CN108010933A - 一种微led发光显示阵列像素单元构造及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种微LED发光显示阵列像素单元构造及其制作方法,包括显示像素单元本体,所述显示像素单元本体由衬底生长的外延片上集成制造的发光二极管、发光二极管驱动电路和用于与外部连接的引线组成。本发明在外延片上通过半导体加工工艺集成制造显示像素单元所需的三个部分,使像素发光单元和控制电路集成在一起,从而省去了工艺复杂、可靠性低的焊接过程,这样不但制作工艺简单,无需单独制作像素驱动电路就能够实现微LED显示阵列的主动驱动,而且有效提高了微LED显示阵列的集成密度和可靠性,使其能够实现高速扫描、高清晰度、高质量的显示效果,满足了下一代显示应用的需求,并有利于产业化。
Description
技术领域
本发明涉及微LED发光显示阵列技术领域,具体是涉及一种微LED发光显示阵列像素单元构造及其制作方法。
背景技术
近几年,随着外延材料及LED(即发光二极管)芯片工艺技术的发展,使得利用LED作为发光单元像素的微LED显示阵列成为可能。微LED显示是一种在基片上集成高密度二维发光二极管阵列的全固态发光阵列,微LED显示阵列器件具有自发光,亮度高,寿命长,响应速度快等优点,极具市场潜力。微LED发光显示阵列根据驱动方式的不同可以分为被动驱动阵列和主动驱动阵列。一般地主动驱动显示阵列的制作方法如下:首先在外延片上刻蚀出独立的LED发光像素单元阵列,并制作与像素单元连接的电极层,然后把像素单元阵列焊接到驱动电路上(比如焊接在单独制作的硅COMS驱动电路),这样每个像素单元都具有独立的控制电路,通过控制像素单元驱动电路的开和关就能控制每个显示像素单元。然而,上述方法存在以下问题:(1)显示阵列含有几十万上百万个像素点,每个像素点需要至少一个焊点,整个显示阵列所需焊点多,并且焊点间距小,因此工艺复杂、可靠性低,不利于产业化生产;(2)采用焊接工艺制作主动驱动显示阵列,需要进行每个像素点的焊接,为了保证器件的可靠性,焊点之间必须保持一定间距,不利于显示器件的高密度集成。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在问题和不足,提供一种制作工艺简单,集成密度高和可靠性高的微LED发光显示阵列像素单元构造及其制作方法。
本发明的技术方案是这样实现的:
本发明所述微LED发光显示阵列像素单元构造,包括显示像素单元本体,其特点是:所述显示像素单元本体由衬底生长的外延片上集成制造的发光二极管、发光驱动电路和用于与外部连接的引线组成。
其中,所述发光驱动电路由薄膜晶体管、电容、电阻中的至少一种构成。
所述薄膜晶体管的结构为顶栅结构或底栅结构,所述电容为平板电容。
所述引线包括电源线、信号线和数据线。
本发明所述微LED发光显示阵列像素单元构造的制作方法具有如下两种方案,第一种方案为:
本发明所述微LED发光显示阵列像素单元构造的制作方法,其特点是:
步骤一、在衬底上依次向上生长用于形成外延片的N型半导体层、有源区层和P型半导体层;
步骤二、利用光刻和刻蚀工艺,刻蚀去除部分区域的P型半导体层和有源区层,露出N型半导体层,完成发光二极管的发光区位置及尺寸的定义;
步骤三、在定义了发光二极管的一侧沉积一层绝缘钝化薄膜,并利用光刻和刻蚀工艺对绝缘钝化薄膜开孔,在开孔处露出P型半导体层和N型半导体层;
