CN102820316A - 一种led显示微阵列及其制备方法 - Google Patents

一种led显示微阵列及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102820316A
CN102820316A CN2012103167040A CN201210316704A CN102820316A CN 102820316 A CN102820316 A CN 102820316A CN 2012103167040 A CN2012103167040 A CN 2012103167040A CN 201210316704 A CN201210316704 A CN 201210316704A CN 102820316 A CN102820316 A CN 102820316A
Authority
CN
China
Prior art keywords
type conductive
conductive layer
layer
electrode
semiconductor matrix
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012103167040A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102820316B (zh
Inventor
郭伟玲
丁艳
朱彦旭
刘建朋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Technology
Original Assignee
Beijing University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Technology filed Critical Beijing University of Technology
Priority to CN201210316704.0A priority Critical patent/CN102820316B/zh
Publication of CN102820316A publication Critical patent/CN102820316A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102820316B publication Critical patent/CN102820316B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Led Devices (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

本发明涉及一种LED微显示阵列及其制备方法，属半导体照明技术领域，其包括衬底外延片、半导体矩阵隔离区、插入层、电子型导电层、发光层、空穴型导电层、电子型导电电极、空穴型导电电极、隔离保护层、阳极线、阴极线。采用干法刻蚀外延层得到电子型导电层，半导体矩阵单元阵列；干法刻蚀电子型导电层，直至插入层，实现相邻单元的隔离，获得半导体矩阵隔离区；形成电子型导电电极，引出阴极线；淀积隔离保护层；形成空穴型导电电极，引出阳极线；阳极线与阴极线的在空间上交叉的区域即为显示像素。本发明采用外延生长插入层的方法实现隔离，降低干法刻蚀实现深隔离沟槽带来的工艺难度以及由此引起的漏电问题，减小隔离沟槽深度，降低了成本。

