CN114023861A - Micro-LED芯片结构及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Micro‑LED芯片结构及其制作方法。所述Micro‑LED芯片结构包括：第一基板，多个阵列排布的LED单元，设置在所述第一基板上，所述LED单元与所述第一基板电连接，并且，所述LED单元包括第一反射器层、LED半导体层和第二反射器层，所述LED半导体层设置于所述第一反射器层与第二反射器层之间；所述LED单元具有台阶结构，使得相邻的LED单元能够独立的被驱动，并且所述第一反射器层、所述LED半导体层和所述第二反射器层被配置成共同提供谐振腔。本发明提供的一种Micro‑LED芯片结构可以提升出光量、增强波长稳定性，并提高出光准直性和发光效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种Micro-LED芯片结构及其制作方法，更具体的涉及一种具有谐振腔的Micro-LED芯片结构及其制作方法。
背景技术
具有微型尺寸LED的显示器被称为微型LED(micro-LEDs)。微型LED显示器具有形成单个像素元件的微型LED阵列。像素可以是显示屏上的微小照明区域，可以由许多像素构成图像。换句话说，像素可以是小的离散元素，它们一起构成显示器上的图像。像素通常以二维(2D)矩阵排列，并使用点、正方形、矩形或其他形状表示。像素可以是显示器或数字图像的基本单元，并具有几何坐标。
由于微型LED的发光材料的随机发射光子，常规的微型LED具有大发射角的物理特性。当将微型LED用于需要准直发光的各种应用中时，例如虚拟/增强现实眼镜或投影仪，出光量低不满足要求，且准直性差，导致显示图像的对比度、亮度也将受到影响。
常规微型LED的另一缺点是所谓的红移以及波长稳定性差。由于LED由直接能隙半导体制成，因此就发射光的光谱而言，它集中在由能隙定义的特定波长之内和附近。通过由连续使用引起的温度升高，带隙能量减少，发射的波长增大。之后是峰值波长向更长的波长移动(即，朝着红光的波长方向移动)，因此这种现象通常被称为红移。因此，热稳定性是使用微型LED的彩色显示器的重要问题之一。
常规微型LED的另一缺点是发光效率低。与大型LED相比，微型LED的外部量子效率相对较低。当将微型LED应用于电池供电的消费电子产品(例如智能眼镜)时，发光效率不足以满足要求。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种Micro-LED芯片结构及其制作方法，以克服现有技术中的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种Micro-LED芯片结构，包括：
第一基板，
多个阵列排布的LED单元，设置在所述第一基板上，
所述LED单元与所述第一基板电连接，并且，所述LED单元包括第一反射器层、LED半导体层和第二反射器层，所述LED半导体层设置于所述第一反射器层与第二反射器层之间；
所述LED单元具有台阶结构，使得相邻的LED单元能够独立的被驱动，并且所述第一反射器层、所述LED半导体层和所述第二反射器层被配置成共同提供谐振腔。
进一步的，所述LED半导体层包括：
第一掺杂型半导体层，设置在所述第一反射器层上；
有源层，设置在所述第一掺杂型半导体层上；
第二掺杂型半导体层，设置在所述有源层上；
所述第二掺杂型半导体层上形成所述的台阶结构，所述台阶结构的高度不小于所述第二掺杂型半导体层的厚度而小于或等于所述LED半导体层的厚度，所述台阶结构至少使相邻LED单元的第二掺杂型半导体层相互隔离。
可以理解的，所述台阶结构的部分至少是沿厚度方向贯穿所述第二掺杂型半导体层，例如，所述台阶结构的部分沿厚度方向贯穿所述第二掺杂型半导体层，或者，所述台阶结构的部分沿厚度方向贯穿所述第二掺杂型半导体层和有源层，亦或者是，所述台阶结构的部分沿厚度方向贯穿所述第二掺杂型半导体层和有源层并延伸至第一掺杂型半导体层内，又或者是，所述台阶结构的部分沿厚度方向贯穿所述第二掺杂型半导体层、有源层、第一掺杂型半导体层。
进一步的，所述第一反射器层与第一掺杂型半导体层形成欧姆接触。
进一步的，所述第一掺杂型半导体层为p型半导体层，所述第二掺杂型半导体层为n型半导体层。
进一步的，所述LED半导体层还包括：
钝化层，设置在所述第二掺杂型半导体层上并具有第一开口；以及
电极层，设置在所述钝化层上并覆盖所述第一开口，所述电极层自所述第一开口处与所述第二掺杂型半导体层电性接触。
进一步的，多个LED单元的第一掺杂型半导体层为公共第一掺杂型半导体层且相邻LED单元的第一掺杂型半导体层电连接。
进一步的，每一LED单元的台阶结构形成于所述第二掺杂型半导体层上，且所述台阶结构的高度等于所述LED半导体层的厚度，所述台阶结构至少还使相邻LED单元的有源层和第一掺杂型半导体层电隔离。
进一步的，所述第一基板包含驱动电路，所述驱动电路具有多个触点，每个触点对应一个LED单元，以及，所述钝化层上还设置有第二开口，所述第二开口内具有暴露所述触点的蚀刻孔，所述电极层通过所述第一开口、第二开口及蚀刻孔将所述第二掺杂型半导体层和所述触点电连接。
进一步的，所述台阶结构的台阶面形成所述LED半导体层的发光面，所述第二反射器层至少覆盖所述台阶面。
进一步的，所述第一反射器层的反射率大于所述第二反射器层的反射率，所述LED半导体层发出的光从所述第二反射器层射出所述LED单元。
进一步的，所述第一反射器层为金属反射层或分布式布拉格反射器。
进一步的，所述第二反射器层为金属反射层或分布式布拉格反射器。
进一步的，所述分布式布拉格反射器包括依次叠设的至少一TiO2层和至少一SiO2层，或者，所述分布式布拉格反射器包括依次叠设的至少一SiO2层和至少一HfO2层。
进一步的，所述第一基板上还设置有键合层，所述第一反射器层设置在所述键合层上。
本发明实施例还提供了一种Micro-LED芯片结构的制作方法，其包括：
提供第二基板，在第二基板上依次形成LED半导体层和第一反射器层，
提供第一基板，将第一反射器层与第一基板键合，并除去所述第二基板，以暴露所述LED半导体层；
在所述LED半导体层上形成多个台阶结构，多个所述台阶结构将所述LED半导体层分隔形成多个阵列排布的LED单元，且该多个LED单元能够独立的被驱动；
在所述LED半导体层上形成第二反射器层，所述第一反射器层、所述LED半导体层和所述第二反射器层被配置成共同提供谐振腔。
进一步的，所述LED半导体层包括依次叠层设置在所述第一反射器层上的第一掺杂型半导体层、有源层、第二掺杂型半导体层，并且，在所述LED半导体层上形成多个台阶结构的制作方法包括：
除去位于多个选定区域的第二掺杂型半导体层，从而上形成多个所述台阶结构，其中，所述台阶结构的高度不小于所述第二掺杂型半导体层的厚度而小于或等于所述LED半导体层的厚度，所述台阶结构至少使相邻LED单元的第二掺杂型半导体层相互隔离。
进一步的，所述LED半导体层包括依次设置在所述第一反射器层上的第一掺杂型半导体层、有源层、第二掺杂型半导体层，并且在所述LED半导体层上形成多个台阶结构的制作方法包括：
除去位于多个选定区域的第二掺杂型半导体层、有源层以及部分第一掺杂型半导体层，从而形成多个所述台阶结构。
进一步的，所述第一基板包含驱动电路，所述驱动电路具有多个触点，每个触点对应一个LED单元，所述的制作方法具体包括：
在所述第二掺杂型半导体层上形成钝化层，并在所述钝化层上对应所述台阶结构的位置加工形成暴露所述第二掺杂型半导体层的第一开口以及在对应所述触点的位置加工形成第二开口，所述第二开口处具有暴露所述触点的蚀刻孔，之后在所述钝化层上形成电极层，并使所述电极层自所述第一开口处与所述第二掺杂型半导体层电连接，自所述第二开口及所述蚀刻孔处与第一基板上的触点电连接。
进一步的，所述第一反射器层的反射率大于所述第二反射器层的反射率，所述LED半导体层发出的光从所述第二反射器层射出所述LED单元。
进一步的，所述的制作方法还包括：在所述第一反射器层和/或所述第一基板上形成键合层，然后将所述第一反射器层与第一基板键合。
与现有技术相比，本发明提供的一种Micro-LED芯片结构可以提升出光量、增强波长稳定性，并提高出光准直性和发光效率。
附图说明
图1a是本发明一典型实施案例中提供的一种Micro-LED芯片结构的俯视结构示意图；
图1b是本发明一典型实施案例中提供的又一种Micro-LED芯片结构的俯视结构示意图；
图1c是图1b中沿B-B’形成的剖面结构示意图；
图1d是图1b中沿A-A’形成的剖面结构示意图；
图2a-图2i是本发明一典型实施案例中提供的一种Micro-LED芯片结构的制作流程结构示意图。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将结合附图以及具体实施案例对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本文中所使用的术语“层”是指包括具有一定厚度的区域的材料部分。层可以在整个下层或上层结构上延伸，或者可以具有小于下层或上层结构的范围的程度。此外，层可以是均质或不均质连续结构的区域，其厚度小于连续结构的厚度。例如，层可以位于连续结构的顶表面和底表面之间或在其之间的任何一对水平平面之间。层可以水平地、垂直地和/或沿着锥形表面延伸。第二基板可以是一层，可以在其中包括一个或多个层，和/或可以在其上、之上和/或之下具有一个或多个层。一层可以包括多层。例如，半导体层可以包括一个或多个掺杂或未掺杂的半导体层，并且可以具有相同或不同的材料。
本文中使用的术语“第二基板”是指在其上添加后续材料层的材料，第二基板本身可以被图案化，添加到第二基板顶部的材料可以被图案化或可以保持未图案化。此外，第二基板可以包括各种各样的半导体材料，诸如硅、碳化硅、氮化镓、锗、砷化镓、磷化铟等，可替选地，第二基板可以由非导电材料制成，诸如玻璃、塑料或蓝宝石晶片。所述的第一基板具有在其中形成的半导体装置或电路，该驱动电路或者半导体装置可以是根据具体需求加工形成的，在此不对其做具体的限定。
请参阅图1a-图1d，为本发明一典型实施案例的Micro-LED芯片结构，Micro-LED旨在表示0.1至100μm的规模。然而，应明白，本发明的实施方式不一定限于此，并且实施方式的某些方面可以适用于更大的以及可能更小的尺寸规模。
于本实施案例中，一种Micro-LED芯片结构，其包括第一基板102以及形成在所述第一基板102上的多个阵列排布的LED单元100，所述LED单元100可以通过键合层104固定结合在第一基板102上，所述LED单元100还经电极层122与所述第一基板102上的触点118电连接，并且，所述LED单元还具有台阶结构113，该台阶结构113使得每一个LED单元100能够独立的被驱动。
以其中一个LED单元100为例，所述LED单元100包括第一反射器层106、LED半导体层以及第二反射器层110，所述LED半导体层设置在第一反射器层106上，所述第二反射器层110设置在所述LED半导体层上，且所述第二反射器层110至少覆盖所述LED半导体层的发光区域，所述LED半导体层发出的光能够经所述第一反射器层106反射至第二反射器层110，并且由所述第二反射器层110定向射出，其中，所述第一反射器层106、所述LED半导体层和所述第二反射器层112被配置成共同提供谐振腔。
