一种发光二极管阵列、发光装置及其制造工艺制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种发光二极管阵列、发光装置及其制造工艺，以弹性电连接层作为受力基板，在半导体层序列上设置间隙，使得半导体层序列分割为若干独立发光二极管构成的发光二极管阵列，间隙自第一半导体层外露的表面延伸至电连接层；于发光二极管露出的表面制作与第一半导体层接触的第一电极，于半导体层序列露出的表面和间隙中制作绝缘保护层以使得各发光二极管之间相互电性绝缘，并且可于间隙中制作绝缘反射层以避免各发光二极管之间相互漏光以提高阵列的解析度，其中间隙的宽度介于20

【技术实现步骤摘要】
一种发光二极管阵列、发光装置及其制造工艺


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种发光二极管阵列、发光装置及其制造工艺。

技术介绍

[0002]在目前市场上，LED(Light Emitting Diode，即发光二极管)在诸如生物传感器，汽车照明，显示器，柔性设备，光通信和视觉真实设备等广泛应用中受到关注。尤其微型LED芯片的微小尺寸和结构，导致间距减小和外量子效率提高，是光电器件的革命。
[0003]如图1a
‑
图1c所示，目前的LED阵列的制造方式一般是提供一衬底100，在衬底上制作半导体层序列200，然后对半导体层序列200进行蚀刻工艺，形成如图1b所示的阵列状分布的半导体层序列200，接着制作覆盖半导体层序列200的绝缘保护层300以及两电极400，形成若干阵列分布且各自可独立导通的LED。后续可继续在LED阵列之上制作例如牺牲层等用于后续转印作业等。
[0004]现有技术中由于LED阵列的形成是通过对整块半导体层序列进行蚀刻形成，因此不可避免的，每一独立LED之间形成有切割道，相邻两LED之间的切割到上下宽度不均且间距较大，因此现有的制造方法限制了LED阵列的PPI(Pixels Per Inch，即像素密度单位)。其中PPI所表示的是每英寸所拥有的像素数量。因此PPI数值越高，即代表显示屏能够以越高的密度显示图像。
[0005]对于如何提高LED阵列的PPI是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种发光二极管阵列，包括：
[0007]弹性电连接层；
[0008]半导体层序列，所述半导体层序列设置在所述弹性电连接层的表面，包括自所述电连接层的表面依次层叠的第二半导体层、发光层和第一半导体层；
[0009]所述半导体层序列具有自所述第一半导体层延伸至所述弹性电连接层的间隙，所述半导体层序列通过所述间隙划分为若干独立发光二极管构成的发光二极管阵列；
[0010]绝缘保护层，所述绝缘保护层位于所述间隙中和所述第一半导体层露出的表面；
[0011]若干第一电极，所述第一电极对应电连接每一所述发光二极管的所述第一半导体层；
[0012]其中，所述间隙的宽度介于20
‑
40nm。
[0013]在一些实施例中，所述弹性电连接层的杨氏模量介于100
‑
300GPa。
[0014]在一些实施例中，所述电连接层包含的材料选自铟锡氧化物、锌铟氧化物、氧化铟、氧化锡、锡锑氧化物、铝锌氧化物、锌锡氧化物、氧化锌掺杂镓、氧化铟掺杂钨或者氧化锌中的一种或者多种。
[0015]在一些实施例中，所述电连接层的厚度范围介于20
‑
1000nm或者100
‑
1000nm。
[0016]在一些实施例中，所述弹性电连接层的材料包括硅，所述弹性电连接层的厚度范围介于150
‑
1000nm。
[0017]在一些实施例中，还包括绝缘反射层，所述绝缘反射层位于所述间隙之中。
[0018]在一些实施例中，所述弹性电连接层的背离所述半导体层序列的第一表面上表面形成有沟槽，所述沟槽在所述第一表面的法向上与所述间隙相对齐，还包括绝缘反射层，所述绝缘反射层位于所述沟槽中。
[0019]在一些实施例中，所述绝缘反射层的材料包括二氧化硅或者二氧化钛。
[0020]在一些实施例中，所述半导体层序列的厚度介于2000
‑
4000nm。
[0021]在一些实施例中，所述发光二极管的尺寸介于1
‑
100微米。
[0022]本专利技术还提供一种发光二极管阵列的制造工艺，包括：
[0023]于衬底上制作半导体层序列和弹性电连接层，所述半导体层序列包括依次堆叠于衬底上的第一半导体层、发光层和第二半导体层，所述弹性电连接层形成于所述半导体层序列远离所述衬底的第二半导体层之上；
[0024]于所述衬底背对所述半导体层序列的一侧或者第一半导体层背对所述发光层的一侧进行切割划线，在所述衬底表面上形成阵列划线图案；
[0025]以所述弹性电连接层作为受力基板，对所述半导体层序列和所述衬底进行劈裂形成间隙，使得所述半导体层序列分割为若干独立发光二极管构成的发光二极管阵列，所述裂缝自所述阵列划线图案延伸至所述弹性电连接层；
[0026]将所述衬底从所述半导体层序列的表面剥离；
[0027]于所述发光二极管露出的表面制作与所述第一半导体层电连接的第一电极，于所述半导体层序列露出的表面和所述间隙之中制作绝缘保护层以使得各所述发光二极管之间相互电性绝缘。
[0028]在一些实施例中，以所述电连接层作为转移基板，将所述发光二极管阵列键合到驱动电路板上，所述驱动电路板具有阵列分布的若干驱动电路单元。
[0029]在一些实施例中，所述阵列划线图案的线条宽度介于10
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20微米，所述阵列划线图案的深度介于10
‑
50微米。
[0030]在一些实施例中，所述步骤5中在制作所述绝缘保护层和所述第一电极前还包括：
[0031]通过湿法蚀刻所述间隙，使得所述间隙的宽度扩大为20
‑
40nm；
[0032]在所述切割道之中制作绝缘反射层。
[0033]本专利技术还提供一种发光装置，包括如上任一实施例所述的发光二极管阵列，所述发光二极管阵列键合在驱动电路板上，所述驱动电路板具有阵列分布的若干驱动电路单元。
[0034]本专利技术提供的发光二极管阵列及其制造工艺，以弹性电连接层作为受力基板，在半导体层序列上设置间隙，使得半导体层序列分割为若干独立发光二极管构成的发光二极管阵列，间隙自第一半导体层外露的表面延伸至电连接层；于发光二极管露出的表面制作与第一半导体层接触的第一电极，于半导体层序列露出的表面和间隙中制作绝缘保护层以使得各发光二极管之间相互电性绝缘，并且可于间隙中制作绝缘反射层以避免各发光二极管之间相互漏光以提高阵列的解析度，其中间隙的宽度介于20
‑
40nm。本专利技术可获得间隙较小的发光二极管阵列，进而获得近乎最大PPI的发光二极管阵列。
[0035]本专利技术的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书等内容中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；在下面描述中附图所述位置关系，若无特别指明，皆是图示中组件绘示的方向为基准。
[0037]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管阵列，其特征在于，包括：弹性电连接层；半导体层序列，所述半导体层序列设置在所述弹性电连接层的表面，包括自所述电连接层的表面依次层叠的第二半导体层、发光层和第一半导体层；所述半导体层序列具有自所述第一半导体层延伸至所述弹性电连接层的间隙，所述半导体层序列通过所述间隙划分为若干独立发光二极管构成的发光二极管阵列；绝缘保护层，所述绝缘保护层位于所述间隙中和所述第一半导体层露出的表面；若干第一电极，所述第一电极对应电连接每一所述发光二极管的所述第一半导体层；其中，所述间隙的宽度介于20
‑
40nm。2.根据权利要求1所述的发光二极管阵列，其特征在于：所述弹性电连接层的杨氏模量介于100
‑
300GPa。3.根据权利要求1所述的发光二极管阵列，其特征在于：所述弹性电连接层包含的材料选自铟锡氧化物、锌铟氧化物、氧化铟、氧化锡、锡锑氧化物、铝锌氧化物、锌锡氧化物、氧化锌掺杂镓、氧化铟掺杂钨或者氧化锌中的一种或者多种。4.根据权利要求3所述的发光二极管阵列，其特征在于：所述弹性电连接层的厚度范围介于20
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1000nm或者100
‑
1000nm。5.根据权利要求1所述的发光二极管阵列，其特征在于：所述弹性电连接层的材料包括硅，所述弹性电连接层的厚度范围介于150
‑
1000nm。6.根据权利要求1所述的发光二极管阵列，其特征在于：还包括绝缘反射层，所述绝缘反射层位于所述间隙之中。7.根据权利要求1所述的发光二极管阵列，其特征在于：所述弹性电连接层的背离所述半导体层序列的第一表面上表面形成有沟槽，所述沟槽在所述第一表面的法向上与所述间隙相对齐，还包括绝缘反射层，所述绝缘反射层位于所述沟槽中。8.根据权利要求5或6所述的发光二极管阵列，其特征在于：所述绝缘反射层的材料包括二氧化硅或者二氧化钛。9.根据权利要求1所述的发光二极管阵列，其特征在于：所述半导体层序列的厚度介于2000
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【专利技术属性】
技术研发人员：李明逵，
申请(专利权)人：厦门市三安光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：