Description

一种LED显示微阵列及其制备方法
技术领域
本发明属于半导体照明领域，具体涉及一种LED显示微阵列及其制备方法。
技术背景
随着电子产品、移动通信的飞速发展，微显示器件的研究热潮兴起。科技和社会的进步给了人们更加丰富多彩的世界，与此同时，人们对显示器件的要求也在不断提高。发光二极管（LED）具有全固体、发光效率高等优点，开始被广泛地应用于显示与照明领域，显示技术也因此兴起。然而LED微显示器件制作的关键技术在于隔离沟槽的制作，专利号为ZL200720093946.2发明专利中提出通过ICP技术刻蚀上下隔离槽实现LED发光层和透光层的分割，这种方法存在很大的实施难度因而尚未被应用到实际生产领域。伴随着MOCVD材料生长技术、器件工艺水平的提高，本发明提出从外延结构上实现器件隔离的方法。
发明内容
为解决干法刻蚀实现隔离所带来的缺点和不足，本发明提出离子注入实现一种LED微显示阵列器件制备的方法，不仅简化了制备工艺，节约了成本，提高了器件的可靠性，同时可以实现更高密度的显示阵列器件。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
本发明一种LED微显示阵列，其特征在于包括外延片1、半导体矩阵单元17、半导体矩阵隔离区2、n型导电层3、发光层4、p型导电层5、n电极6、p电极7、隔离保护层8、阳极线9、阴极线10；所述的外延片1包括衬底18，和在衬底18上依次生长的插入层19、n型导电层3、发光层4和p型导电层5；在外延片1的水平和竖直方向的条带上采用干法刻蚀方法，刻蚀部分至n型导电层3，所述的条带为刻蚀条带，刻蚀条带之间的部分构成半导体矩阵单元17，多个半导体矩阵单元17形成阵列，在刻蚀露出的n型导电层3上靠近未刻蚀区的部分采用干法刻蚀方法，刻蚀部分至插入层19，刻蚀到插入层19的部分形成半导体矩阵隔离区2，在半导体矩阵单元的裸露的n型导电层3上设置n电极6，各个n电极6相连构成阴极线10，矩阵单元的p型导电层5上设置p电极7，各个p电极7相连构成阳极线9。
在p型导电层上5上进行光刻或刻蚀，获得空穴型导电通孔11，在p型导电层通孔11外设置隔离保护层8，
所述半导体矩阵单元17包括n型导电层、发光层、p型导电层。
所述半导体矩阵隔离区介于n型导电层与衬底之间，同时介于n电极和矩阵单元之间。
所述n电极6位于半导体矩阵单元17和半导体矩阵隔离区之间，p电极位于矩阵单元内。
所述阳极线和阴极线的交点为显示像素。
优选地，所述插入层19可以是本征半导体、绝缘材料或其他不导电的化合物，最优选择本征半导体。
优选地，所述隔离保护层8的材料是SiO2或SiNx或聚酰亚胺等绝缘导电层，最优选择SiO2。
优选地，所述的衬底选用蓝宝石。
一种LED微显示阵列的制备方法包括如下步骤：
1）在衬底上外延生长P-I-N-插入层型的外延片18，并进行表面清洗处理；
2）干法刻蚀部分外延片至n型3导电层，形成多个半导体矩阵单元17；
3）在刻蚀露出的n型导电层3干法刻蚀直至插入层19，获得半导体矩阵隔离区；
4）在n型导电层3上淀积金属，形成n电极，各个n电极相连构成阴极线；
5）在整个外延片上1用等离子体增强化学汽相沉积(PECVD)淀积隔离保护层；
6）光刻或干法刻蚀p型导电层5，获得p型导电层通孔，最大不超过半导体矩阵单元17最上方p型导电层5的面积；
7）在获得的p型导电层5上淀积金属，形成p电极7。各个p电极7相连构成阳极线；
本发明具有如下优点：
本发明采用外延生长插入层的方法实现了隔离，降低了干法刻蚀实现深隔离沟槽带来的工艺难度以及由此引起的漏电问题，减小了隔离沟槽的深度，降低了成本，提高了工艺的稳定性和器件的可靠性，实现了高密度显示阵列集成，大大提高了显示阵列的像素。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明。
图1是现有干法刻蚀工艺实现隔离的显示阵列剖面图。
图2是现有干法刻蚀工艺实现隔离的显示阵列版图。
图3是本发明实现隔离的显示阵列剖面图。
图4是本发明实现隔离的显示阵列版图。
图5是LED显示微阵列驱动示意图。
图中：1、外延片；2、半导体矩阵隔离区；3、n型导电层；4、发光层；5、p型导电层；6、n电极；7、p电极；8、隔离保护层；9、阳极线；10、阴极线；11、p型导电层通孔；12、刻至n型导电层；13、刻至发光区；14、刻至衬底；15、隔离保护层边界；16、显示像素；17、半导体矩阵单元；18、衬底；19、插入层。
具体实施方式
下面将结合附图详细阐述本发明直接型发光显示阵列：
如图3至5所示，本发明一种LED微显示阵列，其特征在于包括外延片1、半导体矩阵单元17、半导体矩阵隔离区2、n型导电层3、发光层4、p型导电层5、n电极6、p电极7、隔离保护层8、阳极线9、阴极线10；所述的外延片1包括衬底18，和在衬底18上依次生长的插入层19、n型导电层3、发光层4和p型导电层5；在外延片1的水平和竖直方向的条带上采用干法刻蚀方法，刻蚀部分至n型导电层3，所述的条带为刻蚀条带，刻蚀条带之间的部分构成半导体矩阵单元17，多个半导体矩阵单元17形成阵列，在刻蚀露出的n型导电层3上靠近未刻蚀区的部分采用干法刻蚀方法，刻蚀部分至插入层19，刻蚀到插入层19的部分形成半导体矩阵隔离区2，在半导体矩阵单元的裸露的n型导电层3上设置n电极6，各个n电极6相连构成阴极线10，矩阵单元的p型导电层5上设置p电极7，各个p电极7相连构成阳极线9。
在p型导电层上5上进行光刻或刻蚀，获得空穴型导电通孔11，在p型导电层通孔11外设置隔离保护层8，
所述半导体矩阵单元17包括n型导电层、发光层、p型导电层。
所述半导体矩阵隔离区介于n型导电层与衬底之间，同时介于n电极和矩阵单元之间。
所述n电极6位于半导体矩阵单元17和半导体矩阵隔离区之间，p电极位于矩阵单元内。
所述阳极线和阴极线的交点为显示像素。
优选地，所述插入层19可以是本征半导体、绝缘材料或其他不导电的化合物，最优选择本征半导体。
优选地，所述隔离保护层8的材料是SiO2或SiNx或聚酰亚胺等绝缘导电层，最优选择SiO2。
优选地，所述的衬底选用蓝宝石。
