CN110462850A - 通过堆叠微型led的层来制造半导体器件 - Google Patents

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Abstract

通过重复地键合未图案化的外延结构来制造包括LED的层的堆叠。由于外延结构是未图案化的(例如，未被图案化成单独的微型LED)，对于对准的要求显著放宽。一个示例是集成多色LED显示面板，其中微型LED的阵列与对应的驱动器电路集成。微型LED的多个层被堆叠在包括驱动器电路的基础衬底的顶部上。在该过程中，每个层都按如下方式制造。未图案化的外延结构被键合在现有器件的顶部上。然后外延结构被图案化以形成微型LED。层被填充并且被平坦化，以允许下一层的未图案化的外延结构被键合。这样进行重复来构建层的堆叠。

Description

通过堆叠微型LED的层来制造半导体器件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年3月20日提交的名称为“Micro-LED Display Chip andMethod of Making Same”的美国临时专利申请序列号62/473,953的优先权。所有前述内容的主题通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开一般地涉及用于制造半导体器件的方法，例如，用于制造集成的多色LED显示面板的方法。
背景技术
与薄膜晶体管(TFT)技术结合的有源矩阵液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)显示器在当今的商业电子设备中变得越来越受欢迎。这些显示器广泛用于膝上型个人计算机、智能手机和个人数字助理。数百万像素一起在显示器上创建图像。TFT充当开关来单独地接通和关断每个像素，从而使像素变亮或变暗，这允许方便且有效地控制每个像素和整个显示器。
然而，常规的LCD显示器遭受低光效率，引起高功耗和有限的电池操作时间。虽然有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示面板一般地比LCD面板消耗更小的功率，但AMOLED显示面板可能仍然是电池供电设备中的主要功率消耗者。为了延长电池寿命，期望降低显示面板的功耗。
常规的无机半导体发光二极管(LED)已经证明了优异的光效率，这使得有源矩阵LED显示器对于电池供电的电子器件更加理想。驱动器电路和发光二极管(LED)阵列被用于控制数百万像素，从而在显示器上呈现图像。单色显示面板和全色显示面板均可以根据各种制造方法来制造。
然而，数千甚至数百万个微型LED与像素驱动器电路阵列的集成非常具有挑战性。已经提出了各种制造方法。在一个方法中，在一个衬底上制造控制电路，并且在分离的衬底上制造LED。将LED转移到中间衬底上并且移除原始衬底。然后拾取中间衬底上的LED，并且利用控制电路将LED一次一个或一次几个地放置在衬底上。然而，该制造工艺效率低且成本高。另外，还不存在用于大规模转移微型LED的现有制造工具。因此必须开发新工具。
在另一方法中，使用金属键合将整个LED阵列与其原始衬底对准并且键合到控制电路。制造LED的衬底保留在最终产品中，这可能引起光串扰。另外，两个不同衬底之间的热失配在键合界面处生成应力，这可能引起可靠性问题。此外，与单色显示面板相比，多色显示面板通常需要在不同衬底材料上生长的更多的LED和不同颜色的LED，因此使得传统制造工艺更加复杂和低效。
因此，存在对于更好的制造方法的需求。
发明内容
本公开通过使用多级键合未图案化的外延结构来克服现有技术的限制。由于外延结构是未图案化的(例如，未被图案化为单独的微型LED)，对于对准的要求显著放宽。
