堆叠集成的微显示器件及其制备方法与流程

本发明涉及半导体，尤其涉及一种堆叠集成的微显示器件及其制备方法。

背景技术：

1、在微显示领域，为了进行彩色化显示，存在进行多色堆叠集成的需求。

2、相关技术中，如图1所示，通过在驱动晶圆端及第一层色系目标器件端进行金属镀膜，将两者通过高温金属键合互联到一起，利用半导体工艺制备第一层色系器件，填充绝缘物质，再平坦化，制备本层的另一端电极通孔的阴极触点以及与其他两层色系器件的驱动互连的阳极触点；然后，第二层色系器件与第三层色系器件采用与第一色系堆叠类似的方式与阳极互连集成；最后，在第三层色系器件的上层表面做透明电极与第一/二/三层色系器件对应的阴极触点接触，实现处于第三层色系器件上表面的透明导电层，完成多色堆叠集成的方案。

3、基于上述技术方案，每层色系器件都需要金属键合层、透明电极、绝缘层填充、平坦化、通孔电极等工艺流程，工艺复杂度高的同时，电极接触面积比较小，随着注入电流增加，由于电流面积越小，其电流密度越大，其造成透明导电层的电阻值越高，增加芯片的热量，造成芯片光电性能下降，降低器件的可靠性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种堆叠集成的微显示器件及其制备方法，其可以增加电流注入面积，减少电阻，提高器件的光电效率，实现高亮度像素单元制备。

2、为实现上述发明目的，本发明提出如下技术方案：

3、一方面，提供了一种堆叠集成的微显示器件，所述微显示器件包括驱动晶圆、设置于所述驱动晶圆之上的一层或多层显示器件层；

4、任一所述显示器件层中包括子像素、绝缘层，所述子像素远离所述驱动晶圆的一面为第一欧姆接触层，且任一显示器件层包括的所述子像素与其余显示器件层包括的所述子像素在所述驱动晶圆上的投影不重合；

5、至少一层所述显示器件层中的绝缘层填充在所述显示器件层中，且所述子像素周围的绝缘层的顶部高度不高于同层的所述子像素的第一欧姆接触层的顶部高度，以使得所述子像素的第一欧姆接触层相较于同层中周围的绝缘层，露出上表面和/或部分侧壁；

6、任一所述显示器件层中的子像素的第一欧姆接触层通过透明导电层进行共阴极连接，所述透明导电层覆设于每一显示器件层中的子像素的第一欧姆接触层之上。

7、在一种可能的实现方式中，至少一层所述显示器件层中的所述子像素周围的绝缘层的顶部高度不高于同层的子像素的第一欧姆接触层的顶部高度，且不低于同层的子像素的第一欧姆接触层的底部高度。

8、在一种可能的实现方式中，所述显示器件层的层数为至少两层；

9、在第i显示器件层之上的至少一层显示器件层所填充的绝缘层中，开设有对准于第i显示器件层中的第i子像素的区域的一个开口，以露出所述第i子像素的第一欧姆接触层；

10、所述透明导电层贴设于所述开口的表面，以与所述第i子像素的第一欧姆接触层相连接。

11、在一种可能的实现方式中，所述开口沿远离所述驱动晶圆的方向，尺寸逐渐增大。

12、在一种可能的实现方式中，在顶部的显示器件层中，绝缘层贴设于同层子像素的侧壁。

13、在一种可能的实现方式中，所述透明导电层之上设置有金属增强结构，所述金属增强结构与任一所述显示器件层中的子像素中的第二欧姆接触层在所述驱动晶圆上的投影不重合。

14、在一种可能的实现方式中，所述金属增强结构以母像素为单元设置；或，所述金属增强结构以子像素为单元设置。

15、在一种可能的实现方式中，所述驱动晶圆中包括阳极触点；

16、任一所述显示器件层中的子像素包括沿远离所述驱动晶圆的方向上堆叠的：金属键合层、第二欧姆接触层、有源层及第一欧姆接触层；

17、任一所述显示器件层中的子像素在其下层的显示器件层上的投影位置设置有金属键合层；

18、任一所述显示器件层中的子像素通过其下层的显示器件层中的金属键合层与所述驱动晶圆中的阳极触点进行阳极连接。

19、在一种可能的实现方式中，除顶层的显示器件层之外，其他显示器件层中还包括贯穿于当层显示器件层的通孔互联金属结构，所述通孔互联金属结构的底部与当层显示器件层中的金属键合层相连接，顶部与上一层显示器件层中的金属键合层相连接。