步骤四、在绝缘钝化薄膜上沉积薄膜晶体管的有源层薄膜,并利用光刻和刻蚀工艺或剥离工艺定义薄膜晶体管有源区的位置及尺寸大小;
步骤五、在定义了薄膜晶体管有源区的一侧沉积导电性能良好的薄膜,用于制备薄膜晶体管源电极、薄膜晶体管漏电极、平板电容负电极、发光二极管P电极以及薄膜晶体管与发光二极管的连接层;
步骤六、在沉积了导电性能良好的薄膜的一侧沉积一层绝缘性良好且介电常数大的介质薄膜,用于作为薄膜晶体管栅介质层及平板电容介质层,并利用光刻和刻蚀工艺对介质薄膜开孔,在开孔处露出平板电容负电极、薄膜晶体管源电极及N型半导体层;
步骤七、在沉积了介质薄膜的一侧沉积导电薄膜,用于作为薄膜晶体管栅电极、信号线和发光二极管N电极;
步骤八、在沉积了导电薄膜的一侧沉积一层绝缘性良好的绝缘钝化层,并利用光刻和刻蚀工艺对绝缘钝化层开孔,在开孔处露出薄膜晶体管源电极,且绝缘钝化层上的开孔用于作为电源线和数据线与薄膜晶体管源电极连接的连接通孔;
步骤九、在绝缘钝化层的开孔处沉积导电薄膜,用于制作平板电容正电极、电源线和数据线,完成微LED发光显示阵列像素单元构造的制备。
第二种方案为:
本发明所述微LED发光显示阵列像素单元构造的制作方法,其特点是:
步骤一、在衬底上依次向上生长用于形成外延片的N型半导体层、有源区层和P型半导体层;
步骤二、利用光刻和刻蚀工艺,刻蚀去除部分区域的P型半导体层和有源区层,露出N型半导体层,完成发光二极管的发光区位置及尺寸的定义;
步骤三、在定义了发光二极管的一侧沉积一层绝缘钝化薄膜,并利用光刻和刻蚀工艺对绝缘钝化薄膜开孔,在开孔处露出P型半导体层和N型半导体层;
步骤四、在沉积了绝缘钝化薄膜的一侧沉积导电性能良好的薄膜,用于制备薄膜晶体管栅电极、发光二极管N电极、平板电容负电极和信号线;
步骤五、在沉积了导电性能良好的薄膜的一侧沉积一层绝缘性良好且介电常数大的介质薄膜,用于作为薄膜晶体管栅介质层及平板电容介质层,并利用光刻和刻蚀工艺对介质薄膜开孔,在开孔处露出P型半导体层及平板电容负电极;
步骤六、在沉积了介质薄膜的一侧沉积薄膜晶体管的有源层薄膜,并利用光刻和刻蚀工艺或剥离工艺定义薄膜晶体管有源区的位置及尺寸大小;
步骤七、在定义了薄膜晶体管有源区的一侧沉积导电良好的薄膜,用于制备薄膜晶体管源电极和薄膜晶体管漏电极;
步骤八、在沉积了导电良好的薄膜的一侧沉积一层绝缘性良好的绝缘钝化层,并利用光刻和刻蚀工艺对绝缘钝化层开孔,在开孔处露出薄膜晶体管源电极,且绝缘钝化层上的开孔用于作为电源线和数据线与薄膜晶体管源电极连接的连接通孔;
步骤九、在绝缘钝化层的开孔处沉积导电薄膜,用于制作平板电容正电极、电源线和数据线,完成微LED发光显示阵列像素单元构造的制备。
在第一种方案的步骤四中:
利用光刻和刻蚀工艺定义薄膜晶体管有源区的具体操作为:先在有源层薄膜上旋涂光刻胶,用制作好图形的掩模版和紫外光对旋涂的光刻胶曝光显影,然后用光刻胶保护需保留下来作为薄膜晶体管有源区的部分,其它部分则被刻蚀去除;
利用剥离工艺定义薄膜晶体管有源区的具体操作为:先在绝缘钝化薄膜上旋涂光刻胶,并利用光刻工艺把掩模版上的图形转移至绝缘钝化薄膜上,而绝缘钝化薄膜上用于制作薄膜晶体管有源区部位的光刻胶被显影去除,其余部位则被光刻胶覆盖,然后再沉积有源层薄膜,并用有机溶剂去除光刻胶的同时把光刻胶上的有源层薄膜也去除,使沉积的有源层薄膜最终留下用来制作薄膜晶体管有源区的部分。
