一种microLED预制芯片结构的外延片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及半导体技术领域，提供一种microLED预制芯片结构的外延片及其制备方法，该外延片包括一衬底和由所述衬底生长得到的MicroLED芯片，所述MicroLED芯片设有若干级；其中，所述衬底上依次生长有低温缓冲层、非掺杂GaN层和N型GaN接触层，在生长得到的包含有量子阱层和P型GaN接触层上去除沉淀生长层得到若干级所述MicroLED芯片，所述沉淀生长层是在所述N型GaN接触层上沉淀得到的，该microLED预制芯片外延结构的外延片有利于后续制作microLED芯片，减少芯片刻蚀工序，提升产品良率，可快速制作microLED，对目前microLED的市场化具有很高是应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种microLED预制芯片结构的外延片及其制备方法
本专利技术属于半导体
，尤其涉及一种microLED预制芯片结构的外延片及其制备方法。
技术介绍
MicroLED是指芯片尺寸范围分布在1-100微米以内的小尺寸LED。由于其高出光效率、低功耗、高分辨率与色彩饱和度等优势，将大大拓展LED的应用领域。在下一代显示技术中，Micro-LED技术有望取代“背光源+液晶”的传统显示技术，给LED行业开辟新的发展空间。然而，实现Micro-LED产业化，仍有许多技术瓶颈待突破，其中最为关键的一点是如何将2-6英寸直径的LED芯片晶圆分割成独立的小尺寸Micro-LED单元，并保证批量生产中的产品良率和芯片性能。GaN基LED外延所采用的衬底材料包括蓝宝石（Al2O3）、碳化硅（SiC）等，其中蓝宝石衬底是主流衬底。GaN基LED的切割方式主要是紫外激光切割。紫外激光切割的工作原理是利用高能量的激光聚焦在LED芯片表面，烧蚀出切割槽，再进行劈裂和扩膜处理，即得到分离的芯片单元。但是，目前在对MicroLED芯片的制备过程中其芯片刻蚀工序较多，且工艺程序较为复杂，导致整个芯片的产品良率较低，制备速度较慢。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供了一种microLED预制芯片结构的外延片，旨在解决现有技术中在对MicroLED芯片的制备过程中其芯片刻蚀工序较多，且工艺程序较为复杂，导致整个芯片的产品良率较低，制备速度较的问题。本专利技术所提供的技术方案是：一种microLED预制芯片结构的外延片，包括一衬底和由所述衬底生长得到的MicroLED芯片，所述MicroLED芯片设有若干级；其中，所述衬底上依次生长有低温缓冲层、非掺杂GaN层和N型GaN接触层，在生长得到的包含有量子阱层和P型GaN接触层上去除沉淀生长层得到若干级所述MicroLED芯片，所述沉淀生长层是在所述N型GaN接触层上沉淀得到的。作为一种改进的方案，所述衬底为硅Si、蓝宝石基底、碳化硅SiC以及氮化镓GaN中任意一种；包含有若干级的所述MicroLED芯片的尺寸为0.5-50微米。作为一种改进的方案，所述沉淀生长层经过光刻胶掩膜图形的制备、沉淀生长层图形的去除以及剩余光刻胶掩膜图形的清洗制得，且所述沉淀生成层包含有预制芯片结构；其中，所述沉淀生长层为SiO2层或氮化硅SiNx层。作为一种改进的方案，所述沉淀生长层的光刻胶掩膜图形的制备方式为光刻技术或压印技术；沉淀生长层图形的去除通过干法ICP或湿法溶液BOE去除；剩余光刻胶掩膜图形的清洗溶液为去胶溶液或硫酸和双氧水溶液。本专利技术的另一目的在于提供一种microLED预制芯片结构的外延片的制备方法，所述方法包括下述步骤：在选取的衬底上依次生长得到低温缓冲层、非掺杂GaN层和N型GaN接触层；在所述N型GaN接触层上制备包含有预制芯片结构的沉淀生长层；在包含有预制芯片结构的沉淀生长层上生长得到的量子阱层和P型GaN接触层；在生长得到的包含有量子阱层和P型GaN接触层上去除沉淀生长层得到若干级MicroLED芯片。作为一种改进的方案，所述在所述N型GaN接触层上制备包含有预制芯片结构的沉淀生长层的步骤具体包括下述步骤：在所述N型GaN接触层上沉淀生成一层沉淀生成层，并在所述沉淀生成层上生成光刻胶掩膜图形；在所述沉淀生成层上去除未被光刻胶保护的沉淀生长层图形，漏出裸露的N型GaN接触层；清洗掉剩余光刻胶掩膜图形，得到包含有预制芯片结构的沉淀生长层。作为一种改进的方案，在所述沉淀生长层的光刻胶掩膜图形的制备方式为光刻技术或压印技术；未被光刻胶保护的沉淀生长层图形的去除通过干法ICP或湿法溶液BOE去除；剩余光刻胶掩膜图形的清洗溶液为去胶溶液或硫酸和双氧水溶液。作为一种改进的方案，所述衬底为硅Si、蓝宝石基底、碳化硅SiC以及氮化镓GaN中任意一种；所述包含有若干级的MicroLED芯片的尺寸为0.5-50微米。作为一种改进的方案，所述沉淀生长层为SiO2层或氮化硅SiNx层。作为一种改进的方案，所述方法还包括下述步骤：控制重复执行所述在所述N型GaN接触层上制备包含有预制芯片结构的沉淀生长层和在包含有预制芯片结构的沉淀生长层上生长得到的量子阱层和P型GaN接触层的步骤；在每一次循环步骤中，对生长得到的量子阱层进行调制，得到红绿蓝三色的MicroLED芯片。在本专利技术实施例中，microLED预制芯片结构的外延片包括一衬底和由所述衬底生长得到的MicroLED芯片，所述MicroLED芯片设有若干级；其中，所述衬底上依次生长有低温缓冲层、非掺杂GaN层和N型GaN接触层，在生长得到的包含有量子阱层和P型GaN接触层上去除沉淀生长层得到若干级所述MicroLED芯片，所述沉淀生长层是在所述N型GaN接触层上沉淀得到的，该microLED预制芯片外延结构的外延片有利于后续制作microLED芯片，减少芯片刻蚀工序，提升产品良率，可快速制作microLED，对目前microLED的市场化具有很高是应用前景。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1是本专利技术提供的microLED预制芯片结构的外延片的制备方法的实现流程图；图2是本专利技术提供的在所述N型GaN接触层上制备包含有预制芯片结构的沉淀生长层的实现流程图；图3和图4分别是本专利技术提供的N型GaN接触层的变化示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的、技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。在本专利技术实施例中，microLED预制芯片结构的外延片包括一衬底和由所述衬底生长得到的MicroLED芯片，所述MicroLED芯片设有若干级；其中，所述衬底上依次生长有低温缓冲层、非掺杂GaN层和N型GaN接触层，在生长得到的包含有量子阱层和P型GaN接触层上去除沉淀生长层得到若干级所述MicroLED芯片，所述沉淀生长层是在所述N型GaN接触层上沉淀得到的。在该实施例中，选取的衬底为硅Si、蓝宝石基底、碳化硅SiC以及氮化镓GaN中任意一种；包含有若干级的MicroLED芯片的尺寸为0.5-50微米。在本专利技术实施例中，所述沉淀生长层经过光刻胶掩膜图形的制备、沉淀生长层图形的去除以及剩余光刻胶掩膜图形的清洗制得，且所述沉淀生成层包含有预制芯片结构；其中，所述沉淀生长层为SiO2层或氮化硅SiNx层，厚度从100nm-10微米，SiO2的沉积工艺使用标准的SiH本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种microLED预制芯片结构的外延片，其特征在于，包括一衬底和由所述衬底生长得到的MicroLED芯片，所述MicroLED芯片设有若干级；/n其中，所述衬底上依次生长有低温缓冲层、非掺杂GaN层和N型GaN接触层，在生长得到的包含有量子阱层和P型GaN接触层上去除沉淀生长层得到若干级所述MicroLED芯片，所述沉淀生长层是在所述N型GaN接触层上沉淀得到的。/n

