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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体晶圆制备,具体涉及一种微显示芯片制备方法及微显示芯片。
技术介绍
1、近年来,led芯片以其高效,节能,环保等诸多优点而广泛应用于照明和显示领域,led芯片的制作过程中包括了准备衬底,并在衬底上沉积外延层形成晶圆,然后在晶圆上制备满足要求的led芯片。
2、目前,micro led显示芯片尺寸为几十μm到几μm,而发光材料的厚度为1至5μm,随着芯片尺寸的缩小,micro led芯片的侧壁面积占芯片整体发光面积的比值增大。
3、然而,micro led芯片经加工成为独立的发光单元后,芯片截面为正梯形结构,侧壁为光滑面;由于gan材料与空气的折射率相差较大,导致芯片内部光源照射到gan边界发生全反射,芯片内部发光区射向芯片侧壁的光大部分会因为入射角较大而被反射回芯片内部;同理,经芯片上底和下底反射回来射向芯片侧壁的光也会被反射回芯片内部;被反射回芯片内部的光因为反射损耗和芯片材料的吸收,绝大部分无法发射出去,从而导致芯片的发光效率降低。
技术实现思路
1、基于此,本专利技术的目的是提供一种微显示芯片制备方法,以解决现有技术中的问题。
2、本专利技术一方面提供一种微显示芯片制备方法,包括以下步骤:
3、步骤一,提供一生长衬底,在所述生长衬底上生长发光结构,在所述发光结构表面依次沉积p电极层和第一键合层;
4、步骤二,提供一cmos驱动晶圆,在所述cmos驱动晶圆表面沉积第二键合层,并将所述第一键合层和所述第
5、步骤三,去除所述生长衬底及部分所述发光结构,在去除部分发光结构的外延层表面沉积掩膜层,对部分所述掩膜层和部分所述发光结构进行第一刻蚀,以形成若干独立的发光台面;
6、步骤四,对刻蚀后的所述发光台面侧进行粗化,以使得所述发光台面的侧面成为粗糙面,粗化处理后去除所述发光台面表面的掩膜层;
7、步骤五,对去除掩膜层的外延结构进行第二刻蚀,直至刻蚀至所述cmos驱动晶圆表面,以在所述发光台面底部形成连接台面,得到若干相互独立的微显示单元;
8、步骤六,在得到若干微显示单元的外延结构表面沉积钝化层和电流拓展层,并在所述电流拓展层上沉积连接金属层,得到微显示芯片,所述连接金属层用于将若干相互独立的所述微显示单元连通。
9、本专利技术的有益效果是:本申请提出的微显示芯片制备方法,首先通过在生长衬底上制备发光结构、p电极层和第一键合层,在cmos驱动晶圆表面沉积第二键合层,并将第一键合层和第二键合层进行键合,然后去除生长衬底及部分发光结构,在去除部分发光结构的外延层表面沉积掩膜层,对部分掩膜层和部分发光结构进行第一刻蚀,以在外延结构上形成若干独立的发光台面,对刻蚀后的发光台面侧进行粗化,以使得发光台面的侧面成为粗糙面,粗化处理后去除发光台面表面的掩膜层;对发光台面的侧壁进行粗化处理,可以有效的减少微显示单元侧壁的全反射现象,大大提高发光单元侧面的出光率,从而提升芯片的出光效率。特别适用于micro led显示芯片;随后对去除掩膜层的外延结构进行第二刻蚀,直至刻蚀至cmos驱动晶圆表面,以在发光台面底部形成连接台面,进而在外延结构上得到若干相互独立的微显示单元;微显示单元的侧壁为粗化结构。最后在微显示单元表面沉积钝化层和电流拓展层,并在电流拓展层上沉积连接金属层,连接金属层用于将若干相互独立的微显示单元连通;得到包含若干高出光率微显示单元的微显示芯片。本申请提供的微显示芯片制备方法,通过对微显示单元侧壁进行粗化处理,大幅减少全反射,以增加芯片的侧向出光,从而提升芯片的出光效率,适合大范围推广。
10、优选地,在所述步骤一中,所述发光结构包括依次沉积在所述生长衬底上的缓冲层、n型gan层、多量子阱层、p型gan层,所述p电极层为ito或pt中的一种制成,所述第一键合层为cr、ti、pt、ni、sn、au组合形成的合金层,所述第一键合层的厚度为0.3μm-0.5μm。
11、优选地,在所述步骤二中,所述第二键合层的组成元素与所述第一键合层的相同,所述第二键合层的厚度与所述第一键合层的相同。
12、优选地,所述cmos驱动晶圆内预设有微显示阵列驱动电路,所述第二键合层与所述cmos驱动晶圆表面的金属触点连通,所述第一键合层和所述第二键合层通过热压键合的方式连接。
13、优选地,所述步骤三具体包括:
14、依次去除所述生长衬底、所述缓冲层和部分所述n型gan层;
15、在所述n型gan层表面沉积掩膜层,其中,所述掩膜层由sio2或sin或sion中的一种制成,所述掩膜层的厚度为400nm-600nm;
