一种遂穿结联RGB微型发光二极管及其制作方法技术

本发明专利技术提供了一种遂穿结联RGB微型发光二极管及其制作方法，该微型发光二极管包括驱动电路背板晶圆，在所述驱动电路背板晶圆上设置有蓝光发光单元、绿光发光单元和红光发光单元；所述蓝光发光单元、绿光发光单元和红光发光单元均在RGB三色多层量子阱堆叠上图型化得到；所述RGB三色多层量子阱堆叠采用遂穿结联方式外延生长并于所述驱动电路背板晶圆键合。本发明专利技术提供的一种遂穿结联RGB微型发光二极管，采用遂穿结联方式将RGB三色多层量子阱堆叠外延生长于同一片晶圆上，可以实现单色量子阱独立导通发光，其无需进行像素转移或波长转换，可以有效提高器件性能。可以有效提高器件性能。可以有效提高器件性能。

【技术实现步骤摘要】
一种遂穿结联RGB微型发光二极管及其制作方法


[0001]本专利技术涉及光电
，尤其是涉及一种遂穿结联RGB微型发光二极管及其制作方法。

技术介绍

[0002]微型发光二极管(uLED)具有寿命长、高对比度、可实现高分辨率、响应速度快、广视角、高亮度、低功耗及色彩丰富等优势，RGB uLED更是被认为是下一代显示技术的发展方向。现有RGB三色uLED的结构如下：
[0003]通过巨量转移技术完成RGB三色uLED像素倒装集成结构如图1所示，其通过将独立的RGB像素单元逐个转移键合在电路背板上完成器件制作；由蓝光/紫外uLED作为激发光源照射量子点材料实现RGB发光，其器件结构如图2所示。其中：蓝光/紫外uLED作为背光，每个独立LED单元上分别覆盖R/G/B不同量子点材料，量子点材料在LED背光激发下分别发射红/绿/蓝光。
[0004]然而，巨量转移技术对设备精度要求高，还限制了像素单元尺寸进一步减小，转移效率及器件良率也会相应受限。而以uLED作为背光源激发量子点材料实现RGB发光的技术过程，则在波长转换效率及响应时间上会影响器件性能，并存在相邻LED单元光串扰问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在提供一种遂穿结联RGB微型发光二极管及其制作方法，以解决上述技术问题，采用遂穿结联方式将RGB三色多层量子阱堆叠外延生长于同一片晶圆上，实现单色量子阱独立导通发光，无需进行像素转移或波长转换，有效提高器件性能。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种遂穿结联RGB微型发光二极管，包括驱动电路背板晶圆，在所述驱动电路背板晶圆上设置有蓝光发光单元、绿光发光单元和红光发光单元；其中：
[0007]所述蓝光发光单元、绿光发光单元和红光发光单元均在RGB三色多层量子阱堆叠上图型化得到；所述RGB三色多层量子阱堆叠采用遂穿结联方式外延生长并于所述驱动电路背板晶圆键合。
[0008]上述方案中，所述微型发光二极管采用遂穿结联方式将RGB三色多层量子阱堆叠外延生长于同一片晶圆上，可以实现单色量子阱独立导通发光，其无需进行像素转移或波长转换，可以有效提高器件性能。
[0009]进一步地，所述RGB三色多层量子阱堆叠包括依次连接的第一n
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GaN层、红光发光层、第一p
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GaN层、第一遂穿结、第二n
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GaN层、绿光发光层、第二p
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GaN层、第二遂穿结、第三n
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GaN层、蓝光发光层和第三p
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GaN层；所述RGB三色多层量子阱堆叠通过所述第二n
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GaN层、第三n
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GaN层和第三p
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GaN层与所述驱动电路背板晶圆键合。
[0010]进一步地，在所述红光发光单元的第二n
‑
GaN层、绿光发光单元的第三n
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GaN层和蓝光发光单元的第三p
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GaN层上均设置有金属接触层，所述金属接触层通过通孔连接第一
金属键合盘；所述第一金属键合盘与设置于所述驱动电路背板晶圆表面的第二金属键合盘键合。
[0011]进一步地，在所述蓝光发光单元、绿光发光单元、红光发光单元之间的间隔填充有介质层和隔离层，用以实现蓝光发光单元、绿光发光单元、红光发光单元之间的物理隔离和光学隔离。
[0012]本专利技术还提供一种遂穿结联RGB微型发光二极管的制作方法，包括以下步骤：
[0013]采用遂穿结联方式将RGB三色多层量子阱堆叠外延生长于同一外延晶圆上；
[0014]在RGB三色多层量子阱堆叠上图型化出蓝光发光单元、绿光发光单元和红光发光单元；
[0015]将外延晶圆与驱动电路背板晶圆键合，以得到单色量子阱独立导通发光的微型发光二极管。
[0016]进一步地，所述采用遂穿结联方式将RGB三色多层量子阱堆叠外延生长于同一外延晶圆上，具体为：
[0017]在同一外延晶圆上采用遂穿结联方式依次生长第一n
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GaN层、红光发光层、第一p
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GaN层、第一遂穿结、第二n
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GaN层、绿光发光层、第二p
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GaN层、第二遂穿结、第三n
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GaN层、蓝光发光层和第三p
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GaN层，形成RGB三色多层量子阱堆叠。