一个示例是集成多色LED显示面板，其中微型LED阵列与对应的驱动器电路集成。驱动器电路通常是驱动显示面板上的LED的像素驱动器阵列。像素驱动器阵列被制造在支撑衬底上。然后微型LED的多个层被堆叠在基础衬底的顶部上。在该过程中，每个层都按如下方式制造。未图案化的外延结构被键合在现有器件的顶部上。然后外延结构被图案化以形成微型LED。层被填充并且被平坦化以允许下一层的未图案化的外延结构被键合。这样进行重复来构建层的堆叠。
其他方面包括与上述中的任一个相关的部件、设备、系统、改进、方法、过程、应用和其他技术。
附图说明
本公开的实施例具有其他优点和特征，当结合附图时，根据以下详细描述和所附权利要求，这些优点和特征将更加显而易见，在附图中：
图1A是根据一个实施例的显示面板的像素的电路图。
图1B是根据一个实施例的集成多色LED显示面板的若干像素的截面图。
图2A至图2L是图示根据一个实施例的通过多层工艺来制造集成多色LED显示面板的截面图。
图3A和图3B是根据两个实施例的公共电极的俯视图。
图3C是根据一个实施例的公共电极的截面图。
图4A和图4B是图示根据一个实施例的用于光学隔离的结构的截面图。
图5是根据一个实施例的具有像素阵列的示例显示面板的俯视图。
附图仅出于图示的目的描绘了各种实施例。从以下讨论中，本领域技术人员将容易认识到，在不脱离本文所述原理的情况下，可以采用本文所示的结构和方法的备选实施例。
具体实施方式
附图和以下描述仅通过图示的方式涉及优选实施例。应当注意，根据以下讨论，在不脱离所要求保护的原理的情况下，将容易认识到本文公开的结构和方法的备选实施例作为可以采用的可行的备选方案。
图1A是显示面板的像素的电路图，显示面板包括像素驱动器和LED 140(诸如微型LED)。微型LED具有的横向尺寸通常为50微米(μm)或更小，并且横向尺寸可小于10μm甚至仅为几μm。在该示例中，像素驱动器包括两个晶体管和一个电容器130，其中一个晶体管是控制晶体管120并且另一个晶体管是驱动晶体管110。在该示例中，控制晶体管120被配置为其栅极连接到扫描信号总线150、其一个源极/漏极连接到数据信号总线170、以及另一个漏极/源极连接到存储电容器130和驱动晶体管110的栅极。驱动晶体管110的一个源极/漏极被连接到电源Vdd，并且另一个漏极/源极被连接到LED140的p-电极。LED 140的n-电极被连接到电容器130和接地。在该示例中，当扫描信号150将控制晶体管120的栅极断开时，数据信号170对存储电容器130充电并且设置驱动晶体管110的栅极电压，驱动晶体管110的栅极电压控制流过LED 140的电流。存储电容器130这里被用于维持驱动晶体管110的栅极电压，从而在扫描信号150对其他像素进行设置的时间期间，维持流过LED 140的电流。其他像素驱动器设计将是显而易见的，例如，如美国专利申请号12/214,395、“Monolithic Activeor Passive Matrix LED Array Display Panels and Display Systems Having theSame”中描述，其通过引用并入本文。
以下示例主要使用集成微型LED显示器，其中GaN微型LED阵列与CMOS像素驱动器集成，但这些仅是示例，并且所描述的技术不限于该特定应用。微型LED的示例包括基于GaN的UV/蓝/绿微型LED、基于AlInGaP的红/橙微型LED、以及基于GaAs或InP的红外(IR)微型LED。在美国专利申请号15/135,217“Semiconductor Devices with Integrated Thin-Film Transistor Circuitry”、15/269,954“Making Semiconductor Devices withAlignment Bonding and Substrate Removal”、15/269,956“Display Panels withIntegrated Micro Lens Array”、15/272,410“Manufacturing Display Panels withIntegrated Micro Lens Array”和15/701,450“Multi-Color Micro-LED Array LightSource”中描述了微型LED和其他微结构的附加示例。所有前述内容通过引用整体并入本文。