在第二种方案的步骤六中:
利用光刻和刻蚀工艺定义薄膜晶体管有源区的具体操作为:先在有源层薄膜上旋涂光刻胶,用制作好图形的掩模版和紫外光对旋涂的光刻胶曝光显影,然后用光刻胶保护需保留下来作为薄膜晶体管有源区的部分,其它部分则被刻蚀去除;
利用剥离工艺定义薄膜晶体管有源区的具体操作为:先在介质薄膜上旋涂光刻胶,并利用光刻工艺把掩模版上图形转移至介质薄膜上,而介质薄膜上用于制作薄膜晶体管有源区部位的光刻胶被显影去除,其余部位则被光刻胶覆盖,然后再沉积有源层薄膜,并用有机溶剂去除光刻胶的同时把光刻胶上的有源层薄膜也去除,使沉积的有源层薄膜最终留下用来制作薄膜晶体管有源区的部分。
而且,上述两种方案中,所述薄膜晶体管和平板电容位于N型半导体层所在区域或P型半导体层所在区域。
所述有源层薄膜的材料为ITO非晶薄膜、IGZO或多晶硅。
所述衬底为蓝宝石衬底、金刚石衬底、硅衬底、砷化镓衬底、碳化硅衬底或氮化镓衬底。
所述N型半导体层、有源区层和P型半导体层通过MOCVD或MBE生长形成。
所述N型半导体层和P型半导体层的材料为GaAs、AlGaInP、AlInP、AlGaAs、InGaP、GaP、GaN、InGaN或AlGaN。
所述刻蚀工艺采用湿法化学腐蚀、干法ICP刻蚀和RIE刻蚀中的至少一种。
所述沉积的方法采用PECVD、LPCVD、溅射、电子束蒸发、热蒸发、脉冲激光原子沉积、原子沉积(ALD)中的至少一种。
所述绝缘钝化薄膜和介质薄膜的材料为SiO2、Si3N4、多晶硅、氧化铝、五氧化二钛、氧化铊和氧化铪中的至少一种。
所述导电的薄膜的材料为Ti、Ni、Au、Cr、Al、Mo、Pt、Ge、或ITO多晶中的至少一种。
本发明与现有技术相比,具有以下优点:
本发明在外延片上通过半导体加工工艺集成制造显示像素单元所需的三个部分,其一为发光二极管,其二为发光二极管的驱动电路,其三为发光二极管与外部连接的引线,使像素发光单元和控制电路集成在一起,从而省去了工艺复杂、可靠性低的焊接过程,这样不但制作工艺简单,无需单独制作像素驱动电路就能够实现微LED显示阵列的主动驱动,而且有效提高了微LED显示阵列的集成密度和可靠性,使其能够实现高速扫描,达到高清晰度、高质量的显示效果,满足了下一代显示应用的需求,并有利于产业化。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1为本发明制作的微LED发光显示阵列像素单元的俯视图。
图2为本发明所述方法中在衬底上生长外延层后的截面图。
图3-1为本发明所述方法中外延片刻蚀定义发光区域后的截面图。
图3-2为本发明所述方法中外延片刻蚀定义发光区域后的俯视图。
图4为本发明所述方法中沉积绝缘钝化薄膜后的俯视图。
图5为本发明所述方法中在绝缘钝化薄膜上开孔后的俯视图。
图6为本发明所述方法一中沉积有源层薄膜后的俯视图。
图7为本发明所述方法一中沉积导电性能良好的薄膜后的俯视图。
图8为本发明所述方法一中沉积介质薄膜后的俯视图。
图9为本发明所述方法一中在介质薄膜上开孔后的俯视图。
图10为本发明所述方法一中沉积导电薄膜后的俯视图。
图11为本发明所述方法一中沉积绝缘钝化层并开孔后的俯视图。
图12为本发明所述方法一中沉积导电薄膜后的俯视图。
图13为本发明所述微LED发光显示阵列像素单元构造的示意图。
图14为本发明所述方法二中沉积导电性能良好的薄膜后的俯视图。