【技术特征摘要】
1.一种microLED预制芯片结构的外延片，其特征在于，包括一衬底和由所述衬底生长得到的MicroLED芯片，所述MicroLED芯片设有若干级；
其中，所述衬底上依次生长有低温缓冲层、非掺杂GaN层和N型GaN接触层，在生长得到的包含有量子阱层和P型GaN接触层上去除沉淀生长层得到若干级所述MicroLED芯片，所述沉淀生长层是在所述N型GaN接触层上沉淀得到的。


2.根据权利要求1所述的microLED预制芯片结构的外延片，其特征在于，所述衬底为硅Si、蓝宝石基底、碳化硅SiC以及氮化镓GaN中任意一种；
包含有若干级的所述MicroLED芯片的尺寸为0.5-50微米。


3.根据权利要求2所述的microLED预制芯片结构的外延片，其特征在于，所述沉淀生长层经过光刻胶掩膜图形的制备、沉淀生长层图形的去除以及剩余光刻胶掩膜图形的清洗制得，且所述沉淀生成层包含有预制芯片结构；
其中，所述沉淀生长层为SiO2层或氮化硅SiNx层。


4.根据权利要求3所述的microLED预制芯片结构的外延片，其特征在于，所述沉淀生长层的光刻胶掩膜图形的制备方式为光刻技术或压印技术；
沉淀生长层图形的去除通过干法ICP或湿法溶液BOE去除；
剩余光刻胶掩膜图形的清洗溶液为去胶溶液或硫酸和双氧水溶液。


5.一种权利要求1所述的microLED预制芯片结构的外延片的制备方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
在选取的衬底上依次生长得到低温缓冲层、非掺杂GaN层和N型GaN接触层；
在所述N型GaN接触层上制备包含有预制芯片结构的沉淀生长层；
在包含有预制芯片结构的沉淀生长层上生长得到的量子阱层和P型GaN接触层；
在生长得到的包含有量子阱层和P型GaN接触层上...

【专利技术属性】
技术研发人员：许南发，李志，席庆男，
申请(专利权)人：山东元旭光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37