图1B是根据一个实施例的集成多色LED显示面板的若干像素的截面图。在图1B中，单独的驱动器电路阵列被制造在支撑衬底102上。图1B中所示的黑色矩形110表示到驱动器电路的电连接，例如，图1A中的驱动晶体管110和LED 140之间的连接。为方便起见，这些连接110也可以被称为驱动器电路110或像素驱动器110。驱动器电路110利用后缀R、G、B进行标记，因为它们对应于红色、绿色和蓝色像素。像素驱动器阵列110电连接到微型LED 140，微型LED 140也利用后缀R、G、B进行标记来指示其颜色。微型LED140R、G、B被包含在堆叠在衬底和像素驱动器的顶部上的不同的层155R、G、B中。底层155R包含红色微型LED 140R，中间层155G包含绿色微型LED 140G，并且顶层155B包含蓝色微型LED 140B。根据设计，哪个颜色在哪个层中可能会有所变化。为方便起见，“向上”被用于表示远离衬底102，“向下”表示朝向衬底，并且相应地解释其他方向术语，例如，顶部、底部、之上、之下、在……下、下方等。
使用最左侧的微型LED 140R作为示例，每个微型LED由外延结构141形成。示例包括III-V氮化物、III-V砷化物、III-V磷化物和III-V锑化物外延结构。上接触金属焊盘142电连接到微型LED140的顶部，并且还根据需要使用穿过任何中间层的通孔143电连接到公共电极165。对于微型LED 140R，通孔143通过层155G、B连接到公共电极165。下接触金属焊盘144电连接到微型LED 140的底部，并且还根据需要使用穿过任何中间层的通孔145电连接到对应的像素驱动器110。由于微型LED 140R位于底层，不存在中间层并且没有使用通孔145。对于最右侧的微型LED 140G，通孔145通过中间层155R将下接触金属焊盘144电连接到对应的像素驱动器110，并且通孔143通过中间层155B将上接触金属焊盘142电连接到公共电极165。在该示例中，每个微型LED 140被连接到单个公共电极165，但如将在下面示出的备选设计中显而易见，这不是必需的。例如，将不同的微型LED 140连接到彼此未连接的公共电极允许微型LED 140的单独偏置。
由于将在下面更详细描述的制造方法，每个层155被填充有材料149，使得邻接层之间的界面157是平坦的。这便于制造下一层。填充材料149的一个示例是既不导电又透明的二氧化硅。这提供了微型LED和通孔之间的电隔离，但也允许由下层中的微型LED产生的光传播通过该层。填充材料149的另一示例是氮化硅。针对每个层的填充物149不必是单个均质材料。也可以使用材料或结构的组合。无论详细结构如何，优选地，每个层在横向地位于下层微型LED上方的区域中是透明的，使得由下层的微型LED产生的光能够传播通过这样的区域。
更详细地，如下来制造驱动器电路。支撑衬底102是其上制造单独的驱动器电路110的阵列的衬底。在一个实施例中，衬底102是Si衬底。在另一实施例中，支撑衬底102是透明衬底(例如，玻璃衬底)。其他示例衬底包括GaAs、GaP、InP、SiC、ZnO和蓝宝石衬底。驱动器电路110形成单独的像素驱动器来驱动微型LED。衬底102上的电路包括到每个单独像素驱动器110的接触件以及接地接触件。每个微型LED还具有两个接触件：一个接触件144连接到像素驱动器，并且另一接触件142连接到接地(即，公共电极)。
在未示出的备选实施例中，驱动器电路可以包括除CMOS驱动器电路之外的驱动器电路。作为一个示例，驱动器电路可以包括薄膜晶体管(TFT)驱动器电路。作为另一示例，驱动器电路可以是使用III-V化合物半导体的电路。
