CN115425127B - 一种倒装Micro-LED芯片及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种倒装Micro‑LED芯片及制备方法，倒装Micro‑LED芯片包括衬底，依次设置在衬底上的蓝光芯片层、第一布拉格反射层、第一导电金属层，第一透明键合层、绿光芯片层、第二布拉格反射层、第二导电金属层、第二透明键合层、红光芯片层、第三布拉格反射层、第三导电金属层、绝缘保护层及焊盘层，其中，蓝光芯片层设置在第一布拉格反射层内，绿光芯片层设置在第二布拉格反射层内，红光芯片层设置在第三布拉格反射层内，蓝光芯片层、绿光芯片层以及红光芯片层呈垂直排列。本发明通过将三色芯片层垂直排列，有效的减小了芯片尺寸，并通过将三色芯片设置在布拉格反射层内，使该芯片发光不受影响。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种倒装Micro-LED芯片及制备方法。
背景技术
近年来，LED产业蓬勃发展，LED显示技术更新迭代，从刚开始的LCD到OLED，再到现在的Micro-LED显示屏，显示质量、像素、分辨率、对比度不断的提升，且Micro-LED显示屏应用场景更多，例如AR、VR等领域，对显示屏分辨率要求更高，所以提升显示屏分辨率、得到更好的显示效果，是人们无限追求的目标；现有的Micro-LED显示屏包括COB、COG、MCA等制备工艺，但无论那种制备工艺，应用的Micro-LED芯片均为单独的蓝色、红色、或者绿色LED，显示屏的每个像素内都需要水平排列，依次焊接红、绿、蓝三色Micro-LED芯片。
现有技术当中，显示屏的分辨率取决于像素点间距（相邻两个像素点的中心间距），点间距越小，分辨率越高，缩小现有Micro-LED显示屏点间距，提升分辨率的办法，就是减小红、绿、蓝三色各自的芯片尺寸、但是受限于PCB板及芯片制作工艺，Micro-LED芯片尺寸并不是可以无限缩小的，且Micro-LED芯片尺寸减小、会导致显示屏亮度下降。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种倒装Micro-LED芯片及制备方法，以至少解决上述现有技术当中的不足。
本发明一方面提供以下技术方案，一种倒装Micro-LED芯片包括：
衬底；
依次设置在所述衬底上的蓝光芯片层、第一布拉格反射层、第一导电金属层、第一透明键合层、绿光芯片层、第二布拉格反射层、第二导电金属层、第二透明键合层、红光芯片层、第三布拉格反射层、第三导电金属层、绝缘保护层以及焊盘层；
其中，所述蓝光芯片层设于所述第一布拉格反射层内，所述绿光芯片层设于所述第二布拉格反射层内，所述红光芯片层设于所述第三布拉格反射层内；
所述蓝光芯片层垂直设于所述衬底的上表面，所述绿光芯片层垂直设于所述第一透明键合层的上表面，所述红光芯片层垂直设于所述第二透明键合层的上表面，以使所述蓝光芯片层、所述绿光芯片层以及所述红光芯片层呈垂直排列。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在衬底上依次设置蓝光芯片层、第一布拉格反射层、第一导电金属层、第一透明键合层、绿光芯片层、第二布拉格反射层、第二导电金属层、第二透明键合层、红光芯片层、第三布拉格反射层、第三导电金属层、绝缘保护层以及焊盘层，而蓝光芯片层垂直设于衬底的上表面，绿光芯片层垂直设于第一透明键合层的上表面，红光芯片层垂直设于第二透明键合层的上表面，以使蓝光芯片层、绿光芯片层以及红光芯片层呈垂直状态设置，进而能够使得Micro-LED显示屏点间距不再受限于芯片尺寸及芯片工艺，并且将蓝光芯片层设置在第一布拉格反射层内，绿光芯片层设置在第二布拉格反射层内，红光芯片层设置在第三布拉格反射层内，因此在缩小芯片尺寸时，不会导致显示屏的亮度下降。
