CN111834388A - 一种带有单片集成驱动电路的μLED显示芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带有单片集成驱动电路的μLED显示芯片，其外延结构从下至上包括衬底、未掺杂缓冲层、第一、第二、第三掺杂半导体层、未掺杂发光层、第四掺杂半导体层。所述芯片的器件结构包括在上述材料上通过半导体工艺制备的各种图形化结构，具体包括半导体台面、沉积的绝缘层和透明电极、沉积的金属接触电极。芯片工作时，其μLED是发光单元；多个双极型晶体管、多个电容组成的电路部分是驱动单元，它对发光单元进行一对一的控制。本发明的最大优点是将像素的发光单元和驱动单元直接集成，从而不需将发光单元一对一精准地转移至驱动衬底上并键合，规避了一大技术瓶颈。本发明降低μLED显示芯片的设计制造复杂度，提高了集成度、良率、可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及信息显示器件设计制备领域，特别是一种带有单片集成驱动电路的μLED显示芯片。
背景技术
半导体发光二极管（LED）与其他主动发光的光源相比，具有寿命长、体积小、低功耗、高亮度、响应速度快诸多优点。近年来LED在生活中的应用越来越广泛，除照明外，在显示方面的优势尤为突出。由其衍生出的微型发光二极管（μLED）具备以上所有优点并拥有超高清晰度、高色彩饱和度、更快的速度、更长的使用寿命和更高的工作效率特色，因此μLED作为下一代新型显示技术核心技术的研究成为了当今一大热点。
不过，目前μLED还没有大规模产业化，其原因主要是因为其技术上还有一些挑战，其中最主要的一个是μLED的巨量转移。这是因为，μLED一般是用氮化镓LED外延片制作的，而驱动电路则一般是由另一片互补金属氧化物半导体（CMOS）电路或薄膜晶体管（TFT）电路制成，因此，需要将数十万、数百万甚至更多个μLED显示像素一对一地转移到驱动衬底上，与它的驱动单元精确对准并键合，这就是巨量转移技术。很显然，它的技术成本非常大、难度非常高（要求成功率在99.9999%以上）。这是当前限制μLED实用化的最主要瓶颈之一，各个国家的学术界和产业界都在努力攻克这个难题，展开了激烈的国际竞争。因此，迫切需要开发、设计新型的μLED材料和器件结构以突破巨量转移技术难关。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种带有单片集成驱动电路的μLED显示芯片，将它的驱动电路直接制备在氮化镓LED外延片上，解决的巨量转移的难题。
1、本发明采用以下方案实现：包括外延晶圆材料结构、集成器件结构和金属电极层、透明电极层，所述集成器件结构制备于外延晶圆材料结构之上；所述外延晶圆材料结构包括：从下至上依次排列的衬底、位于所述衬底上的缓冲层，生长于所述缓冲层上的外延层，所述的外延层从下至上包括第一掺杂半导体层、第二掺杂半导体层、第三掺杂半导体层、发光层、第四掺杂半导体层；所述透明电极层生长在所述第四掺杂半导体层上；所述集成器件结构，包括在同一片衬底上单片集成的μLED像素结构及驱动电路，所述驱动电路与μLED像素结构实现片上互连；还包括沉积在半导体表面起绝缘作用的沉积绝缘层；所述金属电极层包括从第一、第二、第三掺杂半导体层的不同位置引出的若干金属接触电极，以及从第四掺杂半导体层引出的透明接触电极和在其上制备的金属接触电极，用以使所述集成器件结构与外电路连接以及集成器件结构内部互连。
进一步地，所述第一掺杂半导体层、第二掺杂半导体层、第三掺杂半导体层、第四掺杂半导体层分别为n型、p型、n型、p型；或者所述的第一掺杂半导体层、第二掺杂半导体层、第三掺杂半导体层、第四掺杂半导体层分别为p型、n型、p型、n型。
进一步地，所述第一掺杂半导体层、第二掺杂半导体层、第三掺杂半导体层、第四掺杂半导体层每层的厚度为单原子层至2 μm，其中第二掺杂半导体层也能够采用特殊新型半导体，包括禁带宽度为零的石墨烯，或其他两维原子层材料。