为清楚起见，图1B仅示出了六个微型LED和对应的像素驱动器。应理解，可以使用任何数目的微型LED和像素驱动器。在完全可编程的显示面板中，LED和驱动器电路以阵列排列，以形成可单独寻址的像素(优选为多色像素)阵列。在备选实施例中，显示面板可以具有更有限的可编程性，并且像素可以以不同的几何形状进行布置。另外，驱动器电路和LED之间不必一一对应。例如，可以存在连接到相同像素驱动器输出的两个或更多个LED，以创建冗余，使得如果LED中的一个发生故障，则剩余的LED仍然可以点亮像素。
微型LED也可以以不同方式分布到层中，并且还可以存在不同数目的层。在一个方法中，与图1B的示例中的不同的层的微型LED产生不同波长的光。颜色可包括紫外、蓝色、绿色、橙色、红色和红外光。这里，诸如光、光学和颜色的术语旨在包括紫外和红外。
图2A至图2L是图示使用根据一个实施例的多层过程来制造图1B的集成多色LED显示面板的截面图。更具体地，图2A至图2G图示了具有红色微型LED的底层155R的制造。图2H至图2J图示了具有绿色微型LED的中间层155G的制造。图2K图示了具有蓝色微型LED的顶层155B的制造，并且图2L图示了公共电极165的制造。
图2A的截面视图示出了支撑像素驱动器110的衬底102。为清楚起见，仅示出了到像素驱动器的接触件110。未图案化的外延结构220R被键合到具有像素驱动器的现有衬底结构的顶部上。在一个方法中，外延层220R在单独的衬底(称为外延衬底)上生长。在外延层220R之上制造连续均匀的金属层221R。金属键合层221R可以包括欧姆接触层、光反射层和金属键合层。在具有像素驱动器的衬底之上还制造配对的金属键合层211。两个金属键合层211和221R被键合在一起。共晶键合、热压键合和瞬时液相(TLP)键合是可以使用的一些技术。然后例如通过激光剥离工艺或湿法化学蚀刻来移除外延衬底，留下图2A中所示的结构。由于外延结构220R是未图案化的，不存在对于精细对准的需要，如果先前制造的LED阵列被键合到像素驱动器阵列就是如此情况。
在图2B中，外延结构220R和键合层211、221R被图案化。将外延结构220R图案化来形成微型LED。将键合层211、221R图案化来形成电隔离的金属焊盘。在该示例中，最左侧的像素驱动器110R用于红色像素，并且外延结构220R用于形成红色微型LED。因此，图案化创建电连接到最左侧像素驱动器110R的红色微型LED 140R。外延结构220R被图案化来限定和分离针对单独微型LED的外延层141R。将键合层211、221R图案化来形成用于微型LED 140R的下接触金属焊盘144R。例如，可以通过干法蚀刻来完成图案化。在将LED图案化之后，上接触金属焊盘142R被沉积。
其他两个像素驱动器110G、B不用于红色像素，因此在它们之上不形成红色微型LED。然而，金属焊盘213G、B被图案化来允许到更高层中的LED的最终电连接。结果，底层包含用于完整堆叠中的每个微型LED的金属焊盘。这些金属焊盘既可用作红色微型LED的下接触金属焊盘，也可用作其他微型LED的互连。金属焊盘可以是例如铝、银、铑、锌、金、锗、镍、铬、铂、锡、铜、钨、氧化铟锡、钯、铟、钛和/或上述的组合。
在图2C和图2D中，首先将层填充然后平坦化。在图2C中，在现有结构之上沉积厚介电层230。这也提供了钝化。然后将层230平坦化，得到图2D的结构。化学机械抛光可用于将介电层平坦化，留下到层的平坦顶部界面。
在图2E至图2G中，从平坦顶部界面通过填充物230到金属焊盘，制造通孔143、145。在图2E中，深干法蚀刻被用于创建通向金属焊盘142R、213B、213G的孔。在图2F中，他们被填充有导电材料244(例如，TiN或钨)。这例如通过化学机械抛光来被平坦化，得到具有通孔143、145的图2G的结构。这完成了第一层155R。
重复该整体过程来制造另一层。图2H至图2J示出了中间层的制造。在图2H中，未图案化的外延结构220G被键合在先前层155R的顶部上。这可以如针对底层155R所描述的那样来完成。外延层220G生长在衬底上。在外延层220G之上制造金属键合层221G。在底层155R之上还制造配对的金属键合层211R。两个键合层211R、220G被键合在一起。然后移除外延衬底。
