CN109037200B - Led阵列结构及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED阵列结构及其制备方法，包括：多个LED结构，LED结构中依次包括金属反射层、P型欧姆接触层、外延层及透明N电极；与LED结构一一对应设置的MOS管，LED结构通过金属反射层键合或粘结在MOS管表面，每个LED结构通过与之连接的MOS管控制通断；及设置在多个LED结构N电极表面的公共透明导电层。其将控制LED结构通断的MOS管通过键合或粘结的方式进行连接，实现一对一的控制，在LED阵列结构中，简单方便的实现LED结构的独立工作，不影响阵列结构中其他LED结构正常工作。

Description

LED阵列结构及其制备方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种LED阵列结构及其制备方法。
背景技术
Mini LED和micro LED作为新一代的显示技术，将LED结构进行微小化而来，继承了LED的特点，具备低功耗、高亮度、超高分辨率与色彩饱和度、反应速度快、超省点、寿命较长、效率较高等优点，但是，对于mini LED和micro LED通断的独立控制尚没有较好的方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种LED阵列结构及其制备方法，实现了mini LED和microLED通断的独立控制。
本发明提供的技术方案如下：
一种LED阵列结构，包括：
多个LED结构，所述LED结构中依次包括金属反射层、P型欧姆接触层、外延层及透明N电极；
与LED结构一一对应设置的MOS管，所述LED结构通过金属反射层键合或粘结在MOS管表面，每个所述LED结构通过与之连接的MOS管控制通断；及
设置在多个LED结构N电极表面的公共透明导电层。
进一步优选地，当所述MOS管为N沟道MOS管时，LED结构通过金属反射层键合或粘结至MOS管的源极，且所述MOS管的栅极与外界控制端连接、漏极接电源正极。
进一步优选地，当所述MOS管为P沟道MOS管时，LED结构通过金属反射层键合或粘结至MOS管的漏极，且所述MOS管的栅极与外界控制端连接、源极接电源正极。
本发明还提供了一种LED阵列制备方法，包括：
S10 在生长衬底上生长外延层，并在所述外延层表面蒸发或溅射P型欧姆接触层和金属反射层；
S20 根据LED结构的大小制备相应尺寸的MOS管，并将MOS管依次键合或粘结在金属反射层表面；
S30 去除生长衬底，并在露出的外延层表面蒸发或溅射透明N电极；
S40 通过腐蚀的方法在预设沟道中去除透明N电极、外延层、P型欧姆接触层、金属反射层及粘结材料，得到分立的LED结构，其中，每个LED结构与一个MOS管连接；
S50 将公共透明导电层设置于LED结构N电极表面，得到LED阵列结构。
进一步优选地，在步骤S20中，包括：
S21 根据LED结构的大小制备相应尺寸的N沟道MOS管；
S22 通过金属材料分别将MOS管的栅极、源极及漏极引出，并在栅极、源极及漏极之间设置绝缘材料，其中，将源极引至MOS管的上表面，将栅极和漏极引至MOS管的侧边；
S23 将MOS管的上表面与金属反射层键合或粘结。
进一步优选地，在步骤S20中，包括：
S24 根据LED结构的大小制备相应尺寸的P沟道MOS管；
S25 通过金属材料分别将MOS管的栅极、源极及漏极引出，并在栅极、源极及漏极之间设置绝缘材料，其中，将漏极引至MOS管的上表面，将栅极和源极引至MOS管的侧边；
S26 将MOS管的上表面与金属反射层键合或粘结。
进一步优选地，所述粘结材料为In（铟）或Sn（锡）或锡膏或银胶。
进一步优选地，所述P型欧姆接触层为ITO（N型氧化物半导体-氧化铟锡）或Al（铝）或Au（金）。
进一步优选地，所述金属反射层为Cr（铬）或Pt（铂）或Al或Au。
进一步优选地，所述透明N电极为ITO或AZO（铝掺杂的氧化锌透明导电玻璃）或FTO（掺杂氟的SnO2透明导电玻璃）。
在本发明提供的LED阵列结构及其制备方法中，将控制LED结构通断的MOS管通过键合或粘结的方式进行连接，实现一对一的控制，在LED阵列结构中，简单方便的实现LED结构的独立工作，不影响阵列结构中其他LED结构正常工作。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及实现方式予以进一步说明。
