一种Micro-LED器件的制备方法

一种micro-led器件的制备方法
技术领域
1.本发明涉及半导体工艺领域，尤其是一种micro-led器件的制备方法。


背景技术：

2.iii-v族化合物如氮化镓(gan)、氮化铝(aln)、铟镓氮(ingan)等作为第三代半导体材料中的代表，具有优秀的物理和化学性质。其中氮化镓作为目前研究最广泛的iii-v族氮化物，具有宽禁带、耐高温、高饱和电子速率、高击穿场强以及化学稳定性高等特点。凭借这些优异的特性，iii-v族氮化物能够制作出性能优异的紫外可见光发光器件、紫外探测器、高温高频率大功率电子器件，被广泛应用于led照明和显示、紫外探测、射频微波等领域。
3.目前干法蚀刻是制备氮化镓基micro-led的主流手段。在干法蚀刻过程中会产生等离子体，包括大量带电粒子和少量非带电粒子。这些等离子体被共同引向无阻挡的氮化镓表面进行物理轰击和化学蚀刻，不可避免地会在器件边缘产生非确定的侧壁损伤，在侧壁表面引入大量悬挂键，从而影响micro-led器件的性能(duiying)；此外，氮化镓基micro-led制备流程中一般采用引线键合的电气互联方式。在100～500的高i/o数的引线键合中，ic芯片的焊盘中心距最小为35μm，且引线键合会增大信号延时。因此，引线键合的电气互联方式局限了高分辨率的micro-led器件的制备；在micro-led器件制备过程中，由于衬底和外延薄膜之间存在着比较严重的晶格失配和热失配等问题，导致在外延生长过程中会引入高密度的缺陷和较大的应力，严重限制了iii-v族氮化物器件的性能提高。因此在蓝宝石衬底上生长氮化物外延阵列薄膜后，通常需要去除生长衬底。目前主流的生长衬底去除方法是使用激光将外延薄膜从生长衬底上剥离出来，但是激光剥离会对外延结构造成损伤，并且剥离的表面平整性和均匀性较差，严重影响了在外延结构上制作的器件性能；此外，目前的micro-led器件制备方法难以实现micro-led器件的量产。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种micro-led器件的制备方法。
5.本发明实施例所采取的技术方案是：
6.一种micro-led器件的制备方法，包括以下步骤：
7.清洗第一衬底和第二衬底；
8.采用外延生长方法在所述第一衬底上生长第一外延层，采用所述外延生长方法在所述第二衬底上生长第二外延层，所述外延生长方法包括金属有机物化学气相沉积、分子束外延和氢化物气相外延中的任意一种；
9.在所述第一外延层远离所述第一衬底的一侧生长预设图形阵列的第一牺牲层，在所述第二外延层远离所述第二衬底的一侧生长所述预设图形阵列的第二牺牲层，所述第一牺牲层和所述第二牺牲层采用重掺杂的n型gan层；
10.采用侧向外延生长在所述第一牺牲层远离所述第一外延层的一侧生长第一目标
层，采用侧向外延生长在所述第二牺牲层远离所述第二外延层的一侧生长第二目标层，所述第一目标层和所述第二目标层为阵列化的伞状结构，所述伞状结构互相隔离；
11.在所述第一目标层上制备micro-led阵列，在所述第二目标层上制备hemt阵列；
12.将所述micro-led阵列与所述hemt阵列进行对准键合，生成集成器件阵列；
13.对所述集成器件阵列进行电化学湿法腐蚀，去除所述第一衬底、所述第一外延层和所述第一牺牲层，完成micro-led器件的制备。
14.作为一种可选的实施方式，所述第一外延层包括第一成核层、电流拓展层、阻挡层和第三牺牲层，所述第一成核层采用未掺杂的gan层，所述电流拓展层采用n型掺杂的gan层，所述阻挡层采用未掺杂的gan层，所述第三牺牲层采用低掺杂的n型gan层；
15.所述采用外延生长方法在所述第一衬底上生长第一外延层，包括：
16.在所述第一衬底上生长所述第一成核层；
17.在所述第一成核层远离所述第一衬底的一侧生长所述电流拓展层；
