CN114256390A - 一种led阵列芯片及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种LED阵列芯片及其制作方法，涉及LED芯片领域。该方法包括：首先提供一透明衬底，透明衬底上阵列分布有多个LED单元，各LED单元包括第一金属电极以及第二金属电极；然后在各LED单元表面旋涂光刻胶，并在光刻胶上形成与第一金属电极和第二金属电极对应的第一保护孔与第二保护孔；最后在第一保护孔和第二保护孔中分别形成P型电极和N型电极，P型电极与第一金属电极连接，N型电极与第二金属电极连接，且各P型电极互相连接，各N型电极相互连接，形成LED阵列芯片。在本申请的方法中，通过在金属电极上方形成保护孔，可以避免在金属互联时，由于芯片位移而导致的连接错误。

Description

一种LED阵列芯片及其制作方法

技术领域

本发明涉及LED芯片领域，具体而言，涉及一种LED阵列芯片及其制作方法。

背景技术

目前，微LED芯片可广泛应用于显示、可见光通信以及照明等领域。微LED的尺寸从最初的50um-100um缩小至5um-10um，未来其尺寸将近一步地缩小，阵列密度近一步地提高，以满足其在高亮度，高分辨率等新型显示中的应用。

在显示领域中，将大批量的微LED芯片搬运至驱动基板时，会涉及到精准的电极对位。而在转移的过程中，芯片难免会有位移，特别是在大面积阵列、超微小的LED阵列中更为显著，微小的位移偏差就会导致后续电极互联发生错误，从而造成LED阵列芯片出现故障。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种LED阵列芯片，其至少能够部分的解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种LED阵列芯片的制作方法，所述方法包括：

提供一透明衬底，所述透明衬底上阵列分布有多个LED单元，各所述LED单元包括第一金属电极以及第二金属电极；

在各所述LED单元表面旋涂光刻胶，并在所述光刻胶上形成与所述第一金属电极和所述第二金属电极对应的第一保护孔与第二保护孔；

在所述第一保护孔和所述第二保护孔中分别形成P型电极和N型电极，所述P型电极与所述第一金属电极连接，所述N型电极与所述第二金属电极连接，且各所述P型电极互相连接，各所述N型电极相互连接，形成所述LED阵列芯片。

可选的，所述在各所述光刻胶上形成与所述第一金属电极和所述第二金属电极对应的第一保护孔与第二保护孔的步骤包括：

以所述第一金属电极和所述第二金属电极为掩膜，在所述透明衬底侧对各所述LED单元进行曝光，并对所述光刻胶进行刻蚀，在所述光刻胶上形成分别与所述第一金属电极和所述第二金属电极对应的第一保护孔与第二保护孔。

可选的，所述提供一透明衬底，所述透明衬底上阵列分布有多个LED单元，各所述LED单元包括第一金属电极以及第二金属电极的步骤之前，所述方法还包括：

提供一本体，所述本体包括牺牲层、N型半导体层、多量子阱层以及P型半导体层，所述牺牲层、所述N型半导体层、所述多量子阱层以及所述P型半导体层依次设置；

在所述牺牲层上形成多个初始单元，各所述初始单元阵列分布，所述初始单元包括所述N型半导体层、所述多量子阱层以及所述P型半导体层；

在各所述初始单元的所述P型半导体层上制备钝化层；

在所述钝化层上设置第一电极通孔与第二电极通孔；

在所述第一电极通孔与所述第二电极通孔中分别设置所述第一金属电极和所述第二金属电极，所述第一金属电极与所述P型半导体层连接，所述第二金属电极穿过所述P型半导体层、所述多量子阱层与所述N型半导体层连接，形成各所述LED单元；