在图2I中，外延结构220G和键合层211R、221G被图案化，以形成绿色微型LED 140G(利用外延层141G和下接触金属焊盘144G)以及用于其他微型LED的中间金属焊盘213。还沉积上接触金属焊盘142G。然后利用材料230填充中间层155G，中间层155G被平坦化，以及制造通孔143、145，得到图2J的结构。
重复该过程来制造如图2K所示的顶部蓝色层155B。
在图2L中，在蓝色层155B的顶部上制造公共电极165，并且公共电极165通过通孔163连接到电路的对应焊盘164。如图3A所示，公共电极165可以是(不透明的)金属迹线的栅格。图3A是俯视器件的俯视图。图3A示出了由大正方形表示的三个微型LED140R、G、B。这些微型LED中的每一个均具有通孔和金属焊盘的结构143，结构143将微型LED的顶部电连接到层堆叠的顶部。这些由图3A中的小正方形143表示。长矩形165是电连接到通孔/金属焊盘143的金属迹线。
备选地，如图3B所示，公共电极165可以是透明电极(诸如氧化铟锡)。图3B也是示出微型LED 140R、G、B及其互连143的俯视图。在该示例中，公共电极165是由边界165限定的整个矩形。覆盖所有微型LED是可接受的，是因为电极165是透明的。矩形环164是连接到电路的金属焊盘。注意，公共电极165在所有层之上，而金属焊盘164在所有层之下。它们通过通孔163电连接。
图3C示出了另一方法，其中不是每个微型LED 140都连接到结构最顶部处的公共电极。而是，每个层的微型LED 140通过位于该特定层顶部上的结构167电连接到公共电极164。在该示例中，红色微型LED 140R通过结构167R来被连接，绿色微型LED 140G通过结构167G来被连接，并且蓝色微型LED 140B通过结构167B来被连接。
图4A至图4B图示了提供不同像素的光学隔离的附加结构。在该示例中，红色、绿色和蓝色像素被分组为多色像素410，并且层中的结构用于将相邻像素光学地分离。这可以减少相邻多色像素410之间的串扰。在图4A中，结构是不透明(吸收的)分隔器422的网格。在图4B中，结构423是反射性的，其还可以用于增加微型LED的光产生的方向性和效率。
图5是根据一个实施例的示例微型LED显示面板500的俯视图。显示面板500包括数据接口510、控制模块520和像素区域540。数据接口510接收限定待显示图像的数据。该数据的(一个或多个)源和格式将根据应用而变化。控制模块520接收输入数据并将其转换为适于驱动显示面板中的像素的形式。控制模块520可以包括：用于从所接收的格式转换为适合于像素区域540的格式的数字逻辑和/或状态机、用于存储和传输数据的移位寄存器或其他类型的缓冲器和存储器、数模转换器和电平移位器、以及包括时钟电路的扫描控制器。
像素区域540包括像素阵列。例如如上所述或在以下附图中，像素包括与像素驱动器单片集成的微型LED 534。在该示例中，显示面板500是彩色RGB显示面板。它包括按列排列的红色、绿色和蓝色像素。列532R是红色像素，列532G是绿色像素，并且列532B是蓝色像素。在每个像素内，LED 534被像素驱动器控制。根据前面所示的实施例，像素接触电源电压(未示出)并且经由接地焊盘536接地，并且还接触控制信号。尽管未在图5中示出，但是LED的p-电极和驱动晶体管的输出位于LED 534的下方，并且它们通过键合金属电连接。LED电流驱动信号连接(LED的p电极和像素驱动器的输出之间)、接地连接(n-电极和系统接地之间)、Vdd连接(像素驱动器的源极和系统Vdd之间)、以及到像素驱动器栅极的控制信号连接是根据前面描述的各种实施例制造的。
图5仅仅是代表性的图。其他设计将是显而易见的。例如，颜色不必是红色、绿色和蓝色，并且每个颜色像素的数目不必相等。它们也不必被布置为列或条带。例如，四个颜色像素的集合可以被布置为2×2正方形。还可以布置单独的像素单元，以共享行或列寻址，从而减少行或列迹线的总数。作为一个示例，除了图5中所示的像素的矩形矩阵的布置之外，也可以使用六边形像素矩阵的布置来形成显示面板500。