图1为本发明中LED阵列结构示意图；
图2为本发明中MOS管为N沟道MOS管时，MOS管与LED结构连接示意图；
图3为本发明中MOS管为P沟道MOS管时，MOS管与LED结构连接示意图；
图4为本发明中LED阵列制备方法流程示意图。
附图标记说明：
10-LED结构，11-金属反射层，12-P型欧姆接触层，13-外延层，14-透明N电极，15-粘结层，20-MOS管，30-公共透明导电层，40-金属材料，41-绝缘材料，50-生长衬底。
具体实施方式
下面结合附图和实例进一步说明本发明的实质内容，但本发明的内容并不限于此。
如图1所示为本发明提供的LED阵列结构示意图，从图中可以看出，在该LED阵列结构中包括：多个LED结构10，LED结构10中依次包括金属反射层11、P型欧姆接触层12、外延层13及透明N电极14；与LED结构10一一对应设置的MOS管20，LED结构10通过金属反射层11键合或粘结在MOS管20表面（如图1所示LED结构10和MOS管20之间通过一粘结层15进行键合或粘结操作），每个LED结构10通过与之连接的MOS管20控制通断；设置在多个LED结构N电极14表面的公共透明导电层30，其中，粘结材料为In或Sn或锡膏或银胶；P型欧姆接触层12为ITO或Al或Au；金属反射层11为Cr或Pt或Al或Au；透明N电极14为ITO或AZO或FTO。另外，在该LED阵列结构中，LED结构的侧边还包括绝缘层。
如图2所示，当MOS管20为N沟道MOS管时，LED结构10通过金属反射层11键合或粘结至MOS管20的源极（S极），且MOS管20的栅极（G极）与外界控制端连接、漏极（D极）接电源正极，如图示中，MOS管20中的源极通过金属材料40引至MOS管20上表面，与LED结构10的金属反射层11连接；栅极和漏极通过金属材料40引至MOS管的侧边，且源极、栅极和漏极之间通过绝缘材料41进行隔绝。在工作过程中，给MOS管20中的栅极加入电压控制MOS管20导通，以此电流从MOS管20的漏极流入源极，再通过与源极连接的金属反射层11连接流入LED结构10的P极，最后经过LED外延层13流向N极，实现LED结构10的导通。
如图3所示，当MOS管20为P沟道MOS管20时，LED结构10通过金属反射层11键合或粘结至MOS管20的漏极，且MOS管20的栅极与外界控制端连接、源极接电源正极，如图示中，MOS管20中的漏极通过金属材料40引至MOS管20上表面，与LED结构10的金属反射层11连接；栅极和源极通过金属材料40引至MOS管的侧边，且源极、栅极和漏极之间通过绝缘材料41进行隔绝。在工作过程中，给MOS管20中的栅极加入电压控制MOS管20导通，以此电流从MOS管20的源极流入漏极，再通过与漏极连接的金属反射层11连接流入LED结构10的P极，最后经过LED外延层13流向N极，实现LED结构10的导通。
如图4所示为本发明提供的LED阵列制备方法流程示意图，从图中可以看出，在该制备方法中包括：
S10 在生长衬底50上生长外延层13，并在外延层13表面蒸发或溅射P型欧姆接触层12和金属反射层11，如图4(a)所示，其中，P型欧姆接触层12为ITO或Al或Au，金属反射层11为Cr或Pt或Al或Au。
S20 根据LED结构10的大小制备相应尺寸的MOS管20，并将MOS管20依次键合或粘结在金属反射层11表面，如图4(b)所示，LED结构10和MOS管20之间通过一粘结层15进行键合或粘结操作。
S30 去除生长衬底50，并在露出的外延层13表面蒸发或溅射透明N电极14，如图4(c)所示，其中，透明N电极14为ITO或AZO或FTO。
S40 通过腐蚀的方法在预设沟道中去除透明N电极14、外延层13、P型欧姆接触层12、金属反射层11及粘结材料（粘结层15），得到分立的LED结构10，其中，每个LED结构10与一个MOS管20连接，如图4(d)所示。
S50 将公共透明导电层30设置于LED结构N电极14表面，得到LED阵列结构，如图4(e)所示。
