Micro-LED芯片及其制备方法与流程

本发明涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种micro-led芯片及其制备方法。

背景技术：

1、micro-led微显示技术，具有自发光特性，每一点像素都能单独驱动发光，优点包括高亮度、低功耗、体积小、超高分辨率与色彩饱和度等。相较于同为自发光显示的oled技术，micro-led不仅效率较高、寿命较长，材料不易受到环境影响而相对稳定，也能避免产生残影现象，所以micro-led显示技术是未来的发展趋势，具有很大的市场前景。

2、基于micro-led的显示技术中，一般以三种单色的芯片作为基本单元，即在一个micro-led封装体中集成rgb三颗micro-led芯片。而现有技术中是先分别制备三种单色的micro-led芯片，然后通过三次巨量转移实现每个封装体中含有rgb三颗micro-led芯片，巨量转移效率较低。此外，需要将rgb三颗芯片都精准地排列在预设位置，如果其中一颗发生位置偏移的异常，都会导致整个封装体失效，影响最终的良率。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种micro-led芯片的制备方法，其转移效率高，且良率高。

2、本发明还要解决的技术问题在于，提供一种micro-led芯片。

3、为了解决上述问题，本发明公开了一种micro-led芯片的制备方法，其包括以下步骤：

4、s1、提供外延片，所述外延片包括第一衬底和设于所述衬底上的蓝光外延层、绿光外延层和红光外延层；

5、s2、刻蚀所述外延片，形成多个隔离沟槽和多个导电通孔；所述隔离沟槽将所述外延片划分为蓝光发光区、绿光发光区和红光发光区；所述导电通孔位于所述蓝光发光区、绿光发光区和/或红光发光区，导电通孔用于使多个n电极和/或p电极与蓝光外延层、绿光外延层或红光外延层完成导电连接；

6、s3：在步骤s2得到的外延片上形成绝缘反射层，并将导电通孔底部的绝缘反射层去除；

7、s4：在步骤s3得到的外延片上形成p电极和n电极。

8、作为上述技术方案的改进，所述外延片包括衬底，依次层叠于所述衬底上的缓冲层、蓝光外延层、绿光外延层和红光外延层；

9、所述蓝光外延层包括依次层叠于所述缓冲层上的第一n型半导体层、蓝光mqw层和第一p型半导体层；

10、所述绿光外延层包括依次层叠于所述蓝光外延层上的第二n型半导体层、绿光mqw层和第二p型半导体层；

11、所述红光外延层包括依次层叠于所述绿光外延层上的第三n型半导体层、红光mqw层和第三p型半导体层。

12、作为上述技术方案的改进，所述第一n型半导体层、第二n型半导体层、第三n型半导体层为n型gan层；和/或

13、所述第一p型半导体层、第二p型半导体层、第三p型半导体层为p型gan层；和/或

14、所述蓝光mqw层包括交替层叠的第一ingan量子阱层和第一gan量子垒层，所述第一ingan量子阱层中in组分占比为10％～20％；和/或

15、所述绿光mqw层包括交替层叠的第二ingan量子阱层和第二gan量子垒层，所述第二ingan量子阱层中in组分占比为22％～30％；和/或

16、所述红光mqw层包括交替层叠的第三ingan量子阱层和第三gan量子垒层，所述第三ingan量子阱层中in组分占比为35％～50％。

17、作为上述技术方案的改进，步骤s2中，刻蚀形成多个刻蚀至衬底的隔离沟槽，以将所述外延片划分为蓝光发光区、绿光发光区和红光发光区；和/或

18、刻蚀形成多个刻蚀至第一n型半导体层的第一导电通孔，多个刻蚀至第一p型半导体层的第二导电通孔，多个刻蚀至第二n型半导体层的第三导电通孔，多个刻蚀至第二p型半导体层的第四导电通孔和多个刻蚀至第三n型半导体层的第五导电通孔。

19、作为上述技术方案的改进，所述绝缘反射层包括交替层叠的sio2层和tio2层，其层叠层周期数为5～50，所述sio2层的厚度为60nm～140nm，所述tio2层的厚度为30nm～100nm。

20、作为上述技术方案的改进，步骤s3中，将位于所述第三半导体层上的绝缘反射层开孔，形成刻蚀至所述第三半导体层的第六导电通孔。

21、作为上述技术方案的改进，所述p电极包括相互电隔离的第一p电极、第二p电极和第三p电极；

22、所述第一p电极通过所述第二导电通孔与所述第一p型半导体层电连接，所述第二p电极通过第四导电通孔与所述第二p型半导体层电连接，所述第三p电极通过所述第六通孔与所述第三p型半导体层电连接；