进一步地，所述的第一至第四掺杂半导体层的构成材料包括GaN、GaAs、InP、SiC、ZnO、Si、ZnSe以及新型二维原子层材料；所述的发光层包括多量子阱有源层及用以提高载流子复合效率的附属结构，包括空穴阻挡层或者电子阻挡层。
进一步地，所述驱动电路包括但不限于两个晶体管和一个电容；所述晶体管采用的是双极型晶体管npn型或pnp型，用以对μLED像素起到控制和调节作用；所述电容采用的是金属-绝缘体-金属式的平板电容器，用以对μLED像素起到亮度补偿作用。
较佳的，本发明还提供一种带有单片集成驱动电路的μLED显示芯片的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：选择一种与外延层晶格失配度在0%-10%之间的衬底，在衬底上依次生长缓冲层、第一掺杂半导体层、第二掺杂半导体层、第三掺杂半导体层、发光层、第四掺杂半导体层；
步骤S2：利用物理或化学气相沉积法生长起绝缘作用的薄膜，所述绝缘薄膜包括氧化硅、氧化铝、氮化硅、氧化铪；
步骤S3：沉积透明电极层，所述透明电极层包括氧化铟锡、氧化锌、金属纳米线网络；
步骤S4：采用多层套刻工艺，对步骤S1、S2、S3中的材料进行图形化，对电极欧姆接触进行退火，最终得到μLED显示芯片。
进一步地，所述步骤S4具体包括以下步骤：
步骤S41：使用干法或湿法刻蚀法制备半导体台面；
步骤S42：采用干法刻蚀或湿法化学腐蚀法制备起隔离作用的深沟槽，直至刻蚀到缓冲层；
步骤S43：对绝缘薄膜采用干法刻蚀、湿法化学腐蚀、或剥离光刻法（lift-off）进行图形化；
步骤S44：进行金属化，即用物理气相沉积法制备金属，并用快速热退火工艺形成欧姆接触电极；其中，制备的片上电容的绝缘层上方的金属电极的边缘要比照绝缘层的边缘有少许内缩，用以避免短路或漏电。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明由于驱动电路与μLED直接生长、制作在一起，所以无需像传统技术一样，将巨量μLED像素一对一地精确转移到另外的驱动电路衬底上并与之键合，从而可以有效降低μLED显示芯片特别是其驱动电路的设计和制造复杂度，大大提高了μLED显示芯片的集成度、良率、可靠性一系列和产业化密切相关的指标，有望增强其市场竞争力。
（2）本发明为推动μLED的产业化，提出将μLED的驱动电路直接制备在氮化镓LED外延片上。要实现这一点，需要对外延层进行重新设计。生长的材料除包括LED外延层外，还要包括双极型晶体管的外延层。同时，在器件设计、工艺上也要做相应的改进，这样就实现了将μLED像素和它的驱动单元单片集成的效果，从而巧妙规避了巨量转移这一国际性难题。这种理念与常规的方案十分不同，它不是对巨量转移进行成品率、成本方面的简单提高，而是从根本上绕开了它，不需要进行任何μLED像素的巨量转移。本发明也对非显示LED的传统两电极驱动方式有一定借鉴意义。
（3）本发明的最大优点是将像素的发光单元和驱动单元直接集成，从而不需将发光单元一对一精准地转移至驱动衬底上并键合，规避了一大技术瓶颈。本发明降低μLED显示芯片的设计制造复杂度，提高了集成度、良率、可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例的具体实施例1和2一种带有单片集成驱动电路的μLED显示芯片的材料示意图（含衬底、半导体外延层、ITO层）。
图2为本发明实施例的具体实施例1的μLED显示芯片的驱动等效电路（2T1C型）。
图3为本发明实施例的具体实施例1的μLED显示芯片的器件结构的截面示意图。
图4为本发明实施例的具体实施例1的μLED显示芯片的器件结构的顶面示意图。
图5为本发明实施例的具体实施例2的μLED显示芯片的驱动等效电路（3T1C型）。
图6为本发明实施例的具体实施例2的μLED显示芯片的器件结构的截面示意图。
图7为本发明实施例的具体实施例2的μLED显示芯片的器件结构的顶面示意图。
