本发明专利技术提供了一种微型发光元件及其制备方法、显示装置，其发光结构包括通过凹槽分割形成等高的外延叠层及台面；所述外延叠层至少包括沿第一方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区以及第二型半导体层，所述凹槽裸露所述第一型半导体层的部分表面，且所述台面通过对所述第一型半导体层进行刻蚀所形成。基于上述结构，直接将第一型半导体层蚀刻形成台面后再二次外延形成外延叠层，并通过凹槽分割形成等高的外延叠层及台面，进而在所述台面和所述外延叠层表面即可一步到位实现等高的第一电极和第二电极；同时，也可确保第一电极与第一型半导体层的有效接触面积，解决发光元件电性不稳定的问题。定的问题。定的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种微型发光元件及其制备方法、显示装置
[0001]本专利技术涉及发光二极管领域，尤其涉及一种微型发光元件及其制备方法、显示装置。
技术介绍
[0002]微元件技术是指在衬底上以高密度集成的微小尺寸的元件阵列。目前，微间距发光二极管(Micro LED)技术逐渐成为研究热门，工业界期待有高品质的微元件产品进入市场。高品质微间距发光二极管产品会对市场上已有的诸如LCD/OLED的传统显示产品产生深刻影响。
[0003]微型发光元件中，由于P型电极和N型电极的高度差过大导致的LED芯片在封装打线过程中存在虚焊或焊接压力过大的问题；同时，为了微型元件和电路板上键合良好，避免元件侧倾，微型元件的正、负电极需设置成等高。
[0004]目前，为了实现正负电极的等高设置，通常将外延结构分成位于凹槽两侧的第一外延结构和第二外延结构，P型电极位于第一外延结构表面，N型电极位于第二外延结构表面，从而使得所述LED芯片中，N、P电极等高的技术方案，可参考专利号：CN201910827366.9，专利名称：LED芯片及其制作方法；然而，由于小尺寸的微器件制作工艺难度增加，且N电极与N型半导体相连区域太小，会导致元件电性不稳定的技术问题；因此，前述技术方案对小尺寸(比如15um以下)的微型元件不适用。
[0005]有鉴于此，本专利技术人专门设计了一种微型发光元件及其制备方法、显示装置，本案由此产生。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供一种微型发光元件及其制备方法、显示装置，以实现小尺寸的微元件的正负电极等高，并解决其电性不稳定的技术问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种微型发光元件，包括衬底及位于所述衬底表面且呈阵列排布的若干个LED芯粒，相邻两个LED芯粒通过沟槽相互隔离，其中，各所述LED芯粒包括：
[0009]层叠于所述衬底一侧表面的发光结构，所述发光结构包括通过凹槽分割形成等高的外延叠层及台面；所述外延叠层至少包括沿第一方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区以及第二型半导体层，所述凹槽裸露所述第一型半导体层的部分表面，且所述台面通过对所述第一型半导体层进行刻蚀所形成；所述第一方向垂直于所述衬底，并由所述衬底指向所述发光结构；
[0010]第一电极，其层叠于所述台面的表面；
[0011]第二电极，其层叠于所述第二型半导体层背离所述有源区的一侧表面。
[0012]优选地，在所述凹槽内填充有绝缘材料。
[0013]优选地，所述绝缘材料通过离子注入的方式形成于所述凹槽内。
[0014]优选地，通过离子注入Si或B离子于所述凹槽内形成绝缘区。
[0015]优选地，所述LED芯粒还包括绝缘保护层，且所述绝缘保护层覆盖所述外延叠层的裸露面、所述凹槽以及所述台面的裸露面。
[0016]优选地，所述外延叠层在所述衬底上的投影面积不小于所述台面在所述衬底上的投影面积。
[0017]优选地，所述凹槽具有斜侧壁。
[0018]本专利技术提供了一种微型发光元件的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0019]步骤S01、提供一衬底；
[0020]步骤S02、在所述衬底表面外延生长第一型半导体层，所述第一型半导体层的厚度与预生长的外延叠层的厚度相同；
[0021]步骤S03、在所述第一型半导体层表面预设多个发光阵列，将各所述发光阵列所对应的第一型半导体层的局部区域蚀刻形成台面及底面；
[0022]步骤S04、在所述第一型半导体层的表面，二次外延生长有源区以及第二型半导体层；
[0023]步骤S05、通过光刻、显影、刻蚀工艺，去除位于所述台面表面的有源区及第二型半导体层，并沿所述台面的外围形成裸露所述第一型半导体层的凹槽及通过所述凹槽与所述台面间隔设置的外延叠层，且所述外延叠层与所述台面具有相同高度；
[0024]步骤S06、通过蚀刻所述外延叠层产生若干个沟槽，以形成若干个间隔排布的发光阵列；且在各所述发光阵列的台面预留第一电极制作区域，在各所述发光阵列的外延叠层表面预留第二电极制作区域；
[0025]步骤S07、在各所述发光阵列的表面沉积绝缘保护层，所述绝缘保护层层叠于除第一电极制作区域和第二电极制作区域之外的外延叠层表面；
[0026]步骤S08、在各所述第一电极制作区域制作第一电极，在各所述第二电极制作区域制作第二电极，藉以形成呈阵列排布的若干个LED芯粒。
