一种纵列全彩显示Micro-LED芯片及其制作方法技术

本发明专利技术涉及Micro

【技术实现步骤摘要】
一种纵列全彩显示Micro
‑
LED芯片及其制作方法


[0001]本专利技术涉及Micro
‑
LED
，具体涉及一种纵向排列的全彩显示Micro
‑
LED芯片及其制作方法。

技术介绍

[0002]Micro
‑
LED（微发光二极管）不仅具有高亮度、高分辨率、高对比度的特性，还具轻薄化、可小型化的属性。目前，随着LED尺寸的减小，虽然可以提高分辨率，但是边缘效应逐渐变得明显，侧壁缺陷将会使得Micro
‑
LED效率显著下降。同时，LED器件尺寸的收缩也会导致均匀性变差，从而影响显示系统的可靠性和光电性能，而制造和转移更小的LED器件需要更高精度的校准和定位，极大的增加了工艺难度。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种纵列全彩显示Micro
‑
LED芯片及其制作方法，通过外延层剥离、转移的方法将红、绿、蓝三种外延结构纵向堆叠组装，在红绿外延层之间设置有滤光层，使得三种外延结构可以独立发光，形成了全彩显示Micro
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LED。在达到相同的显示分辨率时，纵向堆叠组装的Micro
‑
LED尺寸可以比常规横向排布的Micro
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LED尺寸大三倍，从而可以有效的降低因LED器件尺寸减小带来的不良影响，提高LED器件的光电性能和稳定性，降低LED器件在制作和转移过程中的工艺难度。
[0004]本专利技术的第一个目的是提供一种纵列全彩显示Micro
‑
LED芯片，包括：红光芯片层、绿光芯片层、蓝光芯片层、滤光层、蓝宝石衬底；所述红光芯片层、绿光芯片层、蓝光芯片层自下而上纵向堆叠组装；所述滤光层设置在所述红光芯片层和绿光芯片层之间；所述蓝宝石衬底为双面抛光的衬底，并在蓝宝石衬底两面分别外延生长绿光芯片层和蓝光芯片层之间。
[0005]本专利技术通过将红、绿、蓝三种外延结构纵向堆叠组装，并在红绿外延层之间设置有滤光层，滤光层可以反射蓝绿光，而红光可以透射过去，这就使得三种外延结构可以独立发光，形成了全彩显示Micro
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LED；使用蓝宝石衬底纵向集成绿光芯片层和蓝光芯片层，无需键合，工序简单、可靠。
[0006]进一步的，上述技术方案中，所述红光芯片层由红光N型半导体层、红光发光层和红光P型半导体层组成；所述绿光芯片层由绿光P型半导体层、绿光发光层和绿光N型半导体层组成；所述蓝光芯片层由蓝光N型半导体层、蓝光发光层和蓝光P型半导体层组成。
[0007]进一步的，上述技术方案中，所述滤光层由28对
‑
32对SiO2/TiO2交替堆叠组成。
[0008]进一步的，上述技术方案中，所述滤光层由30对SiO2/TiO2交替堆叠组成。通过将滤光层设置成SiO2/TiO2交替堆叠的结构，可有效提高其对蓝绿光的反射率。
[0009]进一步的，上述技术方案中，所述蓝宝石衬底为双面抛光的衬底。
[0010]本专利技术的第二个目的是提供一种纵列全彩显示Micro
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LED芯片的制作方法，包括
以下步骤：S1、提供一双面抛光的蓝宝石衬底，在一面依次外延生长蓝光N型半导体层、蓝光发光层、蓝光P型半导体层；S2、在蓝宝石衬底另一面依次外延生长绿光N型半导体层、绿光发光层、绿光P型半导体层；S3、通过ICP（电感耦合等离子体）干法蚀刻对蓝光P型半导体层进行蚀刻，露出蓝光N型半导体层；S4、制作蓝光P电极和蓝光N电极；S5、通过ICP干法蚀刻对绿光P型半导体层进行蚀刻，露出绿光N型半导体层；S6、制作绿光P电极和绿光N电极；S7、提供一GaAs衬底，依次外延生长红光N型半导体层、红光发光层、红光P型半导体层；S8、在红光P型半导体表面沉积滤光层；S9、通过环氧树脂将红光芯片和蓝绿光芯片键合在一起；S10、通过湿法腐蚀的方法去除GaAs衬底；S11、通过ICP干法蚀刻对红光N型半导体层进行蚀刻，露出红光P型半导体层；S12、制作红光P电极和红光N电极，即为全彩显示Micro
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LED芯片。
