CN110767794A - 一种led显示芯片及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体技术领域，具体公开了一种LED显示芯片，其中，包括：衬底，所述衬底上依次设置第一导电类型氮化镓层、量子阱层和第二导电类型氮化镓层，所述第二导电类型氮化镓层上设置透明电极层，所述透明电极层上设置焊盘电极层，所述焊盘电极层包括多个焊盘电极，所述焊盘电极层分别与所述第一导电类型氮化镓层和所述透明电极层连接。本发明还公开了一种LED显示芯片的制作方法。本发明提供的LED显示芯片可以实现超小间距的显示，从而为芯片小型化的实现提供了基础。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种LED显示芯片及LED显示芯片的制作方法。
背景技术
传统LED芯片都是单一的单元，如图1所示，只能作为一个单一的发光体进行控制，这样当多个单元在一起时由于相邻单元之间还需要间距，因此在应用时占据的空间会非常大，不利于芯片小型化的发展趋势。
发明内容
本发明提供了一种LED显示芯片及LED显示芯片的制作方法，解决相关技术中存在的芯片均为单一单元的问题。
作为本发明的第一个方面，提供一种LED显示芯片，其中，包括：衬底，所述衬底上依次设置第一导电类型氮化镓层、量子阱层和第二导电类型氮化镓层，所述第二导电类型氮化镓层上设置透明电极层，所述透明电极层上设置焊盘电极层，所述焊盘电极层包括多个焊盘电极，所述焊盘电极层分别与所述第一导电类型氮化镓层和所述透明电极层连接。
进一步地，所述焊盘电极层包括第一焊盘电极、第二焊盘电极和第三焊盘电极，所述第一焊盘电极和所述第二焊盘电极均与所述透明电极层连接，所述第三焊盘电极与所述第一导电类型氮化镓层连接。
进一步地，所述第三焊盘电极穿过通孔与所述第一导电类型氮化镓层连接，其中所述通孔贯穿所述量子阱层和第二导电类型氮化镓层。
进一步地，所述焊盘电极层与所述透明电极层之间设置有绝缘层，所述通孔的侧壁上均设置有绝缘层。
进一步地，所述LED显示芯片包括N型LED显示芯片和P型LED显示芯片，当所述LED显示芯片为N型LED显示芯片时，第一导电类型为N型，第二导电类型为P型；当所述LED显示芯片为P型LED显示芯片时，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。
进一步地，所述衬底包括蓝宝石衬底。
作为本发明的另一个方面，提供一种LED显示芯片的制作方法，其中，包括：
提供衬底；
在所述衬底上依次生长第一导电类型氮化镓层、量子阱层和第二导电类型氮化镓层；
对所述量子阱层和所述第二导电类型氮化镓层进行刻蚀以暴露所述第一导电类型氮化镓层；
在所述第二导电类型氮化镓层上制作透明电极层；
在所述透明电极层上制作绝缘层；
在所述绝缘层上制作焊盘电极层，且所述焊盘电极层与所述第一导电类型氮化镓层和所述透明电极层连接。
进一步地，所述对所述量子阱层和所述第二导电类型氮化镓层进行刻蚀以暴露所述第一导电类型氮化镓层，包括：
在所述第二导电类型氮化镓层上涂覆光刻胶；
根据掩膜图形对所述光刻胶进行光照；
对光照后的所述量子阱层和所述第二导电类型氮化镓层进行刻蚀，暴露出所述第一导电类型氮化镓层。
进一步地，所述在所述绝缘层上制作焊盘电极层，且所述焊盘电极层与所述第一导电类型氮化镓层和所述透明电极层连接，包括：
根据光刻胶掩膜技术制作焊盘电极图形；
在所述绝缘层上通过电子束蒸发设备以及所述焊盘电极图形制作焊盘电极，其中，所述焊盘电极包括第一焊盘电极、第二焊盘电极和第三焊盘电极；所述第一焊盘电极和所述第二焊盘电极均与所述透明电极层连接，所述第三焊盘电极与所述第一导电类型氮化镓层连接。
进一步地，所述焊盘电极包括依次设置在所述绝缘层上的Cr、Al、Ti、Pt、Ni和Au。
通过上述LED显示芯片，在焊盘电极层设置多个焊盘电极，且焊盘电极层分别与第一吊带你类型氮化镓层和透明电极层连接，在同一个LED显示芯片上设置多个焊盘电极，且多个焊盘电极分别可以单独控制，这种LED显示芯片可以实现超小间距的显示，从而为芯片小型化的实现提供了基础。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为现有技术的LED芯片的结构示意图。
图2为本发明提供的LED显示芯片的剖视图。
图3为本发明提供的LED显示芯片的俯视图。
图4为本发明提供的LED显示芯片的制作过程中刻蚀后暴露N-GaN的俯视图。