图15为本发明所述方法二中沉积介质薄膜后的俯视图。
图16为本发明所述方法二中在介质薄膜开孔后的俯视图。
图17为本发明所述方法二中沉积有源层薄膜后的俯视图。
图18为本发明所述方法二中沉积导电良好的薄膜后的俯视图。
图19为本发明所述方法二中沉积绝缘钝化层并开孔后的俯视图。
图20为本发明所述方法二中沉积导电薄膜后的俯视图。
附图标记:
100-发光二极管;101-衬底;102-N型半导体层;103-有源区层;104-P型半导体层;105-发光二极管N电极;106-发光二极管P电极;200-薄膜晶体管;201-薄膜晶体管有源区;202-薄膜晶体管源电极;203-薄膜晶体管漏电极;204-薄膜晶体管栅介质层;205-薄膜晶体管栅电极;300-平板电容;301-平板电容负电极;302-平板电容正电极;303-平板电容介质层;400-信号线;500-数据线;600-电源线;700-绝缘钝化薄膜;800-绝缘钝化层。
具体实施方式
如图1所示,本发明所述微LED发光显示阵列像素单元构造,包括显示像素单元本体,所述显示像素单元本体由采用半导体加工工艺在衬底生长的外延片上集成制造的发光二极管100、发光驱动电路和用于与外部连接的引线组成。其中,所述发光驱动电路由薄膜晶体管200、电容、电阻中的至少一种构成。所述薄膜晶体管200的结构为顶栅结构或底栅结构,所述电容为平板电容300。所述引线包括电源线600、信号线400和数据线500。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图对本发明的制作方法作进一步地详细描述。
实施例一:
本实施例提供了一种微LED发光显示阵列像素单元构造的制作方法,该方法包括以下步骤:
步骤S101,提供衬底101,并在衬底101上依次向上生长用于形成外延片的N型半导体层102、有源区层103和P型半导体层104,如2所示;
在本实施例中,该衬底可以为蓝宝石、金刚石、硅、砷化镓、碳化硅、氮化镓中任意一种材料衬底。其中N型半导体层102、有源区层103和P型半导体层104的生长通过MOCVD(金属有机化合物化学气相沉积)设备实现。半导体层的材料包含但不限于GaAs,AlGaInP,AlInP、AlGaAs,InGaP,GaP,GaN,InGaN,AlGaN等材料;
步骤S102,利用光刻和刻蚀工艺刻蚀所述步骤S101中的P型半导体层104和有源区层103至N型半导体层102所在位置,去除部分区域的P型半导体层104和有源区层103,定义发光二极管100的发光区位置及尺寸,如图3-1,3-2所示;
在本实施例中刻蚀工艺可以是湿法化学腐蚀、干法ICP刻蚀和RIE刻蚀的任意一种或多种组合;
步骤S103,在外延片定义了发光二极管100的一侧沉积一层绝缘钝化薄膜700,如图4所示;
在本实施例中绝缘钝化薄膜700的材料可以是SiO2,Si3N4,多晶硅,氧化铝,五氧化二钛,氧化铊,氧化铪等介质膜中的一种或多种,沉积的方法可以是PECVD、LPCVD、溅射、电子束蒸发、热蒸发、脉冲激光原子沉积、原子沉积(ALD)中的一种或多种;
步骤S104,利用光刻和刻蚀工艺对所述步骤S103沉积的绝缘钝化薄膜刻蚀,开孔露出N型半导体层102和步骤S102所定义的发光二极管100处的P型半导体层104,如图5所示;
在本实施例中刻蚀的方法可以是湿法化学腐蚀、干法ICP刻蚀和RIE刻蚀的任意一种或多种组合;
