一种改进型集成式制造技术

本申请公开了一种改进型集成式

【技术实现步骤摘要】
一种改进型集成式LED芯片结构及制作方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种改进型集成式
LED
芯片结构及制作方法
。

技术介绍

[0002]人们生活已离不开电子屏，不断地要求更高的分辨率
、
更高的对比度
、
更绚丽的屏幕画面，以求接近真实的视觉体验
。
屏幕技术约每隔6‑8年升级一代，目前已到“超高清”视觉时代，
2019
年3月我国工业和信息化部主导联合印发
《
超高清视频产业发展行动计划
》
，统筹我国超高清视频产业发展，并预计将带动相关配套产业链规模超4万亿，其中作为显示设备技术的
Mini/Micro LED
有望率先发力“超高清”市场
。
[0003]Mini LED
其芯片尺寸通常介于
80
‑
200um
之间，作为下一代显示技术的
Mini LED
技术，近两年已突破技术瓶颈，得到迅猛发展，已逐渐进入到户内高端显示
、
会议一体机
、
车载照明等领域
。Micro LED
是指芯片尺寸比
Mini LED
更小的
LED
芯片，其尺寸通常小于
50um
，被认为是最有可能取代
OLED
，成为下一代
LED
显示技术，相比于
Mini LED
，由于其尺寸小，其间距可以做到
P0.4
以下，广泛应用于具有要求更高亮度
、
超高解析度和更高色彩饱和度的设备与场所
。
虽然
Micro LED
相较于
Mini LED
有诸多优点，但其仍有诸多技术难题需要解决，其中最主要的是制作成本
、
测试及返修问题
。
为了解决
Micro LED
芯片上述问题，当前，一种新的小尺寸
LED
显示技术诞生，即
MIP
（
Micro
芯片通过封装的形式转移至封装体，形成一个单一的像素），其优势就是也可以把像素做的很小，并解决了
Micro LED
无法测试的痛点
。MIP
技术，通常通过转移的方式把红
、
绿
、
蓝单色
Micro LED
芯片转移到基板上，然后封胶，切割，形成一个单独的封装体，通常，红
、
绿
、
蓝单色芯片采用水平排列或叠层排列的方式，如采用水平方式，整个像素点占用面积比较大，影响显示效果；如采用垂直方式，制作工艺复杂，且芯片之间需要隔离，可能出现隔离问题，导致产品可靠性失效
。
[0004]为解决上述问题，公司之前研发了一种集成式
LED
芯片结构及制作方法，即蓝光或者绿光的
Micro
芯片直接生长于生长衬底之上，其它两色
Micro LED
芯片通过转移的方式转移至生长衬底之上，如此，很好的解决了上述存在的问题
。
[0005]随着不断的研发和技术的改进，公司在原有基础上再次提供了一种改进型集成式
LED
芯片结构及制作方法，以进一步提升产品可靠性及减小像素点的面积
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种改进型集成式
LED
芯片结构及制作方法，以进一步提升产品可靠性及减小像素点的面积
。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种改进型集成式
LED
芯片结构，包括：生长衬底；位于所述生长衬底之上设有层状外延结构，其包括外延结构一和外延结构二，且
二者之间以绝缘层进行隔离；所述外延结构一和外延结构二从下至上均包括负极性层
、
量子阱发光层和正极性层；位于所述外延结构一和外延结构二的正极性层之上设有透明导电层；位于所述外延结构一的正极性层及负极性层
、
外延结构二的正极性层及负极性层
、
透明导电层和生长衬底之上设有第一绝缘层；位于所述第一绝缘层
、
透明导电层
、
外延结构一的负极性层和外延结构二的负极性层之上设有第一扩展电极；位于所述第一绝缘层
、
第一扩展电极
、
透明导电层
、
外延结构一的负极性层和外延结构二的负极性层之上设有反射绝缘层；位于所述第一绝缘层
、
反射绝缘层和第一扩展电极之上设有第二扩展电极；位于所述第二扩展电极之上设有
Micro LED
芯片；位于所述
Micro LED
芯片
、
反射绝缘层
、
第二扩展电极和第一绝缘层之上设有第二绝缘层；位于所述第二绝缘层和第二扩展电极之上设有焊线电极
。
[0008]优选地一种方案，所述生长衬底为蓝宝石衬底，其厚度为
80
‑
200um。
[0009]优选地一种方案，所述外延结构一和外延结构二分别为蓝光外延结构和绿光外延结构，并通过量子阱发光层中元素掺杂浓度，控制外延结构一和外延结构二分别发出不同颜色光
。
[0010]优选地一种方案，所述透明导电层材料为
ITO
或者
IZO
，厚度
50
‑
200nm。
[0011]优选地一种方案，所述第一绝缘层为无机材料或有机材料制成，其厚度为
50
‑
200nm
；且从所述第一绝缘层的顶面贯穿至外延结构一和外延结构二的正极性层之上的透明导电层以及外延结构一和外延结构二的负极性层上设有第一绝缘层窗口，使透明导电层
、
外延结构一和外延结构二的负极性层部分显露；所述第一绝缘层窗口的形状为圆形
