LED芯片光源及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种LED芯片光源及其制备方法，直接在柔性布线晶圆上形成外延层，再在外延层中形成贯穿的划片槽，划片槽露出柔性布线晶圆并定义出单个的LED芯片，然后在外延层上形成对应于每个LED芯片的电极组。本发明专利技术直接在柔性布线晶圆上生长LED芯片的外延层，沿划片槽可将柔性布线晶圆裁剪为预定的形状和尺寸，形成若干包含至少一个芯片区的LED芯片光源，可制备出多种形状和尺寸的LED芯片光源，裁剪后的柔性布线晶圆构成LED芯片光源的柔性基底，如此每个LED芯片光源均具备柔性，容易弯曲和折叠，避免将LED芯片制备好后再转移至柔性电路基板上产生的不良率高、效率低、返修率高及成本高等问题，使利用Mini/Micro LED芯片制备柔性显示屏具备量产可行性。备柔性显示屏具备量产可行性。备柔性显示屏具备量产可行性。

【技术实现步骤摘要】
LED芯片光源及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体制备
，尤其涉及一种LED芯片光源及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前能够用于量产的柔性显示屏的光源只有OLED(Organic Light
‑
Emitting Diode，有机发光二极管)光源，该光源主要有以下几个缺点：1)亮度低，功率小，屏幕不能做很大；2)光衰大，易烧屏，寿命短；3)投资成本高，价格贵；4)技术门槛高，目前只掌握在三星等少数厂家手里。
[0003]另一方面，利用Mini/Micro LED芯片制作显示屏(非柔性显示屏)的概念火爆，但是都很难实现量产，归结原因还是芯片面积太小，要制作一块完整的显示屏需要大量的时间把Mini/Micro LED芯片巨量转移到电路基板上去进行封装。目前芯片巨量转移的效率非常低，且转移位置易偏移，导致不良率高、返修率高及成本高等问题，设备机台能力也达不到要求的精度，基本不具备量产的可行性。若想要利用Mini/Micro LED芯片制备出柔性显示屏，则需要把Mini/Micro LED芯片巨量转移到柔性电路基板上，因柔性电路基板易变形、难固定，做出柔性显示屏更是难上加难。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种LED芯片光源及其制备方法，以解决目前难以利用Mini/Micro LED量产柔性显示屏的问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种LED芯片光源的制备方法，包括：
[0006]提供柔性布线晶圆，并在所述柔性布线晶圆上形成外延层，所述外延层包括依次设置于所述柔性布线晶圆上的第一半导体层、发光层及第二半导体层；
[0007]在所述外延层中形成贯穿的划片槽，所述划片槽露出所述柔性布线晶圆并定义出单个的芯片区；
[0008]在所述外延层上形成对应于每个所述芯片区的电极组，每个所述电极组均包括两个电极，所述第一半导体层及所述第二半导体层分别通过一个所述电极与所述柔性布线晶圆电性连接；以及，
[0009]沿所述划片槽将所述柔性布线晶圆裁剪为预定的形状和尺寸，以形成若干包含至少一个所述芯片区的LED芯片光源，裁剪后的所述柔性布线晶圆构成所述LED芯片光源的柔性基底。
[0010]可选的，所述LED芯片光源包含的所述芯片区的数量相同或不相同。
[0011]可选的，所述LED芯片光源的形状相同或不相同。
[0012]可选的，所述LED芯片光源的尺寸相同或不相同。
[0013]可选的，所述LED芯片光源为正装结构的LED芯片光源。
[0014]可选的，在所述外延层中形成贯穿的划片槽的步骤包括：
[0015]刻蚀所述外延层以形成若干凹槽，所述凹槽从所述第二半导体层的顶表面延伸至
所述第一半导体层中；以及，
[0016]沿所述凹槽底部继续向下刻蚀，直至露出所述柔性布线晶圆，形成所述划片槽。
[0017]可选的，在所述外延层上形成对应于每个所述芯片区的电极组的步骤包括：
[0018]在所述第二半导体层上形成介质保护层，所述介质保护层至少覆盖所述第二半导体层、所述凹槽的内壁及所述划片槽的内壁；
