CN112951873A - 一种条形化Micro LED芯片及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及Micro LED芯片技术领域，公开了一种条形化Micro LED芯片，包括衬底和设于衬底上的GaN基外延片，GaN基外延片自下而上依次设有N型GaN层、发光量子阱层和P型GaN层，N型GaN层上镀设有N型电极层，P型GaN层上镀设有P型电极层，GaN基外延片设有多个纵横交错分布的隔离槽，隔离槽将GaN基外延片划分为多个矩阵阵列布置的发光单元，隔离槽位于N型GaN层的上方且裸露N型GaN层的顶面，P型电极层将处于同一横列或同一数列的P型GaN层连接。同时本发明还公开了该芯片的制作方法。采用本发明，同一横列或同一数列的发光单元会共同点亮，在封装工艺技术上，只需在P型电极层的两端进行焊接即可，大大降低了封装难度。
Description
技术领域
本发明涉及Micro LED芯片技术领域，特别是涉及一种条形化MicroLED芯片及其制作方法。
背景技术
Micro LED技术，即LED微缩化和矩阵化技术，指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列，如LED显示屏每一个像素可定址、单独驱动点亮，可看成是户外LED显示屏的微缩版，将发光单元距离从毫米级降低至微米级。Micro LED芯片的封装过程涉及到巨量转移技术，现在的Micro LED芯片一般采用共N电极的工艺，P电极单独驱动以控制各个发光单元的点亮。由于发光单元是单独驱动控制的，因此在巨量转移过程中需确保每个发光单元的封装效果，导致封装难度增大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能降低Micro LED芯片封装难度的条形化Micro LED芯片及其制作方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种条形化Micro LED芯片，包括衬底和设于所述衬底上的GaN基外延片，所述GaN基外延片自下而上依次设有N型GaN层、发光量子阱层和P型GaN层，所述N型GaN层上镀设有N型电极层，所述P型GaN层上镀设有P型电极层，其特征在于：所述GaN基外延片设有多个纵横交错分布的隔离槽，所述隔离槽将所述GaN基外延片划分为多个矩阵阵列布置的发光单元，所述隔离槽位于所述N型GaN层的上方且裸露所述N型GaN层的顶面，所述P型电极层将处于同一横列或同一数列的所述P型GaN层连接。
作为本发明的优选方案，所述隔离槽内的N型GaN层的裸露顶面镀设有与所述N型电极层一体成型的内置N型电极层，所述内置N型电极层的侧边与所述发光单元相隔。
作为本发明的优选方案，所述内置N型电极层的高度与所述发光量子阱层持平。
作为本发明的优选方案，所述发光单元上设有保护层，且所述保护层上设有裸露所述P型电极层的导电通道，所述内置N型电极层由所述保护层包覆。
作为本发明的优选方案，所述P型电极层通过所述导电通道凸出于所述P型GaN层。
作为本发明的优选方案，所述N型GaN层上设有台阶，所述发光单元设于所述台阶上。
作为本发明的优选方案，所述P型GaN层与所述P型电极层之间设有ITO层。
同时，本发明还提供了一种条形化Micro LED芯片的制作方法，包括以下步骤：
(1)、制作GaN基外延片，利用MOCVD设备在衬底上自下而上依次沉积出N型GaN层、发光量子阱层和P型GaN层，形成GaN基外延片；
(2)、在所述GaN基外延片上刻蚀出多个纵横交错分布的隔离槽，使N型GaN层的顶面裸露，同时将所述GaN基外延片划分为多个矩阵阵列布置的发光单元；
(3)、在所述N型GaN层上镀设N型电极层和内置N型电极层，其中所述内置N型电极层设于所述隔离槽内且所述N型电极层的侧边与所述发光单元相隔；
(4)、在所述发光单元的所述P型GaN层上镀设ITO层；
(5)、在所述发光单元上沉积一层SiO2材质的保护层，其中所述保护层将所述内置电极层包覆；
(6)、在的所述保护层上刻蚀出使所述ITO层露出的导电通道；
(7)、在所述导电通道内蒸镀上P型电极层，其中处于同一横列或同一数列的所述P型电极层相连。
实施本发明提供的一种条形化Micro LED芯片及其制作方法，与现有技术相比较，其有益效果在于：同一横列或同一数列的发光单元会共同点亮，在封装工艺技术上，只需在P型电极层的两端进行焊接即可，无需对每个发光单元的P型电极进行焊接，大大降低了封装难度，可应用在相关的显示领域内。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的截面结构原理图；
图中，1、衬底；2、GaN基外延片；21、N型GaN层；22、发光量子阱层；23、P型GaN层；24、发光单元；25、隔离槽；26、ITO层；3、N型电极层；4、内置N型电极层；5、P型电极层；6、保护层；61、导电通道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，应当理解的是，除非另有明确的规定和限定，本发明中采用术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1－2所示，本发明实施例优选实施例的一种条形化Micro LED芯片，包括衬底1和设于衬底1上的GaN基外延片2，GaN基外延片2自下而上依次设有N型GaN层21、发光量子阱层22和P型GaN层23，N型GaN层21上镀设有N型电极层3，P型GaN层23上镀设有P型电极层5，GaN基外延片2设有多个纵横交错分布的隔离槽25，隔离槽25将GaN基外延片2划分为多个矩阵阵列布置的发光单元24，隔离槽25位于N型GaN层21的上方且裸露N型GaN层21的顶面，P型电极层5将处于同一横列或同一数列的P型GaN层23连接。