图5为本发明提供的LED显示芯片的制作过程中透明电极层对绝缘层腐蚀后的俯视图。
图6为本发明提供的通过BOE溶液对绝缘层进行通孔腐蚀后的俯视图。
图7为本发明提供的LED显示芯片的制作过程中焊盘电极制作后的俯视图。
图8为本发明提供的LED显示芯片的焊盘面示意图。
图9为本发明提供的LED显示芯片的出光面示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本实施例中提供了一种LED显示芯片，图1和图2是根据本发明实施例的剖视图和俯视图，如图2和图3所示，包括：衬底1，所述衬底1上依次设置第一导电类型氮化镓层2、量子阱层3和第二导电类型氮化镓层4，所述第二导电类型氮化镓层4上设置透明电极层5，所述透明电极层5上设置焊盘电极层，所述焊盘电极层包括多个焊盘电极，所述焊盘电极层分别与所述第一导电类型氮化镓层2和所述透明电极层5连接。
通过上述LED显示芯片，在焊盘电极层设置多个焊盘电极，且焊盘电极层分别与第一吊带你类型氮化镓层和透明电极层连接，在同一个LED显示芯片上设置多个焊盘电极，且多个焊盘电极分别可以单独控制，这种LED显示芯片可以实现超小间距的显示，从而为芯片小型化的实现提供了基础。
具体地，如图2和图3所示，所述焊盘电极层包括第一焊盘电极7、第二焊盘电极8和第三焊盘电极9，所述第一焊盘电极7和所述第二焊盘电极8均与所述透明电极层5连接，所述第三焊盘电极9与所述第一导电类型氮化镓层2连接。
具体地，所述第三焊盘电极9穿过通孔10与所述第一导电类型氮化镓层2连接，其中所述通孔10贯穿所述量子阱层3和第二导电类型氮化镓层4。
具体地，所述焊盘电极层与所述透明电极层5之间设置有绝缘层6，所述通孔10的侧壁上均设置有绝缘层6。
具体地，所述LED显示芯片包括N型LED显示芯片和P型LED显示芯片，当所述LED显示芯片为N型LED显示芯片时，第一导电类型为N型，第二导电类型为P型；当所述LED显示芯片为P型LED显示芯片时，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。
优选地，所述第一导电类型氮化镓层包括N-GaN，所述第二导电类型氮化镓层包括P-N-GaN。
优选地，所述衬底包括蓝宝石衬底。
作为本发明的另一实施例，提供一种LED显示芯片的制作方法，其中，包括：
提供衬底；
在所述衬底上依次生长第一导电类型氮化镓层、量子阱层和第二导电类型氮化镓层；
对所述量子阱层和所述第二导电类型氮化镓层进行刻蚀以暴露所述第一导电类型氮化镓层；
在所述第二导电类型氮化镓层上制作透明电极层；
在所述透明电极层上制作绝缘层；
在所述绝缘层上制作焊盘电极层，且所述焊盘电极层与所述第一导电类型氮化镓层和所述透明电极层连接。
通过上述LED显示芯片的制作方法制作得到的LED显示芯片，在焊盘电极层设置多个焊盘电极，且焊盘电极层分别与第一吊带你类型氮化镓层和透明电极层连接，在同一个LED显示芯片上设置多个焊盘电极，且多个焊盘电极分别可以单独控制，这种LED显示芯片可以实现超小间距的显示，从而为芯片小型化的实现提供了基础。该LED显示芯片的制作方法制作工艺简单，易于实现。
具体地，所述对所述量子阱层和所述第二导电类型氮化镓层进行刻蚀以暴露所述第一导电类型氮化镓层，包括：
在所述第二导电类型氮化镓层上涂覆光刻胶；
根据掩膜图形对所述光刻胶进行光照；
对光照后的所述量子阱层和所述第二导电类型氮化镓层进行刻蚀，暴露出所述第一导电类型氮化镓层。
具体地，所述在所述绝缘层上制作焊盘电极层，且所述焊盘电极层与所述第一导电类型氮化镓层和所述透明电极层连接，包括：
根据光刻胶掩膜技术制作焊盘电极图形；
在所述绝缘层上通过电子束蒸发设备以及所述焊盘电极图形制作焊盘电极，其中，所述焊盘电极包括第一焊盘电极、第二焊盘电极和第三焊盘电极；所述第一焊盘电极和所述第二焊盘电极均与所述透明电极层连接，所述第三焊盘电极与所述第一导电类型氮化镓层连接。
优选地，所述焊盘电极包括依次设置在所述绝缘层上的Cr、Al、Ti、Pt、Ni和Au。
下面结合图3至图7对本发明实施例提供的LED显示芯片的制作方法进行详细描述。
需要说明的是，本实施例以所述第一导电类型氮化镓层包括N-GaN，所述第二导电类型氮化镓层包括P-N-GaN为例进行说明，以衬底为蓝宝石衬底为例进行说明。
步骤1：利用MOCVD设备在蓝宝石衬底上依次生长N-GaN层，量子阱和P-GaN层，完整LED外延结构，通过改变量子阱生长过程中温度和In、Al组分可以改变发光波长。