上述图中，1为衬底；2为生长于所述衬底上的半导体缓冲层；3为生长于缓冲层上的其他外延层，301为第一掺杂半导体层，302为第二掺杂半导体层，303为第三掺杂半导体层，304为发光层，305为第四掺杂半导体层；4为在第四掺杂半导体层上沉积的ITO透明电极层；501、502、503、504、505、506、507、508是设置在不同半导体层之上的金属欧姆接触电极，6是沉积的绝缘层。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本实施例提供一种带有单片集成驱动电路的μLED显示芯片，包括外延晶圆材料结构、集成器件结构和金属电极层（501、502、503、504、505、506）、透明电极层4，所述集成器件结构制备于外延晶圆材料结构之上；所述外延晶圆材料结构包括：从下至上依次排列的衬底1、位于所述衬底1上的缓冲层2（一般不掺杂），生长于所述缓冲层2上的外延层3，所述的外延层3从下至上包括第一掺杂半导体层301、第二掺杂半导体层302、第三掺杂半导体层303、发光层304（一般不掺杂）、第四掺杂半导体层305；这里掺杂指的是n型掺杂或者p型掺杂；
所述透明电极层4生长在所述第四掺杂半导体层305上；所述集成器件结构，包括在同一片衬底1上单片集成的μLED像素结构及驱动电路，所述驱动电路与μLED像素结构实现片上互连，规避了巨量转移；它们除具体包含用前述外延晶圆材料结构通过半导体工艺（如曝光、刻蚀）制备的器件图形外，还包括沉积在半导体表面起绝缘作用的沉积绝缘层（绝缘介质膜）从第一、第二、第三掺杂半导体层的不同位置引出的若干金属接触电极，以及从第四掺杂半导体层305引出的透明接触电极4和在其上制备的金属接触电极，用以使所述集成器件结构与外电路连接以及集成器件结构内部互连。
在本实施例中，所述第一掺杂半导体层301、第二掺杂半导体层302、第三掺杂半导体层303、第四掺杂半导体层305分别为n型、p型、n型、p型；或者所述的第一掺杂半导体层301、第二掺杂半导体层302、第三掺杂半导体层303、第四掺杂半导体层305分别为p型、n型、p型、n型。
在本实施例中，所述第一掺杂半导体层301、第二掺杂半导体层302、第三掺杂半导体层303、第四掺杂半导体层305每层的厚度为单原子层至2 μm，其中第二掺杂半导体层302也能够采用特殊新型半导体，包括禁带宽度为零的石墨烯，或其他两维原子层材料。
在本实施例中，所述的若干金属接触电极分别和相应的掺杂半导体层形成电学上的欧姆接触。
在本实施例中，所述的第一至第四掺杂半导体层的构成材料包括GaN、GaAs、InP、SiC、ZnO、Si、ZnSe以及新型二维原子层材料（如石墨烯、二硫化钼）；所述的发光层包括多量子阱有源层及用以提高载流子复合效率的附属结构，包括空穴阻挡层或者电子阻挡层。
在本实施例中，所述驱动电路包括但不限于2T1C（即两个晶体管和一个电容；不限于意指晶体管和电容的数目可以更少或更多）结构，具有对像素进行开关、亮度调节、亮度补偿通常主动驱动电路所具有的功能。具体实施例1中将对集成了2T1C结构的μLED器件的工作原理和实现工艺进行了详述。
所述晶体管采用的是双极型晶体管npn型或pnp型，用以对μLED像素起到控制和调节作用；所述电容采用的是金属-绝缘体-金属式的平板电容器，用以对μLED像素起到亮度补偿作用。
较佳的，本实施例还提供一种带有单片集成驱动电路的μLED显示芯片的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：选择一种与外延层晶格失配度在0%-10%之间的衬底1，在衬底1上依次生长缓冲层2（一般不掺杂）、第一掺杂半导体层301、第二掺杂半导体层302、第三掺杂半导体层303、发光层304（一般不掺杂）、第四掺杂半导体层305；
步骤S2：利用物理或化学气相沉积法生长起绝缘作用的氧化硅薄膜6；
步骤S3：沉积透明电极层氧化铟锡4；
步骤S4：采用多层套刻工艺，对步骤S1、S2、S3中的材料进行图形化，对电极欧姆接触进行退火，最终得到μLED显示芯片。