16、选取所述掩膜层表面的部分区域,自所述掩膜层向靠近所述cmos驱动晶圆的方向进行光刻;
17、依次刻蚀所述掩膜层、所述n型gan层、所述多量子阱层、所述p型gan层后至所述p电极层,以在所述p电极层上形成若干独立的发光台面;
18、其中,所述发光台面包括依次层叠的p型gan层、多量子阱层、n型gan层、掩膜层。
19、优选地,所述步骤四具体包括:
20、采用溶液腐蚀法对刻蚀后的所述发光台面侧进行粗化,以使得所述发光台面的侧壁粗化,其中,粗化腐蚀溶液为氢氧化钾溶液或磷酸溶液中的一种;
21、采用缓冲氧化物刻蚀液去除所述发光台面表面的掩膜层,其中,所述缓冲氧化物刻蚀液为氢氟酸溶液与氟化铵溶液构成的混合腐蚀液。
22、优选地,所述步骤五具体包括:
23、在去除掩膜层后,在所述p电极层上选取部分区域,自所述p电极层向靠近所述cmos驱动晶圆的方向进行离子束刻蚀;
24、依次刻蚀所述p电极层、所述第一键合层、所述第二键合层后至所述cmos驱动晶圆表面,以在所述发光台面底部形成连接台面,所述连接台面的尺寸大于所述发光台面的尺寸,进而在所述cmos驱动晶圆上得到若干相互独立的微显示单元;
25、其中,所述微显示单元包括依次层叠的第二键合层、第一键合层、p电极层、p型gan层、多量子阱层、n型gan层。
26、优选地,所述步骤六具体包括:
27、在形成若干相互独立的微显示单元的外延结构表面沉积钝化层,并对所述n型gan层表面的钝化层进行刻蚀开孔,形成电极通孔;
28、在所述钝化层和所述电极通孔表面沉积电流扩展层,在所述电流扩展层表面蒸镀互联金属层,并将所述微显示单元上的互联金属层去除,以在若干所述微显示单元之间形成连接金属层。
29、优选地,所述钝化层由sio2或sin或sion中的一种制成,所述钝化层的厚度为150nm-300nm;
30、所述电流扩展层由ito、izo、niau合金、石墨烯中的一种制成,所述电流扩展层的厚度为20nm-300nm。
31、本专利技术另一方面提供一种微显示芯片,采用上述任意一项微显示芯片制备方法制备得到。
...
【技术保护点】
1.一种微显示芯片制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的微显示芯片制备方法,其特征在于,在所述步骤一中,所述发光结构包括依次沉积在所述生长衬底上的缓冲层、N型GaN层、多量子阱层、P型GaN层,所述P电极层为ITO或Pt中的一种制成,所述第一键合层为Cr、Ti、Pt、Ni、Sn、Au组合形成的合金层,所述第一键合层的厚度为0.3μm-0.5μm。
3.根据权利要求2所述的微显示芯片制备方法,其特征在于,在所述步骤二中,所述第二键合层的组成元素与所述第一键合层的相同,所述第二键合层的厚度与所述第一键合层的相同。
4.根据权利要求1所述的微显示芯片制备方法,其特征在于,所述CMOS驱动晶圆内预设有微显示阵列驱动电路,所述第二键合层与所述CMOS驱动晶圆表面的金属触点连通,所述第一键合层和所述第二键合层通过热压键合的方式连接。
5.根据权利要求2所述的微显示芯片制备方法,其特征在于,所述步骤三具体包括:
6.根据权利要求1所述的微显示芯片制备方法,其特征在于,所述步骤四具体包括:
7.根据权
8.根据权利要求7所述的微显示芯片制备方法,其特征在于,所述步骤六具体包括:
9.根据权利要求8所述的微显示芯片制备方法,其特征在于,
10.一种微显示芯片,其特征在于,根据权利要求1~9任意一项所述的微显示芯片制备方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种微显示芯片制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的微显示芯片制备方法,其特征在于,在所述步骤一中,所述发光结构包括依次沉积在所述生长衬底上的缓冲层、n型gan层、多量子阱层、p型gan层,所述p电极层为ito或pt中的一种制成,所述第一键合层为cr、ti、pt、ni、sn、au组合形成的合金层,所述第一键合层的厚度为0.3μm-0.5μm。
3.根据权利要求2所述的微显示芯片制备方法,其特征在于,在所述步骤二中,所述第二键合层的组成元素与所述第一键合层的相同,所述第二键合层的厚度与所述第一键合层的相同。
4.根据权利要求1所述的微显示芯片制备方法,其特征在于,所述cmos驱动晶圆内预设有微显...
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