CN111128899B - 外延基板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种外延基板，该外延基板包括：基板主体；多个凸台，以阵列方式排布于基板主体上；多个接触电极，对应设置于凸台的顶部；平坦化层，覆盖于凸台和基板主体未被凸台覆盖的区域上，其中平坦化层上设置有与凸台对应的第一通孔，以使得接触电极经第一通孔外露；多个焊盘，以阵列方式排布于平坦化层上，并通过第一通孔电连接至对应的接触电极，其中焊盘在基板主体上的垂直投影的面积大于接触电极在基板主体上的垂直投影的面积。本申请还公开了一种外延基板的制造方法。通过上述方式，本申请能够提高外延基板与驱动基板的对位成功率。

Description

外延基板及其制造方法
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种外延基板及其制造方法。
背景技术
近年来半导体照明技术日趋成熟，成本不断下降，产业规模趋于饱和，这为LED显示技术的发展提供了较好的光源。
Micro-LED(Micro Light Emitting Diode，微型发光二极体)显示技术具有高亮度、高响应速度、低功耗、长寿命等优点，成为人们追求新一代显示技术的研究热点，但是Micro-LED显示屏技术还很不成熟，许多制造技术问题仍有待解决。
由于Micro-LED尺寸极小，其电极层、钝化层等图形尺寸更小，给对位键合的精度及工艺控制带来很大的挑战，不利于对位键合的成功率。
发明内容
本申请主要解决的问题是提供一种外延基板及其制造方法，能够提高外延基板与驱动基板的对位成功率。
为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：提供一种外延基板，该外延基板包括：基板主体；多个凸台，以阵列方式排布于基板主体上；多个接触电极，对应设置于凸台的顶部；平坦化层，覆盖于凸台和基板主体未被凸台覆盖的区域上，其中平坦化层上设置有与凸台对应的第一通孔，以使得接触电极经第一通孔外露；多个焊盘，以阵列方式排布于平坦化层上，并通过第一通孔电连接至对应的接触电极，其中焊盘在基板主体上的垂直投影的面积大于接触电极在基板主体上的垂直投影的面积。
其中，焊盘在基板主体上的垂直投影完全覆盖接触电极在基板主体上的垂直投影。
其中，焊盘在基板主体上的垂直投影完全覆盖凸台在基板主体上的垂直投影，且焊盘在基板主体上的垂直投影的面积进一步大于凸台在基板主体上的垂直投影的面积。
其中，焊盘在基板主体上的垂直投影的面积至少为凸台在基板主体上的垂直投影的面积的两倍。
其中，焊盘呈T字形设置，且包括设置于平坦化层上的外延部以及设置于第一通孔内且用于电连接外延部和接触电极的连接部，其中外延部在基板主体上的垂直投影完全覆盖连接部和第一通孔在基板主体上的垂直投影，且外延部在基板主体上的垂直投影的面积进一步大于连接部和第一通孔在基板主体上的垂直投影的面积。
其中，所述外延部的横截面积在远离基板主体的方向上逐渐减小。
其中，外延基板进一步包括钝化层，钝化层介于凸台和平坦化层之间，且设置有允许接触电极外露的第二通孔。
其中，凸台为LED发光单元。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一技术方案是：提供一种外延基板的制造方法，该方法包括：提供一基板主体；在基板主体上形成以阵列方式排布的多个凸台；在凸台的顶部对应形成接触电极；在凸台和基板主体未被凸台覆盖的区域上覆盖平坦化层，并在平坦化层上形成与凸台对应的第一通孔，以使得接触电极经第一通孔外露；在平坦化层上形成以阵列方式排布的多个焊盘，其中每个焊盘通过对应的第一通孔电连接至对应的接触电极，焊盘在基板主体上的垂直投影的面积大于接触电极在基板主体上的垂直投影的面积。
