微型发光二极管器件及其制作方法、以及显示装置与流程

【】本技术涉及半导体发光，具体涉及一种微型发光二极管器件及其制作方法、以及显示装置。

背景技术

0、背景技术：

1、micro-led(micro-light emitting diode，微型发光二极管)显示技术是将传统的led(light emitting diode，发光二极管)结构进行微缩化和阵列化，并采用cmos(complementary metal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体)或tft(thin filmtransistor，薄膜晶体管)制作驱动电路，来实现对每一个像素点的定址控制和单独驱动的显示技术。

2、其中，键合作为micro-led显示技术的重要技术环节，对产品的性能起着重要作用。晶圆键合(wafer bonding)方法是目前采用较多的一种键合方法。然而，现有的晶圆键合方法存在驱动晶圆中驱动芯片使用不充分的问题。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、本技术实施例提供一种微型发光二极管器件及其制作方法、以及显示装置。

2、为了解决上述问题，本技术实施例提供了一种微型发光二极管器件的制作方法，该微型发光二极管器件的制作方法包括：提供包括多个驱动芯片的驱动晶圆；提供多个微型发光二极管芯片；将多个微型发光二极管芯片中每个微型发光二极管芯片对应键合至驱动晶圆中的驱动芯片，得到包括多个发光芯片的键合结构，每个发光芯片包括对应键合的一个微型发光二极管芯片和一个驱动芯片；对键合结构进行切割，以获得多个微型发光二极管器件，每个微型发光二极管器件包括至少一个发光芯片。

3、其中，每个微型发光二极管芯片具有第一键合面以及暴露于第一键合面的第一介质层和第一导电层，每个驱动芯片具有第二键合面以及暴露于第二键合面的第二介质层和第二导电层；将多个微型发光二极管芯片中每个微型发光二极管芯片对应键合至驱动晶圆中的驱动芯片，得到包括多个发光芯片的键合结构，包括：将多个微型发光二极管芯片中每个微型发光二极管芯片暴露于第一键合面的第一介质层与驱动晶圆中对应的驱动芯片暴露于第二键合面的第二介质层键合，并将多个微型发光二极管芯片中每个微型发光二极管芯片暴露于第一键合面的第一导电层与驱动晶圆中对应的驱动芯片暴露于第二键合面的第二导电层键合，得到包括多个发光芯片的键合结构。

4、其中，在每个发光芯片中，微型发光二极管芯片的第一键合面为微型发光二极管芯片朝向驱动芯片一侧的全部表面，驱动芯片的第二键合面为驱动芯片朝向微型发光二极管芯片一侧的全部表面，且微型发光二极管芯片的第一键合面和驱动芯片的第二键合面是无间隙连接的。

5、其中，提供多个微型发光二极管芯片，包括：提供外延叠层，外延叠层包括依次层叠设置的第一半导体层、发光层和第二半导体层；在第二半导体层背离发光层的一侧上形成第一极性电极；形成覆盖外延叠层和第一极性电极的第一介质层；在第一极性电极背离第二半导体层的一侧上，形成贯穿第一介质层的第一导电层，得到包括多个微型发光二极管芯片的发光晶圆，其中，微型发光二极管芯片的第一键合面包括第一导电层背离第一极性电极的表面、以及第一介质层背离外延叠层和第一极性电极的表面；将发光晶圆切割成多个微型发光二极管芯片。

6、其中，提供包括多个驱动芯片的驱动晶圆，包括：在衬底的一侧上形成多个驱动电路；在每个驱动电路背离衬底的一侧上，对应形成第二介质层以及贯穿第二介质层的第二导电层，以得到包括多个驱动芯片的驱动晶圆，其中，驱动芯片的第二键合面包括第二导电层背离相应驱动电路的表面、以及第二介质层背离相应驱动电路的表面。

7、其中，将多个微型发光二极管芯片中每个微型发光二极管芯片暴露于第一键合面的第一介质层与驱动晶圆中对应的驱动芯片暴露于第二键合面的第二介质层键合，并将多个微型发光二极管芯片中每个微型发光二极管芯片暴露于第一键合面的第一导电层与驱动晶圆中对应的驱动芯片暴露于第二键合面的第二导电层键合，得到包括多个发光芯片的键合结构，包括：对多个微型发光二极管芯片中每个微型发光二极管芯片的第一键合面、以及驱动晶圆中驱动芯片的第二键合面进行预处理，预处理包括活化和清洗；将多个微型发光二极管芯片中每个微型发光二极管芯片的预处理后的第一键合面与驱动晶圆中对应的驱动芯片的预处理后的第二键合面对准贴合，得到预键合结构；在预设温度下，对预键合结构施加预设压力并保持预设时间，得到包括多个发光芯片的键合结构，预设温度介于300℃和800℃之间。

8、其中，在将多个微型发光二极管芯片中每个微型发光二极管芯片对应键合至驱动晶圆中的驱动芯片，得到包括多个发光芯片的键合结构之后，制作方法还包括：在多个微型发光二极管芯片远离驱动晶圆的一侧上设置多个光学部件，得到包括多个发光芯片和多个光学部件的键合结构，每个光学部件对应一个发光芯片，并设于对应的发光芯片中微型发光二极管芯片远离驱动晶圆的一侧上；对键合结构进行切割，包括：对包括多个发光芯片和多个光学部件的键合结构进行切割。