本发明方法先采用干法ICP刻蚀出n型导电层台面，得到半导体矩阵单元17，形成阵列。利用二次干法刻蚀方法，在露出的n型导电层台面上以及靠近p型导电层的一侧进行干法刻蚀，至插入层，用以将相邻独立矩阵单元之间绝缘开来。电子束蒸发金属Ti/Al/Ti/Au，并采用剥离及快速热退火工艺，形成n型欧姆接触，并在两端引出阴极线，用来外接显示驱动电路负极。在整个外延片上用PECVD淀积SiO2，一方面保护侧壁，防止发光层露出，造成短路漏电；另一方面，覆盖在p型导电层上的部分位置，起钝化保护作用。采用光刻或者ICP工艺，在p型导电层表面刻出通孔，此通孔以外的地方均覆盖有SiO2。在p型导电层通孔处电子束蒸发金属Ni/Au,并采用剥离以及退火工艺，形成p型欧姆接触，并在末端引出阳极线，用来外接显示驱动电路正极。从版图来看，阳极线与阴极线纵横交错，交错区域为显示像素。
下面将结合附图详细阐述本发明LED微显示阵列的制备方法：
1.清洗外延片1，如图3所示。
2.PECVD淀积SiO2层作为掩膜层，ICP干法刻蚀外延片，露出n型导电层3，形成多个半导体矩阵单元17。
3.在露出的n型导电层右侧，并且紧贴着矩阵单元的左侧边缘部分，二次干法刻蚀，刻蚀区域从n型导电层表面开始到达插入层，形成半导体矩阵隔离区2。
4.在n型导电层上用电子束蒸发方法淀积金属Ti/Al/Ti/Au，并采用剥离技术和快速热退火工艺形成良好的n型欧姆接触，得到n电极6，各个n电极6相连构成阴极线10，用来外接驱动电路负极。
5.在以上各部件上采用PECVD淀积SiO2，作为隔离保护层。
6.用光刻胶作为掩膜，光刻完p型导电层，得到p型导电层通孔11。
7.在p型导电层通孔上，用电子束蒸发方法淀积金属Ni/Au，并采用剥离技术和快速热退火工艺形成良好的p型欧姆接触形成p电极7，各个p电极7相连构成阳极线9，用来外接驱动电路正极。
本发明一种LED微显示阵列器件及其制备方法中，采用具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上结构和实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明核心思想的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种LED微显示阵列，其特征在于：包括外延片（1）、半导体矩阵单元（17）、半导体矩阵隔离区（2）、n型导电层（3）、发光层（4）、p型导电层（5）、n电极（6）、p电极（7）、隔离保护层（8）、阳极线（9）、阴极线（10）；所述的外延片（1）包括衬底（18），和在衬底（18）上依次生长的插入层（19）、n型导电层（3）、发光层（4）和p型导电层（5）；在外延片（1）的水平和竖直方向的条带上采用干法刻蚀方法，刻蚀部分至n型导电层（3），所述的条带为刻蚀条带，刻蚀条带之间的部分构成半导体矩阵单元（17），多个半导体矩阵单元（17）形成阵列，在刻蚀露出的n型导电层（3）上靠近未刻蚀区的部分采用干法刻蚀方法，刻蚀部分至插入层（19），刻蚀到插入层（19）的部分形成半导体矩阵隔离区（2），在半导体矩阵单元的裸露的n型导电层（3）上设置n电极（6），各个n电极（6）相连构成阴极线（10），矩阵单元的p型导电层（5）上设置p电极（7），各个p电极（7）相连构成阳极线（9）。
2.根据权利要求1所述的一种LED微显示阵列，其特征在于：在p型导电层上（5）上进行光刻或刻蚀，获得空穴型导电通孔（11），在p型导电层通孔（11）外设置隔离保护层8。
3.根据权利要求1所述的一种LED微显示阵列，其特征在于：所述半导体矩阵单元17包括n型导电层（3）、发光层（4）、p型导电层（5）。
4.根据权利要求1所述的一种LED微显示阵列，其特征在于：所述半导体矩阵隔离区介于n型导电层（3）与衬底（18）之间，同时介于n电极（6）和半导体矩阵单元（17）之间。
5.根据权利要求1所述的一种LED微显示阵列，其特征在于：所述n电极（6）位于半导体矩阵单元（17）和半导体矩阵隔离区之间，p电极（7）位于矩阵单元内。
6.根据权利要求1所述的一种LED微显示阵列，其特征在于：所述阳极线和阴极线的交点为显示像素。
7.根据权利要求1所述的一种LED微显示阵列，其特征在于：所述插入层（19）为本征半导体、绝缘材料或其他不导电的化合物。
8.根据权利要求1所述的一种LED微显示阵列，其特征在于：所述隔离保护层（8）的材料是SiO2或SiNx或聚酰亚胺等绝缘导电层，最优选择SiO2。
9.根据权利要求1所述的一种LED微显示阵列，其特征在于：所述的衬底（18）选用蓝宝石。
10.根据权利要求1至权利要求9任一权利要求所述的一种LED微显示阵列的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：
1）在衬底上外延生长P-I-N-插入层型的外延片（18），并进行表面清洗处理；
2）干法刻蚀部分外延片至n型导电层（3），形成多个半导体矩阵单元（17）；
3）在刻蚀露出的n型导电层（3）干法刻蚀直至插入层（19），获得半导体矩阵隔离区；
4）在n型导电层（3）上淀积金属，形成n电极（6），各个n电极（6）相连构成阴极线；
5）在整个外延片上（1）用PECVD淀积隔离保护层（8）；
6）光刻或干法刻蚀p型导电层（5），获得p型导电层通孔，最大不超过半导体矩阵单元（17）最上方p型导电层（5）的面积；
7）在获得的p型导电层（5）上淀积金属，形成p电极（7）；各个p电极（7）相连构成阳极线。
CN201210316704.0A 2012-08-30 2012-08-30 一种led显示微阵列及其制备方法 Expired - Fee Related CN102820316B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210316704.0A CN102820316B (zh) 2012-08-30 2012-08-30 一种led显示微阵列及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210316704.0A CN102820316B (zh) 2012-08-30 2012-08-30 一种led显示微阵列及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102820316A true CN102820316A (zh) 2012-12-12
CN102820316B CN102820316B (zh) 2016-04-27