在一些应用中，不需要完全可编程的矩形像素阵列。也可以使用本文所述的器件结构来形成具有各种形状和显示器的显示面板的其他设计。一类示例是专业应用(包括标牌和汽车)。例如，多个像素可以以星形或螺旋形来布置，以形成显示面板，并且可以通过接通和关断LED来产生显示面板上的不同图案。另一特殊示例是汽车前灯和智能照明，其中某些像素被组合在一起，以形成各种照明形状，并且每组LED像素可以通过单独的像素驱动器接通或关断或以其他方式进行调整。
甚至每个像素内的器件的横向布置也可以变化。在图1至图4中，LED和像素驱动器被垂直布置。每个LED位于对应像素驱动器电路的“顶部”。可以是其他布置。例如，像素驱动器也可以位于LED的“后面”、“前面”或“旁边”。
可以制造不同类型的显示面板。例如，显示面板的分辨率的范围通常可以从8x8到3840x2160。常见的显示分辨率包括QVGA(分辨率为320x240、宽高比为4：3)、XGA(分辨率为1024x768、宽高比为4：3)、HD(分辨率为1280x720、宽高比为16：9)、FHD(分辨率为1920x1080、宽高比为16：9)、UHD(分辨率为3840x2160、宽高比为16：9)、4K(分辨率为4096x2160)。还可以存在从亚微米到低于10毫米及以上的各种像素尺寸。整个显示区域的尺寸也可以广泛变化，对角线范围从小到几十微米或更小到几百英寸或更多。
不同的应用对光学亮度也有不同的要求。示例应用包括直接观看的显示屏、用于家庭/办公室投影仪的光引擎以及诸如智能电话、膝上型电脑、可穿戴电子设备和视网膜投影的便携式电子设备。功耗可以从对于视网膜投影仪的几毫瓦变化到高达对于大屏幕户外显示器、投影仪和智能汽车前灯的千瓦。在帧速率方面，由于无机LED的快速响应(纳秒)，帧速率可以高达KHz，对于小分辨率甚至是MHz。
尽管详细描述包含许多细节，但这些细节不应被解释为限制本发明的范围，而仅仅是图示本发明的不同示例和方面。应当理解，本发明的范围包括上面未详细讨论的其他实施例。例如，上述方法可以应用于除了LED之外的功能设备与除了像素驱动器之外的控制电路的集成。非LED器件的示例包括垂直腔表面发射激光器(VCSEL)、光电探测器、微电子机械系统(MEMS)、硅光子器件、功率电子器件和分布式反馈激光器(DFB)。其他控制电路的示例包括电流驱动器、电压驱动器、跨阻放大器和逻辑电路。
在不脱离如所附权利要求中所限定的本发明的精神和范围的情况下，对于本领域技术人员显而易见的各种其他修改、改变和变化可以在本文公开的本发明的方法和装置的布置、操作和细节中进行。因此，本发明的范围应由所附权利要求及其合法等同物确定。

Claims (40)

1.一种微型LED显示芯片，包括：
衬底，支撑像素驱动器的阵列；以及
两个或更多个层，被堆叠在所述衬底和像素驱动器的顶部上，在相邻层之间具有平坦界面，每个层包含微型LED的阵列，其中针对每个层的所述微型LED的阵列电连接到所述像素驱动器的阵列。
2.根据权利要求1所述的微型LED显示芯片，其中每个层包括：
外延结构，形成所述微型LED；
下接触金属焊盘，电连接到所述微型LED的底部；以及
上接触金属焊盘，电连接到所述微型LED的顶部；
其中所述下接触金属焊盘还电连接到所述像素驱动器的阵列，并且所述上接触金属焊盘还电连接到公共电极。
3.根据权利要求2所述的微型LED显示芯片，其中每个层的所述外延结构是III-V氮化物外延结构、III-V砷化物外延结构、III-V磷化物外延结构和III-V锑化物外延结构中的一个。
4.根据权利要求2所述的微型LED显示芯片，其中每个层的所述下接触金属焊盘包括铝、银、铑、锌、金、锗、镍、铬、铂、锡、铜、钨、铟锡氧化物、钯、铟和/或钛。
5.根据权利要求2所述的微型LED显示芯片，其中所述公共电极包括在所有层的顶部上的金属迹线的栅格，每个上接触金属焊盘电连接到所述金属迹线的栅格。
6.根据权利要求2所述的微型LED显示芯片，其中所述公共电极包括在所有层的顶部上的透明电极，每个上接触金属焊盘电连接到所述透明电极。