23、所述n电极通过所述第一导电通孔与所述第一n型半导体层电连接，通过所述第三导电通孔与所述第二n型半导体层电连接，通过所述第五导电通孔与所述第三n型半导体层电连接。

24、作为上述技术方案的改进，还包括以下步骤：

25、s5、将步骤s4得到的外延片键合到第二衬底上，得到第一中间体；

26、s6、剥离所述第一衬底，得到第二中间体；所述第二中间体包括第二衬底和设于第二衬底上的micro-led芯片中间体；

27、s7、将所述第二衬底上的micro-led芯片中间体转移到第三衬底上；

28、s8、在第三衬底上依次形成布线层、涂覆保护胶层、形成封装电极，得到第三中间体；

29、s9、将所述第三中间体切割、劈裂，得到micro-led芯片成品。

30、作为上述技术方案的改进，所述蓝光外延层的发光波长为450nm～470nm，所述绿光外延层的发光波长为515nm～535nm，所述红光外延层的发光波长为615nm～625nm。

31、相应的，本发明还公开了一种micro-led芯片，其由上述的micro-led芯片的制备方法制备而得。

32、实施本发明，具有如下有益效果：

33、本发明的micro-led芯片的制备方法中，在同一个外延片上同时集成了蓝光外延层、绿光外延层和红光外延层，进而通过后续设置隔离沟槽，实现了在同一个micro-led芯片上实现三种发射波长的子结构，制作出了可以发射三种波长光的集成型micro-led芯片，本发明可以将现有技术中的3次巨量转移简化成1次巨量转移，提高了生产效率，并且可以提高成品良率。

技术特征：

1.一种micro-led芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的micro-led芯片的制备方法，其特征在于，所述外延片包括衬底，依次层叠于所述衬底上的缓冲层、蓝光外延层、绿光外延层和红光外延层；

3.如权利要求2所述的micro-led芯片的制备方法，其特征在于，所述第一n型半导体层、第二n型半导体层、第三n型半导体层为n型gan层；和/或

4.如权利要求2或3所述的micro-led的制备方法，其特征在于，步骤s2中，刻蚀形成多个刻蚀至衬底的隔离沟槽，以将所述外延片划分为蓝光发光区、绿光发光区和红光发光区；和/或

5.如权利要求2或3所述的micro-led芯片的制备方法，其特征在于，所述绝缘反射层包括交替层叠的sio2层和tio2层，其层叠周期数为5～50，所述sio2层的厚度为60nm～140nm，所述tio2层的厚度为30nm～100nm。

6.如权利要求2或3所述的micro-led芯片的制备方法，其特征在于，步骤s3中，将位于所述第三半导体层上的绝缘反射层开孔，形成刻蚀至所述第三半导体层的第六导电通孔。

7.如权利要求6所述的micro-led芯片的制备方法，其特征在于，所述p电极包括相互电隔离的第一p电极、第二p电极和第三p电极；

8.如权利要求1所述的micro-led芯片的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：

9.如权利要求1所述的micro-led芯片的制备方法，其特征在于，所述蓝光外延层的发光波长为450nm～470nm，所述绿光外延层的发光波长为515nm～535nm，所述红光外延层的发光波长为615nm～625nm。

10.一种micro-led芯片，其特征在于，由如权利要求1～9任一项所述的micro-led芯片的制备方法制备而得。

技术总结本发明公开了一种Micro‑LED芯片及其制备方法，涉及半导体光电器件领域。其中，Micro‑LED芯片的制备方法包括以下步骤：S1、提供外延片，所述外延片包括第一衬底和设于所述衬底上的蓝光外延层、绿光外延层和红光外延层；S2、刻蚀所述外延片，形成多个隔离沟槽和多个导电通孔；所述隔离沟槽将所述外延片划分为蓝光发光区、绿光发光区和红光发光区；所述导电通孔位于所述蓝光发光区、绿光发光区和/或红光发光区，导电通孔用于使多个N电极和/或P电极与蓝光外延层、绿光外外延层或红光外延层完成导电连接；S3：在步骤S2得到的外延片上形成绝缘反射层，并将导电通孔底部的绝缘反射层去除；S4：在步骤S3得到的外延片上形成P电极和N电极。实施本发明，可简化Micro‑LED的转移工序，提升其良率。技术研发人员：徐洲,金钊,胡加辉,金从龙,顾伟受保护的技术使用者：江西兆驰半导体有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2