步骤S105,在所述步骤S103的绝缘钝化薄膜700上沉积薄膜晶体管的有源层薄膜,并利用光刻和刻蚀工艺或剥离工艺定义薄膜晶体管有源区201的位置及尺寸大小,如图6所示;
在本实施例中薄膜晶体管有源区201的材料可以是ITO非晶薄膜,IGZO,多晶硅等中的一种;沉积方法可以是溅射。利用光刻和刻蚀工艺定义薄膜晶体管有源区201的方法具体为:在所述步骤S105沉积的有源层薄膜上旋涂光刻胶,用制作好图形的掩模版和紫外光对旋涂的光刻胶曝光显影,然后用光刻胶保护需保留下来的作为薄膜晶体管有源区201的部分,其它部分则被刻蚀去除;其中刻蚀工艺可以是湿法化学腐蚀、干法ICP刻蚀和RIE刻蚀的任意一种或多种组合。剥离工艺定义薄膜晶体管有源区201的方法具体为:首先在所述步骤S104沉积的绝缘钝化薄膜上旋涂光刻胶,利用制作好图形的掩模和紫外光对旋涂的光刻胶曝光显影,把掩模版上图形转移至绝缘钝化薄膜上,其中用于制作薄膜晶体管有源区201部位的光刻胶被显影去除,其它部位则被光刻胶覆盖,然后再沉积有源层薄膜,最后用有机溶剂,如丙酮去除上述光刻胶的同时把光刻胶上的有源层薄膜也去除,最终留下用来制作薄膜晶体管有源区201的部分;
步骤S106,在定义了薄膜晶体管有源区201的一侧沉积一层导电性能良好的薄膜,分别用于制备薄膜晶体管源电极202、薄膜晶体管漏电极203、平板电容负电极301和发光二极管P电极106,同时制作薄膜晶体管与发光二极管的连接层,如图7所示;
在本实施例中导电性能良好的薄膜的材料可以是金属如Ti,Ni,Au,Al,Mo,Pt,Ge,也可以是氧化物如ITO等中的一种或多种。欧姆接触电极薄膜的制作方法可以是蒸发或溅射,并通过刻蚀或剥离实现;
步骤S107,在沉积了导电性能良好的薄膜的一侧沉积绝缘性良好且介电常数大的介质薄膜,用于作为薄膜晶体管栅介质层204及平板电容介质层303,如图8所示;
在本实施例中介质薄膜的材料可以是SiO2,Si3N4,多晶硅,氧化铝,五氧化二钛,氧化铊,氧化铪等绝缘材料中的一种或多种,沉积的方法可以是PECVD、LPCVD、溅射等中的一种;
步骤S108,在所述步骤S107介质薄膜上利用光刻和刻蚀工艺对介质薄膜开孔,露出平板电容负电极301、薄膜晶体管源电极202及N型半导体层102,如图9所示;
在本实施例中刻蚀工艺可以是湿法化学腐蚀、干法ICP刻蚀和RIE刻蚀的任意一种或多种组合;
步骤S109,在沉积了介质薄膜的一侧沉积导电薄膜,用于作为薄膜晶体管栅电极205、信号线400和发光二极管N电极105,如图10所示;
步骤S110,在沉积了导电薄膜的一侧沉积绝缘钝化层800,并利用光刻和刻蚀工艺对绝缘钝化层800开孔,在开孔处露出薄膜晶体管源电极202,且绝缘钝化层上的开孔用于作为电源线和数据线与薄膜晶体管源电极连接的连接通孔,如图11所示;
在本实施例中绝缘钝化层800的材料可以是SiO2,Si3N4,多晶硅,氧化铝,五氧化二钛,氧化铊,氧化铪等绝缘材料中的一种或多种,沉积的方法可以是利用PECVD,LPCVD,溅射等中的一种;在本实施例中刻蚀工艺可以是湿法化学腐蚀、干法ICP刻蚀和RIE刻蚀的任意一种或多种组合;
步骤S111,在所述步骤S110上的开孔处沉积导电薄膜,用于制作平板电容正电极302、电源线600和数据线500,完成微LED发光显示阵列像素单元构造的制备,如图12所示;