其中，在凸台和基板主体经凸台外露的区域上覆盖平坦化层的步骤之前，进一步包括：在凸台上形成钝化层，并在钝化层上形成允许接触电极外露的第二通孔。
本申请的外延基板包括：基板主体；多个凸台，以阵列方式排布于基板主体上；多个接触电极，对应设置于凸台的顶部；平坦化层，覆盖于凸台和基板主体未被凸台覆盖的区域上，其中平坦化层上设置有与凸台对应的第一通孔，以使得接触电极经第一通孔外露；多个焊盘，以阵列方式排布于平坦化层上，并通过第一通孔电连接至对应的接触电极，其中焊盘在基板主体上的垂直投影的面积大于接触电极在基板主体上的垂直投影的面积。通过上述方式，由于设置焊盘与对应的接触电极连接，在驱动基板与该外延基板进行对位时，可以与焊盘阵列对位即可，通过平坦化层的设计，使得焊盘的面积能够设计的比接触电极的面积大，由于焊盘面积比接触电极面积大，降低与焊盘对位的难度，从而可以提高外延基板与驱动基板的对位成功率；该外延基板结构使得与驱动基板对位键合所允许的误差范围能提高至少10％，视外延基板上凸台的占空比变化而变化，在外延基板上凸台的占空比为10％时，误差允许范围可提升至接近10倍，因此提升效果显著。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1是本申请实施例的外延基板的结构示意图；
图2本申请实施例的外延基板移除焊盘和接触电极后的结构示意图；
图3是本申请实施例外延基板的制造方法的流程示意图；
图4是本申请实施例外延基板的制程S11-S16的示意图；
图5是本申请实施例外延基板的制程S17-S18的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请结合参阅图1和图2，图1是本申请实施例的外延基板的结构示意图。图2是本申请实施例的外延基板移除焊盘和接触电极后的结构示意图。
在本实施例中，外延基板包括：基板主体11、多个凸台12、多个接触电极13、平坦化层14、多个焊盘15。
基板主体11可以包括衬底和形成在衬底上的外延层。衬底的材料可以是蓝宝石材料、硅等。外延层的材料为氮化镓(GaN)。
多个凸台12以阵列方式排布于基板主体11上。凸台12可以为LED发光单元。
例如，凸台12至少可包括发光层以及位于发光层两侧的N型半导体层和P型半导体层。
例如，凸台12可以为电致发光元件，即通电时可以发光的元件。例如，凸台12可以是Micro LED。可选地，凸台12的沿垂直于出光方向的尺寸(例如图中的横向尺寸)在1微米-100微米之间，沿出光方向的尺寸(例如图中的纵向尺寸)在0.5微米-10微米之间。
凸台12也可以为OLED(Organic Light-Emitting Diode)发光单元。应理解，凸台12可以为其他发光单元，本申请实施例对此不做限定。
凸台12通过接触电极13接入驱动电流或者电压。
接触电极13与凸台12一一对应。接触电极13对应设置于凸台12的顶部。接触电极13与对应的凸台12电接触。
平坦化层14覆盖于凸台12和基板主体11未被凸台12覆盖的区域上。
平坦化层14上设置有与凸台12对应的第一通孔h1，以使得接触电极13经第一通孔h1外露。
多个焊盘15以阵列方式排布于平坦化层14上，并通过第一通孔h1电连接至对应的接触电极13。
可选地，焊盘15用于与对应的一驱动基板上的驱动电路进行对位键合。
焊盘15在基板主体11上的垂直投影的面积大于接触电极13在基板主体11上的垂直投影的面积。
可选地，焊盘15在基板主体11上的垂直投影完全覆盖接触电极13在基板主体11上的垂直投影。
