一种微尺寸制造技术

本发明专利技术公开一种微尺寸

【技术实现步骤摘要】
一种微尺寸LED正装阵列芯片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及显示用
Micro
‑
LED
器件
，具体涉及一种微尺寸
LED
正装阵列芯片及其制备方法
。

技术介绍

[0002]随着信息化时代的发展，显示技术已经成为实现信息交互的关键环节
。Micro
‑
LED
以其自发光
、
高集成度
、
高效率
、
高稳定性和低功耗的优势，成为目前众多公司和研究者们的关注热点
。
相比较液晶显示
(liquid crystal display
，
LCD)
和有机发光二极管
(organic light
‑
emitting diode
，
OLED)
，
Micro
‑
LED
能够具有更加明显的显示优势
。
[0003]当
LED
芯片尺寸减小至微米级时，其比表面积
(
侧壁面积
/
体积
)
的比值会逐渐增加，从而侧壁悬挂键整体的影响会增加
。
且在芯片制备的过程中，刻蚀工艺会对芯片侧壁造成损伤，使得
Micro
‑
LED
面临着更加严重的表面缺陷问题
。
最终降低了器件的外量子效率
(EQE)。
同时，侧壁缺陷容易产生漏电通道，使得器件中的载流子容易像边缘方向扩散，从而
SRH
复合和漏电流增大，影响器件的性能
。
[0004]目前在
Micro
‑
LED
的制备领域大多数采用外延片形成台面结构，暴露出
N
型
GaN
层的方式
。
比如深圳创维
‑
RGB
电子有限公司的
《
一种
GaN
基
Micro
‑
LED
芯片的制备方法及芯片
》
中，采用的就是刻蚀暴露出
N
‑
GaN
层，再对刻蚀表面进行表面预处理的方法来消除刻蚀损伤
。
但刻蚀给外延片带来的损伤难以完全修复，因此此方法对
Micro
芯片的发光效率提升有限，不能从根本上解决刻蚀带来的侧壁损伤问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对
GaN
基
Micro
‑
LED
器件，公开一种具有侧壁场板和降低光学串扰的微尺寸
LED
正装阵列器件结构及其制备方法，本专利技术通过选区外延生长的方式，避免了台面干法刻蚀这一步骤
。
通过在发光单元之间的绝缘介质上蒸镀阳极金属，形成侧壁场板结构，可以增强发光单元边缘的电场，降低台面边缘的空穴浓度，削弱器件边缘的漏电流，从而有效地增强空穴和电子之间地辐射复合概率，减小
SRH
复合概率，改善
LED
芯片的发光效率
。
同时侧壁边缘的绝缘介质层和阳极电极可以隔离各发光单元，减小光学串扰
。
[0006]本专利技术的目的至少通过如下技术方案之一实现
。
[0007]一种微尺寸
LED
正装阵列芯片，正装阵列芯片的外延层通过选区生长形成；所述外延层包括衬底
、n
‑
GaN
层
、
和绝缘介质层；
[0008]其中，
n
‑
GaN
层位于衬底上，绝缘介质层设置于的上表面；
[0009]绝缘介质层中，通过外延选区生长构成
X
行
Y
列的阵列的多个发光单元，每一个发光单元均包括多量子阱层和
p
‑
GaN
层；每一个发光单元中，多量子阱层位于
n
‑
GaN
层的上表面，
p
‑
GaN
层位于多量子阱层的上表面；
[0010]各组发光单元被绝缘介质层间隔开，同一行中相邻发光单元之间的绝缘介质层中均设置有阳极电极，所述阳极电极和位于阳极电极与发光单元之间的绝缘介质层构成侧壁
场板结构；相邻的两行发光单元之间设置有共阴极
。
[0011]进一步地，每一个发光单元中的
p
‑
GaN
层上表面均设置有
p
电极，并引出至绝缘介质层上形成
p
电极焊盘，焊盘为方形结构
。
[0012]进一步地，共阴极在水平方向上的长度大于同一行的芯片的总长度，共阴极的两端设置有方形结构的
n
电极焊盘
。
[0013]进一步地，
X
行
Y
列的阵列中，
X
为大于2小于8的偶数，
