HEMT制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
HEMT驱动MicroLED一体化背板及其制作方法


[0001]本专利技术涉及一种
HEMT
驱动
MicroLED
一体化背板及其制作方法，属于
MicroLED
领域
。

技术介绍

[0002]MicroLED
凭借着其高发光效率
、
高可靠性
、
以及优良的响应速度备受关注
。
对于显示应用而言，相比于目前占据大部分市场份额的液晶显示和
OLED
显示而言，
MicroLED
显示在实现高分辨率
、
高刷新率的
AR、VR
及大尺寸拼接显示屏上具有巨大潜力
。
[0003]相比于传统的
PM
驱动（无源选址驱动）式发光而言，
AM
驱动（有源选址驱动）式基于由
TFT
（薄膜场效应晶体管）与电容组成的像素电路对发光器件进行驱动发光，每个像素都由独立的开关管控制，对于高分辨率及大尺寸显示意义重大，突破了受行数制约的发光模式
。
同时，藉由对电容的充放电过程可以实现对
TFT
阈值电压及迁移率等制备工艺中产生的误差的补偿，使显示面板工作在更稳定的条件下
。
基于
TFT
的
AM
驱动模式早已在液晶显示及
OLED
显示中得到验证及应用，然而不同于前两者，
MicroLEDr/>对电流变化敏感：其一，试图通过电流变化对
MicroLED
亮度进行调控时，发光中心波长变化漂移较大；其二，注入电流大小与
MicroLED
灰阶展开呈非线性关系，致使驱动与控制上存在一定困难
。HEMT
（高电子迁移率晶体管）基于第三代半导体
GaN
材料体系，具有极佳的电子迁移率
、
开关比等适用于增强显示性能的电学特性，且相比于
TFT
器件，
HEMT
独有的高压特性可以保证面板的极端条件耐受度及可靠度，优良的高频特性有助于高刷新率显示应用场景
。
[0004]如何将
HEMT
应用到
MicroLED
，是本领域的一个难点，一直以来，阻碍
MicroLED
产业化的关键在于转移键合技术
。
目前备受推崇的主流研究方向有二：其一，对加工完成的
LED
晶圆与
COMS
驱动背板进行处理，而后采取晶圆键合的方式将二者连接，该方法较为高效且操作简易，然而受晶圆尺寸影响不适用于大尺寸显示，且因在同一片外延上集成
RGB
三色
LED
较为困难，该方法在实现全彩显示方面较为受限
。
其二，采用巨量转移方式，分别制备
RGB
三色单色晶圆，而后采取印章及激光转移等方式，配合晶圆级检测及修复系统将
RGB
三色
LED
芯片批量转移到背板相应的焊接处进行键合，该方法适用于大尺寸面板及全彩显示，然而操作繁琐且良率及效率都难以保证
。
此外，二者都受键合工艺影响较大，不同键合工艺将带来不同的电路寄生参数，对高刷新率
、
高分辨率显示有着难以回避的影响
。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种
HEMT
驱动
MicroLED
一体化背板及其制作方法，将
HEMT
与
RGB
三色
MicroLED
在外延生长端直接集成，以避免繁杂低效的转移键合步骤带来的寄生参数影响
。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：第一方面，本申请提供一种
HEMT
驱动
MicroLED
一体化背板的制作方法，包括以下步骤：
在衬底上生长
HEMT
外延结构；在所述
HEMT
外延结构上依次层叠生长三种单色
LED
外延结构，得到外延片；最底的所述单色
LED
外延结构与所述
HEMT
外延结构之间生长有第三
u
‑
GaN
层，相邻所述单色
LED
外延结构之间生长有第四
u
‑
GaN
层，每种所述单色
LED
外延结构均由下往上包括
n
‑
GaN
层
、
多量子阱层和
p
‑
GaN
层；刻蚀至所述衬底对所述外延片分区；刻蚀后的外延片包括：各暴露出其中一种所述单色
LED
外延结构的三个
LED
区以及去除所述第三
u
‑
GaN
层以上结构的四个
HEMT
区；沉积钝化层，刻蚀通孔，再沉积导体，以使三个所述
LED
区的
n
‑
GaN
层相连且连接至一个
HEMT
区，余下三个
HEMT
区各与一个所述
LED
区的
p
‑
GaN
层相连
。
[0007]本领域技术人员理解，
u
‑
GaN
指非故意掺杂氮化镓，
n
‑
GaN
指
n
型掺杂氮化镓，
p
‑
GaN
是指
p
型掺杂氮化镓
。
[0008]本申请提供的
HEMT
驱动
MicroLED
一体化背板的制作方法有利于保证
HEMT
器件性能，使其在整体驱动电路中发挥出高迁移率
、
小漏电流的特性，有助于高刷新率显示
。
[0009]进一步地，所述
HEMT
外延结构由下往上依次包括缓冲层
、
第二
u
‑
GaN
层及
Al
0.3
Ga
0.7
N
层
。
[0010]Al
0.3
Ga
0.7
N/u
‑
GaN
界面会形成二维电子气，能够运动的电子都被束缚在该界面下
u
‑
GaN
层顶部的几个纳米左右的区域，电子被束缚在该区域内无法向第三个维度运动，导致它受到的散射强度很小，电子迁移率很好
。
[0011]进一步地，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
HEMT
驱动
MicroLED
一体化背板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：在衬底上生长
HEMT
外延结构；在所述
HEMT
外延结构上依次层叠生长三种单色
LED
外延结构，得到外延片；最底的所述单色
LED
外延结构与所述
HEMT
外延结构之间生长有第三
u
‑
GaN
层，相邻所述单色
LED
外延结构之间生长有第四
u
‑
GaN
层，每种所述单色
LED
外延结构均由下往上包括
n
‑
GaN
层
、
多量子阱层和
p
‑
GaN
层；刻蚀至所述衬底对所述外延片分区；刻蚀后的外延片包括：各暴露出其中一种所述单色
LED
外延结构的三个
LED
区以及去除所述第三
u
‑
GaN
层以上结构的四个
HEMT
区；沉积钝化层，刻蚀通孔，再沉积导体，以使三个所述
LED
区的
n
‑
GaN
层相连且连接至一个
HEMT
区，余下三个
HEMT
区各与一个所述
LED
区的
p
‑
GaN
层相连
。2.
根据权利要求1所述的
HEMT
驱动
MicroLED
一体化背板的制作方法，其特征在于，所述
HEMT
外延结构由下往上依次包括缓冲层
、
第二
u
‑
GaN
层及
Al
0.3
Ga
0.7
N
层
。3.
根据权利要求2所述的
HEMT
驱动
MicroLED
一体化背板的制作方法，其特征在于，所述缓冲层由下往上包括第一
u
‑
GaN
层和
Al
0.15
Ga
0.85
N
层，所述
Al
0.15
Ga
0.85
N
层厚
50nm
‑
60nm。4.
根据权利要求2所述的
HEMT
驱动
MicroLED
一体化背板的制作方法，其特征在于，所述第二
u
‑
GaN
层和所述
Al
0.3
Ga
0.7
N
层之间还存在
AlN
层，所述
Al
0.3
Ga
0.7
N
层厚
15nm
‑
25nm
，所述
AlN
层厚
0.5nm
‑
8nm。5.
根据权利要求1所述的
HEMT
驱动
MicroLED
一体化背板的制作方法，其特征在于，所述第四
u
‑
GaN
层的厚度为
500nm
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡炜，马宝真，韩青原，郑喜凤，
申请(专利权)人：季华实验室，
类型：发明
国别省市：