一种微型LED芯片及包含其的共晶结构制造技术

本实用新型专利技术公开一种微型LED芯片及包含其的共晶结构，微型LED芯片的P型氮化镓层(5)表面具有内凹形成的并深入至N型氮化镓层(3)的第一凹槽(6)和第二凹槽(7)，所述第一凹槽(6)外围为第一凸起(8)，所述第一凹槽(6)内圈为多个第二凸起(9)，多个所述第二凸起(9)通过第二凹槽(7)间隔；所述第一凸起(8)上的N电极层(13)与所述第二凸起(9)上的P电极层(14)具有相同的水平高度。本实用新型专利技术将LED负极引接到与正极同一平面的位置，并在LED发光点与LED发光点之间的间隙内填充抗红外线的材料，该材料可以在LED间形成一道挡墙，防止LED在共晶时因加热而变形甚至倒塌，也防止两侧LED发光点的光共混。光共混。光共混。

【技术实现步骤摘要】
一种微型LED芯片及包含其的共晶结构


[0001]本技术专利属于微型LED
，具体涉及一种微型LED芯片及包含其的共晶结构。

技术介绍

[0002]Micro LED显示技术是指以自发光的微米量级的LED为发光像素单元，将其组装到驱动面板上形成高密度LED阵列的显示技术。由于micro LED芯片尺寸小、集成度高和自发光等特点,在显示方面与LCD、OLED相比在亮度、分辨率、对比度、能耗、使用寿命、响应速度和热稳定性等方面具有更大的优势.
[0003]Micro LED应用将从平板显示扩展到AR/VR/MR、空间显示、柔性透明显示、可穿戴/可植入光电器件、光通信/光互联、医疗探测、智能车灯等诸多领域。
[0004]Micro LED未来将具有极大地应用前景，但是目前Micro LED制造成本问题，严重影响了其商用化的进程，原因主要就是巨量转移技术瓶颈仍然有待突破，传统的巨量转移是单颗转移单颗共晶焊接，单颗转移严重限制了Micro LED量产化进程，由于MicroLED分辨率更高，很小的一块Micro LED显示屏中就含有大量的LED晶片，比如一块0.39寸左右的Micro LED显示屏，其中含有的LED 晶片大概有240万颗，如果选用单颗转移的方法，特别耗时和耗费劳动力，难以实施，而单颗共晶焊接又会大大降低产品合格率，原因在于，单颗共晶焊接是将一颗LED晶片转移过来后，通过加热控制基板，将其与控制基板焊接在一起，而下一颗LED晶片转移过来后，又会整体加热控制基板，将第二颗LED晶片与控制基板焊接在一起，而整体加热控制基板时又会导致第一颗LED晶片的焊接点熔化。发生二次多次熔化的问题，对LED晶片造成损坏，严重影响产品合格率。
[0005]更具体的说，现有技术中由于电路板侧加热共晶的方式是一粒一粒LED放置在控制基板上，每放一次就会重复加热一次，重复加热会损坏已经共晶的LED 晶粒且难以实现LED巨量转移。本技术采用激光共晶焊接，共晶激光焊接是将整片LED阵列一次对位焊接在控制基板上，然后再揭掉蓝宝石衬底的一种共晶方法。本技术将具有多个LED晶片的微型LED芯片和控制基板对位并贴装在一起；利用激光共晶焊接系统工作对焊接点加热并完成焊接。可以有效避免单颗Micro LED单颗转移共晶焊接点二次融化，对Micro LED造成损害。
[0006]然而由于微型LED芯片中P极(正极)位于所述LED发光层顶部，其的初始位置相对于N极(负极)多出了LED发光层的厚度，所以两者并不在一个平面上，这导致在共晶时，微型LED芯片中P极(正极)和控制基板的正极刚好接触，而微型LED芯片中N极(负极)由于少LED发光层的厚度，其和控制基板的负极无法接触，因为这个问题无法达到共晶效果。为了解决这个问题，如果要保证微型LED芯片的N极和P极是同一个高度的平面时，N极的厚度就要比 P极多出一个LED发光层，这样就会导致，在激光共晶焊接的时候，P极已经熔化，而N极厚度太厚，还未熔化，为了保证N极熔化，又会导致加热时间太长，可能会对LED晶片造成损坏，所以说达不到两者既能与控制基板的正负极同时接触，且保证两者的厚度是一样的，可以同
时熔化完成共晶。
[0007]除此之外，之前微型LED芯片的发光点之间具有间隙，在共晶时由于激光的加热，加压LED发光点两边是间隙导致其没有支撑，会造成LED的变形甚至垮塌，且不同LED发光点在发光时为不同的三原色中的一种，而两个LED发光点之间的间隙会互相影响造成混光，影响显示效果。
[0008]为了解决以上问题，提出本技术。

技术实现思路

[0009]本技术是为解决Micro LED共晶时正负极不在一个平面上的问题，由于我们的LED结构采用的是共负极结构，LED负极膜层与LED正极膜层不在同一平面，这就导致负极和正极金属共晶点不在同一平面的问题，在共晶时会因为这个问题无法达到共晶效果。另外LED与LED之间的空隙，没有填充，形成的空隙在共晶时由于激光的加热，加压LED两边没有支撑，会造成LED的变形甚至垮塌，且LED再发光时会互相影响造成混光，影响显示效果。因此本技术将LED负极引接到与正极同一平面的位置，并在LED发光点与LED发光点之间的间隙内填充抗红外线的材料，该材料可以在LED间形成一道挡墙，防止LED在共晶时因加热而变形甚至倒塌，也防止两侧LED发光点的光共混。
[0010]本技术第一方面提供一种微型LED芯片，其包括衬底1，以及从所述衬底1一侧依次向外延伸的U型氮化镓层2、N型氮化镓层3、发光层4和P型氮化镓层5；
[0011]所述P型氮化镓层5表面具有内凹形成的并深入至N型氮化镓层3的第一凹槽6和第二凹槽7，
[0012]所述第一凹槽6外围为第一凸起8，所述第一凹槽6内圈为多个第二凸起9，多个所述第二凸起9通过第二凹槽7间隔；
[0013]所述P型氮化镓层5上具有绝缘层10，所述绝缘层10在所述第一凹槽6处具有第一开口11，所述绝缘层10在所述第二凸起9处具有第二开口12；
[0014]所述第一开口11处具有N电极层13，其与所述N型氮化镓层3接触，并从第一开口11处延伸至所述第一凸起8上；所述第二开口12处具有P电极层 14，其与所述平坦导电层15接触；
[0015]所述第一凸起8上的N电极层13与所述第二凸起9上的P电极层14具有相同的水平高度。
[0016]本技术第一凸起8上的N电极层13与所述第二凸起9上的P电极层14 具有相同的水平高度。负极引出到与正极同一平面结构，由于Micro LED正极与负极不在同一镀层，在共晶无法将正负极同时焊接在一起。为了解决这一问题之前采用的方式是把位置较低的负极镀两层金属导电材料，使正负极理论上在同一平面上，这样做的缺点是镀层较厚不均匀，易产生漏焊及焊接接触点集中电流过大过热的现象，且在共晶时由于焊料过多加热后金属才料溢流的问题。所以我们改进了LED结构，在加工过程程中将Micro LED负极处的其他膜层保留，然后再镀一层金属才料作为引线将负极从与LED间的沟槽里引出到保留的负极磨层上。从底部引到与正极同一平面。这样做就可以最大限度保证正负极在同一平面上。共晶质量也会有质的提升。
[0017]优选地，所述P型氮化镓层5上还具有平坦导电层15；
[0018]所述平坦导电层15表面具有内凹形成的并深入至N型氮化镓层3的第一凹槽6和第二凹槽7，
[0019]所述第一凹槽6外围为第一凸起8，所述第一凹槽6内圈为多个第二凸起9，多个所述第二凸起9通过第二凹槽7间隔；
[0020]所述平坦导电层15上具有绝缘层10，所述绝缘层10在所述第一凹槽6处具有第一开口11，所述绝缘层10在所述第二凸起9处具有第二开口12；
[0021]所述第一开口11处具有N电极层13，其与所述N型氮化镓层3接触，并从第一开口11处延伸至所述第一凸起8上；所述第二开口12处具有P电极层 14，其与所述平坦导电层15接触；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微型LED芯片，其特征在于，其包括衬底（1），以及从所述衬底（1）一侧依次向外延伸的U型氮化镓层（2）、N型氮化镓层（3）、发光层（4）、P型氮化镓层（5）和平坦导电层（15）；所述P型氮化镓层（5）和所述平坦导电层（15）表面具有内凹形成的并深入至N型氮化镓层（3）的第一凹槽（6）和第二凹槽（7），所述第一凹槽（6）外围为第一凸起（8），所述第一凹槽（6）内圈为多个第二凸起（9），多个所述第二凸起（9）通过第二凹槽（7）间隔；所述P型氮化镓层（5）上具有绝缘层（10），所述绝缘层（10）在所述第一凹槽（6）处具有第一开口（11），所述绝缘层（10）在所述第二凸起（9）处具有第二开口（12）；所述第一开口（11）处具有N电极层（13），其与所述N型氮化镓层（3）接触，并从第一开口（11）处延伸至所述第一凸起（8）上；所述第二开口（12）处具有P电极层（14），其与所述平坦导电层（15）接触；所述第一凸起（8）上的N电极层（13）与所述第二凸起（9）上的P电极层（14）具有相同的水平高度。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：林俊荣，王宏，吕河江，
申请(专利权)人：佛山市柔浩电子有限公司，
类型：新型
国别省市：