[0019]刻蚀所述介质保护层以形成对应于每个电极组的通孔组及对应于每个所述划片槽的开口，每个所述通孔组均包括两个通孔，两个所述通孔均贯穿所述介质保护层并分别露出所述第一半导体层及所述第二半导体层，所述开口贯穿所述介质保护层并露出所述柔性布线晶圆；以及，
[0020]在所述介质保护层上形成两个所述电极，每个所述电极填充一个所述通孔并延伸至填充相邻的所述开口。
[0021]可选的，所述LED芯片光源为垂直结构的LED芯片光源。
[0022]可选的，刻蚀所述外延层直至露出所述柔性布线晶圆，形成所述划片槽。
[0023]可选的，在所述柔性布线晶圆上形成所述外延层之前，所述LED芯片光源的制备方法还包括：
[0024]在所述柔性布线晶圆的部分表面上形成反射镜层，所述反射镜层将所述第一半导体层与所述柔性布线晶圆电性连接并作为一个所述电极。
[0025]可选的，在所述外延层上形成对应于每个所述芯片区的电极组的步骤包括：
[0026]在所述第二半导体层上形成介质保护层，所述介质保护层至少覆盖所述第二半导体层及所述划片槽的内壁；
[0027]刻蚀所述介质保护层以形成对应于每个电极组的通孔组及对应于每个所述划片槽的开口，每个所述通孔组均包括一个通孔，所述通孔贯穿所述介质保护层并露出所述第二半导体层，所述开口贯穿所述介质保护层并露出所述柔性布线晶圆；以及，
[0028]在所述介质保护层上形成另一个所述电极，所述电极填充所述通孔并延伸至填充相邻的所述开口。
[0029]可选的，在所述柔性布线晶圆上形成所述外延层之前，还包括：
[0030]在所述柔性布线晶圆上形成绝缘层，所述开口贯穿所述绝缘层并露出所述柔性布线晶圆。
[0031]可选的，所述绝缘层为氧化铝层、氮化铝层、氧化硅层、氮化硅层及分布式布拉格反射镜层中的一种或多种。
[0032]可选的，所述绝缘层的厚度为1nm～10μm。
[0033]可选的，形成所述电极组之后，裁剪所述柔性布线晶圆之前，还包括：
[0034]弯曲所述柔性布线晶圆，以使所述介质保护层及所述绝缘层以自所述划片槽处断裂。
[0035]可选的，所述介质保护层为氧化硅层和/或氮化硅层。
[0036]可选的，所述介质保护层的厚度为1nm～10μm。
[0037]可选的，在形成所述介质保护层之前，还在所述第二半导体层的部分表面上形成电流扩展层。
[0038]可选的，所述电极的材料为钛、铂、金、铝、镍或铬中的一种或多种。
[0039]可选的，所述电极的厚度均为500nm～10μm。
[0040]可选的，在所述柔性布线晶圆上形成所述外延层之前，还包括：
[0041]将所述柔性布线晶圆固定在一支撑晶圆上；以及，
[0042]在裁剪所述柔性布线晶圆之前，将所述柔性布线晶圆与所述支撑晶圆分离。
[0043]可选的，将所述柔性布线晶圆固定在所述支撑晶圆上的步骤包括：
[0044]在所述支撑晶圆上形成一金属层，通过所述金属层将所述柔性布线晶圆固定在所述支撑晶圆上；以及，
[0045]通过研磨去除所述支撑晶圆及所述金属层，以将所述柔性布线晶圆与所述支撑晶圆分离。
[0046]可选的，所述支撑晶圆的厚度大于或等于250μm。
[0047]可选的，所述支撑晶圆为含硅晶圆或蓝宝石晶圆。
[0048]可选的，所述柔性布线晶圆的正面具有金属布线层，将所述柔性布线晶圆的背面固定在所述支撑晶圆上，并在所述金属布线层上形成所述外延层。
[0049]可选的，所述金属布线层包括若干布线区，每个所述布线区内均具有两条金属线，在所述外延层中形成贯穿的划片槽之后，一个所述芯片区对准一个所述布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LED芯片光源的制备方法，其特征在于，包括：提供柔性布线晶圆，并在所述柔性布线晶圆上形成外延层，所述外延层包括依次设置于所述柔性布线晶圆上的第一半导体层、发光层及第二半导体层；在所述外延层中形成贯穿的划片槽，所述划片槽露出所述柔性布线晶圆并定义出单个的芯片区；在所述外延层上形成对应于每个所述芯片区的电极组，每个所述电极组均包括两个电极，所述第一半导体层及所述第二半导体层分别通过一个所述电极与所述柔性布线晶圆电性连接；以及，沿所述划片槽将所述柔性布线晶圆裁剪为预定的形状和尺寸，以形成若干包含至少一个所述芯片区的LED芯片光源，裁剪后的所述柔性布线晶圆构成所述LED芯片光源的柔性基底。