在本实施例中电源线和数据线的材料可以是金属如Ti,Ni,Au,Al,Cr, Mo,Pt,Ge,也可以是氧化物如ITO等中的一种或多种。电源线和数据线的制作方法可以是蒸发或溅射,并通过刻蚀或剥离工艺实现。最后制作的像素单元俯视图如图13所示。
实施例二:
本实施例提供了一种微LED发光显示阵列像素单元构造的另一种制作方法,该方法包括以下步骤:
步骤S201至步骤S204与实施实例一中步骤S101至步骤S104相同。
步骤S205,在沉积了绝缘钝化薄膜的一侧沉积导电性能良好的薄膜,用于制备薄膜晶体管栅电极205、发光二极管N电极105、平板电容负电极301和信号线400,如图14所示;
在本实施例中导电性能良好的薄膜的材料可以是金属如Ti,Ni,Au,Al,Cr, Mo,Pt,Ge,也可以是氧化物如ITO等中的一种或多种。欧姆接触电极薄膜的制作方法可以是蒸发或溅射,并通过刻蚀或剥离工艺实现。
步骤S206,在沉积了导电性能良好的薄膜的一侧沉积绝缘性良好且介电常数大的介质薄膜,用于作为薄膜晶体管栅介质层204及平板电容介质层303,如图15所示;
在本实施例中介质薄膜的材料可以是SiO2,Si3N4,多晶硅,氧化铝,五氧化二钛,氧化铊,氧化铪等绝缘材料中的一种或多种,沉积的方法可以是PECVD、LPCVD、溅射等中的一种;
步骤S207,在所述步骤S206介质薄膜上,利用光刻和刻蚀工艺对介质薄膜开孔,在开孔处露出P型半导体层104及平板电容负电极301,如图16所示;
在本实施例中刻蚀工艺可以是湿法化学腐蚀、干法ICP刻蚀和RIE刻蚀的任意一种或多种组合;
步骤S208,在沉积了介质薄膜的一侧沉积薄膜晶体管的有源层薄膜,并利用光刻和刻蚀工艺或剥离工艺定义薄膜晶体管有源区201的位置及尺寸大小,如图17所示;
在本实施例中薄膜晶体管有源区201的材料可以是ITO非晶薄膜,IGZO,多晶硅等中的一种;沉积方法可以是溅射。利用光刻和刻蚀工艺定义薄膜晶体管有源区201的方法具体为:在所述步骤S105沉积的有源层薄膜上旋涂光刻胶,用制作好图形的掩模版和紫外光对旋涂的光刻胶曝光显影,然后用光刻胶保护需保留下来的作为薄膜晶体管有源区的部分,其它部分则被刻蚀去除;其中刻蚀工艺可以是湿法化学腐蚀、干法ICP刻蚀和RIE刻蚀的任意一种或多种组合。剥离工艺定义薄膜晶体管有源区201的方法具体为:首先在所述步骤S207的介质薄膜上旋涂光刻胶,利用制作好图形的掩模和紫外光对旋涂的光刻胶曝光显影,把掩模版上图形转移至所述步骤S207的介质薄膜上,其中制作薄膜晶体管有源区201部位的光刻胶被显影去除,其它部位则被光刻胶覆盖,然后再沉积薄膜晶体管的有源层薄膜,最后用有机溶剂,如丙酮去除上述光刻胶同时的把光刻胶上的有源层薄膜也去除,最终留下用来制作薄膜晶体管有源区201的部分;
步骤S209,在定义了薄膜晶体管有源区201的一侧沉积导电良好的薄膜,用于制备薄膜晶体管源电极202和薄膜晶体管漏电极203,如图18所示;
在本实施例中导电良好的薄膜的材料可以是金属如Ti,Ni,Au,Al,Cr, Mo,Pt,Ge,也可以是氧化物如ITO等中的一种或多种。薄膜晶体管源漏电极薄膜的制作方法可以是蒸发或溅射,通过刻蚀或剥离工艺实现;
步骤S210,在沉积了导电良好的薄膜的一侧沉积一层绝缘性良好的绝缘钝化层800,并利用光刻及刻蚀工艺对绝缘钝化层开孔,在开孔处露出薄膜晶体管源电极,且绝缘钝化层上的开孔用于作为电源线和数据线与薄膜晶体管源电极连接的连接通孔,如图19所示;
