED视频墙，LED 指示，LED特殊照明等领域的显示面板制造。 为了更好的理解本专利技术，下面首先对本专利技术磊晶生长LED所用的积层电路板进行 简单介绍。 本专利技术磊晶生长LED所用的积层电路板为采用专利技术专利：申请号201410217344. 8 所提供的制备方法制备得到的无机积层电路板。采用无机物SiC作为基板，在基板上制备 导电层和绝缘层，并在最外导电层上制备晶格适配层，为后续直接在LED积层电路板上生 长LED晶片提供了可能。 下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。 图1为本专利技术实施例提供的在积层电路板上直接磊晶生长发光二极管LED的方法 流程图，图2至图9为在积层电路板上直接嘉晶生长LED的步骤TK意图，如图1所7K，并结 合图2至图9,所述方法包括如下步骤： 步骤101，对所述积层电路板的上表面进行研磨和清洗； 具体的，积层电路板的结构如图2所示，研磨可以采用半导体制程的常规研磨工 艺，例如化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing, CMP)，对积层电路板上表面的 Si02保护层进行平整化，并在研磨后进行表面清洗。 步骤102,对所述积层电路板的上表面进行离子注入，以使所述晶格适配层具有导 电性能； 具体的，通过离子注入的方式，对积层电路板上表面的晶格适配层进行掺杂，掺杂 后的晶格适配层具有导电性能，如图3所示。在一个具体的例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在积层电路板上直接磊晶生长发光二极管LED的方法，其特征在于，所述积层电路板的上表面具有在积层电路板的金属焊盘电极上淀积的晶格适配层，所述方法包括：对所述积层电路板的上表面进行研磨和清洗；对所述积层电路板的上表面进行离子注入，以使所述晶格适配层具有导电性能；对所述积层电路板的上表面进行研磨，用以去除离子注入造成的损伤层；对所述积层电路板的上表面进行感应耦合等离子体ICP刻蚀，粗化所述积层电路板的上表面，用以形成凸起的球状岛，增加晶格生长的扣合力；金属有机化学气相淀积MOCVD生长N型GaN层并进行图形化刻蚀；所述图形化刻蚀后保留的N型GaN层位于第一晶格适配层之上；对所述积层电路板的上表面进行ICP刻蚀，粗化所述积层电路板的上表面，用以形成凸起的球状岛，增加晶格生长的扣合力；MOCVD生长P型GaN层；台面MESA光刻和刻蚀，在所述P型GaN层上形成隔离槽，以使所述N型GaN层和P型GaN层构成多个独立PN结结构；其中，所述刻蚀后保留的P型GaN位于N型GaN层和第二晶格适配层之上；其中，所述积层电路板为无机积层电路板。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程君，严敏，周鸣波，
申请(专利权)人：程君，严敏，周鸣波，
类型：发明
国别省市：北京;11