18.在所述电流拓展层远离所述第一成核层的一侧生长所述阻挡层；
19.在所述阻挡层远离所述电流拓展层的一侧生长所述第三牺牲层；
20.所述第二外延层包括第二成核层和第四牺牲层，所述第二成核层采用未掺杂的gan层，所述第四牺牲层采用低掺杂的n型gan层；
21.所述采用外延生长方法在所述第二衬底上生长第二外延层，包括：
22.在所述第二衬底上生长所述第二成核层；
23.在所述第二成核层远离所述第二衬底的一侧生长所述第四牺牲层。
24.作为一种可选的实施方式，所述在所述第一外延层远离所述第一衬底的一侧生长预设图形阵列的第一牺牲层，包括：
25.在所述第一外延层远离所述第一衬底的一侧沉积第一介质层；
26.根据所述预设图形阵列对所述第一介质层进行图形化处理，生成第一生长窗口，所述第一生长窗口暴露所述第一外延层的表面；
27.采用金属有机化学气相沉积系统在所述第一生长窗口中生长所述第一牺牲层，所述第一牺牲层的厚度小于所述第一介质层的厚度；
28.所述在所述第二外延层远离所述第二衬底的一侧生长所述预设图形阵列的第二牺牲层，包括：
29.在所述第二外延层远离所述第二衬底的一侧沉积第二介质层；
30.根据所述预设图形阵列对所述第二介质层进行图形化处理，生成第二生长窗口，所述第二生长窗口暴露所述第二外延层的表面；
31.采用金属有机化学气相沉积系统在所述第二生长窗口中生长所述第二牺牲层，所述第二牺牲层的厚度小于所述第二介质层的厚度。
32.作为一种可选的实施方式，所述根据所述预设图形阵列对所述第一介质层进行图形化处理，生成第一生长窗口，包括：
33.在所述第一介质层远离所述第一外延层的一侧旋涂第一光刻胶；
34.通过曝光显影工艺在所述第一光刻胶上形成所述预设图形阵列；
35.采用干法刻蚀对所述第一光刻胶的曝光区域进行刻蚀后，采用丙酮去除剩余的所述第一光刻胶并清洗，生成所述第一生长窗口。
36.作为一种可选的实施方式，所述根据所述预设图形阵列对所述第二介质层进行图形化处理，生成第二生长窗口，包括：
37.在所述第二介质层远离所述第二外延层的一侧旋涂第二光刻胶；
38.通过曝光显影工艺在所述第二光刻胶上形成所述预设图形阵列；
39.采用干法刻蚀对所述第二光刻胶的曝光区域进行刻蚀后，采用丙酮去除剩余的所述第二光刻胶并清洗，生成所述第二生长窗口。
40.作为一种可选的实施方式，所述采用侧向外延生长在所述第一牺牲层远离所述第一外延层的一侧生长第一目标层，包括：
41.在所述第一牺牲层远离所述第一外延层的一侧生长第一氮化物外延结构，在所述第一氮化物外延结构高出所述第一生长窗口部分进行侧向外延生长；
42.在所述第一氮化物外延结构互相触碰连结之前停止生长，并腐蚀所述第一介质层，得到所述第一目标层；
43.所述采用侧向外延生长在所述第二牺牲层远离所述第二外延层的一侧生长第二目标层，包括：
44.在所述第二牺牲层远离所述第二外延层的一侧生长第二氮化物外延结构，在所述第二氮化物外延结构高出所述第二生长窗口部分进行侧向外延生长；
45.在所述第二氮化物外延结构互相触碰连结之前停止生长，并腐蚀所述第二介质层，得到所述第二目标层。
46.作为一种可选的实施方式，所述在所述第一目标层上制备micro-led阵列，包括：
47.通过光刻和刻蚀工艺在所述第一目标层的各个阵列单元上形成n区台阶和p区；
48.在所述p区上制备ito薄膜；
49.在所述ito薄膜上以及所述n区台阶上沉积镍/金层；
50.在所述镍/金层上制备钝化层，完成所述micro-led阵列的制备；
51.所述在所述第二目标层上制备hemt阵列，包括：
52.在所述第二目标层的各个阵列单元上形成源极、漏极和栅极，完成所述hemt阵列的制备。
53.作为一种可选的实施方式，所述将所述micro-led阵列与所述hemt阵列进行对准键合，生成集成器件阵列，包括：
54.在所述micro-led阵列上以及所述hemt阵列的各个阵列单元的源极和漏极上沉积键合金属层；