在本实施例中绝缘钝化层的材料可以是SiO2,Si3N4,多晶硅,氧化铝,五氧化二钛,氧化铊,氧化铪等绝缘材料中的一种或多种,沉积的方法可以是利用PECVD,LPCVD,溅射等中的一种;
步骤S211,在所述步骤S210上的开孔处沉积导电薄膜,用于制作平板电容正电极302、电源线600和数据线500,完成微LED发光显示阵列像素单元构造的制备,如图20所示。
本发明是通过实施例来描述的,但并不对本发明构成限制,参照本发明的描述,所公开的实施例的其他变化,如对于本领域的专业人士是容易想到的,这样的变化应该属于本发明权利要求限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种微LED发光显示阵列像素单元构造,包括显示像素单元本体,其特征在于:所述显示像素单元本体由衬底生长的外延片上集成制造的发光二极管、发光驱动电路和用于与外部连接的引线组成。
2.根据权利要求1所述微LED发光显示阵列像素单元构造,其特征在于:所述发光驱动电路由薄膜晶体管、电容、电阻中的至少一种构成。
3.根据权利要求2所述微LED发光显示阵列像素单元构造,其特征在于:所述薄膜晶体管的结构为顶栅结构或底栅结构,所述电容为平板电容。
4.根据权利要求1所述微LED发光显示阵列像素单元构造,其特征在于:所述引线包括电源线、信号线和数据线。
5.一种用于制作微LED发光显示阵列像素单元构造的方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤一、在衬底上依次向上生长用于形成外延片的N型半导体层、有源区层和P型半导体层;
步骤二、利用光刻和刻蚀工艺,刻蚀去除部分区域的P型半导体层和有源区层,露出N型半导体层,完成发光二极管的发光区位置及尺寸的定义;
步骤三、在定义了发光二极管的一侧沉积一层绝缘钝化薄膜,并利用光刻和刻蚀工艺对绝缘钝化薄膜开孔,在开孔处露出P型半导体层和N型半导体层;
步骤四、在绝缘钝化薄膜上沉积薄膜晶体管的有源层薄膜,并利用光刻和刻蚀工艺或剥离工艺定义薄膜晶体管有源区的位置及尺寸大小;
步骤五、在定义了薄膜晶体管有源区的一侧沉积导电性能良好的薄膜,用于制备薄膜晶体管源电极、薄膜晶体管漏电极、平板电容负电极、发光二极管P电极以及薄膜晶体管与发光二极管的连接层;
步骤六、在沉积了导电性能良好的薄膜的一侧沉积一层绝缘性良好且介电常数大的介质薄膜,用于作为薄膜晶体管栅介质层及平板电容介质层,并利用光刻和刻蚀工艺对介质薄膜开孔,在开孔处露出平板电容负电极、薄膜晶体管源电极及N型半导体层;
步骤七、在沉积了介质薄膜的一侧沉积导电薄膜,用于作为薄膜晶体管栅电极、信号线和发光二极管N电极;
步骤八、在沉积了导电薄膜的一侧沉积一层绝缘性良好的绝缘钝化层,并利用光刻和刻蚀工艺对绝缘钝化层开孔,在开孔处露出薄膜晶体管源电极,且绝缘钝化层上的开孔用于作为电源线和数据线与薄膜晶体管源电极连接的连接通孔;
步骤九、在绝缘钝化层的开孔处沉积导电薄膜,用于制作平板电容正电极、电源线和数据线,完成微LED发光显示阵列像素单元构造的制备。
6.一种用于制作微LED发光显示阵列像素单元构造的方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤一、在衬底上依次向上生长用于形成外延片的N型半导体层、有源区层和P型半导体层;