通过上述方式，由于焊盘15在基板主体11上的垂直投影完全覆盖接触电极13在基板主体11上的垂直投影，便于接触电极13与焊盘15的电连接，设计的接触结构不会占用外延基板的横向尺寸，由于设置焊盘15与对应的接触电极13连接，在驱动基板与该外延基板进行对位时，可以与焊盘15阵列对位即可，通过平坦化层14的设计，使得焊盘15的面积能够设计的比接触电极13的面积大，由于焊盘15面积比接触电极13面积大，相较于与接触电极13的直接对位，降低对位的难度，从而可以提高外延基板与驱动基板的对位成功率。另外，平坦化层14的设计可以防止焊盘15引起短路或者静电的问题。
可选地，焊盘15在基板主体11上的垂直投影完全覆盖凸台12在基板主体上11的垂直投影。焊盘15在基板主体11上的垂直投影的面积进一步大于凸台12在基板主体11上的垂直投影的面积。
通过上述方式，进一步设置焊盘15的投影完全覆盖凸台12，并且将焊盘15的投影面积比凸台12的投影面积大，可以进一步地提高对位成功率，且不会占用额外的基板主体11的横向尺寸，利用了相邻两凸台12之间的横向空间来增大焊盘15的接触面积。
可选地，焊盘15在基板主体11上的垂直投影的面积至少为凸台12在基板主体11上的垂直投影的面积的两倍。
通过上述方式，进一步通过设置焊盘15面积为凸台12面积两倍以上，保证外延基板与驱动基板的对位成功率。
优选地，焊盘15面积为凸台12面积两倍至四倍之间，从而可以在保证外延基板与驱动基板的对位成功率的情况下，不会对像素密度产生影响，保证显示效果。
更为优选地，焊盘15面积为凸台12面积两倍至三倍之间。在这种情况下，能够较好的保证显示效果。
可选地，焊盘15呈T字形设置。具体而言，焊盘15可包括外延部151和连接部152。连接部152与外延部151垂直连接。例如，连接部152垂直于基板主体11的表面设置，外延部151平行于基板主体11的表面设置。
外延部151设置于平坦化层14上。连接部152设置于第一通孔h1内，连接部152用于电连接外延部151和接触电极13。
可选地，外延部151在基板主体11上的垂直投影完全覆盖连接部152和第一通孔h1在基板主体11上的垂直投影。
可选地，外延部151在基板主体11上的垂直投影的面积进一步大于连接部152和第一通孔h1在基板主体11上的垂直投影的面积。
如图1所示，在本实施例中，外延部151的横截面积在远离基板主体11的方向上处处相等。通过这种方式，可以将焊盘15远离基板主体11一侧的接触面面积最大化。
在其他实施例中，外延部的横截面积在远离基板主体11的方向上还可以是逐渐减小。通过这种方式，可以提高焊盘15与平坦化层14的接触面积，使焊盘15与平坦化层14的结合更加牢固。
可选地，外延基板还可以进一步包括钝化层16，钝化层16介于凸台12和平坦化层14之间，钝化层16设置有允许接触电极13外露的第二通孔h2。
可选地，钝化层16的材料可以是氮化硅(SiNx)或者氧化硅(SiOx)或者氮化硅(SiNx)和氧化硅(SiOx)的层叠结构。
通过上述方式，设置钝化层16可以对凸台12进行保护，避免直接在凸台12上平坦化层14对凸台12产生侵蚀。
请参阅图3、图4以及图5，图3是本申请实施例外延基板的制造方法的流程示意图。图4是本申请实施例外延基板的制程S11-S16的示意图。图5是本申请实施例外延基板的制程S17-S18的示意图。在本实施例中，外延基板的制造方法可以包括以下步骤：
步骤S11：提供一基板主体。
其中，基板主体11可以包括衬底和形成在衬底上的外延层。衬底的材料可以是蓝宝石材料、硅等。外延层的材料为氮化镓(GaN)。
步骤S12：在基板主体上形成以阵列方式排布的多个凸台。
其中，凸台12形成在外延片远离衬底的一侧表面上。凸台12可以为LED发光单元。例如，凸台12至少可包括发光层以及位于发光层两侧的N型半导体层和P型半导体层。例如，凸台12可以为Micro LED。可选地，凸台12的沿垂直于出光方向的尺寸(例如图中的横向尺寸)在1微米-100微米之间，沿出光方向的尺寸(例如图中的纵向尺寸)在0.5微米-10微米之间。