55.通过所述键合金属层将所述micro-led阵列与所述hemt阵列进行对准键合，生成所述集成器件阵列。
56.作为一种可选的实施方式，在所述在所述micro-led阵列上以及所述hemt阵列的各个阵列单元的源极和漏极上沉积键合金属层这一步骤之前，所述的一种micro-led器件的制备方法还包括：
57.在所述第一目标层的表面边缘处设置遮蔽层；
58.在所述遮蔽层不接触所述第一目标层的表面上覆盖一层保护层，所述保护层包括光刻胶和生料带中的任意一种。
59.作为一种可选的实施方式，所述对所述集成器件阵列进行电化学湿法腐蚀，去除
所述第一衬底、所述第一外延层和所述第一牺牲层，完成micro-led器件的制备，包括：
60.去除所述保护层，并采用刻蚀工艺将所述遮蔽层刻蚀至暴露出所述第一牺牲层；
61.在所述遮蔽层暴露的所述第一牺牲层上沉积电极层，所述电极层采用银；
62.将沉积了所述电极层后的所述集成器件阵列设置于电化学湿法腐蚀装置的阳极，将所述阳极与所述电极层接触，并将所述电极层以外的所述集成器件阵列以及所述电化学湿法腐蚀装置的阴极浸泡在腐蚀电解液中，所述阴极采用铂片电极；
63.将所述电化学湿法腐蚀装置通电，对所述集成器件阵列进行电化学湿法腐蚀，腐蚀所述第一牺牲层后自动释放所述第一衬底和所述第一外延层，完成所述micro-led器件的制备。
64.本发明实施例的micro-led器件的制备方法，通过采用外延生长方法在第一衬底上生长第一外延层，在第二衬底上生长第二外延层，进而在第一外延层上生长第一牺牲层，在第二外延层上生长第二牺牲层，并采用侧向外延生长在第一牺牲层上生长第一目标层后制备micro-led阵列，在第二牺牲层上生长第二目标层后制备hemt阵列，在制备过程中不会对器件造成侧壁损伤，也不会引入大量的悬挂键，降低了位错密度；通过将micro-led阵列与hemt阵列进行对准键合，实现了倒装键合的效果，解决了传统方法中采用引线键合实现电气互联带来的信号延时问题；通过电化学湿法腐蚀去除第一衬底、第一外延层和第一牺牲层，降低了剥离过程中对外延结构的损伤，提升了剥离后器件的表面平整性和均匀性；通过将micro-led阵列与hemt阵列进行对准键合以及电化学湿法腐蚀工艺实现了micro-led的巨量转移，给micro-led器件的量产提供了基础。
附图说明
65.图1为本发明实施例micro-led器件的制备方法流程图
66.图2为本发明实施例micro-led器件的第一外延层及第一介质层的结构示意图；
67.图3为本发明实施例micro-led器件的第一生长窗口示意图；
68.图4为本发明实施例micro-led器件的制备方法的第一介质层上的刻蚀区域示意图；
69.图5为本发明实施例micro-led器件的第一牺牲层的结构示意图；
70.图6为本发明实施例micro-led器件的制备方法的第一目标层生长示意图；
71.图7为本发明实施例micro-led器件的micro-led阵列和hemt阵列的结构示意图；
72.图8为本发明实施例micro-led器件的键合金属层的结构示意图；
73.图9为本发明实施例micro-led器件的集成器件阵列的结构示意图；
74.图10为本发明实施例micro-led器件的制备方法的电化学湿法腐蚀装置示意图；
75.图11为本发明实施例micro-led器件的结构示意图。
76.附图标记：201、第一衬底；202、第一成核层；203、电流拓展层；204阻挡层；205、第三牺牲层；206、第一介质层；501、第一牺牲层；601、第一目标层；701、micro-led阵列；702、hemt阵列；801、键合金属层。
具体实施方式
77.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的