步骤二、利用光刻和刻蚀工艺,刻蚀去除部分区域的P型半导体层和有源区层,露出N型半导体层,完成发光二极管的发光区位置及尺寸的定义;
步骤三、在定义了发光二极管的一侧沉积一层绝缘钝化薄膜,并利用光刻和刻蚀工艺对绝缘钝化薄膜开孔,在开孔处露出P型半导体层和N型半导体层;
步骤四、在沉积了绝缘钝化薄膜的一侧沉积导电性能良好的薄膜,用于制备薄膜晶体管栅电极、发光二极管N电极、平板电容负电极和信号线;
步骤五、在沉积了导电性能良好的薄膜的一侧沉积一层绝缘性良好且介电常数大的介质薄膜,用于作为薄膜晶体管栅介质层及平板电容介质层,并利用光刻和刻蚀工艺对介质薄膜开孔,在开孔处露出P型半导体层及平板电容负电极;
步骤六、在沉积了介质薄膜的一侧沉积薄膜晶体管的有源层薄膜,并利用光刻和刻蚀工艺或剥离工艺定义薄膜晶体管有源区的位置及尺寸大小;
步骤七、在定义了薄膜晶体管有源区的一侧沉积导电良好的薄膜,用于制备薄膜晶体管源电极和薄膜晶体管漏电极;
步骤八、在沉积了导电良好的薄膜的一侧沉积一层绝缘性良好的绝缘钝化层,并利用光刻和刻蚀工艺对绝缘钝化层开孔,在开孔处露出薄膜晶体管源电极,且绝缘钝化层上的开孔用于作为电源线和数据线与薄膜晶体管源电极连接的连接通孔;
步骤九、在绝缘钝化层的开孔处沉积导电薄膜,用于制作平板电容正电极、电源线和数据线,完成微LED发光显示阵列像素单元构造的制备。
7.根据权利要求5或6所述用于制作微LED发光显示阵列像素单元构造的方法,其特征在于:所述薄膜晶体管和平板电容位于N型半导体层所在区域或P型半导体层所在区域。
8.根据权利要求5或6所述用于制作微LED发光显示阵列像素单元构造的方法,其特征在于:所述有源层薄膜的材料为ITO非晶薄膜、IGZO或多晶硅。
9.根据权利要求5所述用于制作微LED发光显示阵列像素单元构造的方法,其特征在于上述步骤四中:
利用光刻和刻蚀工艺定义薄膜晶体管有源区的具体操作为:先在有源层薄膜上旋涂光刻胶,用制作好图形的掩模版和紫外光对旋涂的光刻胶曝光显影,然后用光刻胶保护需保留下来作为薄膜晶体管有源区的部分,其它部分则被刻蚀去除;
利用剥离工艺定义薄膜晶体管有源区的具体操作为:先在绝缘钝化薄膜上旋涂光刻胶,并利用光刻工艺把掩模版上的图形转移至绝缘钝化薄膜上,而绝缘钝化薄膜上用于制作薄膜晶体管有源区部位的光刻胶被显影去除,其余部位则被光刻胶覆盖,然后再沉积有源层薄膜,并用有机溶剂去除光刻胶的同时把光刻胶上的有源层薄膜也去除,使沉积的有源层薄膜最终留下用来制作薄膜晶体管有源区的部分。
10.根据权利要求6所述用于制作微LED发光显示阵列像素单元构造的方法,其特征在于上述步骤六中:
利用光刻和刻蚀工艺定义薄膜晶体管有源区的具体操作为:先在有源层薄膜上旋涂光刻胶,用制作好图形的掩模版和紫外光对旋涂的光刻胶曝光显影,然后用光刻胶保护需保留下来作为薄膜晶体管有源区的部分,其它部分则被刻蚀去除;
利用剥离工艺定义薄膜晶体管有源区的具体操作为:先在介质薄膜上旋涂光刻胶,并利用光刻工艺把掩模版上图形转移至介质薄膜上,而介质薄膜上用于制作薄膜晶体管有源区部位的光刻胶被显影去除,其余部位则被光刻胶覆盖,然后再沉积有源层薄膜,并用有机溶剂去除光刻胶的同时把光刻胶上的有源层薄膜也去除,使沉积的有源层薄膜最终留下用来制作薄膜晶体管有源区的部分。
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