、
椭圆形
、
方形或菱形中的一种，其孔径大小从底面至顶面逐渐增大
。
[0012]优选地一种方案，所述第一扩展电极包括负极性扩展电极和正极性扩展电极，其中正极性扩展电极和透明导电层通过第一绝缘层窗口互联，负极性扩展电极和外延结构一及外延结构二的负极性层通过第一绝缘层窗口互联
。
[0013]优选地一种方案，所述反射绝缘层为
DBR
反射结构，其厚度为1‑
5um。
[0014]优选地一种方案，从所述反射绝缘层的顶面贯穿至第一扩展电极的表面处设有反射绝缘层窗口，其形状为圆形
、
椭圆形
、
方形或菱形中的一种
。
[0015]优选地一种方案，所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种改进型集成式
LED
芯片结构，其特征在于，包括：生长衬底；位于所述生长衬底之上设有层状外延结构，其包括外延结构一和外延结构二，且二者之间以绝缘层进行隔离；所述外延结构一和外延结构二从下至上均包括负极性层
、
量子阱发光层和正极性层；位于所述外延结构一和外延结构二的正极性层之上设有透明导电层；位于所述外延结构一的正极性层及负极性层
、
外延结构二的正极性层及负极性层
、
透明导电层和生长衬底之上设有第一绝缘层；位于所述第一绝缘层
、
透明导电层
、
外延结构一的负极性层和外延结构二的负极性层之上设有第一扩展电极；位于所述第一绝缘层
、
第一扩展电极
、
透明导电层
、
外延结构一的负极性层和外延结构二的负极性层之上设有反射绝缘层；位于所述第一绝缘层
、
反射绝缘层和第一扩展电极之上设有第二扩展电极；位于所述第二扩展电极之上设有
Micro LED
芯片；位于所述
Micro LED
芯片
、
反射绝缘层
、
第二扩展电极和第一绝缘层之上设有第二绝缘层；位于所述第二绝缘层和第二扩展电极之上设有焊线电极
。2.
如权利要求1所述的改进型集成式
LED
芯片结构，其特征在于，所述生长衬底为蓝宝石衬底，其厚度为
80
‑
200um。3.
如权利要求1所述的改进型集成式
LED
芯片结构，其特征在于，所述外延结构一和外延结构二分别为蓝光外延结构和绿光外延结构，并通过量子阱发光层中元素掺杂浓度，控制外延结构一和外延结构二分别发出不同颜色光
。4.
如权利要求1所述的改进型集成式
LED
芯片结构，其特征在于，所述透明导电层材料为
ITO
或者
IZO
，厚度
50
‑
200nm。5.
如权利要求1所述的改进型集成式
LED
芯片结构，其特征在于，所述第一绝缘层为无机材料或有机材料制成，其厚度为
50
‑
200nm
；且从所述第一绝缘层的顶面贯穿至外延结构一和外延结构二的正极性层之上的透明导电层以及外延结构一和外延结构二的负极性层上设有第一绝缘层窗口，使透明导电层
、
外延结构一和外延结构二的负极性层部分显露；所述第一绝缘层窗口的形状为圆形
、
椭圆形
、
方形或菱形中的一种，其孔径大小从底面至顶面逐渐增大
。6.
如权利要求5所述的改进型集成式
LED
芯片结构，其特征在于，所述第一扩展电极包括负极性扩展电极和正极性扩展电极，其中正极性扩展电极和透明导电层通过第一绝缘层窗口互联，负极性扩展电极和外延结构一及外延结构二的负极性层通过第一绝缘层窗口互联
。7.
如权利要求1所述的改进型集成式
LED
芯片结构，其特征在于，所述反射绝缘层为
DBR
反射结构，其厚度为1‑
5um。8.
如权利要求7所述的改进型集成式
LED
芯片结构，其特征在于，从所述反射绝缘层的顶面贯穿至第一扩展电极的表面处设有反射绝缘层窗口，其形状为圆形
、
椭圆形
、
方形或菱
形中的一种
。9.
如权利要求8所述的改进型集成式
LED
芯片结构，其特征在于，所述第二扩展电极分为四个区域，即为区域一
、
区域二
、
区域三和区域四，其中区域一
、
区域二和区域四的第二扩展电极通过反射绝缘层窗口与第一扩展电极互联；区域三的第二扩展电极其一部分附着在反射绝缘层上，一部分附着于第一绝缘层上
。10.
如权利要求1所述的改进型集成式
LED
芯片结构，其特征在于，所述第一扩展电极
、
第二扩展电极其从下至上均依次包括欧姆接触粘结层
、
反射层
、
阻挡层和粘结层；所述欧姆接触粘结层由金属材料或其他叠层材料制成，其厚度为2‑
10nm
；所述反射层位于欧姆接触粘结层之上，由金属材料或其他叠层材料制成，其厚度为
10
‑
200nm
；所述阻挡层位于反射层之上，由金属材料或其他叠层材料制成，其厚度为
50
‑
200nm
；所述粘结层位于阻挡层之上，由金属材料或其他合金材料制成，其厚度为
50
‑
200nm。11.
如权利要求1所述的改进型集成式
LED
芯片结构，其特征在于，所述
Micro LED
芯片为红光
Micro LED
芯片，并采用共晶键合的方式通过芯片焊线电极与第二扩展电极互联
。12.
如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈波，
申请(专利权)人：昆山麦沄显示技术有限公司，
类型：发明
国别省市：