发光二极管芯片及其制备方法、显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种发光二极管芯片及其制备方法、显示装置。发光二极管芯片的制备方法包括：在衬底上生长外延层；在外延层上形成电流扩展材料层，并基于第一掩膜版将电流扩展材料层图案化，形成电流扩展层；基于第一掩膜版，将外延层图案化，获得第一半导体层、及呈台阶状设置于第一半导体层上的发光层和第二半导体层；在第一半导体层、发光层、第二半导体层及电流扩展层的裸露表面形成钝化材料层，并基于第二掩膜版将钝化材料层图案化，形成钝化层；基于第三掩膜版，形成与第一半导体层连接的第一焊盘，形成与电流扩展层连接的第二焊盘。上述发光二极管芯片的制备方法可以简化发光二极管芯片的制备流程，并降低其制备成本。并降低其制备成本。并降低其制备成本。

【技术实现步骤摘要】
发光二极管芯片及其制备方法、显示装置


[0001]本专利技术涉及显示及照明
，尤其涉及一种发光二极管芯片及其制备方法、显示装置。

技术介绍

[0002]发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)作为一种发光器件，具有响应速度快、寿命长以及节能环保等优势，已经被广泛应用于照明及显示等领域。
[0003]微型发光二极管(Micro
‑
LED)和迷你发光二极管(Mini
‑
LED)是将传统的LED进行了微小化处理。例如，Micro
‑
LED的尺寸介于1μm
‑
100μm，Mini
‑
LED芯片的尺寸介于50μm
‑
200μm。Micro
‑
LED和Mini
‑
LED均具有体积小、分辨率高、对比度高以及功耗低等优势。由于Micro
‑
LED和Mini
‑
LED对于LED的制程工艺具有更高要求。因此，LED芯片作为Micro
‑
LED或Mini
‑
LED的阵列集成，在确保LED芯片产品质量的前提下，LED芯片的制备流程较为繁琐，LED芯片的生产成本也居高不下。
[0004]因此，如何简化LED芯片的制备流程及降低其生产成本，特别是对于市场已相对饱和的正装氮化镓白光LED芯片，是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种发光二极管芯片及其制备方法、显示装置，旨在解决如何简化LED芯片制备流程，并降低其制备成本的问题。
[0006]本申请实施例提供一种发光二极管芯片的制备方法，包括以下步骤。
[0007]在衬底上生长外延层，外延层包括依次层叠的第一半导体材料层、发光材料层及第二半导体材料层。
[0008]在外延层的背离衬底的表面形成电流扩展材料层，并基于第一掩膜版将电流扩展材料层图案化，获得电流扩展层。
[0009]基于第一掩膜版将外延层图案化，获得第一半导体层、及呈台阶状设置于第一半导体层上的发光层和第二半导体层。
[0010]在第一半导体层、发光层、第二半导体层及电流扩展层的裸露表面形成钝化材料层；基于第二掩膜版将钝化材料层图案化，获得钝化层。钝化层具有至少一个第一开口和至少一个第二开口；第一开口暴露部分第一半导体层，第二开口暴露部分第二半导体层。
[0011]基于第三掩膜版，形成覆盖第一开口并与第一半导体层连接的第一焊盘，形成覆盖第二开口并与电流扩展层连接的第二焊盘。
[0012]上述发光二极管芯片的制备方法在利用第一掩膜版将第二半导体材料层和发光材料层图案化之前，预先在第二半导体材料层的表面直接形成电流扩展材料层，然后使用第一掩膜版依次制备电流扩展层、第二半导体层和发光层。这样电流扩展层、第二半导体层和发光层可以共用同一个掩膜版。
[0013]并且，上述发光二极管芯片的制备方法中，钝化材料层形成于第一半导体层、发光
层、第二半导体层及电流扩展层的裸露表面，可以利用第二掩膜版将其图案化，以获得具有第一开口和第二开口的钝化层。然后，利用第三掩膜版形成覆盖第一开口的第一焊盘，以及覆盖第二开口的第二焊盘。
[0014]如此，上述发光二极管芯片的制备方法，使用三个掩膜版便可以实现发光二极管芯片的制备。相较于每一制程采用一个掩膜版，上述发光二极管芯片的制备方法有效减少了掩膜版的使用数量，可以简化发光二极管芯片的制备流程，缩短制程周期并降低制备成本，有效提升发光二极管芯片的生产效率。
[0015]可选的，基于第一掩膜版将电流扩展材料层图案化，还包括：形成贯穿电流扩展层的第一凹槽。基于第一掩膜版将外延层图案化，还包括：形成贯穿发光层和所述第二半导体层的第二凹槽。其中，第一开口包括环形开口。第一凹槽在衬底上的正投影位于环形开口的内环在衬底上的正投影内。第二凹槽在衬底上的正投影位于第一凹槽在衬底上的正投影内。
[0016]上述发光二极管芯片的制备方法中，在电流扩展层中形成第一凹槽，在发光层和第二半导体层的叠层结构中形成第二凹槽，可以使得后续形成的钝化层覆盖第一凹槽和第二凹槽的侧壁，以利用钝化层的位于第一凹槽和第二凹槽的部分形成用于容置第二焊盘的凹部，从而增大第二焊盘的平面面积，以提升第二焊盘的导电性。