[0027]本专利技术提供了另一种微型发光元件的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0028]步骤A01、提供一衬底；
[0029]步骤A02、在所述衬底表面外延生长第一型半导体层，所述第一型半导体层的厚度与预生长的外延叠层的厚度相同；
[0030]步骤A03、在所述第一型半导体层表面预设多个发光阵列，将各所述发光阵列所对应的第一型半导体层的局部区域蚀刻形成台面及底面；
[0031]步骤A04、在所述第一型半导体层的表面，二次外延生长有源区以及第二型半导体层；
[0032]步骤A05、通过光刻、显影、刻蚀工艺，去除位于所述台面表面的有源区及第二型半导体层；
[0033]步骤A06、沿所述台面的一侧，通过离子注入工艺形成绝缘凹槽及通过所述绝缘凹槽与所述台面间隔设置的外延叠层，且所述外延叠层与所述台面具有相同高度；
[0034]步骤A07、通过蚀刻所述外延叠层产生若干个沟槽，以形成若干个间隔排布的发光阵列；且在各所述发光阵列的台面预留第一电极制作区域，在各所述发光阵列的外延叠层表面预留第二电极制作区域；
[0035]步骤A08、在各所述发光阵列的表面沉积绝缘保护层，所述绝缘保护层层叠于除第一电极制作区域和第二电极制作区域之外的外延叠层表面；
[0036]步骤A09、在各所述第一电极制作区域制作第一电极，在各所述第二电极制作区域制作第二电极，藉以形成呈阵列排布的若干个LED芯粒。
[0037]优选地，所述步骤A06通过离子注入Si或B离子形成所述绝缘凹槽。
[0038]本专利技术还提供了一种显示装置，其具有上述任一项所述的LED芯粒；优选地，可通过对上述的微型发光元件进行剥离衬底后转移LED芯粒至目标基板而获得。
[0039]经由上述的技术方案可知，其发光结构包括通过凹槽分割形成等高的外延叠层及台面；所述外延叠层至少包括沿第一方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区以及第二型半导体层，所述凹槽裸露所述第一型半导体层的部分表面，且所述台面通过对所述第一型半导体层进行刻蚀所形成。基于上述结构，直接将第一型半导体层蚀刻形成台面后再二次外延形成外延叠层，并通过凹槽分割形成等高的外延叠层及台面，进而在所述台面和所述外延叠层表面即可一步到位实现等高的第一电极和第二电极；同时，由于所述台面是通过对所述第一型半导体层进行刻蚀所形成，因此可避免因发光元件尺寸小所引起的第一电极与第二型半导体材料接触所导致的短路问题；再者，也可本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种微型发光元件，包括衬底及位于所述衬底表面且呈阵列排布的若干个LED芯粒，相邻两个LED芯粒通过沟槽相互隔离，其特征在于，各所述LED芯粒包括：层叠于所述衬底一侧表面的发光结构，所述发光结构包括通过凹槽分割形成等高的外延叠层及台面；所述外延叠层至少包括沿第一方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区以及第二型半导体层，所述凹槽裸露所述第一型半导体层的部分表面，且所述台面通过对所述第一型半导体层进行刻蚀所形成；所述第一方向垂直于所述衬底，并由所述衬底指向所述发光结构；第一电极，其层叠于所述台面的表面；第二电极，其层叠于所述第二型半导体层背离所述有源区的一侧表面。2.根据权利要求1所述的微型发光元件，其特征在于，在所述凹槽内填充有绝缘材料。3.根据权利要求2所述的微型发光元件，其特征在于，所述绝缘材料通过离子注入的方式形成于所述凹槽内。4.根据权利要求3所述的微型发光元件，其特征在于，通过离子注入Si或B离子于所述凹槽内形成绝缘区。5.根据权利要求1所述的微型发光元件，其特征在于，所述LED芯粒还包括绝缘保护层，且所述绝缘保护层覆盖所述外延叠层的裸露面、所述凹槽以及所述台面的裸露面。6.根据权利要求1所述的微型发光元件，其特征在于，所述外延叠层在所述衬底上的投影面积不小于所述台面在所述衬底上的投影面积。7.根据权利要求1所述的微型发光元件，其特征在于，所述凹槽具有斜侧壁。8.一种微型发光元件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：步骤S01、提供一衬底；步骤S02、在所述衬底表面外延生长第一型半导体层，所述第一型半导体层的厚度与预生长的外延叠层的厚度相同；步骤S03、在所述第一型半导体层表面预设多个发光阵列，将各所述发光阵列所对应的第一型半导体层的局部区域蚀刻形成台面及底面；步骤S04、在所述第一型半导体层的表面，二次外延生长有源区以及第二型半导体层；步骤S05、通过光刻、显影、刻蚀工艺，去除位于所述台面表面的有源区及第二型半导体层；并沿所述台面的外围形成裸露所述第一型半导体层的凹槽及通过所述凹槽与所述台面间隔设置的...
【专利技术属性】
技术研发人员：江方，冯妍雪，郑斐，艾国齐，柯志杰，
申请(专利权)人：厦门乾照半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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