MicroLED像素单元形成方法技术

本发明专利技术提供了一种MicroLED像素单元形成方法，包括：提供待像素化的半导体发光结构，半导体发光结构包括依次堆叠于生长衬底表面的第一半导体层、发光层及第二半导体层，且半导体发光结构表面被划分为像素区域和沟槽区域；在半导体发光结构的像素区域表面形成掩膜材料；对沟槽区域的半导体发光结构进行干法刻蚀，形成预设深度的沟槽；去除掩膜材料，将形成有沟槽的半导体发光结构键合至支撑基板表面；去除生长衬底；对去除了生长衬底的整面半导体发光结构进行处理，直至将沟槽区域剩余的半导体发光结构去除干净，完成对半导体发光结构的像素化，在支撑基板表面形成像素单元，能够有效提升像素单元形成过程中图形化的稳定性。效提升像素单元形成过程中图形化的稳定性。效提升像素单元形成过程中图形化的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
MicroLED像素单元形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其是一种MicroLED像素单元形成方法。

技术介绍

[0002]半导体LED显示技术近年来高速发展，在越来越多的场景逐步替代LCD与OLED等显示技术，但是LED显示在高度集成化与巨量转移两方面均处于起步阶段。传统的干法刻蚀像素间沟槽，刻蚀对发光材料与底层材料的选择比不足时容易损伤底层材料；传统的湿法刻蚀又存在线条较宽不易精细化加工等问题。此外，若后续需要对形成的像素单元进行巨量转移，将半导体发光材料键合至临时支撑基板上像素化过程中，若临时键合层裸露在外，易因键合材料的性能影响光刻图形化工艺，或影响发光材料表面的粗化工艺，或影响去除生长衬底的工艺，如湿法去除硅衬底所用的腐蚀液可能对临时键合材料产生不良反应等。