2.如权利要求1所述的LED芯片光源的制备方法，其特征在于，所述LED芯片光源包含的所述芯片区的数量相同或不相同。3.如权利要求1所述的LED芯片光源的制备方法，其特征在于，所述LED芯片光源的形状相同或不相同。4.如权利要求1所述的LED芯片光源的制备方法，其特征在于，所述LED芯片光源的尺寸相同或不相同。5.如权利要求1所述的LED芯片光源的制备方法，其特征在于，所述LED芯片光源为正装结构的LED芯片光源。6.如权利要求5所述的LED芯片光源的制备方法，其特征在于，在所述外延层中形成贯穿的划片槽的步骤包括：刻蚀所述外延层以形成若干凹槽，所述凹槽从所述第二半导体层的顶表面延伸至所述第一半导体层中；以及，沿所述凹槽底部继续向下刻蚀，直至露出所述柔性布线晶圆，形成所述划片槽。7.如权利要求6所述的LED芯片光源的制备方法，其特征在于，在所述外延层上形成对应于每个所述芯片区的电极组的步骤包括：在所述第二半导体层上形成介质保护层，所述介质保护层至少覆盖所述第二半导体层、所述凹槽的内壁及所述划片槽的内壁；刻蚀所述介质保护层以形成对应于每个电极组的通孔组及对应于每个所述划片槽的开口，每个所述通孔组均包括两个通孔，两个所述通孔均贯穿所述介质保护层并分别露出所述第一半导体层及所述第二半导体层，所述开口贯穿所述介质保护层并露出所述柔性布线晶圆；以及，在所述介质保护层上形成两个所述电极，每个所述电极填充一个所述通孔并延伸至填充相邻的所述开口。8.如权利要求1所述的LED芯片光源的制备方法，其特征在于，所述LED芯片光源为垂直结构的LED芯片光源。9.如权利要求8所述的LED芯片光源的制备方法，其特征在于，刻蚀所述外延层直至露出所述柔性布线晶圆，形成所述划片槽。10.如权利要求8所述的LED芯片光源的制备方法，其特征在于，在所述柔性布线晶圆上
形成所述外延层之前，所述LED芯片光源的制备方法还包括：在所述柔性布线晶圆的部分表面上形成反射镜层，所述反射镜层将所述第一半导体层与所述柔性布线晶圆电性连接并作为一个所述电极。11.如权利要求9所述的LED芯片光源的制备方法，其特征在于，在所述外延层上形成对应于每个所述芯片区的电极组的步骤包括：在所述第二半导体层上形成介质保护层，所述介质保护层至少覆盖所述第二半导体层及所述划片槽的内壁；刻蚀所述介质保护层以形成对应于每个电极组的通孔组及对应于每个所述划片槽的开口，每个所述通孔组均包括一个通孔，所述通孔贯穿所述介质保护层并露出所述第二半导体层，所述开口贯穿所述介质保护层并露出所述柔性布线晶圆；以及，在所述介质保护层上形成另一个所述电极，所述电极填充所述通孔并延伸至填充相邻的所述开口。12.如权利要求7或11所述的LED芯片光源的制备方法，其特征在于，在所述柔性布线晶圆上形成所述外延层之前，还包括：在所述柔性布线晶圆上形成绝缘层，所述开口贯穿所述绝缘层并露出所述柔性布线晶圆。13.如权利要求12所述的LED芯片光源的制备方法，其特征在于，所述绝缘层为氧化铝层、氮化铝层、氧化硅层、氮化硅层及分布式布拉格反射镜层中的一种或多种。14.如权利要求12所述的LED芯片光源的制备方法，其特征在于，所述绝缘层的厚度为1nm～10μm。15.如权利要求12所述的LED芯片光源的制备方法，其特征在于，形成所述电极组之后，裁剪所述柔性布线晶圆之前，还包括：弯曲所述柔性布线晶圆，以使所述介质保护层及所述绝缘层以自所述划片槽处断裂。16.如权利要求7或11所述的LED芯片光源的制备方法，其特征在于，所述介质保护层为氧化硅层和/或氮化硅层。17.如权利要求7或11所述的LED芯片光源的制备方法，其特征在于，所述介质保护层的厚度为1nm～10μm。18.如权利要求7或11所述的LED芯片光源的制备方法，其特征在于，在形成所述介质保护层之前，还在所述第二半导体层的部分表面上形成电流扩展层。19.如权利要求1所述的LED芯片光源的制备方法，其特征在于，所述电极的材料为钛、铂、金...

【专利技术属性】
技术研发人员：马拥军，沈铭，
申请(专利权)人：杭州士兰明芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：