7.根据权利要求2所述的微型LED显示芯片，其中所述公共电极包括在所有层的顶部上的顶部电极，每个上接触金属焊盘由通过任何中间层的通孔电连接到所述顶部电极。
8.根据权利要求2所述的微型LED显示芯片，其中所述公共电极包括针对每个层的位于该层的顶部上的单独的公共电极结构，针对每个层的每个上接触金属焊盘电连接到针对该层的所述公共电极结构。
9.根据权利要求2所述的微型LED显示芯片，其中每个层的所述下接触金属焊盘由通过任何中间层的通孔电连接到所述像素驱动器的阵列。
10.根据权利要求2所述的微型LED显示芯片，其中所述层的底部包含金属焊盘，所述金属焊盘电连接到针对所有层中的每个微型LED的所述像素驱动器的阵列，所述金属焊盘用作针对所述底层中的微型LED的所述下接触金属焊盘，并且所述金属焊盘由通过任何中间层的通孔电连接到针对所有其他层中的微型LED的所述下接触金属焊盘。
11.根据权利要求1所述的微型LED显示芯片，其中不同层的所述微型LED产生不同波长的光。
12.根据权利要求11所述的微型LED显示芯片，其中不同层的所述微型LED产生不同可见波长的光。
13.根据权利要求11所述的微型LED显示芯片，其中所述两个或更多个层正好是三个层，并且所述微型LED是针对所述层中的一个层的红色微型LED、针对所述层中的另一个层的绿色微型LED以及针对所述层中的第三个层的蓝色微型LED。
14.根据权利要求11所述的微型LED显示芯片，其中每个层的所述微型LED是紫外、蓝色、绿色、橙色、红色或红外微型LED。
15.根据权利要求1所述的微型LED显示芯片，其中不同层的所述微型LED被分组为多色像素，并且所述微型LED显示芯片进一步包括：
所述层中的将相邻多色像素光学地分离的结构。
16.根据权利要求15所述的微型LED显示芯片，其中所述结构是吸收性的或反射性的。
17.根据权利要求1所述的微型LED显示芯片，其中每个层在横向地位于下层的微型LED之上的区域中是透明的，使得由所述下层的微型LED产生的光能够传播通过该区域。
18.根据权利要求1所述的微型LED显示芯片，其中所述像素驱动器包括薄膜晶体管像素驱动器或硅CMOS像素驱动器。
19.一种微型LED显示芯片，包括：
衬底，支撑像素驱动器的阵列；以及
三个层，被堆叠在所述衬底和像素驱动器的顶部上，在相邻层之间具有平坦界面，所述层中的一个层包含红色微型LED、所述层中的另一个层包含绿色微型LED，并且所述层中的第三个层包含蓝色微型LED，每个层进一步包括：
外延结构，形成所述微型LED；
下接触金属焊盘，电连接到所述微型LED的底部；以及
上接触金属焊盘，电连接到所述微型LED的顶部；
其中所述下接触金属焊盘还由通过任何中间层的通孔电连接到所述像素驱动器的阵列，并且所述顶接触金属焊盘还电连接到公共电极；并且
其中每个层在横向地位于下层的微型LED之上的区域中是透明的，使得由所述下层的微型LED产生的光能够传播通过该区域。
20.根据权利要求19所述的微型LED显示芯片，其中：
所述公共电极包括在所有层的顶部上的顶部电极，每个上接触金属焊盘由通过任何中间层的通孔电连接到所述顶部电极；并且
每个层的所述下接触金属焊盘由通过任何中间层的通孔电连接到所述像素驱动器的阵列。
21.一种用于制造微型LED显示芯片的方法，包括：
提供支撑像素驱动器的阵列的衬底；以及
通过以下来制造堆叠在所述衬底和像素驱动器顶部上的、在相邻层之间具有平坦界面的两个或多个层：
对于底层：使用金属层将未图案化的外延结构键合在所述衬底和像素驱动器的顶部上；并且对于任何其他层：使用金属层将未图案化的外延结构键合在先前层的顶部上；
将所述外延结构图案化来形成微型LED，并且将所述键合金属层图案化来形成金属焊盘，所述金属焊盘中的一些用作电连接到所述微型LED底部的下接触金属焊盘；以及
对于除了顶层之外的所有层，填充和平坦化所述层，以创建平坦顶部界面，所述顶部界面包括到所述微型LED的顶部的电连接。
22.根据权利要求21所述的方法，其中将所述外延结构图案化来形成微型LED包括：将针对不同微型LED的外延结构完全分离。