Family

ID=47304322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210316704.0A Expired - Fee Related CN102820316B (zh) 2012-08-30 2012-08-30 一种led显示微阵列及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102820316B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105140352A (zh) * 2015-07-29 2015-12-09 中山大学 GaN基LED阵列微显示器件及其制作方法
CN111328430A (zh) * 2017-11-10 2020-06-23 原子能与替代能源委员会 用于制造包括多个二极管的光电设备的方法

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08228048A (ja) * 1994-12-22 1996-09-03 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体レーザ素子
JP2000101136A (ja) * 1998-09-25 2000-04-07 Toshiba Corp 半導体発光装置及び半導体発光装置の駆動方法
CN1564331A (zh) * 2004-04-05 2005-01-12 清华大学 一种GaN基发光二极管的制作方法
US20070284598A1 (en) * 2004-09-02 2007-12-13 Yukio Shakuda Semiconductor Light Emitting Device
CN101286539A (zh) * 2007-04-11 2008-10-15 中国科学院半导体研究所 一种氮化镓基小芯片led阵列结构及制备方法
CN101350392A (zh) * 2008-08-29 2009-01-21 华中科技大学 纳米图案p型氮化物半导体欧姆接触电极及其制备方法
CN101682991A (zh) * 2007-05-08 2010-03-24 奥卡姆业务有限责任公司 无焊料的发光二级管组件
CN101809746A (zh) * 2007-09-28 2010-08-18 剑桥显示技术有限公司 光电设备
US20100219431A1 (en) * 2010-03-16 2010-09-02 Ghulam Hasnain Multi-Junction LED
CN101958334A (zh) * 2007-03-19 2011-01-26 首尔Opto仪器股份有限公司 发光二极管
CN102067335A (zh) * 2008-08-22 2011-05-18 晶能光电（江西）有限公司 一种在复合衬底上制备InGaAlN发光器件的方法
CN102354699A (zh) * 2011-09-30 2012-02-15 映瑞光电科技(上海)有限公司 高压氮化物led器件及其制造方法
CN102446908A (zh) * 2010-09-30 2012-05-09 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管及其形成方法
CN102637783A (zh) * 2011-02-15 2012-08-15 同方光电科技有限公司 一种垂直结构白光发光二极管及其制造方法

