同时具备照明及显示功能的集成电路结构制造技术

本发明专利技术公开了一种同时具备照明及显示功能的集成电路结构，所述集成电路结构包括位于同一衬底材料上的第一区域和第二区域；所述第一区域中设置有大功率的照明LED单元；所述第二区域中设置有用于投影显示的以矩阵方式排布的多个Micro

【技术实现步骤摘要】
同时具备照明及显示功能的集成电路结构


[0001]本专利技术涉及LED显示
，尤其涉及一种同时具备照明及显示功能的集成电路结构。

技术介绍

[0002]基于Micro
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LED或Micro
‑
OLED的微显示技术是指以自发光的微米量级的LED或OLED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。由于微显示芯片尺寸小、集成度高和自发光等特点，在显示的亮度、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。因此利用Micro
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LED芯片来制造投影设备具有更为显著的优势。
[0003]在目前的应用场景中，经常遇到同时需要设备进行照明并同时进行图像显示的情况。例如，带有图像显示功能的灯具装置，或者带有指示功能的街道照明系统；又或者具有方向指引功能的车灯系统。现有技术中，为了同时实现照明和投影两部分功能，通常需要两套系统完成上述工作。即一套照明系统用来进行场景照明，另一套投影系统实现图像显示。在实际工作中则需要两套系统相互配合，在亮度调节，图像显示，光线角度等多个方面相匹配才能达到预期效果。这种方式大大增加了系统的复杂程度，也增加了调试成本。
[0004]由此可见，现有技术中需要一种具有高度集成化的同时具备照明及显示功能的半导体集成电路结构，从而达到利用一颗芯片同时完成照明及显示功能。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要实现的技术目的在于提供一种具有高度集成化的同时具备照明及显示功能的半导体集成电路结构，具体而言，即在同一衬底上，通过调整半导体工艺制程，同时制作出具有照明功能的大功率发光LED及实现画面显示的Micro
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LED阵列。
[0006]基于上述技术目的，本专利技术提供一种同时具备照明及显示功能的集成电路结构，所述集成电路结构包括位于同一衬底材料上的第一区域和第二区域；所述第一区域中设置有大功率的照明LED单元；所述第二区域中设置有用于投影显示的以矩阵方式排布的多个Micro
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LED像素单元；所述集成电路结构还包括位于照明LED单元周围的光隔离结构，所述光隔离结构的面向照明LED单元的一侧设置有反射薄膜；所述照明LED单元和所述Micro
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LED像素单元均为多层堆叠的复合半导体结构；且所述多层堆叠的复合半导体结构中相同的材料层在同一步半导体刻蚀工艺中形成。
[0007]在一个实施例中，所述照明LED单元的多层堆叠的复合半导体结构包括：在衬底材料上叠加金属键合层，在所述金属键合层上方叠加第一P型半导体层，在所述第一P型半导体层的上方叠加第一多量子阱层，在所述第一多量子阱层的上方叠加第一N型半导体层；在所述第一N型半导体层上方沉积第一绝缘层，所述第一绝缘层包覆所述金属键
合层、第一P型半导体层、第一多量子阱层和第一N型半导体层，并且所述第一绝缘层在与第一N型半导体层接触面上设置开口，通过所述开口暴露第一N型半导体层；在所述第一绝缘层上布置第一透明电极层，所述第一透明电极层填充所述开口，并且所述第一透明电极层与位于衬底上的电极触点形成导电连接。
[0008]在一个实施例中，所述照明LED单元的多层堆叠的复合半导体结构包括：在衬底材料上生成的金属键合层，在所述金属键合层上方叠加第一N型半导体层，所述第一N型半导体层的上方叠加第一多量子阱层，在所述第一多量子阱层的上方叠加第一P型半导体层；所述第一P型半导体层上方叠加第一蓝宝石层；使用第一绝缘层包覆所述金属键合层、第一N型半导体层、第一多量子阱层、第一型半导体层和第一蓝宝石层；所述第一P型半导体层具有凸出部，所述凸出部通过电连接件与衬底材料的第一电极触点形成导电连接。
[0009]在一个实施例中，Micro
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LED像素单元的多层堆叠的复合半导体结构包括：在衬底材料上叠加键合层，在所述键合层上叠加阻挡层，在所述阻挡层上叠加反射层；在所述反射层上叠加透明公共电极层，在所述透明公共电极层上方叠加第二P型半导体层，所述第二P型半导体层的上方叠加第二多量子阱层，在所述第二多量子阱层的上方叠加第二N型半导体层；在所述第二N型半导体层上方叠加第二绝缘层，所述第二绝缘层包覆所述键合层、阻挡层、反射层、透明公共电极层、第二P型半导体层、第二多量子阱层和第二N型半导体层，并且所述第二绝缘层在与第二N型半导体层的接触面上设置开口，通过所述开口暴露第二N型半导体层，在所述第二绝缘层上布置第二透明电极层，所述第二透明电极层填充所述开口，并且所述第二透明电极层与位于衬底上的电极触点形成导电连接。
[0010]在一个实施例中，所述多个Micro
