一种Micro-LED芯片的制备方法技术

本发明专利技术提供一种Micro

【技术实现步骤摘要】
一种Micro
‑
LED芯片的制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体发光器件
，具体涉及一种Micro
‑
LED芯片的制备方法。

技术介绍

[0002]基于微发光二极管(Micro
‑
LEDs)阵列的微显示具有很高的应用前景，其与传统的液晶显示器(LCD)和有机发光显示器(OLED)相比，拥有着高效率，低功耗，超高解析度，超快响应速度，宽可视角度等优势，被认为是一种“次世代显示技术”。然而Micro
‑
LED芯片发展还存在很多问题需要解决，如干法刻蚀引入的侧壁损伤问题。干法刻蚀过程中产生的等离子体将不可避免在Micro
‑
LED芯片边缘引入侧壁刻蚀损伤，为减少侧壁损伤对Micro
‑
LED芯片性能的影响，通常退火处理对侧壁进行修复，但在退火处理的过程中会导致部分原子脱离，在修复中形成空位缺陷使得Micro
‑
LED芯片的发光效率低。
[0003]因此，需要提供一种Micro
‑
LED芯片的制备方法以提高Micro
‑
LED芯片的发光效率。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中Micro
‑
LED芯片的发光效率低的缺陷，从而提供一种Micro
‑
LED芯片及其制备方法。
[0005]本专利技术提供一种Micro
‑
LED芯片的制备方法，包括：提供衬底层；在所述衬底层的一侧依次形成层叠的N型半导体层、初始有源层和初始P型半导体层；刻蚀部分所述初始P型半导体层和部分所述初始有源层直至暴露出所述N型半导体层，且使所述初始P型半导体层形成P型半导体层，使初始有源层形成有源层，在刻蚀部分所述初始P型半导体层和部分所述初始有源层的过程中形成损伤层，所述损伤层位于所述有源层和所述P型半导体层的侧壁；对所述损伤层进行退火处理以形成修复层；对所述修复层进行超临界流体处理，以补偿所述修复层中的空位缺陷。
[0006]可选的，进行超临界流体处理以补偿修复层中氮空位缺陷。
[0007]可选的，进行超临界流体处理的步骤包括：给腔室内载入载源和修复源；调节腔室的压强和温度使得载源和修复源呈超临界流体状态；超临界流体状态的载源携带呈超临界流体状态的修复源进入修复层的内部。
[0008]可选的，给腔室内通入载源和修复源的步骤包括：给腔室内通入载源和修复源的混合气体。
[0009]可选的，腔室的压强为200bar
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250bar，温度为120℃
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250℃，超临界流体处理的时间为3h
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4h。
[0010]可选的，给腔室内通入载源和修复源的步骤包括：给腔室内滴入液态的修复源，之后给腔室内通入气态的载源。
[0011]可选的，给腔室内滴入液态的修复源的质量百分比浓度为24％
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26％；腔室的压强为200bar
‑
250bar，温度为120℃
‑
250℃，超临界流体处理的时间为3h
‑
4h。
[0012]可选的，所述载源包括CO2，所述修复源包括NH3。
[0013]可选的，所述退火处理采用氮气，氮气的流量为1L/mi n
‑
4L/mi n。
[0014]可选的，所述退火处理的温度为300℃
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600℃，时间为60s
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200s。
[0015]可选的，还包括：形成覆盖所述修复层的外侧壁的钝化层。
[0016]可选的，形成所述限制层的工艺包括原子层沉积工艺。
[0017]可选的，所述钝化层还覆盖所述P型半导体层的部分顶部表面以及所述修复层的顶部表面。
[0018]可选的，所述钝化层的材料包括A l2O3。
[0019]可选的，所述钝化层的厚度为20nm
‑
50nm。
[0020]可选的，在刻蚀部分所述初始P型半导体层和部分所述初始有源层的过程中还刻蚀了部分所述N型半导体层；形成的所述N型半导体层包括第一区和第二区，所述第一区的厚度大于所述第二区的厚度；所述有源层位于所述第一区的一侧表面；所述修复层还覆盖所述第一区的侧壁表面。
[0021]可选的，在形成限制层的步骤中，所述限制层还覆盖所述P型半导体层的部分顶部表面以及所述超临界流体氮化层的顶部表面。
[0022]可选的，还包括：在所述有源层和P型半导体层侧部的所述N型半导体层的表面形成N型电极；在所述P型半导体层背离所述有源层的一侧表面形成P型电极。
[0023]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0024]本专利技术提供的Mi cro
‑
LED芯片的制备方法，在刻蚀部分所述初始P型半导体层和部分所述初始有源层的过程中会形成损伤层，所述损伤层的中的原子无序排列，呈非晶体状态，对所述损伤层进行退火处理以形成修复层，重整晶格使得修复层中的原子整齐排列，呈晶体状态；然而，对所述损伤层进行退火处理的过程中会导致部分原子脱离，在修复层中形成空位缺陷，对所述修复层进行超临界流体处理，以补偿所述修复层中的空位缺陷。这样得到的Micro
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LED芯片的近表面区域的晶格较为完整，提高Micro
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LED芯片的发光效率。
[0025]进一步的，本专利技术提供的Micro
‑
LED芯片的制备方法，还包括：形成覆盖所述修复层的外侧壁的钝化层。所述钝化层用于将所述N型半导体层的侧壁、P型半导体层的侧壁和所述有源层的侧壁的悬挂键进行钝化，避免漏电流、非辐射复合中心的产生，进一步提高所述Mi cro
‑
LED芯片的发光性能。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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。
[0027]图1为本专利技术实施例提供的Micro
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LED芯片的制备方法的流程图；
[0028]图2至图7为本专利技术实施例提供的Micro
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LED芯片的制备过程的结构示意图。
具体实施方式
[0029]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施
例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Micro
‑
LED芯片的制备方法，其特征在于，包括：提供衬底层；在所述衬底层的一侧依次形成层叠的N型半导体层、初始有源层和初始P型半导体层；刻蚀部分所述初始P型半导体层和部分所述初始有源层直至暴露出所述N型半导体层，且使所述初始P型半导体层形成P型半导体层，使初始有源层形成有源层，在刻蚀部分所述初始P型半导体层和部分所述初始有源层的过程中形成损伤层，所述损伤层位于所述有源层和所述P型半导体层的侧壁；对所述损伤层进行退火处理以形成修复层；对所述修复层进行超临界流体处理，以补偿所述修复层中的空位缺陷。2.根据权利要求1所述的Micro
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LED芯片的制备方法，其特征在于，进行超临界流体处理以补偿修复层中氮空位缺陷。3.根据权利要求1所述的Micro
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LED芯片的制备方法，其特征在于，进行超临界流体处理的步骤包括：给腔室内载入载源和修复源；调节腔室的压强和温度使得载源和修复源呈超临界流体状态；超临界流体状态的载源携带呈超临界流体状态的修复源进入修复层的内部。4.根据权利要求3所述的Micro
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LED芯片的制备方法，其特征在于，给腔室内通入载源和修复源的步骤包括：给腔室内通入载源和修复源的混合气体；优选的，腔室的压强为200bar
‑
250bar，温度为120℃
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250℃，超临界流体处理的时间为3h
‑
4h。5.根据权利要求3所述的Micro
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LED芯片的制备方法，其特征在于，给腔室内通入载源和修复源的步骤包括：给腔室内滴入液态的修复源，之后给腔室内通入气态的载源；优选的，给腔室内滴入液态的修复源的质量百分比浓度为24％
‑
26％；腔室的压强为...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄凯，闫金健，李金钗，杨旭，张荣，
申请(专利权)人：嘉庚创新实验室，
类型：发明
国别省市：