凸台12也可以为OLED(Organic Light-Emitting Diode)发光单元。应理解，凸台12可以为其他电致发光元件，本申请实施例对此不做限定。
在基板主体11上形成以阵列方式排布的多个凸台12的具体步骤可以为：在基板主体11上形成一整层的凸台材料层；对一整层的凸台材料层进行蚀刻处理形成以阵列方式排布的多个凸台12。
可选地，在基板主体11上形成一整层的凸台材料层可以为：通过磊晶在外延片在生长出LED的各层。
可选地，对一整层的凸台材料层进行蚀刻处理形成以阵列方式排布的多个凸台12具体可以为：采用光刻或者ICP(inductively coupled plasma，感应耦合等离子体)刻蚀等半导体工艺。
可选地，步骤S12之后可以包括步骤12a：在凸台12侧壁上和凸台12的顶壁的部分区域上形成钝化层16，并在钝化层16上形成允许接触电极外露的第二通孔h2。形成钝化层16的方式可以为气相沉积，例如物理气相沉积或者化学气相沉积，具体可以为PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学的气相沉积法)。
步骤S13：在凸台的顶部对应形成接触电极。
其中，凸台12通过接触电极13接入驱动电流或者电压。通过金属lift off(剥离)工艺或者EB/Sputter(电子束/溅射)、光刻、刻蚀工艺在台面之上形成接触电极13。
可选地，接触电极13形成在第二通孔h2中。
步骤S14：在凸台和基板主体未被凸台覆盖的区域上覆盖平坦化层。
例如，在凸台12和基板主体11未被凸台12覆盖的区域上通过沉积工艺形成平坦化层14。具体的沉积方式可以是物理气相沉积或者化学气相沉积。
步骤S15：在平坦化层上形成与凸台对应的第一通孔，以使得接触电极经第一通孔外露。
其中，在平坦化层14上形成与凸台12对应的第一通孔h1，以使得接触电极13经第一通孔h1外露。平坦化层12和第一通孔h1的形成可采用光敏性质的聚合物平坦化材料通过光刻工艺实现。
步骤S16：在平坦化层上形成以阵列方式排布的多个焊盘，其中每个焊盘通过对应的第一通孔电连接至对应的接触电极，焊盘在基板主体上的垂直投影的面积大于接触电极在基板主体上的垂直投影的面积。
其中，在平坦化层14上形成以阵列方式排布的多个焊盘15。焊盘15与接触电极13和凸台12的面积大小关系具体参见上文实施例的描述，此处不再赘述。
步骤S17：将焊盘与驱动基板上的对应驱动元件进行对位键合。
例如，将阵列排布的多个焊盘15与驱动基板21上的多个驱动元件22进行对位键合，使得阵列排布的多个焊盘15与驱动基板21上的多个驱动元件22一一对应电连接。
步骤S18：移除基板主体，并在凸台远离焊盘的一侧形成公共电极。
其中，移除基板主体11，并在凸台12远离焊盘15的一侧形成一整层公共电极23。所有的凸台12共用公共电极23，凸台12另一电极连接不同的驱动元件22。
本申请的外延基板包括：基板主体；多个凸台，以阵列方式排布于基板主体上；多个接触电极，对应设置于凸台的顶部；平坦化层，覆盖于凸台和基板主体未被凸台覆盖的区域上，其中平坦化层上设置有与凸台对应的第一通孔，以使得接触电极经第一通孔外露；多个焊盘，以阵列方式排布于平坦化层上，并通过第一通孔电连接至对应的接触电极，其中焊盘在基板主体上的垂直投影的面积大于接触电极在基板主体上的垂直投影的面积。通过上述方式，由于设置焊盘与对应的接触电极连接，在驱动基板与该外延基板进行对位时，可以与焊盘阵列对位即可，通过平坦化层的设计，使得焊盘的面积能够设计的比接触电极的面积大，由于焊盘面积比接触电极面积大，降低与焊盘对位的难度，从而可以提高外延基板与驱动基板的对位成功率；该外延基板结构使得与驱动基板对位键合所允许的误差范围能提高至少10％，视外延基板上凸台的占空比变化而变化，在外延基板上凸台的占空比为10％时，误差允许范围可提升至接近10倍，因此提升效果显著。