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LED像素单元包括蓝光像素单元、绿光像素单元和红光像素单元中的至少一个；所述绿光像素单元的多层堆叠的复合半导体结构包括：在所述第二透明电极层上方叠加蓝宝石层，在所述蓝宝石层上方叠加绿光量子点材料层。
[0011]在一个实施例中，所述红光像素单元的多层堆叠的复合半导体结构包括：在所述第二透明电极层上方叠加蓝宝石层，在所述蓝宝石层上方叠加红光量子点材料层。
[0012]在一个实施例中，所述照明LED单元与Micro
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LED像素单元采用共用阴极方式设置，即位于第一区域的照明LED单元环绕第二区域的Micro
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LED像素单元，在二者之间形成阴极环，从而提高芯片利用面积，增大元件发光尺寸。
[0013]在一个实施例中，所述衬底材料上还设置有驱动电路单元，所述驱动电路单元中设置有用于驱动照明LED单元发光及Micro
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LED像素单元进行显示的驱动电路。
[0014]在一个实施例中，所述光隔离结构采用二氧化硅材料，所述光隔离结构的高度通过调节半导体工艺中光刻胶涂覆厚度及CVD沉积厚度控制。
[0015]在一个实施例中，所述反射薄膜采用金、银、铝、铜、钛、聚酰亚胺中的任意一种。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的一个或多个实施例可以具有如下优点：本专利技术中，通过使用同一衬底材料形成具有照明功能的大功率LED及具有投影显示功能的Micro
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LED像素阵列，使得该集成电路结构同时具有照明功能和投影显示功能。该集成电路结构通过衬底上形成的驱动电路能够实现整体系统的高度集成化。
[0017]本专利技术的其它特征和优点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优点可通过在说明书、权利
要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0018]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的集成电路结构的结构示意图；图2是本专利技术的集成电路结构的剖面结构示意图；图3是本专利技术的第一实施例的照明LED单元及Micro
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同时具备照明及显示功能的集成电路结构，其特征在于，所述集成电路结构包括位于同一衬底材料上的第一区域和第二区域；所述第一区域中设置有大功率的照明LED单元；所述第二区域中设置有用于投影显示的以矩阵方式排布的多个Micro
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LED像素单元；所述集成电路结构还包括位于照明LED单元周围的光隔离结构，所述光隔离结构的面向照明LED单元的一侧设置有反射薄膜；所述照明LED单元和所述Micro
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LED像素单元均为多层堆叠的复合半导体结构；且所述多层堆叠的复合半导体结构中相同的材料层在同一步半导体刻蚀工艺中形成。2.根据权利要求1所述的集成电路结构，其特征在于，所述照明LED单元的多层堆叠的复合半导体结构包括：在衬底材料上叠加金属键合层，在所述金属键合层上方叠加第一P型半导体层，在所述第一P型半导体层的上方叠加第一多量子阱层，在所述第一多量子阱层的上方叠加第一N型半导体层；在所述第一N型半导体层上方沉积第一绝缘层，所述第一绝缘层包覆所述金属键合层、第一P型半导体层、第一多量子阱层和第一N型半导体层，并且所述第一绝缘层在与第一N型半导体层接触面上设置开口，通过所述开口暴露第一N型半导体层；在所述第一绝缘层上布置第一透明电极层，所述第一透明电极层填充所述开口，并且所述第一透明电极层与位于衬底上的电极触点形成导电连接。3.根据权利要求1所述的集成电路结构，其特征在于，所述照明LED单元的多层堆叠的复合半导体结构包括：在衬底材料上生成的金属键合层，在所述金属键合层上方叠加第一N型半导体层，所述第一N型半导体层的上方叠加第一多量子阱层，在所述第一多量子阱层的上方叠加第一P型半导体层；所述第一P型半导体层上方叠加第一蓝宝石层；使用第一绝缘层包覆所述金属键合层、第一N型半导体层、第一多量子阱层、第一型半导体层和第一蓝宝石层；所述第一P型半导体层具有凸出部，所述凸出部通过电连接件与衬底材料的第一电极触点形成导电连接。4.根据权利要求3所述的集成电路结构，其特征在于，Micro
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LED像素单元的多层堆叠的复合半导体结构包括：在衬底材料上叠加键合层，在所述键合层上叠加阻挡层，在所述阻挡层上叠加...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙寒，孙雷，
申请(专利权)人：北京数字光芯集成电路设计有限公司，
类型：发明
国别省市：