将各所述LED单元与所述牺牲层剥离，转移至所述透明衬底表面。

可选的，所述将各所述LED单元与所述牺牲层剥离，转移至所述透明衬底表面的步骤包括：

将各所述LED单元与所述牺牲层剥离；

将各所述LED单元转移至临时衬底表面，并去除所述牺牲层；

再将所述LED单元转移至所述透明衬底表面。

可选的，所述将各所述LED单元与所述牺牲层剥离的步骤包括：

通过腐蚀部分所述牺牲层，将各所述LED单元与所述牺牲层剥离。

可选的，所述在所述本体上形成多个初始单元的步骤包括：

通过刻蚀工艺，对所述本体进行刻蚀，在所述衬底上形成多个初始单元。

可选的，在各所述LED单元表面旋涂光刻胶的步骤包括：

在各所述LED单元表面旋涂BCB光刻胶。

可选的，在所述第一保护孔和所述第二保护孔中分别形成P型电极和N型电极的步骤包括：

通过溅射的方式在所述第一保护孔和所述第二保护孔中分别形成P型电极和N型电极。

可选的，在所述第一保护孔和所述第二保护孔中分别形成P型电极和N型电极的步骤包括：

通过倒装焊接的方式在所述第一保护孔和所述第二保护孔中分别形成P型电极和N型电极。

第二方面，本申请还提供了一种LED阵列芯片，所述LED阵列芯片由上述LED阵列芯片的制作方法制得，所述LED阵列芯片包括：

透明衬底，所述透明衬底上阵列分布有多个LED单元，各所述LED单元包括第一金属电极以及第二金属电极；

各所述LED单元表面旋涂有光刻胶，所述光刻胶上形成与所述第一金属电极和所述第二金属电极对应的第一保护孔与第二保护孔；

所述第一保护孔和所述第二保护孔中分别设置有P型电极和N型电极，所述P型电极与所述第一金属电极连接，所述N型电极与所述第二金属电极连接，且各所述P型电极互相连接，各所述N型电极相互连接。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本申请提供了一种LED阵列芯片及其制作方法，该方法包括：首先提供一透明衬底，透明衬底上阵列分布有多个LED单元，各LED单元包括第一金属电极以及第二金属电极；然后在各LED单元表面旋涂光刻胶，并在光刻胶上形成与第一金属电极和第二金属电极对应的第一保护孔与第二保护孔；最后在第一保护孔和第二保护孔中分别形成P型电极和N型电极，P型电极与第一金属电极连接，N型电极与第二金属电极连接，且各P型电极互相连接，各N型电极相互连接，形成LED阵列芯片。在本申请的方法中，通过在金属电极上方形成保护孔，可以避免在金属互联时，由于芯片位移而导致的连接错误。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的LED阵列芯片的制作方法的方法流程图之一；

图2为本申请步骤201至步骤203对应的LED阵列芯片的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的LED阵列芯片的制作方法的方法流程图之二；

图4为本申请步骤101对应的本体结构示意图；

图5为本申请步骤102对应的初始单元结构示意图之二；

图6为本申请步骤103对应的初始单元结构示意图之二；

图7为本申请步骤104对应的初始单元结构示意图之三；

图8为本申请步骤104对应的LED单元结构示意图。

图标：10-透明衬底；20-LED单元；30-光刻胶；310-第一保护孔；320-第二保护孔；260-第一金属电极；270-第二金属电极；210-牺牲层；220-N型半导体层；230-多量子阱层；240-P型半导体层；250-钝化层。

具体实施方式

正如背景技术中所记载的，目前，在显示领域中，将大批量的微LED芯片搬运至驱动基板时，会涉及到精准的电极对位，而在转移的过程中，芯片难免会有位移，特别是在大面积阵列、超微小的LED阵列中更为显著，微小的位移偏差就会导致后续电极互联发生错误，从而造成LED阵列芯片出现故障。

针对现有技术所存在的问题，均是发明人在经过实践并仔细研究后得出的结果，因此，上述问题的发现过程以及下文中本发明实施例针对上述问题所提出的解决方案，都应该是发明人在发明过程中做出的贡献。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请结合参阅图1和图2，本申请实施例提供了一种LED阵列芯片的制作方法，该制作方法能够有效避免LED芯片在金属互联时发生连接错误，该方法包括：