步骤2：利用正性光刻胶掩膜技术，制作掩膜图形，通过ICP刻蚀技术，将暴露区域的N-GaN层刻蚀出来；如图4所示。
步骤3：利用电子束镀膜或磁控溅射技术，制作ITO（氧化铟锡）透明导电层，并通过正性光刻胶掩膜技术，制作腐蚀图形，再通过ITO溶液对绝缘层进行图形腐蚀；如图5所示。
步骤4：利用PECVD技术在晶圆表面制备SiO2/SiNx绝缘层，并通过正性光刻胶掩膜技术，制作腐蚀图形，再通过BOE溶液对绝缘层进行通孔腐蚀；如图6所示。
步骤5：再次利用负性光刻胶掩膜技术，制作焊盘电极图形，并通过电子束蒸发设备制作焊盘电极，金属层依次为Cr/Al/Ti/Pt/Ni/Au/，其中Ni的厚度不低于300nm；如图7所示。
步骤6：利用减薄、研磨设备将晶圆减薄到100~200um；
步骤7：利用激光技术将晶圆上的器件进行切割，并利用裂片技术将芯片分离；
步骤8：通过探针台和分选机设备，对切割后的芯片进行光电参数测试并分类。最后制作得到的LED显示芯片的焊盘面示意图如图8所示，出光面示意图如图9所示。
通过图3与图1相比，将一颗芯片设计成三颗共阴极驱动的三合一LED芯片结构，配合定制的驱动即可实现一颗芯片的三区独立控制，为超小间距显示应用提供有效解决方案。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种LED显示芯片，其特征在于，包括：衬底，所述衬底上依次设置第一导电类型氮化镓层、量子阱层和第二导电类型氮化镓层，所述第二导电类型氮化镓层上设置透明电极层，所述透明电极层上设置焊盘电极层，所述焊盘电极层包括多个焊盘电极，所述焊盘电极层分别与所述第一导电类型氮化镓层和所述透明电极层连接。
2.根据权利要求1所述的LED显示芯片，其特征在于，所述焊盘电极层包括第一焊盘电极、第二焊盘电极和第三焊盘电极，所述第一焊盘电极和所述第二焊盘电极均与所述透明电极层连接，所述第三焊盘电极与所述第一导电类型氮化镓层连接。
3.根据权利要求2所述的LED显示芯片，其特征在于，所述第三焊盘电极穿过通孔与所述第一导电类型氮化镓层连接，其中所述通孔贯穿所述量子阱层和第二导电类型氮化镓层。
4.根据权利要求3所述的LED显示芯片，其特征在于，所述焊盘电极层与所述透明电极层之间设置有绝缘层，所述通孔的侧壁上均设置有绝缘层。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的LED显示芯片，其特征在于，所述LED显示芯片包括N型LED显示芯片和P型LED显示芯片，当所述LED显示芯片为N型LED显示芯片时，第一导电类型为N型，第二导电类型为P型；当所述LED显示芯片为P型LED显示芯片时，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。
6.根据权利要求1所述的LED显示芯片，其特征在于，所述衬底包括蓝宝石衬底。
7.一种LED显示芯片的制作方法，其特征在于，包括：
提供衬底；
在所述衬底上依次生长第一导电类型氮化镓层、量子阱层和第二导电类型氮化镓层；
对所述量子阱层和所述第二导电类型氮化镓层进行刻蚀以暴露所述第一导电类型氮化镓层；
在所述第二导电类型氮化镓层上制作透明电极层；
在所述透明电极层上制作绝缘层；
在所述绝缘层上制作焊盘电极层，且所述焊盘电极层与所述第一导电类型氮化镓层和所述透明电极层连接。
8.根据权利要求7所述的LED显示芯片的制作方法，其特征在于，所述对所述量子阱层和所述第二导电类型氮化镓层进行刻蚀以暴露所述第一导电类型氮化镓层，包括：
在所述第二导电类型氮化镓层上涂覆光刻胶；
根据掩膜图形对所述光刻胶进行光照；
对光照后的所述量子阱层和所述第二导电类型氮化镓层进行刻蚀，暴露出所述第一导电类型氮化镓层。
9.根据权利要求7所述的LED显示芯片的制作方法，其特征在于，所述在所述绝缘层上制作焊盘电极层，且所述焊盘电极层与所述第一导电类型氮化镓层和所述透明电极层连接，包括：
根据光刻胶掩膜技术制作焊盘电极图形；
在所述绝缘层上通过电子束蒸发设备以及所述焊盘电极图形制作焊盘电极，其中，所述焊盘电极包括第一焊盘电极、第二焊盘电极和第三焊盘电极；所述第一焊盘电极和所述第二焊盘电极均与所述透明电极层连接，所述第三焊盘电极与所述第一导电类型氮化镓层连接。
10.根据权利要求9所述的LED显示芯片的制作方法，其特征在于，所述焊盘电极包括依次设置在所述绝缘层上的Cr、Al、Ti、Pt、Ni和Au。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |