单片异质集成的microLED显示芯片及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种单片异质集成的microLED显示芯片，采用外延片上microLED柱阵列，与二维半导体薄膜晶体管矩阵作为驱动电路进行垂直单片异质集成。本发明专利技术还公开了其制备方法。本发明专利技术避免了传统microLED显示芯片制备工艺中的巨量转移，利用二维半导体可大面积转移和低温器件工艺等特点，可以实现1000PPI以上高分辨microLED显示芯片。同时，二维半导体的高迁移率可以满足microLED显示芯片对高驱动电流、低电压的要求，实现主动寻址的microLED扫描屏幕图像与动画显示。该发明专利技术兼容透明与柔性显示要求，在未来超高分辨、超高亮度显示、可见光通讯中具有广泛的应用前景。光通讯中具有广泛的应用前景。光通讯中具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
单片异质集成的microLED显示芯片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种单片异质集成的microLED显示芯片及其制备方法，属于 microLED显示


技术介绍

[0002]氮化物半导体LED自亮相以来已改变了固态照明产业发展轨迹，如今已发展成为价值数十亿美元的产业。近年来，基于氮化物半导体LED发展而来的 microLED器件给产业带来了新的机遇，例如用于增强和虚拟现实的高分辨率微显示器，可见光通信和生物医学探针等领域。目前，GaN基microLED可提供超过107cd/m2的极高亮度，纳秒级的响应时间，同时发光效率高达60％，这些极致性能使得micro
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LED成为下一代显示最强候选器件。为了满足未来智能显示、信息显示所需的高分辨、人机交互等需求，下一代显示器单个像素需要微米尺寸、超高亮度以及多功能异质集成。目前主流的薄膜晶体管技术中非晶硅和铟镓锌氧化物受限于其迁移率，驱动电流无法满足超小尺寸GaN基microLED的需求，而低温多晶硅技术在工艺中涉及激光退火以及离子注入等高能量过程，严重影响了micr本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单片异质集成的microLED显示芯片，其结构自下而上包括：一LED外延片，所述外延片具有microLED柱显示阵列；一隔离层；一二维薄膜晶体管驱动阵列；所述二维薄膜晶体管驱动阵列通过金属柱阵列与microLED柱显示阵列一一连通；其中二维薄膜晶体管的器件结构为顶栅极场效应晶体管或背栅极场效应晶体管，二维薄膜晶体管的沟道层为二维层状材料。2.根据权利要求1所述的单片异质集成的microLED显示芯片，其特征在于：所述二维薄膜晶体管的器件结构自下而上依次包括：一背栅电极；一栅极介质层；一二维层状材料形成的沟道层；一位于沟道层两侧的源电极和漏电极，与microLED柱连接的金属柱连接到漏电极。3.根据权利要求1所述的单片异质集成的microLED显示芯片，其特征在于：所述二维薄膜晶体管的器件结构自下而上依次包括：一二维层状材料形成的沟道层；一位于沟道层两侧的源电极和漏电极，与microLED柱连接的金属柱连接到漏电极；一栅极介质层；一顶栅电极。4.根据权利要求1、2或3所述的单片异质集成的microLED显示芯片，其特征在于：所述二维层状材料为黑磷或层状过渡金属化合物。5.根据权利要求4所述的单片异质集成的microLED显示芯片，其特征在于：所述二维层状材料为MoS2或WS2。6.根据权利要求4所述的单片异质集成的microLED显示芯片，其特征在于：所述隔离层为绝缘介质层。7.根据权利要求1、2或3所述的单片异质集成的microLED显示芯片，其特征在于：二维薄膜晶体管驱动阵列与microLED柱显示阵列错位堆叠，以避免遮挡microLED柱的出光。8.权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：王欣然，刘斌，孟琬青，许非凡，于志浩，陶涛，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：