一种用于全彩显示的MicroLED芯片及其制作方法技术

本发明专利技术提供的一种用于全彩显示的MicroLED芯片及其制作方法，在单个LED芯片上形成红蓝绿的发光结构，无需设置RGB阵列和微透镜，单颗MicroLED芯片即可完成全彩发光，像素间距小，分辨率高，进一步地，采用晶圆键合技术，将蓝光晶圆、绿光晶圆和红光晶圆键合在一起，形成单颗芯片，节省晶圆面积，此外，只需对单颗芯片进行一次测试分选和封装，节省人力物力，从而有利于大规模量产。

A MicroLED chip for full color display and its making method

For a MicroLED chip and its manufacturing method of full-color display provided by the invention, the formation of red blue and green light emitting structure in a single LED chip, no need to set the RGB array and micro lens, a single MicroLED chip to complete the full color pixel spacing is small, light, high resolution, further, using wafer bonding technology the blue, green, red wafer wafer and wafer bonding together, forming a single chip, save chip area, in addition, only one test sorting and packaging of single chip, save manpower and material resources, which is conducive to mass production.

【技术实现步骤摘要】
一种用于全彩显示的MicroLED芯片及其制作方法
本专利技术涉及一种发光二极管
，尤其涉及一种用于全彩显示的MicroLED芯片及其制作方法。
技术介绍
微发光二极体(Micro-lightemittingdiodes，MicroLED)是一种发射显示技术，能提供高对比度、高刷新速度以及宽视角。此外，MicroLED还能提供更宽的色域和更高的亮度，且具有能耗低、寿命长、耐久性以及环境稳定性等特点。此外，MicroLED还支持传感器和电路的集成，实现嵌入传感功能的超薄显示，如指纹识别和手势控制等。目前，MicroLED为了实现全彩化和波长均一性，需要对红、绿、蓝三色芯粒分别进行分Bin，RGB阵列还需分次转贴红、蓝、绿三色的芯粒，还需要对红、蓝、绿三色的芯粒分别进行测试分析和封装，工作量大，生产成本高昂，阻碍大规模的生产，并且每个像素点由RGB阵列组成，分辨率较低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种用于全彩显示的MicroLED芯片及其制作方法，提高分辨率，降低成本。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于全彩显示的MicroLED芯片的制作方法，包括：提供蓝光晶圆、绿光晶圆和红光晶圆，其中，所述蓝光晶圆包括第一衬底、蓝光外延层、第一氧化铟锡层和第一二氧化硅层，所述绿光晶圆包括第二衬底、绿光外延层、第二氧化铟锡层和第二二氧化硅层，所述红光晶圆包括第三衬底、红光外延层、第三氧化铟锡层和第三二氧化硅层；采用晶圆键合技术将所述第一二氧化硅层和第二二氧化硅层键合形成一体，得到蓝绿光晶圆；去除第二衬底，并在所述绿光外延层表面形成第四二氧化硅层；采用晶圆键合技术将所述第四二氧化硅层和第三二氧化硅层键合形成一体，得到蓝绿红光晶圆；去除第三衬底，形成MicroLED晶圆；形成电极，其中，所述电极包括设于第三氧化铟锡层上第一电极、设于第二氧化铟锡层上的第二电极、设于第一氧化铟锡层上的第三电极和设于蓝光外延层上的第四电极。作为上述方案的改进，所述蓝光晶圆的制作方法包括：提供第一衬底；在所述第一衬底上形成蓝光外延层，所述蓝光外延层包括依次设于第一衬底表面的蓝光N型氮化镓层，设于所述蓝光N型氮化镓层表面的蓝光有源层，设于所述蓝光有源层表面的蓝光P型氮化镓层；在所述蓝光外延层表面依次形成第一氧化铟锡层和第一二氧化硅层；采用抛光技术对所述第一二氧化硅层表面进行抛光；所述绿光晶圆的制作方法包括：提供第二衬底；在所述第二衬底上形成绿光外延层，所述绿光外延层包括依次设于第二衬底表面的绿光N型氮化镓层，设于所述绿光N型氮化镓层表面的绿光有源层，设于所述绿光有源层表面的绿光P型氮化镓层；在所述绿光外延层表面依次形成第二氧化铟锡层和第二二氧化硅层；采用抛光技术对所述第二二氧化硅层表面进行抛光；所述红光晶圆的制作方法包括：提供第三衬底；在所述第三衬底上形成红光外延层，所述红光外延层包括依次设于第三衬底表面的红光N型氮化镓层，设于所述红光N型氮化镓层表面的红光有源层，设于所述红光有源层表面的红光P型氮化镓层；在所述红光外延层表面依次形成第三氧化铟锡层和第三二氧化硅层；采用抛光技术对所述第三二氧化硅层表面进行抛光。