微型发光二极管外延片、显示阵列及其制作方法技术

本公开提供了一种微型发光二极管外延片、显示阵列及其制作方法，属于半导体技术领域。包括：在基板上依次形成驱动电路和绝缘层，绝缘层为混有金刚石颗粒的SOG层；在绝缘层上开设延伸至驱动电路的通孔，并在通孔内填充导电材料；在绝缘层上间隔设置多个半导体器件并加热，每个半导体器件包括依次层叠在绝缘层上的P型电极、空穴产生层、有源层、电子产生层、缓冲层和蓝宝石衬底，多个半导体器件中的P型电极分别通过导电材料与驱动电路电连接；采用激光剥离的方式去除多个半导体器件中的蓝宝石衬底，采用干法刻蚀的方式去除缓冲层，并在电子产生层上设置N型电极。本公开有利于散热。

Micro LED epitaxial chip, display array and its fabrication method

【技术实现步骤摘要】
微型发光二极管外延片、显示阵列及其制作方法
本公开涉及半导体
，特别涉及一种微型发光二极管外延片、显示阵列及其制作方法。
技术介绍
发光二极管(英文：LightEmittingDiode，简称：LED)是一种常用的发光器件，通过电子与空穴复合释放能量发光，广泛地应用在日常生活中的显示、装饰、通讯和照明等领域。通过采用不同的半导体材料和结构，发光二极管能够覆盖从紫外到红外的全色范围，基本占据了室内和室外的大间距显示器市场。其中，间距是指显示器中相邻两个显示单元之间的距离，与显示器的分辨率有关。当前小间距显示器市场仍以液晶显示器(英文：LiquidCrystalDisplay，简称：LCD)为主流。虽然有机发光二极管(英文：OrganicLight-EmittingDiode，简称：OLED)正在某些领域替代LCD成为主流，但是OLED存在烧屏等问题。微型发光二极管(英文：MicroLED)是指边长在10微米～100微米的超小型发光二极管，体积小，可以更密集地排列在一起而大幅提高分辨率，并且具有自发光特性，在高亮度、高对比度、快速反应和省电等方面都优于LCD和OLED，未来很可能会进一步占据小间距显示器市场。显示阵列是小间距显示器和大间距显示器的基本结构。相关技术中，MicroLED的显示阵列包括电路板和多个芯片，电路板包括依次层叠的基板、驱动电路和绝缘层，多个芯片间隔设置在绝缘层上。绝缘层的材料采用二氧化硅，绝缘层中设有连通芯片和对应的控制电路的通孔。基板用于起到承载支撑的作用，驱动电路用于分别控制各个芯片的发光，绝缘层用于将芯片与自己对应的控制电路电连接，并与其它芯片对应的控制电路绝缘。在实现本公开的过程中，专利技术人发现相关技术至少存在以下问题：在小间距显示器中，大量的MicroLED芯片密集布置在电路板上，工作过程中会产生的热量很多。但是二氧化硅的热传导系数为7.6W/(m*K)，无法有效散发MicroLED芯片产生的热量，导致小间距显示器长时间使用会存在较大的隐患，不利于MicroLED在小间距显示器上的推广和稳定使用。
技术实现思路
本公开实施例提供了一种微型发光二极管外延片、显示阵列及其制作方法，可以有效散发MicroLED芯片产生的热量，促进MicroLED在小间距显示器上的推广和稳定使用。所述技术方案如下：一方面，本公开实施例提供了一种微型发光二极管显示阵列的制作方法，所述制作方法包括：在基板上形成驱动电路；在所述驱动电路上铺设绝缘层，所述绝缘层为混有金刚石颗粒的旋转涂布玻璃SOG层；在所述绝缘层上开设延伸至所述驱动电路的通孔，并在所述通孔内填充导电材料，形成电路板；在所述绝缘层上间隔设置多个半导体器件并加热，将所述多个半导体器件与所述电路板键合在一起，每个所述半导体器件包括依次层叠在所述绝缘层上的P型电极、空穴产生层、有源层、电子产生层、缓冲层和蓝宝石衬底，所述多个半导体器件中的P型电极分别通过所述通孔内的导电材料与所述驱动电路电连接；采用激光剥离的方式去除所述多个半导体器件中的蓝宝石衬底，采用干法刻蚀的方式去除所述缓冲层，并在所述电子产生层上设置N型电极，形成芯片。可选地，所述驱动电路与所述绝缘层的接触表面为金层；所述在所述驱动电路上铺设绝缘层，包括：在所述驱动电路上涂覆混有金刚石颗粒的SOG液体；在第一设定温度下固化所述SOG液体，形成SOG层；加热所述SOG层并在所述金刚石颗粒上施加朝向所述驱动电路的压力，直到所述金刚石颗粒嵌入所述驱动电路的金层中；在第二设定温度下固化所述SOG层，所述第二设定温度高于所述第一设定温度。可选地，在所述绝缘层上开设延伸至所述驱动电路的通孔，并在所述通孔内填充导电材料，形成电路板之后，所述制作方法还包括：刻蚀所述绝缘层，直到所述金刚石颗粒从所述SOG层中露出。可选地，所述P型电极与所述绝缘层的接触表面为金层；所述在所述绝缘层上间隔设置多个半导体器件并加热，将所述多个半导体器件与所述电路板键合在一起，包括：将所述多个半导体器件放置在所述绝缘层上，所述P型电极位于露出的所述金刚石颗粒上；在所述多个半导体器件上施加朝向所述绝缘层的压力，直到露出的所述金刚石颗粒嵌入所述P型电极的金层中。可选地，每个所述半导体器件还包括层叠在所述缓冲层中的激光消耗层，所述激光消耗层由多个多晶层和多个禁带层交替层叠而成，所述多个多晶层的生长温度沿从所述蓝宝石衬底到所述电子产生层的方向逐层升高，所述多个禁带层的禁带宽度沿从所述蓝宝石衬底到所述电子产生层的方向逐层增大。可选地，所述激光消耗层与所述蓝宝石衬底之间的缓冲层的厚度在0.5微米以上。另一方面，本公开实施例提供了一种微型发光二极管显示阵列，所述微型发光二极管显示阵列包括电路板和多个芯片，所述电路板包括依次层叠的基板、驱动电路和绝缘层，所述绝缘层上设有延伸至所述驱动电路的通孔，所述通孔内填充有导电材料，所述多个芯片间隔设置在所述绝缘层上并通过所述通孔内的导电材料与所述驱动电路电连接；所述绝缘层为混有金刚石颗粒的旋转涂布玻璃SOG层。可选地，所述SOG层的厚度小于所述金刚石颗粒的粒径。可选地，所述驱动电路与所述绝缘层的接触表面为金层，所述金刚石颗粒嵌入所述金层中。又一方面，本公开实施例提供了一种微型发光二极管外延片，所述微型发光二极管外延片包括依次层叠的蓝宝石衬底、缓冲层、电子产生层、有源层和空穴产生层，所述微型发光二极管外延片还包括层叠在所述缓冲层中的激光消耗层，所述激光消耗层由多个多晶层和多个禁带层交替层叠而成，所述多个多晶层的生长温度沿从所述蓝宝石衬底到所述电子产生层的方向逐层升高，所述多个禁带层的禁带宽度沿从所述蓝宝石衬底到所述电子产生层的方向逐层增大。本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过将芯片设置的绝缘层的材料改为混有金刚石颗粒的SOG层，金刚石的热传导系数为1300～2200W/(m*K)，远高于原来的二氧化硅，可以有效散发MicroLED芯片产生的热量，而且SOG铺设时呈液态，可以与金刚石颗粒形成良好的接触，避免产生界面热阻，实现高效顺畅的热通道，大幅提高散热效率，促进MicroLED在小间距显示器上的推广和稳定使用。而且金刚石和SOG均为绝缘材料，不存在漏电问题。附图说明为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例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公开的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本公开实施例提供的一种微型发光二极管显示阵列的制作方法的流程图；图2是本公开实施例提供的绝缘层将多个半导体器件与电路板键合在一起的结构示意图；图3是本公开实施例提供的步骤104执行之后显示阵列的结构示意图；图4是本公开实施例提供的步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微型发光二极管显示阵列的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：/n在基板上形成驱动电路；/n在所述驱动电路上铺设绝缘层，所述绝缘层为混有金刚石颗粒的旋转涂布玻璃SOG层；/n在所述绝缘层上开设延伸至所述驱动电路的通孔，并在所述通孔内填充导电材料，形成电路板；/n在所述绝缘层上间隔设置多个半导体器件并加热，将所述多个半导体器件与所述电路板键合在一起，每个所述半导体器件包括依次层叠在所述绝缘层上的P型电极、空穴产生层、有源层、电子产生层、缓冲层和蓝宝石衬底，所述多个半导体器件中的P型电极分别通过所述通孔内的导电材料与所述驱动电路电连接；/n采用激光剥离的方式去除所述多个半导体器件中的蓝宝石衬底，采用干法刻蚀的方式去除所述缓冲层，并在所述电子产生层上设置N型电极，形成芯片。/n