步骤201：提供一透明衬底，透明衬底上阵列分布有多个LED单元，各LED单元包括第一金属电极以及第二金属电极。

需要说明的是，本实施例中的透明衬底10可以是玻璃衬底也可以是其他透明衬底，当LED单元20工作时，所产生的光束穿过透明衬底10。

步骤202：在各LED单元表面旋涂光刻胶，并在光刻胶上形成与第一金属电极和第二金属电极对应的第一保护孔与第二保护孔。

在本实施例中，第一保护孔310形成于第一金属电极260的正上方，第二保护孔320形成于第二金属电极270的正上方，由于光刻胶30不具有导电性，第一保护孔310和第二保护孔320分别在第一金属电极260的端部和第二金属电极270的端部形成了侧壁保护的结构，并将其进行绝缘隔离，可以防止在后续进行金属互联时，电极之间由于位移的原因而出现的连接错误，尤其避免了第一金属电极260与第二金属电极270之间的短路问题。

步骤203：在第一保护孔和第二保护孔中分别形成P型电极和N型电极，P型电极与第一金属电极连接，N型电极与第二金属电极连接，且各P型电极互相连接，各N型电极相互连接，形成LED阵列芯片。

在本实施例中，P型电极和N型电极共同构成金属互联层，P型电极用于将各LED单元20中的第一金属电极260，N型电极用于连接各LED单元20中的第二金属电极270。

在正常的金属互联的过程中，各第一金属电极260、第二金属电极270的位置分别与P型电极、N型电极的位置对应，在传统LED阵列的制作过程中，由于没有第一保护孔310和第二保护孔320对金属电极进行侧壁保护，所以，当LED单元20发生位移时，则会导致各第一金属电极260、第二金属电极270与P型电极、N型电极(即金属互联层)之间出现错位的问题，从而导致连接错误。例如，可能会导致金属互联层直接将第一金属电极260与第二金属电极270连接，从而造成LED单元20的短路。

而在本实施例中，通过设置与第一金属电极260、第二金属电极270对应的第一保护孔310、第二保护孔320可以有效避免上述问题。保护孔可以实现第一金属电极260与第二金属电极270之间的绝缘隔离，即使发生微小的位移，也不会导致在金属互联的过程中第一金属电极260与第二金属电极270连接，从而引起LED单元20短路的问题。

本申请实施例提供的LED阵列芯片的制作方法，通过在金属电极上方形成保护孔，可以避免在金属互联时，由于芯片位移而导致的连接错误。

在另外一种可选的实施方式中，上述步骤202中“在光刻胶上形成与第一金属电极和第二金属电极对应的第一保护孔与第二保护孔”的步骤包括：

以第一金属电极和第二金属电极为掩膜，在透明衬底侧对各LED单元进行曝光，并对光刻胶进行刻蚀，在光刻胶上形成分别与第一金属电极和第二金属电极对应的第一保护孔与第二保护孔。

在本实施例中，以第一金属电极260和第二金属电极270为掩膜，在透明衬底10侧对各LED单元20进行曝光，经过刻蚀后，在第一金属电极260的端部形成了第一保护孔310，在第二金属电极270的端部形成了第二保护孔320。

在另外一种可选的实施方式中，请结合参阅图3至图8，在上述步骤201之前，所述方法还包括：

步骤101:提供一本体，本体包括牺牲层、N型半导体层、多量子阱层以及P型半导体层，牺牲层、N型半导体层、多量子阱层以及P型半导体层依次设置。

在本实施例中，牺牲层210用于暂时固定N型半导体层220、多量子阱层230以及P型半导体层240，在牺牲层210上形成阵列化的LED单元20后，需要腐蚀部分牺牲层210，才能将LED单元20转移至透明衬底10上。

步骤102：在牺牲层上形成多个初始单元，各初始单元阵列分布，初始单元包括N型半导体层、多量子阱层以及P型半导体层。

需要说明的是，本实施例中的初始单元包括N型半导体层220、多量子阱层230以及P型半导体层240，初始单元中并不包括金属电极。

步骤103：在各初始单元的P型半导体层上制备钝化层。

在本实施例中，钝化层250可以对P型半导体层240起到良好的隔离作用。

步骤104：在钝化层上设置第一电极通孔与第二电极通孔。

在本实施例中，在钝化层250上开孔，形成第一电极通孔和第二电极通孔，从而暴露出部分P型半导体层240，第一电极通孔用于后续设置第一金属电极260，第二电极通孔用于后续设置第二金属电极270。

步骤105：在第一电极通孔与第二电极通孔中分别设置第一金属电极和第二金属电极，第一金属电极与P型半导体层连接，第二金属电极穿过P型半导体层、多量子阱层与N型半导体层连接，形成各LED单元。

需要说明的是，在本实施例中，第一金属电极260设置在第一电极通孔中，并与P型半导体层240连接。第二金属电极270设置于第二电极通孔中，并依次穿过P型半导体层240和多量子阱层230从而与N型半导体层220连接，第二金属电极270在穿过P型半导体层240和多量子阱层230时，可以在第二金属电极270的外表面制备隔离层，从而将第二金属电极270与P型半导体层240、多量子阱层230进行隔离。

本实施例中，为了便于后续金属互联，第一金属电极260和第二金属电极270的端面可以高出于第一电极孔和第二电极孔，并部分覆盖于钝化层250表面，但金属电极之间是不能相互连接的。

步骤106：将各LED单元与牺牲层剥离，转移至透明衬底表面。

在本实施例中，可以采用腐蚀部分牺牲层210的方式，将各LED单元20与牺牲层210进行剥离，从而转移至透明衬底10的表面。

需要说明的是，若牺牲层210为蓝宝石材料，则可以利用激光进行剥离。

在上述步骤106中，往往不能将牺牲层完整地与各LED单元进行剥离，LED单元可能还会附带有部分牺牲层，从而影响LED单元的性能，有鉴于此，在另外一种可选的实施方式中，上述步骤106包括：

将各LED单元与牺牲层剥离，将各LED单元转移至临时衬底表面，并去除牺牲层，再将LED单元转移至透明衬底表面。

在本实施例中，将各LED单元20先转移至临时衬底上，并去除残留的牺牲层210后，再转移至透明衬底10表面。本实施例中可以采用湿法腐蚀多余的牺牲层210，并用干法刻蚀掉多余的n-GaN buffer。

在另外一种可选的实施方式中，上述步骤106还包括：

通过腐蚀部分牺牲层，将各LED单元与牺牲层剥离，转移至透明衬底表面。

需要说明的是，在本实施例中，只需要腐蚀部分与LED单元连接牺牲层就可以实现LED单元与牺牲层的剥离。

在另外一种可选的实施方式中，上述步骤202包括：

在各LED单元表面旋涂BCB光刻胶，并在BCB光刻胶上形成与第一金属电极和第二金属电极对应的第一保护孔与第二保护孔。

在另外一种可选的实施方式中，上述步骤203中“在第一保护孔和第二保护孔中分别形成P型电极和N型电极”的步骤包括：

通过溅射或倒转焊接的方式在第一保护孔和第二保护孔中分别形成P型电极和N型电极。

本申请实施例还提供了一种LED阵列芯片，LED阵列芯片由上述LED阵列芯片的制作方法制得，LED阵列芯片包括：

透明衬底10，透明衬底10上阵列分布有多个LED单元20，各LED单元20包括第一金属电极260以及第二金属电极270；各LED单元20表面旋涂有光刻胶30，光刻胶30上形成与第一金属电极260和第二金属电极270对应的第一保护孔310与第二保护孔320；第一保护孔310和第二保护孔320中分别设置有P型电极和N型电极，P型电极与第一金属电极260连接，N型电极与第二金属电极270连接，且各P型电极互相连接，各N型电极相互连接。

需要说明的是，本实施例中光刻胶30可以在LED阵列芯片制备完成后进行去除。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种LED阵列芯片的制作方法，其特征在于，所述方法包括：

提供一透明衬底，所述透明衬底上阵列分布有多个LED单元，各所述LED单元包括第一金属电极以及第二金属电极；

在各所述LED单元表面旋涂光刻胶，并在所述光刻胶上形成与所述第一金属电极和所述第二金属电极对应的第一保护孔与第二保护孔；

在所述第一保护孔和所述第二保护孔中分别形成P型电极和N型电极，所述P型电极与所述第一金属电极连接，所述N型电极与所述第二金属电极连接，且各所述P型电极互相连接，各所述N型电极相互连接，形成所述LED阵列芯片。

2.根据权利要求1所述的LED阵列芯片的制作方法，其特征在于，所述在各所述光刻胶上形成与所述第一金属电极和所述第二金属电极对应的第一保护孔与第二保护孔的步骤包括：

以所述第一金属电极和所述第二金属电极为掩膜，在所述透明衬底侧对各所述LED单元进行曝光，并对所述光刻胶进行刻蚀，在所述光刻胶上形成分别与所述第一金属电极和所述第二金属电极对应的第一保护孔与第二保护孔。

3.根据权利要求1所述的LED阵列芯片的制作方法，其特征在于，所述提供一透明衬底，所述透明衬底上阵列分布有多个LED单元，各所述LED单元包括第一金属电极以及第二金属电极的步骤之前，所述方法还包括：

提供一本体，所述本体包括牺牲层、N型半导体层、多量子阱层以及P型半导体层，所述牺牲层、所述N型半导体层、所述多量子阱层以及所述P型半导体层依次设置；

在所述牺牲层上形成多个初始单元，各所述初始单元阵列分布，所述初始单元包括所述N型半导体层、所述多量子阱层以及所述P型半导体层；

在各所述初始单元的所述P型半导体层上制备钝化层；

在所述钝化层上设置第一电极通孔与第二电极通孔；

在所述第一电极通孔与所述第二电极通孔中分别设置所述第一金属电极和所述第二金属电极，所述第一金属电极与所述P型半导体层连接，所述第二金属电极穿过所述P型半导体层、所述多量子阱层与所述N型半导体层连接，形成各所述LED单元；

将各所述LED单元与所述牺牲层剥离，转移至所述透明衬底表面。

4.根据权利要求3所述的LED阵列芯片的制作方法，其特征在于，所述将各所述LED单元与所述牺牲层剥离，转移至所述透明衬底表面的步骤包括：

将各所述LED单元与所述牺牲层剥离；

将各所述LED单元转移至临时衬底表面，并去除所述牺牲层；

再将所述LED单元转移至所述透明衬底表面。

5.根据权利要求3或4所述的LED阵列芯片的制作方法，其特征在于，所述将各所述LED单元与所述牺牲层剥离的步骤包括：

通过腐蚀部分所述牺牲层，将各所述LED单元与所述牺牲层剥离。

6.根据权利要求3所述的LED阵列芯片的制作方法，其特征在于，所述在所述本体上形成多个初始单元的步骤包括：

通过刻蚀工艺，对所述本体进行刻蚀，在所述衬底上形成多个初始单元。

7.根据权利要求1所述的LED阵列芯片的制作方法，其特征在于，在各所述LED单元表面旋涂光刻胶的步骤包括：

在各所述LED单元表面旋涂BCB光刻胶。

8.根据权利要求1所述的LED阵列芯片的制作方法，其特征在于，在所述第一保护孔和所述第二保护孔中分别形成P型电极和N型电极的步骤包括：

通过溅射的方式在所述第一保护孔和所述第二保护孔中分别形成P型电极和N型电极。

9.根据权利要求1所述的LED阵列芯片的制作方法，其特征在于，在所述第一保护孔和所述第二保护孔中分别形成P型电极和N型电极的步骤包括：

通过倒装焊接的方式在所述第一保护孔和所述第二保护孔中分别形成P型电极和N型电极。

10.一种LED阵列芯片，其特征在于，所述LED阵列芯片由上述权利要求1-9任一项所述的LED阵列芯片的制作方法制得，所述LED阵列芯片包括：

透明衬底，所述透明衬底上阵列分布有多个LED单元，各所述LED单元包括第一金属电极以及第二金属电极；

各所述LED单元表面旋涂有光刻胶，所述光刻胶上形成与所述第一金属电极和所述第二金属电极对应的第一保护孔与第二保护孔；

所述第一保护孔和所述第二保护孔中分别设置有P型电极和N型电极，所述P型电极与所述第一金属电极连接，所述N型电极与所述第二金属电极连接，且各所述P型电极互相连接，各所述N型电极相互连接。

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