进一步的，所述蓝光芯片层包括蓝光N型半导体、蓝光有源发光层、蓝光P型半导体、蓝光电流扩展层、蓝光N型电极以及蓝光P型电极，所述蓝光有源发光层、所述蓝光P型半导体以及所述蓝光电流扩展层依次层叠在所述蓝光N型半导体上表面的一侧，所述蓝光N型电极设于所述蓝光N型半导体上表面的另一侧，所述蓝光P型电极设于所述蓝光电流扩展层的上表面。
进一步的，所述第一导电金属层设于所述第一透明键合层内，所述第一导电金属层包括第一N型导电金属层以及第一P型导电金属层，所述第一N型导电金属层的底部贯穿所述第一布拉格反射层，并连接在所述蓝光N型电极上，所述第一P型导电金属层的底部贯穿所述第一布拉格反射层，并连接在所述蓝光P型电极上。
进一步的，所述绿光芯片层包括绿光N型半导体、绿光有源发光层、绿光P型半导体、绿光电流扩展层、绿光N型电极以及绿光P型电极，所述绿光有源发光层、所述绿光P型半导体以及所述绿光电流扩展层依次层叠在所述绿光N型半导体上表面的一侧，所述绿光N型电极设于所述绿光N型半导体上表面的另一侧，所述绿光P型电极设于所述绿光电流扩展层的上表面。
进一步的，所述第二导电金属层设于所述第二透明键合层内，所述第二导电金属层包括第二N型导电金属层以及第二P型导电金属层，所述第二N型导电金属层的底部一侧贯穿所述第二布拉格反射层，并连接在所述绿光N型电极上，底部另一侧贯穿所述第二布拉格反射层以及所述第一透明键合层，并连接在所述第一导电金属层上，所述第二P型导电金属层的底部贯穿所述第二布拉格反射层，并连接在所述绿光P型电极上。
进一步的，所述红光芯片层包括红光N型半导体、红光有源发光层、红光P型半导体、红光电流扩展层、红光N型电极以及红光P型电极，所述红光有源发光层、所述红光P型半导体以及所述红光电流扩展层依次层叠在所述红光N型半导体上表面的一侧，所述红光N型电极设于所述红光N型半导体上表面的另一侧，所述红光P型电极设于所述红光电流扩展层的上表面。
进一步的，所述第三导电金属层设于所述绝缘保护层内，所述第三导电金属层包括第三N型导电金属层以及第三P型导电金属层，所述第三N型导电金属层的底部一侧贯穿所述第三布拉格反射层，并连接在所述红光N型电极上，底部另一侧贯穿所述第三布拉格反射层以及所述第二透明键合层，并连接在所述第二导电金属层上，所述第三P型导电金属层的底部贯穿所述第三布拉格反射层，并连接在所述红光P型电极上。
进一步的，所述焊盘层包括第一焊盘、第二焊盘、第三焊盘以及第四焊盘，所述第一焊盘与所述第二焊盘的底部均贯穿所述绝缘保护层，并连接在所述第三导电金属层上，所述第三焊盘的底部依次贯穿所述绝缘保护层、所述第三布拉格反射层以及所述第二透明键合层，并连接在所述第二导电金属层上，所述第四焊盘的底部依次贯穿所述绝缘保护层、所述第三布拉格反射层、所述第二布拉格反射层以及所述第一透明键合层，并连接在所述第一导电金属层上。
另一方面，本发明还提出一种倒装Micro-LED芯片的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
步骤一：提供第一衬底，在所述第一衬底上生长蓝光N型半导体，在所述蓝光N型半导体上表面的一侧依次生长蓝光有源发光层、蓝光P型半导体以及蓝光电流扩展层，在所述蓝光N型半导体上表面的另一侧制备蓝光N型电极，在所述蓝光电流扩展层上制备蓝光P型电极，所述蓝光N型半导体、所述蓝光有源发光层、所述蓝光P型半导体、所述蓝光电流扩展层、所述蓝光P型电极以及所述蓝光N型电极在所述第一衬底上组成蓝光芯片层；
提供第二衬底，在所述第二衬底上生长绿光N型半导体，在所述绿光N型半导体上表面的一侧依次生长绿光有源发光层、绿光P型半导体以及绿光电流扩展层，在所述绿光N型半导体上表面的另一侧制备绿光N型电极，在所述绿光电流扩展层上制备绿光P型电极，所述绿光N型半导体、所述绿光有源发光层、所述绿光P型半导体、所述绿光电流扩展层、所述绿光P型电极以及所述绿光N型电极在所述第二衬底上组成绿光芯片层；
提供第三衬底，在所述第三衬底上生长红光N型半导体，在所述红光N型半导体上表面的一侧依次生长红光有源发光层、红光P型半导体以及红光电流扩展层，在所述红光N型半导体上表面的另一侧制备红光N型电极，在所述红光电流扩展层上制备红光P型电极，所述红光N型半导体、所述红光有源发光层、所述红光P型半导体、所述红光电流扩展层、所述红光P型电极以及所述红光N型电极在所述第三衬底上组成红光芯片层；
步骤二：在所述蓝光芯片层上制备第一布拉格反射层，在所述第一布拉格反射层上刻蚀出第一导电通孔，并在所述第一布拉格反射层上制备第一导电金属层，所述第一导电金属层的底部通过所述第一导电通孔分别连接所述蓝光N型电极、所述蓝光P型电极；
步骤三：将所述绿光芯片层转移至第一临时基板，并剥离掉所述第二衬底；
步骤四：将带有所述第一临时基板的所述绿光芯片层键合至第一布拉格反射层上，并键合在所述第一导电金属层的上方，然后去除所述第一临时基板，暴露出所述绿光芯片层的所述绿光电流扩展层、绿光N型电极以及所述绿光P型电极；
步骤五：在所述绿光芯片层上制备第二布拉格反射层，在所述第二布拉格反射层上刻蚀出第二导电通孔，并在所述第二布拉格反射层上制备第二导电金属层，所述第二导电金属层的底部通过所述第二导电通孔分别连接所述第一导电金属层、所述绿光N型电极、所述绿光P型电极；
步骤六：将所述红光芯片层转移至第二临时基板，并剥离掉所述第三衬底；
步骤七：将带有第二临时基板的所述红光芯片层键合至第二布拉格反射层上，并键合在所述第二导电金属层上方，然后去除第二临时基板，暴露出所述红光芯片层的所述红光电流扩展层、红光N型电极以及红光P型电极；
步骤八：在所述红光芯片层上制备第三布拉格反射层，在所述第三布拉格反射层上刻蚀出第三导电通孔，并在所述第三布拉格反射层上制备第三导电金属层，所述第三导电金属层通过所述第三导电通孔分别连接所述第二导电金属层、所述红光N型电极、所述红光P型电极；
步骤九：在所述第三布拉格反射层以及所述第三导电金属层上制备绝缘保护层，并在所述第三布拉格反射层上刻蚀出第四导电通孔；
步骤十：在所述绝缘保护层的上表面上制备焊盘层，所述焊盘层底部通过所述第四导电通孔分别连接所述第一导电金属层、所述第二导电金属层、所述第三导电金属层。
进一步的，所述蓝光P型半导体及所述绿光P型半导体均为掺杂Mg的GaN，所述红光P型半导体为掺杂Mg的AlGaInP，所述蓝光有源发光层及所述绿光有源发光层均为多组AlGaN/GaN组成的阱垒结构，所述红光有源发光层为多组AlGaInP/GaInP组成的阱垒结构。
附图说明
图1为本发明第一实施例中倒装Micro-LED芯片的剖面结构示意图；
图2为本发明第一实施例中倒装Micro-LED芯片的蓝光芯片层的具体结构示意图；
图3为本发明第一实施例中倒装Micro-LED芯片的绿光芯片层的具体结构示意图；
图4为本发明第一实施例中倒装Micro-LED芯片的红光芯片层的具体结构示意图；
图5为本发明第一实施例中倒装Micro-LED芯片的第一导电金属层的具体结构示意图；
图6为本发明第一实施例中倒装Micro-LED芯片的第二导电金属层的具体结构示意图；
图7为本发明第一实施例中倒装Micro-LED芯片的第三导电金属层的具体结构示意图；
图8为本发明第一实施例中倒装Micro-LED芯片的焊盘层的具体结构示意图；
图9为本发明第二实施例中倒装Micro-LED芯片的制备方法流程图。
主要元件符号说明：
| 衬底 | 10 | 第一布拉格反射层 | 11 |
| 第一透明键合层 | 12 | 第二布拉格反射层 | 13 |
| 第二透明键合层 | 14 | 第三布拉格反射层 | 15 |
| 绝缘保护层 | 16 | 蓝光芯片层 | 20 |
| 蓝光N型半导体 | 21 | 蓝光有源发光层 | 22 |
| 蓝光P型半导体 | 23 | 蓝光电流扩展层 | 24 |
| 蓝光P型电极 | 25 | 蓝光N型电极 | 26 |
| 绿光芯片层 | 30 | 绿光N型半导体 | 31 |
| 绿光有源发光层 | 32 | 绿光P型半导体 | 33 |
| 绿光电流扩展层 | 34 | 绿光P型电极 | 35 |
| 绿光N型电极 | 36 | 红光芯片层 | 40 |
| 红光N型半导体 | 41 | 红光有源发光层 | 42 |
| 红光P型半导体 | 43 | 红光电流扩展层 | 44 |
| 红光P型电极 | 45 | 红光N型电极 | 46 |
| 第一导电金属层 | 50 | 第一P型导电金属层 | 51 |
| 第一N型导电金属层 | 52 | 第二导电金属层 | 60 |
| 第二P型导电金属层 | 61 | 第二N型导电金属层 | 62 |
| 第三导电金属层 | 70 | 第三P型导电金属层 | 71 |
| 第三N型导电金属层 | 72 | 焊盘层 | 80 |
| 第一焊盘 | 81 | 第二焊盘 | 82 |
| 第三焊盘 | 83 | 第四焊盘 | 84 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一
请参阅图1，所示为本发明第一实施例中的倒装Micro-LED芯片，包括衬底10、依次设置在所述衬底10上的蓝光芯片层20、第一布拉格反射层11、第一导电金属层50、第一透明键合层12、绿光芯片层30、第二布拉格反射层13、第二导电金属层60、第二透明键合层14、红光芯片层40、第三布拉格反射层15、第三导电金属层70、绝缘保护层16以及焊盘层80。
其中，所述蓝光芯片层20设于所述第一布拉格反射层11内，所述绿光芯片层30设于所述第二布拉格反射层13内，所述红光芯片层40设于所述第三布拉格反射层15内，所述蓝光芯片层20垂直设于所述衬底10的上表面，所述绿光芯片层30垂直设于所述第一透明键合层12的上表面，所述红光芯片层40垂直设于所述第二透明键合层14的上表面，以使所述蓝光芯片层20、绿光芯片层30以及红光芯片层40呈垂直排列。
可以理解的是，在本实施例中，蓝光芯片层20、绿光芯片层30以及红光芯片层40是呈垂直排列的，相比于现有技术中的平面排布，使得本申请的倒装Micro-LED芯片的尺寸能够得到有效的减小，使得Micro-LED芯片制成的显示屏点间距不再受限于芯片尺寸及芯片工艺，本申请中的Micro-LED芯片可以将Micro-LED芯片显示屏点间距缩小至0.4-0.15mm之间，从而能够显著提升显示屏分辨率，并且在具体实施时，蓝光芯片层20设于第一布拉格反射层11内，绿光芯片层30设于第二布拉格反射层13内，红光芯片层40设于第三布拉格反射层15内，在本实施例中，第一布拉格反射层11只反射蓝光，可以透过绿光和红光，从而避免了绿光芯片层30与红光芯片层40吸收蓝光，第二布拉格反射层13只反射绿光，可以透过红光，避免了红光芯片层40吸收绿光，第三布拉格反射层15可以只反射红光，也能够反射全波段的光，因此是垂直排列的蓝光芯片层20、绿光芯片层30以及红光芯片层40相比于平面排列的芯片同样能够正常发光，在减小倒装Micro-LED芯片的尺寸的前提下，还能够有效避免了显Micro-LED芯片显示屏的亮度下降，需要解释的是，在本实施例中，衬底10为蓝光衬底。
值得说明的是，在本实施例中，第一透明键合层12与第二透明键合层14均采用SiO2、硅胶、AL2O3、树脂中的一种或多种制成，焊盘层80采用Cr、Al、AlCu、Ti、Pt、Ni、Au、AuGe、AuBe中的一种或多种制成。
请参阅图2，在本实施例中，所述蓝光芯片层20包括蓝光N型半导体21、蓝光有源发光层22、蓝光P型半导体23、蓝光电流扩展层24、蓝光P型电极25以及蓝光N型电极26，所述蓝光有源发光层22、所述蓝光P型半导体23以及所述蓝光电流扩展层24依次层叠在所述蓝光N型半导体21上表面的一侧，所述蓝光N型电极26设于所述蓝光N型半导体21上表面的另一侧，所述蓝光P型电极25设于所述蓝光电流扩展层24的上表面，在本实施例中，蓝光N型半导体21设于衬底10的上表面。
值得说明的是，蓝光N型半导体21为掺杂Si的GaN，蓝光有源发光层22为多组AlGaN/GaN组成的阱垒结构，蓝光P型半导体23为掺杂Mg的GaN，蓝光电流扩展层24采用氧化铟锡制成，蓝光N型电极26与蓝光P型电极25均采用Cr、Al、AlCu、Ti、Pt、Ni、Au、AuGe、AuBe中的一种或多种制成。
请参阅图5，在本实施例中，所述第一导电金属层50设于所述第一透明键合层12内，所述第一导电金属层50包括第一P型导电金属层51以及第一N型导电金属层52，所述第一N型导电金属层52底部贯穿所述第一布拉格反射层11，并连接在所述蓝光N型电极26上，所述第一P型导电金属层51贯穿所述第一布拉格反射层11，并连接在所述蓝光P型电极25上。在本实施例中，第一N型导电金属层52与第一P型导电金属层51均设于第一透明键合层12内。
需要解释的是，蓝光芯片层20中的蓝光N型电极26、蓝光P型电极25分别连接第一N型导电金属层52、第一P型导电金属层51，从而使得蓝光芯片层20能够形成电回路，以使蓝光芯片层20能够通电发光。
值得说明的是，第一P型导电金属层51与第一N型导电金属层52均采用Cr、Al、AlCu、Ti、Pt、Ni、Au、AuGe、AuBe中的一种或多组制成。
请参阅图3，在本实施例中，所述绿光芯片层30包括绿光N型半导体31、绿光有源发光层32、绿光P型半导体33、绿光电流扩展层34、绿光P型电极35以及绿光N型电极36，所述绿光有源发光层32、所述绿光P型半导体33以及所述绿光电流扩展层34依次层在所述绿光N型半导体31上表面的一侧，所述绿光N型电极36设于所述绿光N型半导体31上表面的另一侧，所述绿光P型电极35设于所述绿光电流扩展层34的上表面，在本实施例中，绿光N型半导体31设于第一透明键合层12上。
可以理解的是，在本实施例中，绿光N型半导体31设于第一透明键合层12上，也就是第一透明键合层12设置在蓝光芯片层20上方，因此在蓝光芯片层20发光时，第一透明键合层12不仅能够将第一布拉格反射层11与绿光芯片层30键合在一起，还能够透过蓝光芯片层20发出的蓝光。
值得说明的是，绿光N型半导体31为掺杂Si的GaN，绿光有源发光层32为多组AlGaN/GaN组成的阱垒结构，绿光P型半导体33为掺杂Mg的GaN，绿光电流扩展层34为氧化铟锡制成，绿光P型电极35与绿光N型电极36均采用Cr、Al、AlCu、Ti、Pt、Ni、Au、AuGe、AuBe中的一种或多种制成。