作为上述方案的改进，所述电极的制作方法，包括：对所述MicroLED晶圆进行刻蚀，贯穿所述红光N型氮化镓层并刻蚀至第三氧化铟锡层，形成第一孔洞，贯穿所述红光N型氮化镓层并刻蚀至第二氧化铟锡层，形成第二孔洞，贯穿所述红光N型氮化镓层并刻蚀至刻蚀至第一氧化铟锡层，形成第三孔洞，贯穿所述红光N型氮化镓层并刻蚀至蓝光N型氮化镓层，形成第四孔洞；在所述MicroLED晶圆表面、第一孔洞内、第二孔洞内、第三孔洞内和第四孔洞内形成钝化层；对所述钝化层进行刻蚀，贯穿所述钝化层并对应在第一孔洞、第二孔洞、第三孔洞和第四孔洞形成第一电极孔洞、第二电极孔洞、第三电极孔洞和第四电极孔洞；在所述第一电极孔洞、第二电极孔洞、第三电极孔洞和第四电极孔洞内沉积金属层对应形成第一电极、第二电极、第三电极和第四电极。作为上述方案的改进，所述抛光技术为化学抛光技术或机械抛光技术；其中，所述化学抛光技术采用HF、NH4F、HNO3、NaOH、KOH中的一种或几种溶液进行抛光，所述机械抛光技术采用研抛粉体和抛光液进行抛光。作为上述方案的改进，将所述第一二氧化硅层和第二二氧化硅层键合形成一体的方法包括：首先将蓝光晶圆和绿光晶圆进行烘干，冷却至室温，然后在200-500℃和0.5-2.5Mpa的条件下，通入气态NH4OH进行键合。作为上述方案的改进，将所述第四二氧化硅层和第三二氧化硅层键合形成一体的方法包括：首先将蓝绿光晶圆和红光晶圆进行烘干，冷却至室温，然后在200-500℃和0.5-2.5Mpa的条件下，通入气态NH4OH进行键合。作为上述方案的改进，采用激光剥离技术或化学刻蚀技术将所述绿光外延层与所述第二衬底剥离；其中，所述激光剥离技术采用紫外激光器对第二衬底进行剥离，所述化学刻蚀技术采用HF、HNO3、CH3COOH、NH4OH中的一种或几种溶液或热的KOH溶液对第二衬底进行剥离。作为上述方案的改进，采用激光剥离技术或化学刻蚀技术将所述红光N型氮化镓层与所述第三衬底剥离；其中，所述激光剥离技术采用紫外激光器对第三衬底进行剥离，所述化学刻蚀技术采用HF、HNO3、CH3COOH、NH4OH中的一种或几种溶液或热的KOH溶液对第三衬底进行剥离。作为上述方案的改进，所述第一孔洞、第二孔洞、第三孔洞和第四孔洞的制作方法包括：对所述MicroLED晶圆进行刻蚀，形成贯穿所述红光N型氮化镓层，并延伸至所述第三氧化铟锡层的第一预留区域、第二预留区域、第三预留区域和第四预留区域；沿着所述第二预留区域、第三预留区域和第四预留区域对第三氧化铟锡层进行刻蚀，刻蚀至绿光N型氮化镓层，对应形成第五预留区域、第六预留区域和第七预留区域；沿着所述第五预留区域、第六预留区域和第七预留区域对绿光N型氮化镓层进行刻蚀，刻蚀至第二氧化铟锡层，对应形成第八预留区域、第九预留区域和第十预留区域；沿着所述第九预留区域和第十预留区域对第二氧化铟锡层进行刻蚀，刻蚀至第一氧化铟锡层，对应形成第十一预留区域和第十二预留区域；沿着所述第十二预留区域对第一氧化铟锡层进行刻蚀，刻蚀至蓝光N型氮化镓层，对应形成第十三预留区域；所述第一预留区域组成第一孔洞，所述第二预留区域、第五预留区域和第八预留区域组成第二孔洞，所述第三预留区域、第六预留区域、第九预留区域和第十一预留区域组成第三孔洞，所述第四预留区域、第七预留区域、第十预留区域、第十二预留区域和第十三预留区域组成第四孔洞。相应的，本专利技术还提供了一种用于全彩显示的MicroLED芯片，包括：第一衬底，依次设于第一衬底表面的蓝光外延层、绿光外延层和红光外延层；其中，所述蓝光外延层与所述绿光外延层之间由下往上依次设有位于所述蓝光外延层表面的第一氧化铟锡层、第一二氧化硅层、第二二氧化硅层和第二氧化铟锡层；所述绿光外延层与所述红光外延层之间由下往上依次设有位于所述绿光外延层表面的第四二氧化硅层、第三二氧化硅层和第三氧化铟锡层；所述第三氧化铟锡层上设有第一电极，所述第二氧化铟锡层上设有第二电极，所述第一氧化铟锡层上设有第三电极，所述蓝光外延层上设有第四电极。实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于全彩显示的MicroLED芯片的制作方法，包括：提供蓝光晶圆、绿光晶圆和红光晶圆，其中，所述蓝光晶圆包括第一衬底、蓝光外延层、第一氧化铟锡层和第一二氧化硅层，所述绿光晶圆包括第二衬底、绿光外延层、第二氧化铟锡层和第二二氧化硅层，所述红光晶圆包括第三衬底、红光外延层、第三氧化铟锡层和第三二氧化硅层；采用晶圆键合技术将所述第一二氧化硅层和第二二氧化硅层键合形成一体，得到蓝绿光晶圆；去除第二衬底，并在所述绿光外延层表面形成第四二氧化硅层；采用晶圆键合技术将所述第四二氧化硅层和第三二氧化硅层键合形成一体，得到蓝绿红光晶圆；去除第三衬底，形成MicroLED晶圆；形成电极，其中，所述电极包括设于第三氧化铟锡层上第一电极、设于第二氧化铟锡层上的第二电极、设于第一氧化铟锡层上的第三电极和设于蓝光外延层上的第四电极。