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08228048A (ja) * 1994-12-22 1996-09-03 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体レーザ素子
JP2000101136A (ja) * 1998-09-25 2000-04-07 Toshiba Corp 半導体発光装置及び半導体発光装置の駆動方法
CN1564331A (zh) * 2004-04-05 2005-01-12 清华大学 一种GaN基发光二极管的制作方法
US20070284598A1 (en) * 2004-09-02 2007-12-13 Yukio Shakuda Semiconductor Light Emitting Device
CN101958334A (zh) * 2007-03-19 2011-01-26 首尔Opto仪器股份有限公司 发光二极管
CN101286539A (zh) * 2007-04-11 2008-10-15 中国科学院半导体研究所 一种氮化镓基小芯片led阵列结构及制备方法
CN101682991A (zh) * 2007-05-08 2010-03-24 奥卡姆业务有限责任公司 无焊料的发光二级管组件
CN101809746A (zh) * 2007-09-28 2010-08-18 剑桥显示技术有限公司 光电设备
CN102067335A (zh) * 2008-08-22 2011-05-18 晶能光电（江西）有限公司 一种在复合衬底上制备InGaAlN发光器件的方法
CN101350392A (zh) * 2008-08-29 2009-01-21 华中科技大学 纳米图案p型氮化物半导体欧姆接触电极及其制备方法
US20100219431A1 (en) * 2010-03-16 2010-09-02 Ghulam Hasnain Multi-Junction LED
CN102446908A (zh) * 2010-09-30 2012-05-09 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管及其形成方法
CN102637783A (zh) * 2011-02-15 2012-08-15 同方光电科技有限公司 一种垂直结构白光发光二极管及其制造方法
CN102354699A (zh) * 2011-09-30 2012-02-15 映瑞光电科技(上海)有限公司 高压氮化物led器件及其制造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李坤: "《西安电子科技大学硕士学位论文》", 31 July 2011, article "《新型阵列式发光二极管的关键工艺研究》" *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105140352A (zh) * 2015-07-29 2015-12-09 中山大学 GaN基LED阵列微显示器件及其制作方法
CN105140352B (zh) * 2015-07-29 2018-04-20 中山大学 GaN基LED阵列微显示器件及其制作方法
CN111328430A (zh) * 2017-11-10 2020-06-23 原子能与替代能源委员会 用于制造包括多个二极管的光电设备的方法
CN111328430B (zh) * 2017-11-10 2024-03-29 原子能与替代能源委员会 用于制造包括多个二极管的光电设备的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102820316B (zh) 2016-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100769727B1 (ko) 표면 요철 형성방법 및 그를 이용한 질화갈륨계발광다이오드 소자의 제조방법
EP2259344B1 (en) Light emitting device and manufacturing method for same
CN110416249A (zh) 一种半导体发光器件及其制作方法
CN103904135B (zh) 肖特基二极管及其制造方法
CN101552316A (zh) 具有图案化电流阻挡金属接触的发光二极管及其方法
US8168455B2 (en) Method for manufacturing light emitting diode
CN1291793A (zh) 制造半导体器件的方法
CN103579447B (zh) 一种倒装结构发光二极管及其制备方法
CN101826579A (zh) 发光器件
CN104576872A (zh) 一种半导体发光二极管芯片及其制作方法
CN102779911A (zh) 一种垂直结构氮化镓基发光元件的制作方法
KR20110054318A (ko) 발광소자 및 그 제조방법
CN105655462A (zh) 高压直流氮化镓基发光二极管及其制造方法
CN103682010A (zh) 一种led芯片及制备方法
CN103000778A (zh) 发光二极管结构及其制造方法
CN101887938B (zh) 发光二极管芯片及其制造方法
US20120080691A1 (en) Light emitting diode and making method thereof
CN101257072B (zh) 一种立体式空间分布电极的发光二极管及其制造方法
KR20090018451A (ko) 수직구조 갈륨계 ｌｅｄ 소자의 제조방법
CN202189788U (zh) 一种阵列式发光二极管
CN102820315B (zh) 一种直接发光型微显示阵列器件及其制备方法
CN117438512A (zh) 一种高压Micro LED芯片及其制备方法
CN102820316A (zh) 一种led显示微阵列及其制备方法
CN102938436B (zh) GaN基高压LED制造工艺中的隔离填充制作方法
CN102522472A (zh) 具有电流阻挡层的发光二极管及其制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160427

Termination date: 20200830

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee