一种正装GaN基LED微显示器件及其制作方法技术

本发明专利技术属于LED微显示屏技术领域，提供一种正装GaN基LED微显示器件及其制作方法，包括蓝宝石衬底，在蓝宝石衬底正面设有若干个呈阵列分布的LED微显示单元，LED微显示单元间通过绝缘SU胶隔开；LED微显示单元包括位于蓝宝石衬底上的缓冲层、N‑GaN层、多量子阱、P‑GaN层和透明导电层，在N‑GaN层上设有N电极，在N电极和绝缘SU胶上设有SiO绝缘层，SiO绝缘层上P电极，P电极穿过SiO绝缘层与透明导电层接触；在蓝宝石衬底背面设有布拉格反射镜DBR；本发明专利技术的微显示器件在LED单元隔离槽内填充较厚的绝缘SU8胶，避免了因电极应力因素导致的断路，保证了LED微显示器件的稳定性；同时背面采用布拉格反射镜DBR，使得器件的出光率更好。

【技术实现步骤摘要】
一种正装GaN基LED微显示器件及其制作方法
本专利技术涉及一种LED微显示器件及其制作方法，尤其是一种正装GaN基LED微显示器件及其制作方法，属于LED微显示屏

技术介绍
随着市场经济的不断发展，人们对LED显示屏的需求也不断在增长着。LED显示技术的快速进步与成熟以及客户要求的提高，微间距LED显示屏的点间距越来越小。它广泛应用在视频会议、指挥调度中心、安防监控中心、广电传媒等领域，微间距LED显示屏的高清显示、高刷新频率、无缝拼接、良好的散热系统、拆装方便灵活、节能环保等特点已经被广大行业用户熟知。市场对LED的亮度追求是永恒的话题，LED微显示器件也是，同时微间距LED器件还存在诸多问题，比如它的稳定性差，单元LED隔离沟槽处的P电极和N电极连接线很容易断裂，常规工艺的LED隔离沟槽用SiO2绝缘，厚度薄且脆弱，也存在漏电隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有的缺陷，提供一种正装GaN基LED微显示器件及其制作方法，该微显示器件不需要额外的驱动电路，成本低；背面采用布拉格反射镜DBR，使得器件的出光率更好；同时在单元LED隔离沟槽内通过填充较厚的绝缘SU8胶，避免了因电极应力因素导致的断路，保证了LED微显示器件的稳定性。为实现以上技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种正装GaN基LED微显示器件，包括蓝宝石衬底，其特征在于，在所述蓝宝石衬底正面设有若干个呈阵列分布的LED微显示单元，所述LED微显示单元间通过绝缘SU胶隔开；所述LED微显示单元包括位于蓝宝石衬底上的缓冲层、N-GaN层、多量子阱、P-GaN层和透明导电层，在所述N-GaN层上设有N电极，在所述N电极和绝缘SU胶上设有SiO绝缘层，SiO绝缘层上P电极，所述P电极穿过SiO绝缘层与透明导电层接触；在所述蓝宝石衬底背面设有布拉格反射镜DBR。进一步地，呈阵列分布的LED微显示单元中的每行或列P电极均连在一起，每列或行N电极均连在一起，且每行或列P电极与多列或行N电极通过SiO绝缘层隔离，每列或行N电极与多行或列P电极通过SiO绝缘层隔离。进一步地，所述布拉格反射镜DBR包括多组交替分布的SiO层和TiO层。为了进一步实现以上技术目的，本专利技术还提出一种正装GaN基LED微显示器件的制作方法，其特征是，包括如下步骤：步骤一.GaN基外延层的制作：采用GaN基LED外延片生长工艺，在蓝宝石衬底上依次生长缓冲层、N-GaN层、多量子阱和P-GaN层，完成GaN基外延层的制作；步骤二.深沟槽刻蚀：通过电子束蒸发技术，在GaN基外延层上蒸镀透明导电层；在第一图形化掩膜板的遮挡下，依次刻蚀透明导电层、P-GaN层、多量子阱和N-GaN层，暴露部分N-GaN层，得到深沟槽；步骤三.隔离槽刻蚀：在第二图形化掩膜板的遮挡下，采用电感耦合等离子体刻蚀工艺，继续刻蚀暴露出来的部分N-GaN层，直至刻蚀深入到蓝宝石衬底，得到用于将LED微显示单元分隔开的隔离槽；步骤四.