附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
78.本技术的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
79.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
80.目前干法蚀刻是制备氮化镓基micro-led的主流手段。在干法蚀刻过程中会产生等离子体，包括大量带电粒子和少量非带电粒子。这些等离子体被共同引向无阻挡的氮化镓表面进行物理轰击和化学蚀刻，不可避免地会在器件边缘产生非确定的侧壁损伤，在侧壁表面引入大量悬挂键，从而影响micro-led器件的性能(duiying)；此外，氮化镓基micro-led制备流程中一般采用引线键合的电气互联方式。在100～500的高i/o数的引线键合中，ic芯片的焊盘中心距最小为35μm，且引线键合会增大信号延时。因此，引线键合的电气互联方式局限了高分辨率的micro-led器件的制备；在micro-led器件制备过程中，由于衬底和外延薄膜之间存在着比较严重的晶格失配和热失配等问题，导致在外延生长过程中会引入高密度的缺陷和较大的应力，严重限制了iii-v族氮化物器件的性能提高。因此在蓝宝石衬底上生长氮化物外延阵列薄膜后，通常需要去除生长衬底。目前主流的生长衬底去除方法是使用激光将外延薄膜从生长衬底上剥离出来，但是激光剥离会对外延结构造成损伤，并且剥离的表面平整性和均匀性较差，严重影响了在外延结构上制作的器件性能；此外，目前的micro-led器件制备方法难以实现micro-led器件的量产。为此，本发明实施例提出了一种micro-led器件的制备方法，通过采用外延生长方法在第一衬底上生长第一外延层，在第二衬底上生长第二外延层，进而在第一外延层上生长第一牺牲层，在第二外延层上生长第二牺牲层，并采用侧向外延生长在第一牺牲层上生长第一目标层后制备micro-led阵列，在第二牺牲层上生长第二目标层后制备hemt阵列，在制备过程中不会对器件造成侧壁损伤，也不会引入大量的悬挂键，降低了位错密度；通过将micro-led阵列与hemt阵列进行对准键合，实现了倒装键合的效果，解决了传统方法中采用引线键合实现电气互联带来的信号延时问题；通过电化学湿法腐蚀去除第一衬底、第一外延层和第一牺牲层，降低了剥离过程中对外延结构的损伤，提升了剥离后器件的表面平整性和均匀性；通过将micro-led阵列与hemt阵列进行对准键合以及电化学湿法腐蚀工艺实现了micro-led的巨量转移，给micro-led器件的量产提供了基础。
81.如图1所示，本发明实施例提出了一种micro-led器件的制备方法，该制备方法包括以下步骤s101-s107：
82.s101、清洗第一衬底201和第二衬底；
83.其中，在本发明的实施例中，第一衬底201和第二衬底包括蓝宝石衬底、gan衬底、si衬底和sic衬底中的任意一种。
84.可选地，在本发明的一个实施例中，第一衬底201和第二衬底采用蓝宝石衬底。
85.s102、采用外延生长方法在第一衬底201上生长第一外延层，采用外延生长方法在第二衬底上生长第二外延层；
86.其中，外延生长方法包括金属有机物化学气相沉积(mocvd)、分子束外延(mbe)和氢化物气相外延(hvpe)中的任意一种。
87.可选地，在本发明的一个实施例中，将经过标准清洗工艺处理的蓝宝石衬底(第一衬底和第二衬底)放入金属有机化学气相沉积系统反应室，采用mocvd在第一沉底上生长第一外延层，在第二衬底上生长第二外延层。
88.具体地，参照图2，在本发明的实施例中，第一外延层包括第一成核层202、电流拓展层203、阻挡层204和第三牺牲层205，其中，第一成核层202采用未掺杂的gan层，电流拓展层203采用n型掺杂的gan层，阻挡层204采用未掺杂的gan层，第三牺牲层205采用低掺杂的n型gan层。采用外延生长方法在第一衬底上生长第一外延层具体包括以下步骤：