以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种外延基板，其特征在于，所述外延基板包括：
基板主体；
多个凸台，以阵列方式排布于所述基板主体上；
多个接触电极，对应设置于所述凸台的顶部；
平坦化层，覆盖于所述凸台和所述基板主体未被所述凸台覆盖的区域上，其中所述平坦化层上设置有与所述凸台对应的第一通孔，以使得所述接触电极经所述第一通孔外露；
多个焊盘，以阵列方式排布于所述平坦化层上，并通过所述第一通孔电连接至对应的所述接触电极，其中所述焊盘在所述基板主体上的垂直投影的面积大于所述接触电极在所述基板主体上的垂直投影的面积；
其中，所述焊盘在所述基板主体上的垂直投影的面积为所述凸台在所述基板主体上的垂直投影的面积的两倍至四倍之间；所述焊盘包括设置于所述平坦化层上的外延部以及设置于所述第一通孔内且用于电连接所述外延部和所述接触电极的连接部，且所述外延部的横截面积在远离所述基板主体的方向上逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的外延基板，其特征在于，所述焊盘在所述基板主体上的垂直投影完全覆盖所述接触电极在所述基板主体上的垂直投影。
3.根据权利要求2所述的外延基板，其特征在于，所述焊盘在所述基板主体上的垂直投影完全覆盖所述凸台在所述基板主体上的垂直投影，且所述焊盘在所述基板主体上的垂直投影的面积大于所述凸台在所述基板主体上的垂直投影的面积。
4.根据权利要求1所述的外延基板，其特征在于，所述焊盘呈T字形设置，其中所述外延部在所述基板主体上的垂直投影完全覆盖所述连接部和所述第一通孔在所述基板主体上的垂直投影，且所述外延部在所述基板主体上的垂直投影的面积大于所述连接部和所述第一通孔在所述基板主体上的垂直投影的面积。
5.根据权利要求1所述的外延基板，其特征在于，所述外延基板进一步包括钝化层，所述钝化层介于所述凸台和所述平坦化层之间，且设置有允许所述接触电极外露的第二通孔。
6.根据权利要求1所述的外延基板，其特征在于，所述凸台为电致发光元件。
7.一种外延基板的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
提供一基板主体；
在所述基板主体上形成以阵列方式排布的多个凸台；
在所述凸台的顶部对应形成接触电极；
在所述凸台和所述基板主体未被所述凸台覆盖的区域上覆盖平坦化层，并在所述平坦化层上形成与所述凸台对应的第一通孔，以使得所述接触电极经所述第一通孔外露；
在所述平坦化层上形成以阵列方式排布的多个焊盘，其中每个所述焊盘通过对应的所述第一通孔电连接至对应的所述接触电极，所述焊盘在所述基板主体上的垂直投影的面积大于所述接触电极在所述基板主体上的垂直投影的面积；所述焊盘在所述基板主体上的垂直投影的面积为所述凸台在所述基板主体上的垂直投影的面积的两倍至四倍之间；所述焊盘包括设置于所述平坦化层上的外延部以及设置于所述第一通孔内且用于电连接所述外延部和所述接触电极的连接部，且所述外延部的横截面积在远离所述基板主体的方向上逐渐减小。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述在所述凸台和所述基板主体未被所述凸台覆盖的区域上覆盖平坦化层的步骤之前，进一步包括：
在所述凸台上形成钝化层，并在所述钝化层上形成允许所述接触电极外露的第二通孔。
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