在本实施例中，所述步骤S4具体包括以下步骤：
步骤S41：使用干法或湿法刻蚀法制备半导体台面；
步骤S42：采用干法刻蚀或湿法化学腐蚀法制备起隔离作用的深沟槽，直至刻蚀到缓冲层；
步骤S43：对绝缘薄膜采用干法刻蚀、湿法化学腐蚀、或剥离光刻法（lift-off）进行图形化；
步骤S44：进行金属化，即用物理气相沉积法制备金属（如蒸发或溅射），并用快速热退火工艺形成欧姆接触电极；其中，制备的片上电容的绝缘层上方的金属电极的边缘要比照绝缘层的边缘有少许内缩（0.5-2 μm）用以避免短路或漏电。
在本实施例中，506是直接做在301层的一部分区域上的（见图3中的301a），506在图3、图6的侧视图中不便示意，在图4、图7中则可见；上述部分除衬底1外，都通过标准半导体平面工艺有不同程度的图形化。
具体实施例1：
参见图1，本实施例公开了一种带有单片集成驱动电路的μLED显示芯片的外延结构，包括从下至上依次排列的衬底1（c面蓝宝石衬底）、缓冲层2（未有意掺杂（UID）氮化镓）、第一掺杂半导体层301（n型氮化镓）、第二掺杂半导体层302（p型氮化镓）、第三掺杂半导体层303（n型氮化镓）、发光层304（未掺杂铟镓氮/镓氮多量子阱）、第四掺杂半导体层305（p型氮化镓）、透明电极层4（氧化铟锡，亦即ITO）。
具体地，在本实施例中，第一掺杂半导体层、第三掺杂半导体层为Si掺杂n-GaN，第二掺杂半导体层、第三掺杂半导体层为Mg掺杂p-GaN（已激活）。发光层为未掺杂InGaN/GaN多量子阱，其中铟组分为20%。
在本实施例中，氮化镓外延层是通过标准MOCVD技术生长在蓝宝石衬底上的，反应室中的温度设定为800℃~1200℃，通入三甲基镓、氨气前驱物，利用氢气为载气生长未有意掺杂GaN缓冲层1 μm、第一掺杂半导体层n-GaN 2 μm、第二掺杂半导体层p-GaN 0.1 μm、第三掺杂半导体层n-GaN层 3 μm、未掺杂发光层15 nm （10个周期的In0.2Ga0.8N/GaN超晶格）、第四掺杂半导体层p-GaN层，厚度为0.5 μm。
参见图2，本实施例还公开了一种带有单片集成驱动电路的μLED显示芯片的等效电路和工作原理。μLED的阳极施加一个驱动电压VCC，阴极与一个双极型晶体管的集电极相连，该晶体管的发射极接地，基极在片上与另一个双极型晶体管的发射极和一个电容相连，电容另一极接地，第二个晶体管的集电极和基极分别与驱动电路网络相连。在这个电路中，第一个晶体管主要直接负责μLED的开关、亮度，第二个晶体管主要负责与外电路相连，接收信号，也就是驱动指令，电容则在信号变换的瞬间对μLED的工作起到一定程度的补偿作用。
本实施例还公开了一种带有单片集成驱动电路的μLED显示芯片的器件结构，如图3所示。它是图2所示电路的物理实现方式，图3的右侧自上而下是前述的μLED和第一个npn双极型晶体管，左侧是第二个双极型晶体管，中间部分是片上互连以及一个金属-绝缘体-金属电容。其中，电容的接地电极506是与n型半导体301a形成欧姆接触的，在图3中不便示意，在图4所示的器件顶部的俯视图则清晰可见。电容的绝缘层是氧化硅6，其边缘以加黑实线示意于图4，可有效防止其上的电极503与其下的301a短路。整个集成器件的片上互连主要靠金属503完成，该金属同时与图3中左侧的n型半导体301和右侧的p型半导体302形成欧姆接触。器件之间的隔离靠干法刻蚀至缓冲层2的两个深沟槽实现，参见图3。在图4中，深沟槽部分由两个虚线边框的长方形进行示意。
图3、图4所示的集成器件的全部工艺都是由标准半导体平面工艺制成，均具有产业化的条件。半导体的刻蚀是由紫外线光刻和干法刻蚀完成，氧化硅薄膜的沉积是由等离子体增强化学气相沉积（PECVD）完成，金属的沉积以及图形化，是由紫外线光刻和剥离工艺（lift-off）完成，欧姆接触是由快速热退火完成。
具体实施例2：
参见图1，本实施例公开了一种带有单片集成2T1C型驱动电路的μLED显示芯片的外延结构，包括从下至上依次排列的衬底1（c面蓝宝石衬底）、缓冲层2（未有意掺杂（UID）氮化镓）、第一掺杂半导体层301（n型氮化镓）、第二掺杂半导体层302（p型氮化镓）、第三掺杂半导体层303（n型氮化镓）、发光层304（未掺杂铟镓氮/镓氮多量子阱）、第四掺杂半导体层305（p型氮化镓）、透明电极层4（ITO）。
具体地，在本实施例中，第一掺杂半导体层、第三掺杂半导体层为Si掺杂n-GaN，第二掺杂半导体层、第三掺杂半导体层为Mg掺杂p-GaN（已激活）。发光层为未掺杂InGaN/GaN多量子阱，其中铟组分为20%。
在本实施例中，氮化镓外延层是通过标准MOCVD技术生长在蓝宝石衬底上的，反应室中的温度设定为800℃~1200℃，通入三甲基镓、氨气前驱物，利用氢气为载气生长未有意掺杂GaN缓冲层1 μm、第一掺杂半导体层n-GaN 2 μm、第二掺杂半导体层p-GaN 0.1 μm、第三掺杂半导体层n-GaN层 3 μm、未掺杂发光层15 nm （10个周期的In0.2Ga0.8N/GaN超晶格）、第四掺杂半导体层p-GaN层，厚度为0.5 μm。
参见图5，本实施例还公开了一种带有单片集成3T1C型驱动电路的μLED显示芯片的等效电路和工作原理。μLED的阳极施加一个驱动电压VCC，阴极与第一个双极型晶体管的集电极相连，该晶体管的发射极接地，基极在片上与第二个双极型晶体管的发射极和一个电容相连，电容另一极接地，第二个晶体管的集电极和基极分别与驱动电路网络相连（基极连接地址线Scan，集电极连接数据线Data），此外，第一个晶体管的基极、第二个晶体管的发射极（也就是电极503）还同时与第三个晶体管的发射极相连，第三个晶体管的集电极施加参考电压Vref，基极与另一控制信号（称为DSC）相连。在这个电路中，第一个晶体管主要直接负责μLED的开关和亮度，第二个晶体管主要负责与外部控制电路相连，接收信号，也就是驱动指令，电容存储的电量则在信号变换的瞬间对μLED的工作起到一定程度的补偿作用。但是，考虑到集成电路中的电容面积不可能加工得很大，电容值一般较低，因此驱动电路中引入了第三个晶体管，它的作用是和电容一起到补偿作用。
本实施例还公开了一种带有单片集成驱动电路的μLED显示芯片的器件结构，如图6所示。它是图5所示电路的物理实现方式，图6的右侧自上而下是前述的μLED和第一个npn双极型晶体管，左侧是第二、第三个双极型晶体管（因是侧视图，这两个晶体管在此图中重叠在了一起，图7中则可区分），中间部分是片上互连以及一个金属-绝缘体-金属电容。其中，电容的接地电极506是与n型半导体301a形成欧姆接触的，在图6中不便示意，在图7所示的器件顶部的俯视图中则可见。电容的绝缘层是氧化硅6，其边缘以加黑实线示意于图4，可有效防止其上的电极503与其下的301a短路。整个集成器件的片上互连主要靠金属503完成，该金属同时与图6中左侧的n型半导体301和右侧的p型半导体302形成欧姆接触。器件之间的隔离靠干法刻蚀至缓冲层2的三个深沟槽实现，参见图6。在图7中，深沟槽部分由三个虚线边框的长方形进行示意。图7中，最左侧是第二和第三个晶体管，其发射极相通并与中部的电容的一极相连，亦即503。504、505分别是第二个晶体管的集电极、基极，507、508分别是第三个晶体管的集电极、基极，两个晶体管之间有刻蚀至缓冲层2的深沟槽进行隔离，该沟槽在图6中不可见而在图7中可见。
图6、图7所示的集成器件的全部工艺都是由标准半导体平面工艺制成，均具有产业化的条件。半导体的刻蚀是由紫外线光刻和干法刻蚀完成，氧化硅薄膜的沉积是由等离子体增强化学气相沉积（PECVD）完成，金属的沉积以及图形化，是由紫外线光刻和剥离工艺（lift-off）完成，欧姆接触是由快速热退火完成。
以上所述的两个例子，仅是本发明的较佳实施例而已。应当指出，本技术领域的普通人员，在不改变其本质原理的情况下，可对上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例，亦可设计复杂度、集成度更高一些的类似集成器件（如增加或减少晶体管、电容器的数目或略微改变片上互连设计）。但是简单改进和润饰、等同变化与改型、适当增加复杂度和集成度，仍属于本发明技术方案的保护范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种带有单片集成驱动电路的μLED显示芯片，其特征在于：包括外延晶圆材料结构、集成器件结构和金属电极层、透明电极层，所述集成器件结构制备于外延晶圆材料结构之上；所述外延晶圆材料结构包括：从下至上依次排列的衬底、位于所述衬底上的缓冲层，生长于所述缓冲层上的外延层，所述的外延层从下至上包括第一掺杂半导体层、第二掺杂半导体层、第三掺杂半导体层、发光层、第四掺杂半导体层；所述透明电极层生长在所述第四掺杂半导体层上；所述集成器件结构，包括在同一片衬底上单片集成的μLED像素结构及驱动电路，所述驱动电路与μLED像素结构实现片上互连；还包括沉积在半导体表面起绝缘作用的沉积绝缘层；所述金属电极层包括从第一、第二、第三掺杂半导体层的不同位置引出的若干金属接触电极，以及从第四掺杂半导体层引出的透明接触电极和在其上制备的金属接触电极，用以使所述集成器件结构与外电路连接以及集成器件结构内部互连。
2.根据权利要求1所述的一种带有单片集成驱动电路的μLED显示芯片，其特征在于：所述第一掺杂半导体层、第二掺杂半导体层、第三掺杂半导体层、第四掺杂半导体层分别为n型、p型、n型、p型；或者所述的第一掺杂半导体层、第二掺杂半导体层、第三掺杂半导体层、第四掺杂半导体层分别为p型、n型、p型、n型。
3.根据权利要求1所述的一种带有单片集成驱动电路的μLED显示芯片，其特征在于：所述第一掺杂半导体层、第二掺杂半导体层、第三掺杂半导体层、第四掺杂半导体层每层的厚度为单原子层至2 μm，其中第二掺杂半导体层也能够采用特殊新型半导体，包括禁带宽度为零的石墨烯，或其他两维原子层材料。
4.根据权利要求1所述的一种带有单片集成驱动电路的μLED显示芯片，其特征在于：所述的第一至第四掺杂半导体层的构成材料包括GaN、GaAs、InP、SiC、ZnO、Si、ZnSe以及新型二维原子层材料；所述的发光层包括多量子阱有源层及用以提高载流子复合效率的附属结构，包括空穴阻挡层或者电子阻挡层。
5.根据权利要求1所述的一种带有单片集成驱动电路的μLED显示芯片，其特征在于：所述驱动电路包括但不限于两个晶体管和一个电容所述晶体管采用的是双极型晶体管npn型或pnp型，用以对μLED像素起到控制和调节作用；所述电容采用的是金属-绝缘体-金属式的平板电容器，用以对μLED像素起到亮度补偿作用。
6.一种基于权利要求1所述的一种带有单片集成驱动电路的μLED显示芯片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：选择一种与外延层晶格失配度在0%-10%之间的衬底，在衬底上依次生长缓冲层、第一掺杂半导体层、第二掺杂半导体层、第三掺杂半导体层、发光层、第四掺杂半导体层；
步骤S2：利用物理或化学气相沉积法生长起绝缘作用的薄膜，所述绝缘薄膜包括氧化硅、氧化铝、氮化硅、氧化铪；
步骤S3：沉积透明电极层，所述透明电极层包括氧化铟锡、氧化锌、金属纳米线网络；
步骤S4：采用多层套刻工艺，对步骤S1、S2、S3中的材料进行图形化，对电极欧姆接触进行退火，最终得到μLED显示芯片。
7.根据权利要求6所述的一种带有单片集成驱动电路的μLED显示芯片的制备方法，其特征在于：所述步骤S4具体包括以下步骤：
步骤S41：使用干法或湿法刻蚀法制备半导体台面；
步骤S42：采用干法刻蚀或湿法化学腐蚀法制备起隔离作用的深沟槽，直至刻蚀到缓冲层；
步骤S43：对绝缘薄膜采用干法刻蚀、湿法化学腐蚀、或剥离光刻法进行图形化；
步骤S44：进行金属化，即用物理气相沉积法制备金属，并用快速热退火工艺形成欧姆接触电极；其中，制备的片上电容的绝缘层上方的金属电极的边缘要比照绝缘层的边缘有少许内缩用以避免短路或漏电。
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