20、在一种可能的实现方式中，所述通孔互联金属结构贯穿于色系化合物中。

21、在一种可能的实现方式中，所述第一欧姆接触层的部分损伤层被去除。

22、另一方面，还提供了一种微显示器件的制备方法，所述方法用于制备如上述方面所示的微显示器件，所述方法包括：

23、准备驱动晶圆；

24、在所述驱动晶圆上键合集成一层或多层显示器件层，任一所述显示器件层中包括子像素、绝缘层，所述子像素远离所述驱动晶圆的一面为第一欧姆接触层，且任一显示器件层包括的所述子像素与其余显示器件层包括的所述子像素在所述驱动晶圆上的投影不重合，至少一层所述显示器件层中的绝缘层填充在所述显示器件层中，且所述子像素周围的绝缘层的顶部高度不高于同层的所述子像素的第一欧姆接触层的顶部高度，以使得所述子像素的第一欧姆接触层相较于同层中周围的绝缘层，露出上表面和/或部分侧壁；

25、制备透明导电层，任一所述显示器件层中的子像素的第一欧姆接触层通过所述透明导电层进行共阴极连接，所述透明导电层覆设于每一显示器件层中的子像素的第一欧姆接触层之上。

26、在一种可能的实现方式中，所述显示器件层包括：第一显示器件层；

27、所述在所述驱动晶圆上键合集成一层或多层显示器件层，包括：

28、将第一层色系化合物键合集成到所述驱动晶圆上，并对所述第一层色系化合物进行像素化制备，形成第一子像素；

29、对所述第一子像素进行绝缘介质填充，形成第一绝缘层，并将所述第一子像素的上表面和/或部分侧壁露出于所述第一绝缘层中。

30、在一种可能的实现方式中，所述显示器件层包括：第一显示器件层、第二显示器件层；

31、所述在所述驱动晶圆上键合集成一层或多层显示器件层，包括：

32、针对所述第一显示器件层，将第一层色系化合物键合集成到所述驱动晶圆上，并对所述第一层色系化合物进行像素化制备，形成第一子像素；对所述第一子像素进行绝缘介质填充，形成第一绝缘层，并对所述第一绝缘层进行平坦化至所述第一子像素的上表面露出；在所述第一绝缘层中制备与第二子像素对应的通孔互联金属结构；

33、针对所述第二显示器件层，将第二层色系化合物键合集成到所述第一显示器件层上，并对所述第二层色系化合物进行像素化制备，形成第二子像素；在所述第一子像素的侧壁进行绝缘介质沉积，形成第二绝缘层。

34、在一种可能的实现方式中，在制备完所述第一显示器件层之后，所述方法还包括：

35、针对所述第二显示器件层，将第二层色系化合物键合集成到所述第一显示器件层上，并对所述第二层色系化合物进行像素化制备，形成第二子像素；对所述第二子像素进行绝缘介质填充，形成第二绝缘层，并将所述第二子像素的上表面和/或部分侧壁露出于所述第二绝缘层中；对所述第二绝缘层中对准于所述第一子像素的区域进行图形化刻蚀，形成开口以露出所述第一子像素的上表面和/或部分侧壁。

36、在一种可能的实现方式中，所述显示器件层包括：第一显示器件层、第二显示器件层和第三显示器件层；

37、所述在所述驱动晶圆上键合集成一层或多层显示器件层，包括：

38、针对所述第一显示器件层，将第一层色系化合物键合集成到所述驱动晶圆上，并对所述第一层色系化合物进行像素化制备，形成第一子像素；对所述第一子像素进行绝缘介质填充，形成第一绝缘层，并对所述第一绝缘层进行平坦化至所述第一子像素的上表面露出；在所述第一绝缘层中制备与第二子像素、第三子像素对应的通孔互联金属结构；