本发明的工作原理为：由于同一横列或同一数列的发光单元24的P型GaN层23通过P型电极层5连接，各个发光单元24的N型GaN层21连接，因此当电源的正极与P型电极层5连接，电源的负极与N型电极层3连接时，整个横列或竖列的发光单元24均会点亮发光，因此在Micro LED芯片封装时，只需将P型电极层5的两端进行焊接即可，大大降低了封装难度，可应用在要求相对不高的显示工艺上。
示例性的，隔离槽25内的N型GaN层21的裸露顶面镀设有与N型电极层3一体成型的内置N型电极层4，内置N型电极层4的侧边与发光单元24相隔，当电流在N型GaN层21中扩展时，电流能通过内置N型电极层4传输，避免由于N型GaN层21的导电率不高导致电流分布不均匀，确保每个发光单元24点亮时的亮度一致。
示例性的，内置N型电极层4的高度与发光量子阱层22持平，能对发光量子阱层22从侧面发出的光进行阻挡，有效起到防止发光单元24的侧壁漏光。
示例性的，发光单元24上设有保护层6，且保护层6上设有裸露P型电极层5的导电通道61，内置N型电极层4由保护层6包覆，P型电极层5通过导电通道61凸出于P型电极层5，保护层6对发光单元24和内置N型电极层4进行保护，P型电极层5凸出便于P型GaN层23与电源连接。
示例性的，N型GaN层21上设有台阶，发光单元24设于台阶上，使得N型GaN层21与发光单元24位置对应处加厚，有助于电流的扩散。
示例性的，P型GaN层23与P型电极层5之间设有ITO层26(ITO即氧化铟锡)，有助于提高P型GaN层23的导电性能。
基于上面各项内容所述的条形化Micro LED芯片的制作方法，包括以下步骤：
(1)、制作GaN基外延片2，利用MOCVD设备在衬底1上自下而上依次沉积出N型GaN层21、发光量子阱层22和P型GaN层23，形成GaN基外延片2；
(2)、在GaN基外延片2上刻蚀出多个纵横交错分布的隔离槽25，使N型GaN层21的顶面裸露，同时将GaN基外延片2划分为多个矩阵阵列布置的发光单元24；
(3)、在N型GaN层21上镀设N型电极层3和内置N型电极层4，其中内置N型电极层4设于隔离槽25内且N型电极层3的侧边与发光单元24相隔；
(4)、在发光单元24的P型GaN层23上镀设ITO层26；
(5)、在发光单元24上沉积一层SiO2材质的保护层6，其中保护层6将内置电极层包覆；
(6)、在保护层6上刻蚀出使ITO层26露出的P导电通道61；
(7)、在导电通道61内蒸镀上P型电极层5，其中处于同一横列或同一数列的P型电极层5相连。
综上，本发明的条形化Micro LED芯片能降低封装的难度，同时可保持各发光单元24发光时的亮度一致。
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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种条形化Micro LED芯片，其特征在于：包括衬底和设于所述衬底上的GaN基外延片，所述GaN基外延片自下而上依次设有N型GaN层、发光量子阱层和P型GaN层，所述N型GaN层上镀设有N型电极层，所述P型GaN层上镀设有P型电极层，其特征在于：所述GaN基外延片设有多个纵横交错分布的隔离槽，所述隔离槽将所述GaN基外延片划分为多个矩阵阵列布置的发光单元，所述隔离槽位于所述N型GaN层的上方且裸露所述N型GaN层的顶面，所述P型电极层将处于同一横列或同一数列的所述P型GaN层连接。
2.根据权利要求1所述的条形化Micro LED芯片，其特征在于：所述隔离槽内的N型GaN层的裸露顶面镀设有与所述N型电极层一体成型的内置N型电极层，所述内置N型电极层的侧边与所述发光单元相隔。
3.根据权利要求2所述的条形化Micro LED芯片，其特征在于：所述内置N型电极层的高度与所述发光量子阱层持平。
4.根据权利要求2所述的条形化Micro LED芯片，其特征在于：所述发光单元上设有保护层，且所述保护层上设有裸露所述P型电极层的导电通道，所述内置N型电极层由所述保护层包覆。
5.根据权利要求4所述的条形化Micro LED芯片，其特征在于：所述P型电极层通过所述导电通道凸出于所述P型GaN层。
6.根据权利要求1所述的条形化Micro LED芯片，其特征在于：所述N型GaN层上设有台阶，所述发光单元设于所述台阶上。
7.根据权利要求1所述的条形化Micro LED芯片，其特征在于：所述P型GaN层与所述P型电极层之间设有ITO层。
8.一种条形化Micro LED芯片的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、制作GaN基外延片，利用MOCVD设备在衬底上自下而上依次沉积出N型GaN层、发光量子阱层和P型GaN层，形成GaN基外延片；
(2)、在所述GaN基外延片上刻蚀出多个纵横交错分布的隔离槽，使N型GaN层的顶面裸露，同时将所述GaN基外延片划分为多个矩阵阵列布置的发光单元；
(3)、在所述N型GaN层上镀设N型电极层和内置N型电极层，其中所述内置N型电极层设于所述隔离槽内且N型电极层的侧边与所述发光单元相隔；
(4)、在所述发光单元的所述P型GaN层上镀设ITO层；
(5)、在所述发光单元上沉积一层SiO2材质的保护层，其中所述保护层将所述内置电极层包覆；
(6)、在所述保护层上刻蚀出使所述ITO层露出的导电通道；
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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