[0011]本专利技术通过在双面抛光的蓝宝石衬底两面分别沉积蓝光和绿光的外延层，先完成了蓝光芯片和绿光芯片的纵向集成，然后通过环氧树脂将红光芯片与蓝绿光芯片键合。由于蓝光和绿光的光谱有部分重叠，且蓝光在经过绿光芯片时损失较小，因此无需在蓝光芯片和绿光芯片之间设置滤光层。而在绿光芯片与红光芯片之间设置滤光层，可以将蓝光芯片和绿光芯片发出的光反射回去，避免了因红光芯片的吸收导致蓝绿光芯片亮度降低，该滤光层对红光是透明的，确保了红光芯片发出的光可以顺利出射，使得三种芯片层可以独立发光，实现全彩显示。
[0012]进一步的，上述技术方案在步骤S2之前，先在蓝光P型半导体表面沉积SiO2。
[0013]进一步的，上述技术方案步骤S10中，湿法腐蚀所用的溶液为氨水、双氧水、水体积比为1：5：5的混合溶液。
[0014]本专利技术与现有技术相比，其有益效果有：1、本专利技术将红、绿、蓝光三种外延结构纵向堆叠组装，在红光外延层和绿光外延层之间设置有滤光层，滤光层可以反射蓝绿光，红光可以透射过去，使得三种外延结构可以独立发光，形成了全彩显示Micro
‑
LED；同时，在达到相同的显示分辨率时，纵向堆叠组装的Micro
‑
LED尺寸可以比常规横向排布的Micro
‑
LED尺寸大三倍，从而可以有效的降低因LED器件尺寸减小带来的不良影响，提高LED器件的光电性能和稳定性。
[0015]2、本专利技术通过外延层剥离、转移的方法，先在双面抛光的蓝宝石衬底两面分别沉积蓝光和绿光的外延层，完成了蓝光和绿光芯片的纵向集成，然后再通过环氧树脂将红光芯片与蓝绿光芯片键合，得到纵向堆叠全彩显示Micro
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LED芯片,该制作方法简单，LED器件的制作和转移过程中的工艺难度降低。
附图说明
[0016]图1为本专利技术纵列全彩显示Micro
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LED芯片截面结构示意图；图2为本专利技术纵列全彩显示Micro
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LED芯片出光示意图。
[0017]示意图中标号说明：1、红光N型半导体层；2、红光发光层；3、红光P型半导体层；4、红光P电极；5、红光N电极；6、滤光层；7、绿光P型半导体层；8、绿光发光层；9、绿光N型半导体层；10、绿光P电极；11、绿光N电极；12、蓝宝石衬底；13、蓝光N型半导体层；14、蓝光发光层；15、蓝光P型半导体层；16、蓝光P电极；17、蓝光N电极；18、红光芯片层；19、绿光芯片层；20、蓝光芯片层。
具体实施方式
[0018]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纵列全彩显示Micro
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LED芯片，其特征在于，包括：红光芯片层、绿光芯片层、蓝光芯片层、滤光层、蓝宝石衬底；所述红光芯片层、绿光芯片层、蓝光芯片层自下而上纵向堆叠组装；所述滤光层设置在所述红光芯片层和绿光芯片层之间；所述蓝宝石衬底为双面抛光的衬底，并在蓝宝石衬底两面分别外延生长绿光芯片层和蓝光芯片层。2.根据权利要求1所述的一种纵列全彩显示Micro
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LED芯片，其特征在于，所述红光芯片层由红光N型半导体层、红光发光层和红光P型半导体层组成；所述绿光芯片层由绿光P型半导体层、绿光发光层和绿光N型半导体层组成；所述蓝光芯片层由蓝光N型半导体层、蓝光发光层和蓝光P型半导体层组成。3.根据权利要求1所述的一种纵列全彩显示Micro
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LED芯片，其特征在于，所述滤光层由28对
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32对SiO2/TiO2交替堆叠组成。4.根据权利要求1所述的一种纵列全彩显示Micro
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LED芯片，其特征在于，所述滤光层由30对SiO2/TiO2交替堆叠组成。5.根据权利要求1
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4任一项所述的一种纵列全彩显示Micro
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LED芯片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王克来，李俊承，陈宝，戴文，潘彬，王向武，
申请(专利权)人：南昌凯捷半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：