沉积绝缘SU胶：采用非真空基旋涂技术，在隔离槽中沉积绝缘SU胶；步骤五.制作N电极：采用热蒸发方法，在暴露出来的N-GaN层上淀积金属层，对金属层进行刻蚀，得到多条位于N-GaN层上N电极；步骤六.制作SiO绝缘层：采用PECVD方法，在透明导电层、N电极和绝缘SU胶上淀积形成SiO绝缘层；步骤七.制作P电极注入窗口：对SiO绝缘层进行刻蚀，形成多个阵列排布分的P电极注入窗口；步骤八.制作P电极：采用热蒸发方法，在P电极注入窗口内及SiO绝缘层上淀积金属层，对金属层进行刻蚀，形成多条与N电极相垂直分布的P电极；步骤九.制作布拉格反射镜DBR：对蓝宝石衬底背面进行研磨减薄，然后在蓝宝石衬底背面采用磁控溅射的方法蒸镀布拉格反射镜DBR，完成LED微显示器件的制作。进一步地，所述步骤二中，深沟槽刻蚀的具体过程为：在第一图形化掩膜板的遮挡下，对透明导电层进行湿法蚀刻，并在氮气环境中对透明导电层进行快速退火，得到呈阵列分布的透明导电层；再采用电感耦合等离子体刻蚀工艺，继续依次刻蚀P-GaN层、多量子阱和N-GaN层，暴露部分N-GaN层。进一步地，所述步骤三中，对透明导电层进行湿法蚀刻，选用的腐蚀液为FeCl溶液。进一步地，形成N电极和P电极的金属层为Cr/Au金属。进一步地，所述步骤五中，所述隔离槽的高度为4±0.5um，隔离槽内绝缘SU8胶的厚度为4±0.5um；所述深沟槽的高度为1.5±0.5um。从以上描述可以看出，本专利技术的有益效果在于：1）背面采用多角度发光的布拉格反射镜DBR，由低折射率材料SiO2和高折射率材料TiO2材料交替生长，总膜层在13-48层不等；并且在0°~60°入射角度出发，在可见光范围390-770nm波长段反射率≥99%，其他波段反射率很小。这样不同角度均提高了LED显示器件的发光亮度，提高了对比度，反光特性更好；2）每个发光单元之间用防腐蚀性好、透明率高、绝缘性好、导热性能好、热稳定性能好的填充物SU8胶来隔离，SU8厚度正好沉积到隔离槽内，厚度4±0.5um，取代现有的用PECVD沉积10000A的SiO2，大大降低了P电极和N电极连接线在沟槽处出现断路的概率，使用填充物SU8胶可以最小化PECVD沉积过程中发生的潜在损伤，降低了漏电的概率，使得LED显示器件稳定新更好；3）成行排列的多条P电极，每条P电极分别与位于该行的所有发光单元的ITO透明导电层电性连接；成列排列的多条N电极，每条N电极分别与位于该列的LED发光单元的N-GaN层电性连接，所述SiO2绝缘层分割与所述P电极和N电极之间。附图说明图1为本专利技术实施例1中在蓝宝石衬底上制作外延层和透明导电层后的剖视结构示意图。图2为本专利技术实施例1中形成深沟槽后的剖视结构示意图。图3为本专利技术实施例1中形成隔离槽后的剖视结构示意图。图4为本专利技术实施例1中在隔离槽内填充绝缘SU8胶后的剖视结构示意图。图5为本专利技术实施例1中形成条形N电极后的剖视结构示意图。图6为本专利技术实施例1中SiO2绝缘层刻蚀后的剖视结构示意图。图7为本专利技术实施例1中形成条形P电极和布拉格反射镜DBR后的剖视结构示意图。图8为本专利技术实施例1中若干个呈阵列分布的LED微显示单元的俯视结构示意图。附图标记说明：1-LED微显示单元、2-布拉格反射镜DBR、3-蓝宝石衬底、4-缓冲层、5-N-GaN层、6-多量子阱、7-P-GaN层、8-透明导电层、9-绝缘SU8胶、10-SiO2绝缘层、11-N电极、12-P电极、13-隔离槽和14-深沟槽。