39、针对所述第二显示器件层，将第二层色系化合物键合集成到所述第一显示器件层上，并对所述第二层色系化合物进行像素化制备，形成第二子像素；对所述第二子像素进行绝缘介质填充，形成第二绝缘层，并对所述第二绝缘层进行平坦化至所述第二子像素的上表面露出；在所述第二绝缘层中制备与所述第三子像素对应的通孔互联金属结构；

40、针对所述第三显示器件层，将第三层色系化合物键合集成到所述第二显示器件层上，并对所述第三层色系化合物进行像素化制备，形成第三子像素；在所述第三子像素的侧壁进行绝缘介质沉积，形成第三绝缘层；对所述第二绝缘层中对准于所述第一子像素的区域进行图形化刻蚀，形成开口以露出所述第一子像素的上表面和/或部分侧壁。

41、在一种可能的实现方式中，在制备完所述第二显示器件层之后，所述方法还包括：

42、针对所述第三显示器件层，将第三层色系化合物键合集成到所述第二显示器件层上，并对所述第三层色系化合物进行像素化制备，形成第三子像素；对所述第三子像素进行绝缘介质填充，形成第三绝缘层，并将所述第三子像素的上表面和/或部分侧壁露出于所述第三绝缘层中；对所述第三绝缘层中对准于所述第二子像素的区域进行图形化刻蚀，形成开口以所述第二子像素的上表面和/或部分侧壁，以及对所述第三绝缘层和所述第二绝缘层中对准于所述第一子像素的区域进行图形化刻蚀，形成开口以所述第一子像素的上表面和/或部分侧壁。

43、在一种可能的实现方式中，所述第一绝缘层中还包括中心轴线与所述第二子像素的中心轴线对齐的色系化合物；

44、所述在所述第一绝缘层中制备与第二子像素对应的通孔互联金属结构，包括：

45、对所述第一绝缘层中的色系化合物进行开孔以及金属回填，形成贯穿于色系化合物中的通孔互联金属结构。

46、在一种可能的实现方式中，所述第一绝缘层中还包括中心轴线与所述第二子像素、所述第三子像素的中心轴线对齐的色系化合物，所述第二绝缘层中还包括中心轴线与所述第三子像素的中心轴线对齐的色系化合物；

47、所述在所述第一绝缘层中制备与第二子像素、第三子像素对应的通孔互联金属结构，包括：

48、对所述第一绝缘层中的色系化合物进行开孔以及金属回填，形成贯穿于色系化合物中的通孔互联金属结构；

49、所述在所述第二绝缘层中制备与所述第三子像素对应的通孔互联金属结构，包括：

50、对所述第二绝缘层中的色系化合物进行开孔以及金属回填，形成贯穿于色系化合物中的通孔互联金属结构。

51、在一种可能的实现方式中，在制备透明导电层之前，所述方法还包括：

52、去除所述第一欧姆接触层的部分损伤层。

53、在一种可能的实现方式中，在制备完所述透明导电层之后，所述方法还包括：

54、在所述透明导电层之上设置金属增强结构，所述金属增强结构与任一所述显示器件层中的子像素中的第二欧姆接触层在所述驱动晶圆上的投影不重合。

55、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

56、微显示器件包括一层或多层显示器件层，其中的至少一层显示器件层中的绝缘层填充在显示器件层中，且子像素周围的绝缘层的顶部高度不高于同层的子像素的第一欧姆接触层的顶部高度，以使得子像素的第一欧姆接触层相较于同层中周围的绝缘层，露出上表面和/或部分侧壁，且任一显示器件层中的子像素的第一欧姆接触层通过透明导电层进行共阴极连接，透明导电层覆设于每一显示器件层中的子像素的第一欧姆接触层之上，从而极大增加透明导电层与外延的接触面积，增加电流注入面积，减少电阻，提高器件的光电效率，实现高亮度像素单元制备。