89.1)在第一衬底201上生长第一成核层202；
90.可选地，第一成核层202的厚度为0.3μm～2μm。
91.2)在第一成核层202远离第一衬底201的一侧生长电流拓展层203；
92.可选地，电流拓展层203的厚度为0.2μm～4.5μm，其中采用的n型掺杂的gan层的掺杂浓度为3
×
10
18
cm-3
～7
×
10
18
cm-3
，掺杂原子为si。
93.3)在电流拓展层203远离第一成核层202的一侧生长阻挡层204；
94.可选地，阻挡层204的厚度为0.24μm～0.5μm。
95.4)在阻挡层204远离电流拓展层203的一侧生长第三牺牲层205。
96.可选地，第三牺牲层205的厚度为500nm，其中采用的低掺杂的n型gan层的掺杂浓度为1
×
10
19
cm-3
。
97.具体地，在本发明的实施例中，第二外延层包括第二成核层和第四牺牲层，第二成核层采用未掺杂的gan层，第四牺牲层采用低掺杂的n型gan层。采用外延生长方法在第二衬底上生长第二外延层具体包括以下步骤：
98.1)在第二衬底上生长第二成核层；
99.可选地，第二成核层的厚度为0.3μm～2μm。
100.2)在第二成核层远离第二衬底的一侧生长第四牺牲层。
101.可选地，第四牺牲层的厚度为500nm，其中采用的低掺杂的n型gan层的掺杂浓度为1
×
10
19
cm-3
。
102.s103、在第一外延层远离第一衬底201的一侧生长预设图形阵列的第一牺牲层501，在第二外延层远离第二衬底的一侧生长预设图形阵列的第二牺牲层；
103.其中，第一牺牲层501和第二牺牲层采用重掺杂的n型gan层。
104.在本发明的实施例中，通过设置预设图形阵列的第一牺牲层501和第二牺牲层，提升了后续步骤中电化学湿法腐蚀的速率，有利于电流优先腐蚀第一牺牲层501(和第二牺牲层)。
105.可选地，第一牺牲层501和第二牺牲层采用的重掺杂的n型gan层的掺杂浓度为2
×
10
19
cm-3
，掺杂原子为si。
106.具体地，在本发明的实施例中，在第一外延层远离第一衬底的一侧生长预设图形阵列的第一牺牲层501具体包括以下步骤：
107.1)在第一外延层远离第一衬底的一侧沉积第一介质层；
108.具体地，参照图2，在第一外延层远离第一衬底的一侧沉积第一介质层206。可选地，第一介质层206的材料采用sio2和sin
x
中的任意一种。
109.可选地，第一介质层206的沉积方法采用等离子增强化学气相沉积(pecvd)、低压化学气相沉积(lpcvd)和磁控溅射沉积中的任意一种，第一介质层206的厚度为0.2μm～2μm。
110.可选地，在本发明的一个实施例中，采用pecvd在第一外延层远离第一衬底201的一侧沉积1.2μm的sio2作为第一介质层206。
111.2)根据预设图形阵列对第一介质层206进行图形化处理，生成第一生长窗口；
112.具体地，参照图3，根据预设图形阵列对第一介质层进行图形化处理，去除部分的第一介质层，使得第一生长窗口暴露第一外延层的表面，在第一介质层上形成预设图形阵列的第一生长窗口。
113.可选地，预设图形阵列采用周期排列的圆形，圆形的直径为5μm～100μm，圆形之间的间距为5μm～50μm。
114.在本发明的实施例中，第一生长窗口的生成包括以下步骤：
115.a.在第一介质层206远离第一外延层的一侧旋涂第一光刻胶；
116.具体地，通过匀胶机在第一介质层远离第一外延层的一侧旋涂第一光刻胶。
117.b.通过曝光显影工艺在第一光刻胶上形成预设图形阵列；
118.可选地，在本发明的一个实施例中，采用的预设图形阵列中的圆形直径为50μm，圆形之间的间距为10μm。完成光刻后，采用显影液进行处理，使得第一光刻胶的曝光区域暴露。
119.c.采用干法刻蚀对第一光刻胶的曝光区域进行刻蚀后，采用丙酮去除剩余的第一光刻胶并清洗，生成第一生长窗口。