【技术特征摘要】
1.一种微型发光二极管显示阵列的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：
在基板上形成驱动电路；
在所述驱动电路上铺设绝缘层，所述绝缘层为混有金刚石颗粒的旋转涂布玻璃SOG层；
在所述绝缘层上开设延伸至所述驱动电路的通孔，并在所述通孔内填充导电材料，形成电路板；
在所述绝缘层上间隔设置多个半导体器件并加热，将所述多个半导体器件与所述电路板键合在一起，每个所述半导体器件包括依次层叠在所述绝缘层上的P型电极、空穴产生层、有源层、电子产生层、缓冲层和蓝宝石衬底，所述多个半导体器件中的P型电极分别通过所述通孔内的导电材料与所述驱动电路电连接；
采用激光剥离的方式去除所述多个半导体器件中的蓝宝石衬底，采用干法刻蚀的方式去除所述缓冲层，并在所述电子产生层上设置N型电极，形成芯片。


2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述驱动电路与所述绝缘层的接触表面为金层；
所述在所述驱动电路上铺设绝缘层，包括：
在所述驱动电路上涂覆混有金刚石颗粒的SOG液体；
在第一设定温度下固化所述SOG液体，形成SOG层；
加热所述SOG层并在所述金刚石颗粒上施加朝向所述驱动电路的压力，直到所述金刚石颗粒嵌入所述驱动电路的金层中；
在第二设定温度下固化所述SOG层，所述第二设定温度高于所述第一设定温度。


3.根据权利要求1或2所述的制作方法，其特征在于，在所述绝缘层上开设延伸至所述驱动电路的通孔，并在所述通孔内填充导电材料，形成电路板之后，所述制作方法还包括：
刻蚀所述绝缘层，直到所述金刚石颗粒从所述SOG层中露出。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述P型电极与所述绝缘层的接触表面为金层；
所述在所述绝缘层上间隔设置多个半导体器件并加热，将所述多个半导体器件与所述电路板键合在一起，包括：
将所述多个半导体器件放置在所述绝缘层上，所述P型电极位于露出的所述金刚石颗粒上；
在所述多个半导体器件上施加朝向所述绝缘层的压力，直到露出的所述金刚石颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰叶，吴志浩，李鹏，
申请(专利权)人：华灿光电苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32