Y
为大于4小于
16
的数
。
[0014]进一步地，
X
行
Y
列的阵列中，相邻两行中的发光单元之间的阳极电极基于两行发光单元之间的共阴极对称分布；
[0015]相邻两行中的发光单元对应的
p
电极焊盘基于两行发光单元之间的共阴极对称分布
。
[0016]进一步地，所述多量子阱层和
p
‑
GaN
层均为圆柱体结构，底面圆直径为5～
10
μ
m。
[0017]进一步地，所述多量子阱层加
p
‑
GaN
层在垂直方向上的高度等于绝缘介质层在垂直方向上的高度，为
300
～
500nm。
[0018]进一步地，阳极电极设置于绝缘介质层上，阳极电极下方的绝缘介质层的厚度与多量子阱层的厚度相同，阳极电极的上表面和
p
‑
GaN
层的上表面齐平；
[0019]阳极电极与发光单元之间的绝缘介质层在垂直方向上的长度为1μ
m
～2μ
m。
[0020]进一步地，所述绝缘层的材料通过
PECVD
沉积得到，为
SiO2、Al2O3
和
Si3N4
中的一种
。
[0021]制备一种微尺寸
LED
正装阵列芯片的方法，包括以下步骤：
[0022]S1、
采用
MOCVD
在衬底上生长一层
n
‑
GaN
层；之后采用
PECVD...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种微尺寸
LED
正装阵列芯片，其特征在于，正装阵列芯片的外延层通过选区生长形成；所述外延层包括衬底
(1)、n
‑
GaN
层
(2)、
和绝缘介质层
(5)
；其中，
n
‑
GaN
层
(2)
位于衬底
(1)
上，绝缘介质层
(5)
设置于的上表面；绝缘介质层
(5)
中，通过外延选区生长构成
X
行
Y
列的阵列的多个发光单元，每一个发光单元均包括多量子阱层
(3)
和
p
‑
GaN
层
(4)
；每一个发光单元中，多量子阱层
(3)
位于
n
‑
GaN
层
(2)
的上表面，
p
‑
GaN
层
(4)
位于多量子阱层
(3)
的上表面；各组发光单元被绝缘介质层
(5)
间隔开，同一行中相邻发光单元之间的绝缘介质层
(5)
中均设置有阳极电极
(7)
，所述阳极电极
(7)
和位于阳极电极
(7)
与发光单元之间的绝缘介质层
(5)
构成侧壁场板结构；相邻的两行发光单元之间设置有共阴极
(8)。2.
根据权利要求1所述的一种微尺寸
LED
正装阵列芯片，其特征在于，每一个发光单元中的
p
‑
GaN
层
(4)
上表面均设置有
p
电极
(6)
，并引出至绝缘介质层
(5)
上形成
p
电极焊盘
(9)。3.
根据权利要求1所述的一种微尺寸
LED
正装阵列芯片，其特征在于，共阴极
(8)
在水平方向上的长度大于同一行的芯片的总长度，共阴极
(8)
的两端设置有
n
电极焊盘
(10)。4.
根据权利要求1所述的一种微尺寸
LED
正装阵列芯片，其特征在于，
X
行
Y
列的阵列中，
X
为大于2小于8的偶数，
Y
为大于4小于
16
的数
。5.
根据权利要求3所述的一种微尺寸
LED
正装阵列芯片，其特征在于，
X
行
Y
列的阵列中，相邻两行中的发光单元之间的阳极电极
(7)
基于两行发光单元之间的共阴极
(8)
对称分布；相邻两行中的发光单元对应的
p
电极焊盘
(9)
基于两行发光单元之间的共阴极
(8)
对称分布
。6.
根据权利要求1所述的一种微尺寸
LED
正装阵列芯片，其特征在于，所述多量子阱层
(3)
和
p
‑
GaN
层
(4)
均为圆柱体结构，底面圆直径为5～
10
μ
m。7.
根据权利要求1所述的一种微尺寸
LED
正装阵列芯片，其特征在于，所述多量子阱层
(3)
加
p

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪，耿魁伟，徐香琴，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：