【技术特征摘要】
1.一种用于全彩显示的MicroLED芯片的制作方法，包括：提供蓝光晶圆、绿光晶圆和红光晶圆，其中，所述蓝光晶圆包括第一衬底、蓝光外延层、第一氧化铟锡层和第一二氧化硅层，所述绿光晶圆包括第二衬底、绿光外延层、第二氧化铟锡层和第二二氧化硅层，所述红光晶圆包括第三衬底、红光外延层、第三氧化铟锡层和第三二氧化硅层；采用晶圆键合技术将所述第一二氧化硅层和第二二氧化硅层键合形成一体，得到蓝绿光晶圆；去除第二衬底，并在所述绿光外延层表面形成第四二氧化硅层；采用晶圆键合技术将所述第四二氧化硅层和第三二氧化硅层键合形成一体，得到蓝绿红光晶圆；去除第三衬底，形成MicroLED晶圆；形成电极，其中，所述电极包括设于第三氧化铟锡层上第一电极、设于第二氧化铟锡层上的第二电极、设于第一氧化铟锡层上的第三电极和设于蓝光外延层上的第四电极。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述蓝光晶圆的制作方法包括：提供第一衬底；在所述第一衬底上形成蓝光外延层，所述蓝光外延层包括依次设于第一衬底表面的蓝光N型氮化镓层，设于所述蓝光N型氮化镓层表面的蓝光有源层，设于所述蓝光有源层表面的蓝光P型氮化镓层；在所述蓝光外延层表面依次形成第一氧化铟锡层和第一二氧化硅层；采用抛光技术对所述第一二氧化硅层表面进行抛光；所述绿光晶圆的制作方法包括：提供第二衬底；在所述第二衬底上形成绿光外延层，所述绿光外延层包括依次设于第二衬底表面的绿光N型氮化镓层，设于所述绿光N型氮化镓层表面的绿光有源层，设于所述绿光有源层表面的绿光P型氮化镓层；在所述绿光外延层表面依次形成第二氧化铟锡层和第二二氧化硅层；采用抛光技术对所述第二二氧化硅层表面进行抛光；所述红光晶圆的制作方法包括：提供第三衬底；在所述第三衬底上形成红光外延层，所述红光外延层包括依次设于第三衬底表面的红光N型氮化镓层，设于所述红光N型氮化镓层表面的红光有源层，设于所述红光有源层表面的红光P型氮化镓层；在所述红光外延层表面依次形成第三氧化铟锡层和第三二氧化硅层；采用抛光技术对所述第三二氧化硅层表面进行抛光。3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述电极的制作方法，包括：对所述MicroLED晶圆进行刻蚀，贯穿所述红光N型氮化镓层并刻蚀至第三氧化铟锡层，形成第一孔洞，贯穿所述红光N型氮化镓层并刻蚀至第二氧化铟锡层，形成第二孔洞，贯穿所述红光N型氮化镓层并刻蚀至刻蚀至第一氧化铟锡层，形成第三孔洞，贯穿所述红光N型氮化镓层并刻蚀至蓝光N型氮化镓层，形成第四孔洞；在所述MicroLED晶圆表面、第一孔洞内、第二孔洞内、第三孔洞内和第四孔洞内形成钝化层；对所述钝化层进行刻蚀，贯穿所述钝化层并对应在第一孔洞、第二孔洞、第三孔洞和第四孔洞形成第一电极孔洞、第二电极孔洞、第三电极孔洞和第四电极孔洞；在所述第一电极孔洞、第二电极孔洞、第三电极孔洞和第四电极孔洞内沉积金属层对应形成第一电极、第二电极、第三电极和第四电极。4.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述抛光技术为化学抛光技术或机械抛光技术；其中，所述化学抛光技术采用HF、NH4F、HNO3、NaOH、KOH中的一种或几种溶液进行抛...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兵，庄家铭，雷自合，
申请(专利权)人：佛山市国星半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44