[0018]进一步地，所述将外延晶圆与驱动电路背板晶圆键合，以得到单色量子阱独立导通发光的微型发光二极管，具体为：
[0019]在所述红光发光单元的第二n
‑
GaN层、绿光发光单元的第三n
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GaN层和蓝光发光单元的第三p
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GaN层上设置金属接触层；
[0020]将所述金属接触层通过通孔连接第一金属键合盘，所述第一金属键合盘与设置于所述驱动电路背板晶圆表面的第二金属键合盘键合，得到单色量子阱独立导通发光的微型发光二极管。
[0021]进一步地，在所述在RGB三色多层量子阱堆叠上图型化出蓝光发光单元、绿光发光单元和红光发光单元后，还包括：
[0022]在所述蓝光发光单元、绿光发光单元、红光发光单元之间的间隔填充介质层和隔离层，用以实现蓝光发光单元、绿光发光单元、红光发光单元之间的物理隔离和光学隔离。
[0023]进一步地，所述在RGB三色多层量子阱堆叠上图型化出蓝光发光单元、绿光发光单元和红光发光单元，具体为：
[0024]图形化蓝光发光单元发光层，其它非蓝光发光单元区域刻蚀到第三n
‑
GaN层为止；
[0025]图形化绿光发光单元发光层及蓝光发光单元接触层，其它区域刻蚀到第二n
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GaN层为止；
[0026]图形化红光发光单元发光层及绿光发光单元接触层，其它区域刻蚀到第一n
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GaN层为止；
[0027]图形化红光发光单元接触层及蓝光发光单元、绿光发光单元和红光发光单元的隔离层，待第一n
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GaN层刻蚀至预设厚度为止，完成蓝光发光单元、绿光发光单元和红光发光单元的图型化。
附图说明
[0028]图1为本专利技术
技术介绍
中提供的巨量转移倒装RGB uLED示意图；
[0029]图2为本专利技术
技术介绍
中提供的量子点RGB uLED示意图；
[0030]图3为本专利技术一实施例提供的遂穿结联RGB微型发光二极管结构示意图；
[0031]图4为本专利技术一实施例提供的RGB三色多层量子阱堆叠结构示意图；
[0032]图5为本专利技术一实施例提供的遂穿结联RGB微型发光二极管结构制作方法流程示意图；
[0033]图6为本专利技术一实施例提供的遂穿结联RGB微型发光二极管结构制作方法步骤一示意图；
[0034]图7为本专利技术一实施例提供的遂穿结联RGB微型发光二极管结构制作方法步骤二示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种遂穿结联RGB微型发光二极管，其特征在于，包括驱动电路背板晶圆，在所述驱动电路背板晶圆上设置有蓝光发光单元、绿光发光单元和红光发光单元；其中：所述蓝光发光单元、绿光发光单元和红光发光单元均在RGB三色多层量子阱堆叠上图型化得到；所述RGB三色多层量子阱堆叠采用遂穿结联方式外延生长并于所述驱动电路背板晶圆键合。2.根据权利要求1所述的一种遂穿结联RGB微型发光二极管，其特征在于，所述RGB三色多层量子阱堆叠包括依次连接的第一n
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GaN层、红光发光层、第一p
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GaN层、第一遂穿结、第二n
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GaN层、绿光发光层、第二p
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GaN层、第二遂穿结、第三n
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GaN层、蓝光发光层和第三p
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GaN层；所述RGB三色多层量子阱堆叠通过所述第二n
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GaN层、第三n
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GaN层和第三p
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GaN层与所述驱动电路背板晶圆键合。3.根据权利要求2所述的一种遂穿结联RGB微型发光二极管，其特征在于，在所述红光发光单元的第二n
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GaN层、绿光发光单元的第三n
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GaN层和蓝光发光单元的第三p
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GaN层上均设置有金属接触层，所述金属接触层通过通孔连接第一金属键合盘；所述第一金属键合盘与设置于所述驱动电路背板晶圆表面的第二金属键合盘键合。4.根据权利要求1所述的一种遂穿结联RGB微型发光二极管，其特征在于，在所述蓝光发光单元、绿光发光单元、红光发光单元之间的间隔填充有介质层和隔离层，用以实现蓝光发光单元、绿光发光单元、红光发光单元之间的物理隔离和光学隔离。5.一种遂穿结联RGB微型发光二极管的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：采用遂穿结联方式将RGB三色多层量子阱堆叠外延生长于同一外延晶圆上；在RGB三色多层量子阱堆叠上图型化出蓝光发光单元、绿光发光单元和红光发光单元；将外延晶圆与驱动电路背板晶圆键合，以得到单色量子阱独立导通发光的微型发光二极管。6.根据权利要求5所述的一种遂穿结联RGB微型发光二极管的制作方法，其特征在于，所述采用遂穿结联方式将RGB三色多层量子阱堆叠外延生长于...

【专利技术属性】
技术研发人员：方士伟，王思维，葛明月，
申请(专利权)人：星钥珠海半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：