[0017]可选的，基于第一掩膜版将电流扩展材料层图案化的步骤，在执行基于第一掩膜版将外延层图案化的步骤之前进行。
[0018]可选的，第一焊盘和第二焊盘通过蒸镀工艺形成。
[0019]可选的，发光二极管芯片的制备方法还包括：对第一焊盘的背离衬底的表面、以及第二焊盘的背离衬底的表面进行抛光。如此，可以确保第一焊盘和第二焊盘具有良好的电接触性能。
[0020]可选的，第二凹槽在衬底上的正投影边界与第一凹槽在衬底上的正投影边界，二者沿同一径向且位于轴心线同侧的部分之间具有间隔。如此，利用前述间隔，可以避免因第二凹槽的存在而出现电流扩展层与第一半导体层搭边而漏电的情况。并且，所述间隔的取值范围包括：2μm～3μm。这样可以在有效隔离电流扩展层与第一半导体层的基础上，避免减小发光二极管芯片的发光面积，进而避免影响的发光二极管芯片的出光亮度。
[0021]可选的，第二焊盘在衬底上的正投影至少覆盖第二开口及第一凹槽在衬底上的正投影。第二焊盘可以具有较大的平面面积，以提升第二焊盘的导电性能。
[0022]可选的，第二凹槽的侧壁与第二半导体层的背离衬底的表面之间的夹角大于或等于120
°
。如此，可以在确保第二凹槽的轮廓清晰的基础上，确保覆盖第二凹槽的膜层堆叠不易断裂，从而避免发光二极管芯片出现IR(电流和电阻)异常。
[0023]可选的，钝化材料层的形成厚度大于或等于有利于降低后续钝化层形成后的断裂风险。
[0024]基于同样的专利技术构思，本申请实施例还提供一种发光二极管芯片，包括至少一个发光二极管。发光二极管包括：第一半导体层、发光层、第二半导体层、电流扩展层、钝化层、第一焊盘和第二焊盘。
[0025]第一半导体层、发光层、第二半导体层和电流扩展层依次层叠。发光层部分覆盖第一半导体层，且第二半导体层和发光层在第一半导体层上的正投影重叠。电流扩展层至少
部分覆盖第二半导体层。
[0026]钝化层覆盖电流扩展层、及第二半导体层、发光层和第一半导体层的部分裸露表面。钝化层具有第一开口和第二开口；第一开口暴露部分电流扩展层，第二开口暴露部分第一半导体层。
[0027]第一焊盘覆盖第一开口，并与第一半导体层连接。
[0028]第二焊盘覆盖第二开口，并与电流扩展层连接。
[0029]上述发光二极管芯片中，第一半导体层、发光层、第二半导体层和电流扩展层依次层叠设置。钝化层覆盖电流扩展层、以及第二半导体层、发光层和第一半导体层的部分裸露表面。并且，第一焊盘和第二焊盘均本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，包括：在衬底上生长外延层；所述外延层包括依次层叠的第一半导体材料层、发光材料层及第二半导体材料层；在所述外延层的背离所述衬底的表面形成电流扩展材料层，并基于第一掩膜版将所述电流扩展材料层图案化，获得电流扩展层；基于所述第一掩膜版将所述外延层图案化，获得第一半导体层、及呈台阶状设置于所述第一半导体层上的发光层和第二半导体层；在所述第一半导体层、所述发光层、所述第二半导体层及所述电流扩展层的裸露表面形成钝化材料层；基于第二掩膜版将所述钝化材料层图案化，获得钝化层；其中，所述钝化层具有至少一个第一开口和至少一个第二开口；所述第一开口暴露部分所述第一半导体层，所述第二开口暴露部分所述第二半导体层；以及基于第三掩膜版，形成覆盖所述第一开口并与所述第一半导体层连接的第一焊盘，形成覆盖所述第二开口并与所述电流扩展层连接的第二焊盘。2.如权利要求1所述的发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，所述基于第一掩膜版将所述电流扩展材料层图案化，还包括：形成贯穿所述电流扩展层的第一凹槽；所述基于第一掩膜版将所述外延层图案化，还包括：形成贯穿所述发光层和所述第二半导体层的第二凹槽；其中，所述第二开口包括环形开口；所述第二开口在所述衬底上的正投影位于所述第一凹槽在所述衬底上的正投影外；所述第二凹槽在所述衬底上的正投影位于所述第一凹槽在所述衬底上的正投影内。3.如权利要求1所述的发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，所述第一焊盘和所述第二焊盘通过蒸镀工艺形成。4.如权利要求1所述的发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：对所述第一焊盘的背离所述衬底的表面、以及所述第二焊盘的背离所述衬底的表面进行抛光。5.一种发光二极管芯片，其特征在于，包括：至少一个发光二极管；所述发光二极管包括：依次层叠设置的第一半导体层...

【专利技术属性】
技术研发人员：林清标，张进，耿锋，
申请(专利权)人：重庆康佳光电技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：