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1：如图7和图8所示，一种正装GaN基LED微显示器件，包括蓝宝石衬底3，在所述蓝宝石衬底3正面设有若干个呈阵列分布的LED微显示单元1；所述LED微显示单元1包括位于蓝宝石衬底3上的缓冲层4、N-GaN层5、多量子阱6、P-GaN层7和透明导电层8，透明导电层8包括ITO，在所述N-GaN层5上设有N电极11，在所述N电极11和绝缘SU8胶9上设有SiO2绝缘层10，SiO2绝缘层10上P电极12，所述P电极12穿过SiO2绝缘层10与透明导电层8接触；在所述蓝宝石衬底1背面设有布拉格反射镜DBR2；所述布拉格反射镜DBR2包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正装GaN基LED微显示器件，包括蓝宝石衬底（3），其特征在于，在所述蓝宝石衬底（3）正面设有若干个呈阵列分布的LED微显示单元（1），所述LED微显示单元（1）间通过绝缘SU8胶（9）隔开；所述LED微显示单元（01）包括位于蓝宝石衬底（3）上的缓冲层（4）、N‑GaN层（5）、多量子阱（6）、P‑GaN层（7）和透明导电层（8），在所述N‑GaN层（5）上设有N电极（11），在所述N电极（11）和绝缘SU8胶（9）上设有SiO2绝缘层（10），SiO2绝缘层（10）上P电极（12），所述P电极（12）穿过SiO2绝缘层（10）与透明导电层（8）接触；在所述蓝宝石衬底（1）背面设有布拉格反射镜DBR（2）。

【技术特征摘要】
1.一种正装GaN基LED微显示器件，包括蓝宝石衬底（3），其特征在于，在所述蓝宝石衬底（3）正面设有若干个呈阵列分布的LED微显示单元（1），所述LED微显示单元（1）间通过绝缘SU8胶（9）隔开；所述LED微显示单元（01）包括位于蓝宝石衬底（3）上的缓冲层（4）、N-GaN层（5）、多量子阱（6）、P-GaN层（7）和透明导电层（8），在所述N-GaN层（5）上设有N电极（11），在所述N电极（11）和绝缘SU8胶（9）上设有SiO2绝缘层（10），SiO2绝缘层（10）上P电极（12），所述P电极（12）穿过SiO2绝缘层（10）与透明导电层（8）接触；在所述蓝宝石衬底（1）背面设有布拉格反射镜DBR（2）。2.根据权利要求1所述的一种正装GaN基LED微显示器件，其特征在于，呈阵列分布的LED微显示单元（01）中的每行或列P电极（12）均连在一起，每列或行N电极（11）均连在一起，且每行或列P电极（12）与多列或行N电极（11）通过SiO2绝缘层（10）隔离，每列或行N电极（11）与多行或列P电极（12）通过SiO2绝缘层（10）隔离。3.根据权利要求1所述的一种正装GaN基LED微显示器件，其特征在于，所述布拉格反射镜DBR（2）包括多组交替分布的SiO2层和TiO2层。4.一种正装GaN基LED微显示器件的制作方法，其特征是，包括如下步骤：步骤一.GaN基外延层的制作：采用GaN基LED外延片生长工艺，在蓝宝石衬底（3）上依次生长缓冲层（4）、N-GaN层（5）、多量子阱（6）和P-GaN层（7），完成GaN基外延层的制作；步骤二.深沟槽（14）刻蚀：通过电子束蒸发技术，在GaN基外延层上蒸镀透明导电层（8）；在第一图形化掩膜板的遮挡下，依次刻蚀透明导电层（8）、P-GaN层（7）、多量子阱（6）和N-GaN层（5），暴露部分N-GaN层（5），得到深沟槽（14）；步骤三.隔离槽（13）刻蚀：在第二图形化掩膜板的遮挡下，采用电感耦合等离子体刻蚀工艺，继续刻蚀暴露出来的部分N-GaN层（5），直至刻蚀深入到蓝宝石衬底（3），得到用于将LED微...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫晓密，张秀敏，华斌，王书宇，田媛，
申请(专利权)人：江苏新广联半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32