9、其中，在多个微型发光二极管芯片远离驱动晶圆的一侧上设置多个光学部件，包括：在多个微型发光二极管芯片远离驱动晶圆的一侧上形成覆盖多个微型发光二极管芯片的光学材料层；对光学材料层进行刻蚀，以在多个微型发光二极管芯片远离驱动晶圆的一侧上形成多个光学部件。

10、其中，对键合结构进行切割，以获得多个微型发光二极管器件，包括：将键合结构切割成多个微型发光结构，每个微型发光结构包括至少一个发光芯片；将微型发光结构设置于电路板的一侧上；将微型发光结构中驱动芯片的输入/输出焊盘与电路板的焊盘电连接；形成封装胶层，封装胶层覆盖微型发光结构以及电路板的焊盘。

11、为了解决上述问题，本技术实施例还提供了一种微型发光二极管器件，该微型发光二极管器件包括：至少一个发光芯片，每个发光芯片包括对应键合的一个微型发光二极管芯片和一个驱动芯片，其中，微型发光二极管芯片具有第一键合面以及暴露于第一键合面的第一介质层和第一导电层，驱动芯片具有第二键合面以及暴露于第二键合面的第二介质层和第二导电层；并且，在每个发光芯片中，微型发光二极管芯片的暴露于第一键合面的第一介质层与驱动芯片的暴露于第二键合面的第二介质层对应键合，微型发光二极管芯片的暴露于第一键合面的第一导电层与驱动芯片的暴露于第二键合面的第二导电层对应键合。

12、其中，在每个发光芯片中，微型发光二极管芯片的第一键合面为微型发光二极管芯片朝向驱动芯片一侧的全部表面，驱动芯片的第二键合面为驱动芯片朝向微型发光二极管芯片一侧的全部表面，且微型发光二极管芯片的第一键合面和驱动芯片的第二键合面是无间隙连接的。

13、其中，微型发光二极管芯片包括：外延叠层，外延叠层包括依次层叠设置的第一半导体层、发光层和第二半导体层；第一极性电极，设于第二半导体层背离发光层的一侧上；第一介质层，覆盖外延叠层和第一极性电极；第一导电层，设于第一极性电极背离第二半导体层的一侧上，第一导电层贯穿第一介质层，并与第一极性电极电连接，第一键合面包括第一导电层背离第一极性电极的表面、以及第一介质层背离外延叠层和第一极性电极的表面。

14、其中，驱动芯片包括：衬底；驱动电路，设于衬底的一侧上；第二介质层和第二导电层，设于驱动电路背离衬底的一侧上，第二介质层覆盖驱动电路，第二导电层贯穿第二介质层，并与驱动电路电连接，第二键合面包括第二导电层背离驱动电路的表面、以及第二介质层背离驱动电路的表面。

15、其中，微型发光二极管器件还包括：至少一个光学部件，每个光学部件对应一个发光芯片，并设于对应的发光芯片中微型发光二极管芯片背离驱动芯片的一侧上。

16、其中，微型发光二极管器件还包括：电路板，至少一个发光芯片设置于电路板的一侧上；导电连接部件，被配置为将发光芯片中驱动芯片的输入/输出焊盘与电路板的焊盘电连接；封装胶层，覆盖发光芯片、导电连接部件以及电路板的焊盘。

17、为了解决上述问题，本技术实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述任一项的微型发光二极管器件的制作方法制得的微型发光二极管器件、或者包括上述任一项的微型发光二极管器件。

18、本技术的有益效果是：本技术提供的微型发光二极管器件及其制作方法、以及显示装置，通过提供包括多个驱动芯片的驱动晶圆，并提供多个微型发光二极管芯片，然后将多个微型发光二极管芯片中每个微型发光二极管芯片对应键合至驱动晶圆中的驱动芯片，得到包括多个发光芯片的键合结构，每个发光芯片包括对应键合的一个微型发光二极管芯片和一个驱动芯片，之后对键合结构进行切割，以获得多个微型发光二极管器件，每个微型发光二极管器件包括至少一个发光芯片，相比较于将发光晶圆和驱动晶圆键合的晶圆键合方法，本技术采用芯片至晶圆(die to wafer)的键合方式，将多个微型发光二极管芯片中的每一者对应键合至驱动晶圆中的驱动芯片，不仅能够实现将驱动晶圆中的每个驱动芯片均与对应的微型发光二极管芯片进行键合，更加充分利用驱动晶圆中的驱动芯片进行键合，以改善驱动晶圆中部分数量的驱动芯片未进行键合而被浪费的问题，提高了驱动晶圆单位面积的利用率和驱动晶圆中驱动芯片的利用率，减少了驱动芯片的浪费，从而降低微型发光二极管器件的物料成本。

19、并且，本技术提供的方法，键合发生在大面积晶圆和小面积芯片之间，能够改善晶圆翘曲导致的键合界面空洞问题，从而既能够提升键合位点的良率，又可以提高后续制程的稳定性，大幅提高微型发光二极管器件的良率。

20、另外，相比较于芯片至芯片(die to die)键合方法，本技术中将微型发光二极管芯片直接键合到驱动晶圆上的芯片至晶圆(die to wafer)键合方法，通过一次芯片到晶圆的键合工艺即可实现多个微型发光二极管芯片到多个驱动芯片的键合，具有更高的键合效率，因而有利于降低生产成本。