120.可选地，本发明实施例采用电感耦合等离子体(icp)刻蚀系统对第一光刻胶的曝光区域进行刻蚀，刻蚀深度为1.2μm，以使第一生长窗口暴露第一外延层的表面。图4示出了本发明实施例的刻蚀区域401。
121.具体地，刻蚀完成后采用丙酮去除剩余的第一光刻胶并采用稀hcl进行清洗，生成第一生长窗口，如图3所示。
122.3)采用金属有机化学气相沉积系统在第一生长窗口中生长第一牺牲层501。
123.其中，参照图5，第一牺牲层501的厚度小于第一介质层206的厚度。可选地，第一牺牲层501的厚度为10nm。
124.可以理解的是，通过使第一牺牲层501的厚度小于第一介质层206的厚度，使得第一牺牲层501为周期性排列的圆柱，同时第一介质层206中仍然保有周期排列的图形化生长窗口，以便于后续生长阵列化的伞状结构的第一目标层601。
125.具体地，在本发明的实施例中，在第二外延层远离第二衬底的一侧生长预设图形阵列的第二牺牲层具体包括以下步骤：
126.1)在第二外延层远离第二衬底的一侧沉积第二介质层；
127.具体地，在第二外延层远离第二衬底的一侧沉积第二介质层。可选地，第二介质层的材料采用sio2和sin
x
中的任意一种。
128.可选地，第二介质层的沉积方法采用等离子增强化学气相沉积(pecvd)、低压化学气相沉积(lpcvd)和磁控溅射沉积中的任意一种，第二介质层的厚度为0.2μm～2μm。
129.可选地，在本发明的一个实施例中，采用pecvd在第二外延层远离第二衬底的一侧沉积1.2μm的sio2作为第二介质层。
130.2)根据预设图形阵列对第二介质层进行图形化处理，生成第二生长窗口；
131.具体地，根据预设图形阵列对第二介质层进行图形化处理，去除部分的第二介质层，使得第二生长窗口暴露第二外延层的表面，在第二介质层上形成预设图形阵列的第二生长窗口。
132.可选地，预设图形阵列采用周期排列的圆形，圆形的直径为5μm～100μm，圆形之间的间距为5μm～50μm。
133.在本发明的实施例中，第二生长窗口的生成包括以下步骤：
134.a.在第二介质层远离第二外延层的一侧旋涂第二光刻胶；
135.具体地，通过匀胶机在第二介质层远离第二外延层的一侧旋涂第二光刻胶。
136.b.通过曝光显影工艺在第二光刻胶上形成预设图形阵列；
137.可选地，在本发明的一个实施例中，采用的预设图形阵列中的圆形直径为50μm，圆形之间的间距为10μm。完成光刻后，采用显影液进行处理，使得第二光刻胶的曝光区域暴露。
138.c.采用干法刻蚀对第二光刻胶的曝光区域进行刻蚀后，采用丙酮去除剩余的第二光刻胶并清洗，生成第二生长窗口。
139.可选地，本发明实施例采用电感耦合等离子体(icp)刻蚀系统对第二光刻胶的曝光区域进行刻蚀，刻蚀深度为1.2μm，以使第二生长窗口暴露第二外延层的表面。
140.具体地，刻蚀完成后采用丙酮去除剩余的第二光刻胶并采用稀hcl进行清洗，生成第二生长窗口。
141.3)采用金属有机化学气相沉积系统在第二生长窗口中生长第二牺牲层。
142.其中，第二牺牲层的厚度小于第二介质层的厚度。可选地，第二牺牲层的厚度为10nm。
143.可以理解的是，通过使第二牺牲层的厚度小于第二介质层的厚度，使得第二牺牲层为周期性排列的圆柱，同时第二介质层中仍然保有周期排列的图形化生长窗口，以便于后续生长阵列化的伞状结构的第二目标层。
144.s104、采用侧向外延生长在第一牺牲层501远离第一外延层的一侧生长第一目标层601，采用侧向外延生长在第二牺牲层远离第二外延层的一侧生长第二目标层；
145.其中，第一目标层601和第二目标层为阵列化的伞状结构，伞状结构互相隔离。
146.可选地，采用mocvd在第一牺牲层501远离第一外延层的一侧生长第一目标层601，采用mocvd在第二牺牲层远离第二外延层的一侧生长第二目标层。