在一种实施方式中，在步骤S20中，包括：S21 根据LED结构10的大小制备相应尺寸的N沟道MOS管；S22 通过金属材料40分别将MOS管20的栅极、源极及漏极引出，并在栅极、源极及漏极之间设置绝缘材料，其中，将源极引至MOS管20的上表面，将栅极和漏极引至MOS管20的侧边；S23 将MOS管20的上表面与金属反射层11键合或粘结，如图2所示。在工作过程中，给MOS管20中的栅极加入电压控制MOS管20导通，以此电流从MOS管20的漏极流入源极，再通过与源极连接的金属反射层11连接流入LED结构10的P极，最后经过LED外延层13流向N极，实现LED结构10的导通。
在另一种实施方式中，在步骤S20中，包括：S24 根据LED结构10的大小制备相应尺寸的P沟道MOS管；S25 通过金属材料40分别将MOS管20的栅极、源极及漏极引出，并在栅极、源极及漏极之间设置绝缘材料，其中，将漏极引至MOS管20的上表面，将栅极和源极引至MOS管20的侧边；S26 将MOS管20的上表面与金属反射层11键合或粘结，如图3所示。在工作过程中，给MOS管20中的栅极加入电压控制MOS管20导通，以此电流从MOS管20的源极流入漏极，再通过与漏极连接的金属反射层11连接流入LED结构10的P极，最后经过LED外延层13流向N极，实现LED结构10的导通。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种LED阵列结构，其特征在于，所述LED阵列结构中包括：
多个LED结构，所述LED结构中依次包括金属反射层、P型欧姆接触层、外延层及透明N电极；
与LED结构一一对应设置的MOS管，所述LED结构通过金属反射层键合或粘结在MOS管表面，每个所述LED结构通过与之连接的MOS管控制通断；及
设置在多个LED结构N电极表面的公共透明导电层。
2.如权利要求1所述的LED阵列结构，其特征在于，当所述MOS管为N沟道MOS管时，LED结构通过金属反射层键合或粘结至MOS管的源极，且所述MOS管的栅极与外界控制端连接、漏极接电源正极。
3.如权利要求1所述的LED阵列结构，其特征在于，当所述MOS管为P沟道MOS管时，LED结构通过金属反射层键合或粘结至MOS管的漏极，且所述MOS管的栅极与外界控制端连接、源极接电源正极。
4.一种LED阵列制备方法，其特征在于，所述制备方法中包括：
S10 在生长衬底上生长外延层，并在所述外延层表面蒸发或溅射P型欧姆接触层和金属反射层；
S20 根据LED结构的大小制备相应尺寸的MOS管，并将MOS管依次键合或粘结在金属反射层表面；
S30 去除生长衬底，并在露出的外延层表面蒸发或溅射透明N电极；
S40 通过腐蚀的方法在预设沟道中去除透明N电极、外延层、P型欧姆接触层、金属反射层及粘结材料，得到分立的LED结构，其中，每个LED结构与一个MOS管连接；
S50 将公共透明导电层设置于LED结构N电极表面，得到LED阵列结构。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤S20中，包括：
S21 根据LED结构的大小制备相应尺寸的N沟道MOS管；
S22 通过金属材料分别将MOS管的栅极、源极及漏极引出，并在栅极、源极及漏极之间设置绝缘材料，其中，将源极引至MOS管的上表面，将栅极和漏极引至MOS管的侧边；
S23 将MOS管的上表面与金属反射层键合或粘结。
6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤S20中，包括：
S24 根据LED结构的大小制备相应尺寸的P沟道MOS管；
S25 通过金属材料分别将MOS管的栅极、源极及漏极引出，并在栅极、源极及漏极之间设置绝缘材料，其中，将漏极引至MOS管的上表面，将栅极和源极引至MOS管的侧边；
S26 将MOS管的上表面与金属反射层键合或粘结。
7.如权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述粘结材料为In或Sn或锡膏或银胶。
8.如权利要求4或5或6所述的制备方法，其特征在于，所述P型欧姆接触层为ITO或Al或Au。
9.如权利要求4或5或6所述的制备方法，其特征在于，所述金属反射层为Cr或Pt或Al或Au。
10.如权利要求4或5或6所述的制备方法，其特征在于，所述透明N电极为ITO或AZO或FTO。
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