23.根据权利要求21所述的方法，其中将所述外延结构图案化包括：对所述外延结构进行干法蚀刻来形成所述微型LED。
24.根据权利要求21所述的方法，其中将所述键合金属层图案化来形成金属焊盘包括：针对每个层中的每个微型LED形成一个金属焊盘。
25.根据权利要求21所述的方法，其中将所述未图案化的外延结构键合在所述衬底或先前层的顶部上包括：
将外延衬底上支撑的未图案化的外延层键合到所述衬底或先前层的顶部；以及
移除所述外延衬底。
26.根据权利要求25所述的方法，其中移除所述外延衬底包括：使用剥离工艺或湿法化学蚀刻中的一个来移除所述外延衬底。
27.根据权利要求21所述的方法，其中填充所述层包括：利用透明材料来填充所述层。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述透明材料是二氧化硅或氮化硅。
29.根据权利要求21所述的方法，其中填充所述层包括：在横向地位于下层的微型LED之上的区域中利用透明材料来填充所述层，使得由所述下层的微型LED产生的光能够传播通过该区域。
30.根据权利要求21所述的方法，其中平坦化所述层包括：使用化学机械抛光来平坦化所述层。
31.根据权利要求21所述的方法，进一步包括：
在填充和平坦化所述层之前，在所述微型LED的所述顶部上沉积上接触金属焊盘。
32.根据权利要求31所述的方法，进一步包括：
在填充之后，制造从所述平坦顶部界面穿过所述填充至所述上接触金属焊盘的通孔。
33.根据权利要求21所述的方法，进一步包括：
在填充之后，制造从所述平坦顶部界面穿过所述填充至金属焊盘的通孔，所述金属焊盘不用作下接触金属焊盘。
34.根据权利要求21所述的方法，进一步包括：
填充和平坦化所述顶层来创建平坦顶部界面，所述平坦顶部界面包括到所述微型LED的顶部的电连接；以及
在所述顶层的所述平坦顶部界面的顶部上制造公共电极，所述微型LED的所述顶部电连接到所述公共电极。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述公共电极进一步电连接到所述底层的所述金属焊盘中的一个或多个。
36.根据权利要求21所述的方法，其中不同层的所述微型LED被分组为多色像素，并且制造所述层进一步包括：
在所述层中制造将相邻多色像素光学地分离的结构。
37.根据权利要求21所述的方法，其中所述两个或更多个层正好是三个层，并且所述微型LED是针对所述层中的一个层的红色微型LED、针对所述层中的另一个层的绿色微型LED以及针对所述层中的第三个层的蓝色微型LED。
38.根据权利要求21所述的方法，其中制造所述层进一步包括：
制造通孔来提供通过所述层的电连接。
39.根据权利要求38所述的方法，其中制造通孔包括：
蚀刻通过孔；以及
利用导体填充所述通过孔。
40.一种用于制造微型LED显示芯片的方法，包括：
提供支撑像素驱动器的阵列的衬底；以及
制造堆叠在所述衬底和像素驱动器的顶部上的、在相邻层之间具有平坦界面的三个层，所述层中的一个层包含红色微型LED、所述层中的另一个层包含绿色微型LED，并且所述层中的第三个层包含蓝色微型LED，其中制造每个层包括：
对于底层：使用金属层将未图案化的外延结构键合在所述衬底和像素驱动器的顶部上；并且对于任何其他层：使用金属层将未图案化的外延结构键合在先前层的顶部上；
将所述外延结构图案化来形成针对所述层的所述微型LED，并且将所述键合金属层图案化来形成金属焊盘，所述金属焊盘中的一些用作电连接到所述微型LED的底部的下接触金属焊盘；
沉积电连接到所述微型LED的顶部的上接触金属焊盘；
对于除了顶层之外的所有层，填充和平坦化将所述层，以创建平坦顶部界面，所述顶部界面包括到所述微型LED顶部的电连接；以及
制造从所述平坦顶部界面到所述上接触金属焊盘以及到不用作下接触金属焊盘的金属焊盘的通孔。
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