147.具体地，在第一目标层601和第二目标层的生长过程中，利用晶体生长的各向异性，通过控制工艺参数使得第一目标层601仅在第一牺牲层501上生长，使得第二目标层仅
在第二牺牲层上生长，同时抑制第一目标层601在第一介质层206表面成核，抑制第二目标层在第二介质层表面成核；通过控制生长条件，使得第一目标层601和第二目标层侧向外延以形成互相隔离的阵列化的伞状结构，即每个伞状结构为一个孤岛。
148.参照图6，在本发明的实施例中，采用侧向外延生长在第一牺牲层501远离第一外延层的一侧生长第一目标层601具体包括以下步骤：
149.1)在第一牺牲层501远离第一外延层的一侧生长第一氮化物外延结构，在第一氮化物外延结构高出第一生长窗口部分进行侧向外延生长；
150.2)在第一氮化物外延结构互相触碰连结之前停止生长，并腐蚀第一介质层206，得到第一目标层601。
151.在本发明的实施例中，采用侧向外延生长在第二牺牲层远离第二外延层的一侧生长第二目标层具体包括以下步骤：
152.1)在第二牺牲层远离第二外延层的一侧生长第二氮化物外延结构，在第二氮化物外延结构高出第二生长窗口部分进行侧向外延生长；
153.2)在第二氮化物外延结构互相触碰连结之前停止生长，并腐蚀第二介质层，得到第二目标层。
154.可选地，在本发明的一个实施例中，第一目标层和第二目标层的厚度为2.2μm。
155.可以理解的是，第一目标层601和第二目标层的下部分(如在本发明的一个实施例中生长厚度低于1.1μm部分)为周期性排列的圆柱，上部分(如在本发明的一个实施例中生长厚度高于1.1μm部分)为直径大于第一生长窗口和第二生长窗口的空洞直径的阵列，如图6所示。
156.在本发明的实施例中，采用氢氟酸(hf)溶液或者缓冲氧化物刻蚀(boe)溶液腐蚀第一介质层和第二介质层。
157.s105、在第一目标层601上制备micro-led阵列701，在第二目标层上制备hemt阵列702；
158.具体地，在本发明的实施例中，在第一目标层601上制备micro-led阵列701具体包括以下步骤：
159.1)通过光刻和刻蚀工艺在第一目标层601的各个阵列单元上形成n区台阶和p区；
160.2)在p区上制备ito薄膜；
161.具体地，电子束蒸发或磁控溅射在p区上制备ito薄膜，并进行退火处理。
162.3)在ito薄膜上以及n区台阶上沉积镍/金层；
163.具体地，在p区和n区上利用电子束蒸发或热蒸镀沉积ni(10nm)/au(30nm)，作为欧姆接触。
164.4)在镍/金层上制备钝化层，完成micro-led阵列701的制备。
165.可选地，采用pecvd制备sio2作为钝化层。
166.具体地，在本发明的实施例中，在第二目标层上制备hemt阵列702具体包括以下步骤：
167.在第二目标层的各个阵列单元上形成源极、漏极和栅极，完成hemt阵列702的制备。
168.图7示出了本发明实施例制备得到的micro-led阵列701和hemt阵列702。
169.s106、将micro-led阵列与hemt阵列进行对准键合，生成集成器件阵列；
170.具体地，在本发明的实施例中，采用ausn合金作为键合金属完成micro-led阵列与hemt阵列的金属共晶键合(键合金属层801)。
171.具体包括以下步骤：
172.1)在micro-led阵列上以及hemt阵列的各个阵列单元的源极和漏极上沉积键合金属层801；
173.具体地，参照图8，使用真空热蒸镀设备分别在micro-led阵列701上(各个阵列单元的n区和p区)以及hemt阵列702的各个阵列单元的源极和漏极上沉积厚度为50nm(范围为10nm～100nm)的ti和厚度为2μm(范围为2μm～15μm)的ausn合金。其中，沉积的金属作为键合工艺中的键合金属层801，键合金属层801对光的反射作用能提高转移键合后micro-led的出光效率，键合金属的高热导率也能提高micro-led和hemt的散热效率。