于本实施案例中，所述第一基板102可以是由诸如硅、碳化硅、氮化镓、锗、砷化镓、磷化铟等半导体材料制作形成，当然，所述第一基板102也可以由诸如玻璃、塑料或蓝宝石晶片等非导电材料制成。于本实施案例中，所述第一基板102包含驱动电路，并且所述第一基板102可以是CMOS背板或TFT玻璃基板等，所述驱动电路用于将电信号提供给LED单元100以控制亮度。
于本实施案例中，所述驱动电路可以包括有源矩阵驱动电路，其中，每个单独的LED单元100都相应于独立的驱动器，于本实施案例中，驱动电路可以包括无源矩阵驱动电路，其中，多个LED单元100呈阵列分布并且连接到由驱动电路驱动的数据线和扫描线。
于本实施案例中，所述键合层104可以是形成在第一基板102上以键合第一基板102和第一反射器层106的粘合材料层，于本实施案例中，键合层104的材质可以是导电材料，诸如金属或金属合金等，例如，所述键合层的材质可以是Au、Sn、In、Cu或Ti等，且不限于此。
于本实施案例中，所述键合层104的材质还可以是非导电材料，诸如聚酰亚胺(PI)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等，且不限于此。
于本实施案例中，所述键合层104的材质还可以是光刻胶等，诸如SU-8光刻胶等，且不限于此。
于本实施案例中，所述键合层104的材质还可以是氢倍半硅氧烷(HSQ)或二乙烯基硅氧烷-双-苯并环丁烯(DVS-BCB)等，且不限于此。
应理解，对键合层104材质的描述仅是示例性的，而不是限制性的，本领域技术人员可以根据要求进行改变，所有这些改变都在本申请的范围内。
于本实施案例中，所述第一反射器层106设置在键合层104上，所述键合层104设置在第一基板102上，所述LED半导体层经电极层122与位于第一基板102上的触点118电连接。
于本实施案例中，所述第一反射器层106形成在键合层104上，所述第一反射器层106可以是反射p型欧姆接触层或金属反射层或分布式布拉格反射器等，所述第一反射器层106可以提供从LED半导体层到键合层104的电流传导，以及，所述第一反射器层106还可以用作金属反射镜，以将由LED半导体层发出的光反射到第二反射器层110。
所述第一反射器层106还可以是具有高反射率的金属或金属合金层，例如银、铝、金及其合金等，且不限于此。应理解，对第一反射器层106的材料的描述仅是示例性的而不是限制性的，并且还考虑其他材料，所有这些材料均在本申请的范围内。
于本实施案例中，所述LED半导体层包括依次设置在所述第一反射器层106上第一掺杂型半导体层112、有源层114和第二掺杂型半导体层116，其中，所述第一掺杂型半导体层112为第一掺杂类型，所述第二掺杂型半导体层116为第二掺杂类型。
于本实施案例中，所述有源层114被布置在第一掺杂型半导体层112与第二掺杂型半导体层116之间并提供光。有源层114是将从第一掺杂型半导体层112以及第二掺杂型半导体层116分别提供的空穴和电子重新结合并且输出特定波长的光的层，并且该有源层可以具有单量子阱结构或多量子阱(MQW)结构以及阱层和势垒层交替层叠。
于本实施案例中，所述第二掺杂型半导体层116上形成所述的台阶结构113，所述台阶结构的高度不小于所述第二掺杂型半导体层116的厚度且小于或等于所述LED半导体层的厚度，所述台阶结构113至少使相邻LED单元的第二掺杂型半导体层116相互隔离，即所述台阶结构的部分沿厚度方向贯穿并隔离所述第二掺杂型半导体层116。
于本实施案例中，所述第一掺杂型半导体层112和第二掺杂型半导体层116的材质可以是II-VI材料(诸如ZnSe或ZnO)或III-V氮化物材料(诸如GaN、AlN、InN、InGaN、GaP、AlInGaP、AlGaAs及其合金)形成的一个或多个层。
于本实施案例中，所述第一掺杂型半导体层112可以是跨多个LED单元100延伸并形成这些LED单元100的公共阳极的p型半导体层，于本实施案例中，跨LED单元延伸(即位于两个LED单元之间的部分)的第一掺杂型半导体层112可以相对的薄；于本实施案例中，所述第一掺杂型半导体层112的厚度为0.05μm-1μm，优选为0.05μm-0.7μm，尤其优选为0.05μm-0.5μm。
于本实施案例中，通过在各个LED单元上的具有连续的第一掺杂型半导体层，所述第一基板102与多个LED单元100之间的键合区域不仅限于第二掺杂型半导体层116下方的区域，还延伸至各个LED单元之间的区域。
于本实施案例中，所述第一掺杂型半导体层112可以是p型GaN，于本实施案例中，可以通过在GaN中掺杂镁(Mg)来形成第一掺杂型半导体层112，在另一些实施案例中，第一掺杂型半导体层112还可以是p型InGaN或p型AlInGaP等。
于本实施案例中，每个LED单元100都具有连接到驱动电路的阳极和阴极，例如，驱动电路形成在第一基板102中(图中未明确示出驱动电路)，例如，每个LED单元100都具有连接到恒压源的阳极并且具有连接到驱动电路的源极/漏极的阴极；换句话说，通过跨各个LED单元100形成连续的第一掺杂型半导体层112，多个LED单元100可以具有由第一掺杂型半导体层112形成的公共阳极。
于本实施案例中，所述第二掺杂型半导体层116可以是n型半导体层并且形成LED单元110的阴极。
于本实施案例中，所述第二掺杂型半导体层116可以是n型GaN、n型InGaN、n型AlInGaP等。
于本实施案例中，不同LED单元100的第二掺杂型半导体层116被电隔离，因而每个LED单元100都可以具有与其他LED单元不同的电压电平的阴极，作为所公开的实施方式的结果，形成多个可单独工作的LED单元100，其第一掺杂型半导体层112跨相邻的LED单元水平地延伸，并且其第二掺杂型半导体层116在相邻的LED单元之间电隔离。
于本实施案例中，所述有源层(即MQW层)114是LED半导体层的有源区，于本实施案例中，所述LED半导体层(第一掺杂型半导体层112、MQW层114和第二掺杂型半导体层116)的厚度为0.4μm-4μm，优选为0.5μm-3μm。
于本实施案例中，所述第二掺杂型半导体层116上形成台阶结构113，即所述台阶结构的部分沿厚度方向贯穿并隔离所述第二掺杂型半导体层116，所述台阶结构的台阶面作为所述LED半导体层的发光区域。
于本实施案例中，至少在第二掺杂型半导体层116和第一掺杂型半导体层112的一部分上形成钝化层120，所述钝化层120可以用于保护和隔离LED单元100。
于本实施案例中，所述钝化层120的材质可以是SiO2、Al2O3、SiN或其他合适的材料等，于本实施案例中，所述钝化层120的材质还可以是聚酰亚胺、SU-8光刻胶或其他可光图案化的聚合物等，所述电极层122形成在钝化层120的一部分上，并且电极层122通过钝化层120上的第一开口121与第二掺杂型半导体层116电连接。
于本实施案例中，所述电极层122的材质可以为透明导电材料，诸如铟锡氧化物(ITO)或氧化锌(ZnO)等，或者，所述电极层122的材质可以为Cr、Ti、Pt、Au、Al、Cu、Ge或Ni等导电材料。
于本实施案例中，所述第一基板102具有形成在其中并用于驱动LED单元100的驱动电路，驱动电路的触点118暴露在相邻LED单元100之间，并且触点118通过电极层122与第二掺杂型半导体层116电连接；可以理解为，所述第二掺杂型半导体层116和驱动电路的触点118的电连接由电极层122完成。
于本实施案例中，所述钝化层120上还开设有第二开口，所述第二开口内具有暴露所述触点的蚀刻孔，所述电极层122通过所述第一开口、第二开口及蚀刻孔将所述第二掺杂型半导体层116和所述触点118电连接。
于本实施案例中，请参阅图1a和图1b，第一开口121尽可能的设置在每个LED单元100的中心区域，所述第一开口121的形状可以是圆形或正方形等，当然，第一开口121也可以是其他规则或不规则的图形；所述第二开口设置在相邻LED单元100之间的间隙处，第二开口的形状可以是根据具体需要进行设定，在此不做于本实施案例中限定。
于本实施案例中，如前所述，所述第二掺杂型半导体层116形成每个LED单元100的阴极，因此触点118通过电极层122从驱动电路向第二掺杂型半导体层116提供对每个LED单元116的阴极的驱动电压。
于本实施案例中，每个LED单元100包括由第一掺杂型半导体层112和第二掺杂型半导体层116以及多量子阱110形成的p-n二极管，所述钝化层120形成在p-n二极管上，并且电极层122形成在钝化层120上。
于本实施案例中，所述第二反射器层110形成在LED半导体层上，所述第二反射器层110可以是分布式布拉格反射器(DBR)，于本实施案例中，第二反射器层110可以包括多对TiO2/SiO2层或多对SiO2/HfO2层，例如，所述第二反射器层110可以包括3-10对的TiO2/SiO2层或3-10对的SiO2/HfO2层，需要说明的是，每一LED单元100包含一个第二反射器层110，当然，于本实施案例中，多个LED单元100包含一第二反射器层110，即第二反射器层110作为公共的第二反射器层，并与多个LED半导体层相对应配合。
于本实施案例中，所述第一反射器层106的反射率大于第二反射器层110的反射率，作为所公开的实施方式的结果，所述第一反射器层106、LED半导体层和第二反射器层110共同提供谐振腔，LED半导体层发出的光从第二反射器层110定向射出。
于本实施案例中，本发明提供的Micro-LED芯片结构可以获得大约27°至30°的较小的半功率角。因为谐振腔效应可以增加LED单元100的光波的方向性，所以提高了提取效率。提取效率也可以称为光学效率。当在LED单元100内产生光子时，它们必须从晶体中逸出以便产生发光效果；提取效率是在有源区域中产生的，从LED单元100中逸出的光子所占的比例。由于通过使用谐振腔改善了LED单元100的光波的方向性，因此增加了从LED单元100的第二反射器层110逸出的光子，并且提高了光提取效率。
本发明提供的Micro-LED芯片结构的光学特性可以具有更窄的谐振波长峰。换句话说，LED单元100的半高全宽(FWHM)明显小于常规LED的FWHM。LED的特征在于具有窄带宽的纯色和饱和发射色，并且具有更窄FWHM的光源将引起更宽的色域，通过较小的FWHM，具有谐振腔的LED单元100的光谱纯度得以提高。
本发明提供的Micro-LED芯片结构通过谐振腔，由LED半导体层向下或向侧面发出的光可以被第一反射器层106反射，并且台阶结构可以将电流限制在光圈区域内并提供优异的光学限制。结果，由LED半导体层发出的光从第二反射器层110定向地出射。因此，所公开的实施方式具有所发出的光的优异方向性，稳定的峰值波长，光谱纯度以及高外部量子效率。即，本发明提供的一种Micro-LED芯片结构可以提升出光量、增强波长稳定性，并提高出光准直性和发光效率。
请参阅图2a-图2i，本发明实施例提供的一种Micro-LED芯片结构的制作方法，可以包括如下步骤：
1)请参阅图2a，在第二基板130上依次形成设置的第二掺杂型半导体层116、有源层114、第一掺杂型半导体层112，所述第二掺杂型半导体层116、有源层114、第一掺杂型半导体层112形成LED半导体层；以及，提供第一基板102，
其中，所述第二基板130的材质可以是玻璃、塑料或蓝宝石晶片等非导电材料，所述第一基板102可以是由诸如硅、碳化硅、氮化镓、锗、砷化镓、磷化铟等半导体材料制作形成，当然，所述第一基板102也可以由诸如玻璃、塑料或蓝宝石晶片等非导电材料制成，所述第一基板102包含驱动电路，且所述第一基板102上还设置有多个触点118，于本实施案例中，所述第一基板102可以是CMOS背板或TFT玻璃基板等，所述驱动电路用于将电信号提供给LED单元100以控制亮度；于本实施案例中，所述驱动电路可以包括有源矩阵驱动电路，其中，每个单独的LED单元100都相当于独立的驱动器，于本实施案例中，驱动电路可以包括无源矩阵驱动电路，其中，多个LED单元100呈阵列分布并且连接到由驱动电路驱动的数据线和扫描线；
在一些具体实施方式中，可以使用化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体增强CVD(PECVD)、等离子体增强ALD(PEALD)等工艺在形成第二掺杂半导体层116、有源层114、第一掺杂型半导体层112；于本实施案例中，所述第一掺杂型半导体层112和第二掺杂型半导体层116的材质可以是II-VI材料(诸如ZnSe或ZnO)或III-V氮化物材料(诸如GaN、AlN、InN、InGaN、GaP、AlInGaP、AlGaAs及其合金)，所述第一掺杂型半导体层112可以是作为阳极的p型半导体层，于本实施案例中，所述第一掺杂型半导体层112的厚度为0.05μm-1μm，优选为0.05μm-0.7μm，尤其优选为0.05μm-0.5μm；于本实施案例中，可以通过在GaN中掺杂镁(Mg)来形成第一掺杂型半导体层112，在另一些实施案例中，第一掺杂型半导体层112还可以是p型InGaN、p型AlInGaP等；于本实施案例中，所述第二掺杂型半导体层116可以是n型半导体层，并且所述第二掺杂型半导体层116作为每个LED单元110的阴极。于本实施案例中，所述第二掺杂型半导体层116可以是n型GaN、n型InGaN、n型AlInGaP等；于本实施案例中，所述有源层(即MQW层)114是LED半导体层的有源区，于本实施案例中，所述LED半导体层(第一掺杂型半导体层112、MQW层114和第二掺杂型半导体层116)的厚度为0.4μm-4μm，优选为0.5μm-3μm；
2)请参阅图2b，采用化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体增强CVD(PECVD)、等离子体增强ALD(PEALD)等工艺在第一掺杂型半导体层112上形成第一反射器层106；于本实施案例中，所述第一反射器层106可以是反射p型欧姆接触层或金属反射层或分布式布拉格反射器等，所述第一反射器层106可以提供从LED半导体层到键合层104的电流传导，以及，所述第一反射器层106还可以用作金属反射镜，以将由LED半导体层发出的光反射到第二反射器层110，例如，所述第一反射器层106还可以是具有高反射率的金属或金属合金层，例如银、铝、金及其合金等，且不限于此。应理解，对第一反射器层106的材料的描述仅是示例性的而不是限制性的，并且还考虑其他材料，所有这些材料均在本申请的范围内；
3)请参阅图2c，在第一掺杂型半导体层112和/或第一基板102上形成键合层104，并通过键合层104使所述第一基板102与第一掺杂型半导体层112键合，其中，所述键合层104可以是形成在第一基板102上以键合第一基板102和LED单元100的粘合材料层，于本实施案例中，键合层104的材质可以是导电材料，诸如金属或金属合金等，例如，所述键合层的材质可以是Au、Sn、In、Cu或Ti等，在另一些实施案例中，所述键合层104的材质还可以是非导电材料，诸如聚酰亚胺(PI)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等，于本实施案例中，所述键合层104的材质还可以是光刻胶等，诸如SU-8光刻胶等，在另一些实施案例中，所述键合层104的材质还可以是氢倍半硅氧烷(HSQ)或二乙烯基硅氧烷-双-苯并环丁烯(DVS-BCB)等；应理解，对键合层104材质的描述仅是示例性的，而不是限制性的，本领域技术人员可以根据要求进行改变，所有这些改变都在本申请的范围内；
4)请参阅图2d，除去所述第二基板130，除去第二基板130的方法可以是采用直接剥离或者其他本领域技术人员已知的方式实现；当然，在除去第二基板130之后还可以在第二掺杂型半导体层116上执行减薄操作以去除第二掺杂型半导体层116的一部分；在一些实施方式中，减薄操作可以包括干法蚀刻或湿法蚀刻操作，在一些实施方式中，减薄操作可以包括化学机械抛光(CMP)操作等；
5)请参阅图2e，可以采用刻蚀等方式除去位于第一区域的第二掺杂型半导体层116和有源层114，并暴露所述第一掺杂型半导体层112，从而形成台阶结构113，所述台阶结构113的高度不小于所述第二掺杂型半导体层116的厚度而小于或等于所述LED半导体层厚度，所述台阶结构113至少使相邻LED单元的第二掺杂型半导体层116相互隔离，其中，所述台阶结构113的台阶面作为所述LED半导体层的发光区域；
可以理解为，所述台阶结构113的部分至少是沿厚度方向贯穿所述第二掺杂型半导体层116，例如，所述台阶结构113的部分沿厚度方向贯穿所述第二掺杂型半导体层116，从而实现对第二掺杂型半导体层116的隔离；或者，所述台阶结构113的部分沿厚度方向贯穿所述第二掺杂型半导体层116和有源层114其中，所述第一掺杂型半导体层112可以沿水平方向跨多个外延结构单元。
于本实施案例中，包括第一掺杂型半导体层112、有源层114和第二掺杂型半导体层116的LED半导体层的厚度可以在大约0.3μm至大约5μm之间，在一些其他实施方式中，包括第一掺杂型半导体层112、有源层114和第二掺杂型半导体层116的LED半导体层的厚度可以在大约0.4μm至大约4μm之间，在一些替选实施方式中，包括第一掺杂型半导体层112、有源层114和第二掺杂型半导体层116的LED半导体层的厚度可以在大约0.5μm至大约3μm之间；
6)请参阅图2f，可以继续采用刻蚀等方式形成蚀刻孔，所述蚀刻孔除去位于蚀刻孔区域的第一掺杂型半导体层112和第一反射器层106，并暴露位于第一基板102上的触点118；
7)请参阅图2g，在形成的器件外延结构单元表面形成钝化层120，并对在钝化层120上对应所述台阶结构的位置加工形成第一开口121，所述第二掺杂型半导体层116自所述第一开口121处露出，以及，在所述钝化层120上对应所述触点的位置加工形成第二开口，并在所述第二开口处具有暴露所述触点118的蚀刻孔；当然，在另一些具体的实施案例中，也可以直接在器件外延结构的选定区域直接形成钝化层，而在与台阶结构、触点对应的区域不设置钝化层；
于本实施案例中，所述钝化层120的材质可以是SiO2、Al2O3、SiN或其他合适的材料等，所述钝化层120还可以包括聚酰亚胺、SU-8光刻胶或其他可光图案化的聚合物等；
在本发明的其他实施例中，可以是在钝化层120上形成第二开口之后再采用刻蚀工艺或者其他工艺形成所述蚀刻孔，蚀刻孔的目的在于蚀刻第一掺杂型半导体层112和第一反射器层106，并暴露位于第一基板102上的触点118。
8)请参阅图2h，在器件外延结构单元表面的钝化层120上形成透明电极层122，且使所述透明电极层122分别自第一开口、第一开口、蚀刻孔处与第二掺杂型半导体层116、第一基板102上的触点118电连接，所述第一基板102上的驱动电路可以通过透明电极层122控制第二掺杂型半导体层116的电压和电流；在一些较为于本实施案例中实施方式中，所述透明电极层122与除第二掺杂型半导体层116之外的结构层经钝化层电性隔离；
于本实施案例中，所述电极层122形成在钝化层120的一部分上，并且电极层122通过钝化层120上的第一开口121与第二掺杂型半导体层116电连接，于本实施案例中，所述电极层122的材质可以为铟锡氧化物(ITO)、Cr、Ti、Pt、Au、A1、Cu、Ge或Ni等导电材料；
9)请参阅图2i，在钝化层120和透明电极层122上形成第二反射器层110，所述第二反射器层110至少覆盖所述LED半导体层的发光区域(即台阶结构的台阶面)，所述第二反射器层110、所述LED半导体层和所述第一反射器层106被配置成共同提供谐振腔；
于本实施案例中，所述第二反射器层110形成在LED半导体层上，所述第二反射器层110可以是分布式布拉格反射器(DBR)或者金属反射层，于本实施案例中，第二反射器层110可以包括多对TiO2/SiO2层或多对SiO2/HfO2层，例如，所述第二反射器层110可以包括3-10对的TiO2/SiO2层或3-10对的SiO2/HfO2层，需要说明的是，每一LED单元100包含一个第二反射器层110，当然，在一些具体实施案例中，多个LED单元100包含一第二反射器层110，即第二反射器层110作为公共的第二反射器层，并与多个LED半导体层相对应配合，于本实施案例中，所述第一反射器层106的反射率大于第二反射器层110的反射率，作为所公开的实施方式的结果，所述第一反射器层106、LED半导体层和第二反射器层110共同提供谐振腔，LED半导体层发出的光从第二反射器层110射出LED半导体层。
通过使用第一反射器层106、LED半导体层和第二反射器层110共同提供谐振腔，由LED单元向下或向侧面发出的光可以被第一反射器层106和第二反射器层110反射。结果，LED半导体层发出的光从第二反射器层110定向射出。因此，所公开的实施方式具有优异的发光方向性，稳定的峰值波长，光谱纯度和高外部量子效率。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (20)
1.一种Micro-LED芯片结构，其特征在于包括：
第一基板，
多个阵列排布的LED单元，设置在所述第一基板上，
所述LED单元与所述第一基板电连接，并且，所述LED单元包括第一反射器层、LED半导体层和第二反射器层，所述LED半导体层设置于所述第一反射器层与第二反射器层之间；
所述LED单元具有台阶结构，使得相邻的LED单元能够独立的被驱动，并且所述第一反射器层、所述LED半导体层和所述第二反射器层被配置成共同提供谐振腔。
2.根据权利要求1所述的Micro-LED芯片结构，其特征在于，所述LED半导体层包括：
第一掺杂型半导体层，设置在所述第一反射器层上；
有源层，设置在所述第一掺杂型半导体层上；
第二掺杂型半导体层，设置在所述有源层上；
所述第二掺杂型半导体层上形成所述的台阶结构，所述台阶结构的高度不小于所述第二掺杂型半导体层的厚度且小于或等于所述LED半导体层的厚度，所述台阶结构至少使相邻LED单元的第二掺杂型半导体层相互隔离。
3.根据权利要求2所述的Micro-LED芯片结构，其特征在于：所述第一反射器层与第一掺杂型半导体层形成欧姆接触。
4.根据权利要求2所述的Micro-LED芯片结构，其特征在于：所述第一掺杂型半导体层为p型半导体层，所述第二掺杂型半导体层为n型半导体层。
5.根据权利要求2所述的Micro-LED芯片结构，其特征在于，所述LED半导体层还包括：
钝化层，设置在所述第二掺杂型半导体层上并具有第一开口；以及
电极层，设置在所述钝化层上并覆盖所述第一开口，所述电极层自所述第一开口处与所述第二掺杂型半导体层电性接触。
6.根据权利要求2所述的Micro-LED芯片结构，其特征在于：多个LED单元的第一掺杂型半导体层为公共第一掺杂型半导体层且相邻LED单元的第一掺杂型半导体层电连接。
7.根据权利要求2所述的Micro-LED芯片结构，其特征在于：每一LED单元的台阶结构形成于所述第二掺杂型半导体层上，且所述台阶结构的高度等于所述LED半导体层的厚度，所述台阶结构至少还使相邻LED单元的有源层和第一掺杂型半导体层电隔离。
8.根据权利要求5所述的Micro-LED芯片结构，其特征在于：所述第一基板包含驱动电路，所述驱动电路具有多个触点，每个触点对应一个LED单元，以及，所述钝化层上还设置有第二开口，所述第二开口内具有暴露所述触点的蚀刻孔，所述电极层通过所述第一开口、第二开口及蚀刻孔将所述第二掺杂型半导体层和所述触点电连接。
9.根据权利要求2所述的Micro-LED芯片结构，其特征在于：所述台阶结构的台阶面形成所述LED半导体层的发光面，所述第二反射器层至少覆盖所述台阶面。
10.根据权利要求1所述的Micro-LED芯片结构，其特征在于：所述第一反射器层的反射率大于所述第二反射器层的反射率，所述LED半导体层发出的光从所述第二反射器层射出所述LED单元。
11.根据权利要求1所述的Micro-LED芯片结构，其特征在于：所述第一反射器层为金属反射层或分布式布拉格反射器。
12.根据权利要求1所述的Micro-LED芯片结构，其特征在于：所述第二反射器层为金属反射层或分布式布拉格反射器。
13.根据权利要求12所述的Micro-LED芯片结构，其特征在于：所述分布式布拉格反射器包括依次叠设的至少一TiO2层和至少一SiO2层，或者，所述分布式布拉格反射器包括依次叠设的至少一SiO2层和至少一HfO2层。
14.根据权利要求1所述的Micro-LED芯片结构，其特征在于：所述第一基板上还设置有键合层，所述第一反射器层设置在所述键合层上。
15.一种Micro-LED芯片结构的制作方法，其特征在于包括：
提供第二基板，在第二基板上依次形成LED半导体层和第一反射器层，
提供第一基板，将第一反射器层与第一基板键合，并除去所述第二基板，以暴露所述LED半导体层；
在所述LED半导体层上形成多个台阶结构，多个所述台阶结构将所述LED半导体层分隔形成多个阵列排布的LED单元，该多个LED单元能够独立的被驱动；
在所述LED半导体层上形成第二反射器层，所述第一反射器层、所述LED半导体层和所述第二反射器层被配置成共同提供谐振腔。
16.根据权利要求15所述的制作方法，其特征在于，所述LED半导体层包括依次叠层设置在所述第一反射器层上的第一掺杂型半导体层、有源层、第二掺杂型半导体层，并且，在所述LED半导体层上形成多个台阶结构的制作方法包括：
除去位于多个选定区域的第二掺杂型半导体层，从而上形成多个所述台阶结构，其中，所述台阶结构的高度不小于所述第二掺杂型半导体层的厚度而小于或等于所述LED半导体层厚度，所述台阶结构至少使相邻LED单元的第二掺杂型半导体层相互隔离。
17.根据权利要求15所述的制作方法，其特征在于，所述LED半导体层包括依次设置在所述第一反射器层上的第一掺杂型半导体层、有源层、第二掺杂型半导体层，并且在所述LED半导体层上形成多个台阶结构的制作方法包括：
除去位于多个选定区域的第二掺杂型半导体层、有源层以及部分第一掺杂型半导体层，从而形成多个所述台阶结构。
18.根据权利要求16或17所述的制作方法，其特征在于，所述第一基板包含驱动电路，所述驱动电路具有多个触点，每个触点对应一个LED单元，所述的制作方法具体包括：
在所述第二掺杂型半导体层上形成钝化层，并在所述钝化层上对应所述台阶结构的位置加工形成暴露所述第二掺杂型半导体层的第一开口以及在对应所述触点的位置加工形成第二开口，所述第二开口处具有暴露所述触点的蚀刻孔，之后在所述钝化层上形成电极层，并使所述电极层自所述第一开口处与所述第二掺杂型半导体层电连接，自所述第二开口及所述蚀刻孔处与第一基板上的触点电连接。
19.根据权利要求15所述的制作方法，其特征在于：所述第一反射器层的反射率大于所述第二反射器层的反射率，所述LED半导体层发出的光从所述第二反射器层射出所述LED单元。
20.根据权利要求15所述的制作方法，其特征在于还包括：在所述第一反射器层和/或所述第一基板上形成键合层，然后将所述第一反射器层与第一基板键合。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114628563A (zh) * | 2022-05-12 | 2022-06-14 | 镭昱光电科技(苏州)有限公司 | Micro LED显示芯片及其制备方法 |
| CN115498089A (zh) * | 2022-11-16 | 2022-12-20 | 镭昱光电科技(苏州)有限公司 | 微显示器件及制备方法 |
| CN115863497A (zh) * | 2023-02-20 | 2023-03-28 | 镭昱光电科技(苏州)有限公司 | MicroLED显示器件及其制备方法 |
| WO2023071910A1 (zh) * | 2021-11-01 | 2023-05-04 | 镭昱光电科技(苏州)有限公司 | Micro-LED芯片结构及其制作方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008117899A (ja) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 面発光レーザ素子及び面発光レーザアレイ |
| CN105957928A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-09-21 | 华灿光电股份有限公司 | 一种谐振腔发光二极管及其制造方法 |
| CN107369746A (zh) * | 2017-08-30 | 2017-11-21 | 华南理工大学 | 一种化学腐蚀剥离衬底的微尺寸谐振腔led芯片及其制备方法 |
| US20200075805A1 (en) * | 2017-01-10 | 2020-03-05 | PlayNitride Inc. | Micro light-emitting diode chip |
| CN112864290A (zh) * | 2020-04-09 | 2021-05-28 | 镭昱光电科技(苏州)有限公司 | 发光二极管结构及其制造方法 |
| CN112992964A (zh) * | 2020-04-09 | 2021-06-18 | 镭昱光电科技(苏州)有限公司 | 发光二极管结构及其制造方法 |
| CN113193091A (zh) * | 2020-04-14 | 2021-07-30 | 镭昱光电科技(苏州)有限公司 | 具有谐振腔的发光二极管结构及其制造方法 |
Family Cites Families (1)
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|---|---|---|---|---|
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-
2021
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-
2022
- 2022-10-20 WO PCT/CN2022/126435 patent/WO2023071910A1/zh unknown
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008117899A (ja) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 面発光レーザ素子及び面発光レーザアレイ |
| CN105957928A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-09-21 | 华灿光电股份有限公司 | 一种谐振腔发光二极管及其制造方法 |
| US20200075805A1 (en) * | 2017-01-10 | 2020-03-05 | PlayNitride Inc. | Micro light-emitting diode chip |
| CN107369746A (zh) * | 2017-08-30 | 2017-11-21 | 华南理工大学 | 一种化学腐蚀剥离衬底的微尺寸谐振腔led芯片及其制备方法 |
| CN112864290A (zh) * | 2020-04-09 | 2021-05-28 | 镭昱光电科技(苏州)有限公司 | 发光二极管结构及其制造方法 |
| CN112992964A (zh) * | 2020-04-09 | 2021-06-18 | 镭昱光电科技(苏州)有限公司 | 发光二极管结构及其制造方法 |
| CN113193091A (zh) * | 2020-04-14 | 2021-07-30 | 镭昱光电科技(苏州)有限公司 | 具有谐振腔的发光二极管结构及其制造方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023071910A1 (zh) * | 2021-11-01 | 2023-05-04 | 镭昱光电科技(苏州)有限公司 | Micro-LED芯片结构及其制作方法 |
| CN114628563A (zh) * | 2022-05-12 | 2022-06-14 | 镭昱光电科技(苏州)有限公司 | Micro LED显示芯片及其制备方法 |
| CN114628563B (zh) * | 2022-05-12 | 2022-09-09 | 镭昱光电科技(苏州)有限公司 | Micro LED显示芯片及其制备方法 |
| CN115498089A (zh) * | 2022-11-16 | 2022-12-20 | 镭昱光电科技(苏州)有限公司 | 微显示器件及制备方法 |
| CN115498089B (zh) * | 2022-11-16 | 2023-02-17 | 镭昱光电科技(苏州)有限公司 | 微显示器件及制备方法 |
| CN115863497A (zh) * | 2023-02-20 | 2023-03-28 | 镭昱光电科技(苏州)有限公司 | MicroLED显示器件及其制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
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