技术实现思路

[0003]为了克服以上不足，本专利技术提供了一种MicroLED像素单元形成方法，有效提升像素单元形成过程中图形化的稳定性，也为发光材料表面的粗化工艺提供了可能。
[0004]本专利技术提供的技术方案为：一种MicroLED像素单元形成方法，包括：提供待像素化的半导体发光结构，所述半导体发光结构包括依次堆叠于生长衬底表面的第一半导体层、发光层及第二半导体层，且所述半导体发光结构表面被划分为像素区域和沟槽区域；在所述半导体发光结构的像素区域表面形成掩膜材料；对沟槽区域的半导体发光结构进行干法刻蚀，形成预设深度的沟槽；去除掩膜材料，将形成有沟槽的半导体发光结构键合至支撑基板表面；去除所述生长衬底；对去除了生长衬底的整面半导体发光结构进行处理，直至将沟槽区域剩余的半导体发光结构去除干净，完成对半导体发光结构的像素化，在支撑基板表面形成像素单元。
[0005]进一步优选地，所述对沟槽区域的半导体发光结构进行干法刻蚀，形成预设深度的沟槽中，沟槽的深度为半导体发光结构厚度的20%~95%。
[0006]进一步优选地，所述将形成有沟槽的半导体发光结构键合至支撑基板表面中，包括：通过像素区域的第二半导体层表面将形成有沟槽的半导体发光结构键合至支撑基板表面。
[0007]进一步优选地，所述将形成有沟槽的半导体发光结构键合至支撑基板表面中，包括：通过像素区域的第二半导体层表面和沟槽将半导体发光结构键合至支撑基板表面，所述沟槽内填充有键合材料。
[0008]进一步优选地，所述对去除了生长衬底的整面半导体发光结构进行处理，直至将沟槽区域剩余的半导体发光结构去除干净，完成对半导体发光结构的像素化，在支撑基板表面形成像素单元包括：对去除了生长衬底的整面半导体发光结构进行刻蚀，直至将沟槽区域剩余的半导体发光结构刻蚀干净，完成对半导体发光结构的像素化，在支撑基板表面形成表面平整的像素单元。
[0009]进一步优选地，所述对去除了生长衬底的整面半导体发光结构进行刻蚀中，采用干法刻蚀和/或湿法刻蚀的方式对去除了生长衬底的整面半导体发光结构进行刻蚀。
[0010]进一步优选地，所述对去除了生长衬底的整面半导体发光结构进行处理，直至将沟槽区域剩余的半导体发光结构去除干净，完成对半导体发光结构的像素化，在支撑基板表面形成像素单元包括：对整面半导体发光结构进行湿法粗化，直至将沟槽区域剩余的半导体发光结构腐蚀干净，完成对半导体发光结构的像素化，在支撑基板表面形成表面粗化的像素单元。
[0011]进一步优选地，所述对整面半导体发光结构进行湿法粗化之前，还包括：对去除了生长衬底的整面半导体发光结构进行部分刻蚀，保留沟槽内预设厚度的半导体发光结构。
[0012]本专利技术提供的MicroLED像素单元形成方法，键合前用光刻胶或其他材料掩膜像素区域的半导体发光材料，利用干法刻蚀对沟槽区域的半导体发光材料进行刻蚀至一定深度，再进行键合并去除生长衬底，之后整面刻蚀和/或粗化半导体发光材料表面，直至沟槽中剩余的半导体发光材料被完全去除，得到独立像素的发光材料。过程中，保护了作为发光材料支撑的键合材料，提升精细加工能力和图形化的稳定性，得到尺寸更小的LED像素。此外，该种形成方法能够直接在像素单元表面形成粗化结构，避免了因为粗化时键合材料暴露污染粗化液导致粗化失败的情况，大大提升了粗化工艺的稳定性。
附图说明
[0013]图1为本专利技术中生长衬底表面形成半导体发光结构示意图；图2为本专利技术中半导体发光结构的像素区域表面形成掩膜材料结构示意图；图3为本专利技术中在半导体发光结构中形成沟槽结构示意图；图4为本专利技术中半导体发光结构键合至支撑基板表面一实例结构示意图；图5为本专利技术中半导体发光结构键合至支撑基板表面另一实例结构示意图；图6为本专利技术图4所示实例去除生长衬底结构示意图；图7为本专利技术图5所示实例去除生长衬底结构示意图；图8为本专利技术图4所示实例形成的像素单元结构示意图；图9为本专利技术图5所示实例形成的像素单元结构示意图；图10为本专利技术图4所示实例形成的像素单元另一结构示意图；图11为本专利技术图4所示实例形成的像素单元另一结构示意图。
[0014]附图标记：10
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生长衬底，20
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半导体发光结构，30
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掩膜材料，40
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沟槽，50
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键合材料，60
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支撑基板，70
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表面平整的像素单元，80
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表面粗化的像素单元。
具体实施方式
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施案例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅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，并获得其他的实施方式。
[0016]本专利技术的一种实施例，一种MicroLED像素单元形成方法，包括：S11、提供如图1所示的待像素化的半导体发光结构20，半导体发光结构20包括依次堆叠于生长衬底10表面的第一半导体层、发光层及第二半导体层，且半导体发光结构20表面被划分为像素区域和沟槽区域。
[0017]半导体发光结构20的厚度为1μm~10μm，可以选用各种波段的二元、三元、四元材料进行制备，这里不做具体限定，可根据实际应用进行选定。第一半导体层和第二半导体发光层的类型同样可以根据应用需求确定，如一实例中，第一半导体发光层为N型GaN层，第二半导体层为P型GaN层等。生长衬底10可以为蓝宝石衬底、硅衬底、Cu衬底等。
[0018]像素区域和沟槽区域的划分可以根据实际情况而定，不同的像素单元之间配置沟槽位置，各像素单元所在的位置形成像素区域，各沟槽所在的位置形成沟槽区域。
[0019]S12、在半导体发光结构20的像素区域表面形成掩膜材料30，如图2所示。
[0020]在半导体发光结构20的像素区域表面沉积掩膜材料30并通过光刻制作出沟槽图形。对于掩膜材料30的选用，可以是光刻胶，也可以是SiO2、Al2O3、SiN等介质材料，还可以是Ni、Pt等金属材料，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MicroLED像素单元形成方法，其特征在于，包括：提供待像素化的半导体发光结构，所述半导体发光结构包括依次堆叠于生长衬底表面的第一半导体层、发光层及第二半导体层，且所述半导体发光结构表面被划分为像素区域和沟槽区域；在所述半导体发光结构的像素区域表面形成掩膜材料；对沟槽区域的半导体发光结构进行干法刻蚀，形成预设深度的沟槽；去除掩膜材料，将形成有沟槽的半导体发光结构键合至支撑基板表面；去除所述生长衬底；对去除了生长衬底的整面半导体发光结构进行处理，直至将沟槽区域剩余的半导体发光结构去除干净，完成对半导体发光结构的像素化，在支撑基板表面形成像素单元。2.如权利要求1所述的MicroLED像素单元形成方法，其特征在于，所述对沟槽区域的半导体发光结构进行干法刻蚀，形成预设深度的沟槽中，沟槽的深度为半导体发光结构厚度的20%~95%。3.如权利要求1或2所述的MicroLED像素单元形成方法，其特征在于，所述将形成有沟槽的半导体发光结构键合至支撑基板表面中，包括：通过像素区域的第二半导体层表面将形成有沟槽的半导体发光结构键合至支撑基板表面。4.如权利要求1或2所述的MicroLED像素单元形成方法，其特征在于，所述将形成有沟槽的半导体发光结构键合至支撑基板表面中，包括：通过像素区域的第二半导体层表面和沟槽将半导体发光结构键合至支撑基板表面，所述沟槽内填充有键合材...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄涛，
申请(专利权)人：晶能光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：