174.2)通过键合金属层801将micro-led阵列701与hemt阵列702进行对准键合，生成集成器件阵列。
175.其中，图9示出了本发明实施例生成的集成器件阵列。可以理解的是，在本发明的一个实施例中，可以通过设计micro-led外延结构和hemt外延结构的掩膜版，实现主动寻址或被动寻址的寻址方式。
176.具体地，在400℃的温度下使用0.98mpa的压力键合30分钟，完成micro-led阵列701与hemt阵列702的对准键合，生成集成器件阵列。
177.在本发明的实施例中，在沉积键合金属层801之前还包括以下步骤：
178.1)在第一目标层601的表面边缘处设置遮蔽层，其中，遮蔽层用于在后续步骤电化学湿法腐蚀(步骤s107)中实现遮蔽效果；
179.2)在遮蔽层不接触第一目标层601的表面上覆盖一层保护层，其中，保护层包括光刻胶和生料带中的任意一种。
180.s107、对集成器件阵列进行电化学湿法腐蚀，去除第一衬底201、第一外延层和第一牺牲层501，完成micro-led器件的制备。
181.具体地，对集成器件阵列进行电化学湿法腐蚀，腐蚀第一牺牲层501，使得第一目标层701及以上的结构从第一衬底201、第一外延层和第一牺牲层501上释放，实现micro-led阵列外延薄膜的剥离。
182.在本发明的实施例中，步骤s107具体包括以下步骤：
183.1)去除保护层，并采用刻蚀工艺将遮蔽层刻蚀至暴露出第一牺牲层501；
184.2)在遮蔽层暴露的所述第一牺牲层501上沉积电极层，电极层采用银；
185.3)参照图10，将沉积了电极层后的集成器件阵列设置于电化学湿法腐蚀装置的阳极，将阳极与电极层接触，并将电极层以外的集成器件阵列以及电化学湿法腐蚀装置的阴极浸泡在腐蚀电解液中，阴极采用铂片电极，以提升电化学湿法腐蚀过程的稳定性；
186.4)将电化学湿法腐蚀装置通电，对集成器件阵列进行电化学湿法腐蚀，腐蚀第一牺牲层501后自动释放第一衬底201和第一外延层，完成micro-led器件的制备。
187.其中，腐蚀电解液采用h2c2o4溶液、edta-4na溶液、hno3溶液和k2so4溶液中的任意一种，根据对准键合的工艺选择对应的电解液。腐蚀过程中采用的腐蚀电压为10～30v，腐蚀时间为0.5h～9h。
188.可选地，在本发明的一个实施例中，电解液为0.3m的h2c2o4溶液溶液，腐蚀电压为16v，腐蚀时间为0.5h。
189.图11示出了本发明实施例制备得到的micro-led器件。
190.可以理解的是，还可利用电化学湿法腐蚀剥离micro-led器件的第二衬底，并将剥离第二衬底后的micro-led器件键合至其他异质衬底上。
191.综上所述，本发明实施例的micro-led器件的制备方法，通过采用外延生长方法在第一衬底上生长第一外延层，在第二衬底上生长第二外延层，进而在第一外延层上生长第一牺牲层，在第二外延层上生长第二牺牲层，并采用侧向外延生长在第一牺牲层上生长第一目标层后制备micro-led阵列，在第二牺牲层上生长第二目标层后制备hemt阵列，在制备过程中不会对器件造成侧壁损伤，也不会引入大量的悬挂键，降低了位错密度；通过将micro-led阵列与hemt阵列进行对准键合，实现了倒装键合的效果，解决了传统方法中采用引线键合实现电气互联带来的信号延时问题；通过电化学湿法腐蚀去除第一衬底、第一外延层和第一牺牲层，降低了剥离过程中对外延结构的损伤，提升了剥离后器件的表面平整性和均匀性；通过将micro-led阵列与hemt阵列进行对准键合以及电化学湿法腐蚀工艺实现了micro-led的巨量转移，给micro-led器件的量产提供了基础。
192.以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。