请参阅图6，在本实施例中，所述第二导电金属层60设于所述第二透明键合层14内，所述第二导电金属层60包括第二P型导电金属层61以及第二N型导电金属层62，所述第二N型导电金属层62的底部一侧贯穿所述第二布拉格反射层13，并连接在所述绿光N型电极36上，底部另一侧贯穿所述第二布拉格反射层13以及所述第一透明键合层12，并连接在所述第一导电金属层50上，具体连接在第一N型导电金属层52上，所述第二P型导电金属层61，底部贯穿所述第二布拉格反射层13，并连接在所述绿光P型电极35上。
可以理解的是，绿光芯片层30中的绿光P型电极35与第二P型导电金属层61连接，绿光芯片层30中的绿光N型电极36与第一N型导电金属层52均连接在第二N型导电金属层62的底部，因此使得蓝光芯片层20与绿光芯片层30完成电路连接，以使蓝光芯片层20与绿光芯片层30能够同时进行发光工作。
请参阅图4，在本实施例中，所述红光芯片层40包括红光N型半导体41、红光有源发光层42、红光P型半导体43、红光电流扩展层44、红光P型电极45以及红光N型电极46，所述红光有源发光层42、所述红光P型半导体43以及红光电流扩展层44依次层叠在所述红光N型半导体41上表面的一侧，所述红光N型电极46设于所述红光N型半导体41上表面的另一侧，所述红光P型电极45设于所述红光电流扩展层44的上表面。
可以理解的是，红光N型半导体41设于第二透明键合层14上，也就是第二透明键合层14设置在绿光芯片层30上方，因此在蓝光芯片层20与绿光芯片层30发光时，第二透明键合层14不仅能够透过蓝光芯片层20与绿光芯片层30发出的光，还能够将第二布拉格反射层13与红光芯片层40键合在一起。
值得说明的是，红光N型半导体41为掺杂Si的AlGaInP，红光有源发光层42为多组AlGaInP/GaInP组成的阱垒结构，红光P型半导体43为掺杂Mg的AlGaInP，红光电流扩展层44为氧化铟锡制成，红光P型电极45与红光N型电极46均采用Cr、Al、AlCu、Ti、Pt、Ni、Au、AuGe、AuBe中的一种或多种制成。
请参阅图7，在本实施例中，所述第三导电金属层70设于所述绝缘保护层16内，所述第三导电金属层70包括第三P型导电金属层71以及第三N型导电金属层72，所述第三N型导电金属层72的底部一侧贯穿所述第三布拉格反射层15、并连接在所述红光N型电极46上，底部另一侧贯穿所述第三布拉格反射层15以及所述第二透明键合层14，并连接在所述第二导电金属层60上，具体连接在所述第二N型导电金属层62上，所述第三P型导电金属层71的底部贯穿所述第三布拉格反射层15，并连接在所述红光P型电极45上。
可以理解的是，红光P型电极45与第三P型导电金属层71相连接，而第三N型导电金属层72与第二N型导电金属层62及红光N型电极46连接，并且由于第二N型导电金属层62与第一N型导电金属层52连接，因此在本实施例中，蓝光芯片层20、绿光芯片层30以及红光芯片层40形成电回路，以使蓝光芯片层20、绿光芯片层30以及红光芯片层40均能够发光工作。
请参阅图8，在本实施例中，所述焊盘层80包括第一焊盘81、第二焊盘82、第三焊盘83以及第四焊盘84，所述第一焊盘81与所述第二焊盘82底部均贯穿所述绝缘保护层16，并连接在第三导电金属层70上，具体的，所述第一焊盘81的底部贯穿所述绝缘保护层16，并连接在所述第三N型导电金属层72，所述第二焊盘82的底部贯穿所述绝缘保护层16，并连接在所述第三P型导电金属层71上，所述第三焊盘83的底部依次贯穿所述绝缘保护层16、所述第三布拉格反射层15以及所述第二透明键合层14，并连接在所述第二导电金属层60上，具体连接在所述第二P型导电金属层61上，所述第四焊盘84的底部依次贯穿所述绝缘保护层16、所述第三布拉格反射层15、所述第二布拉格反射层13以及所述第一透明键合层12，并连接在所述第一导电金属层50上，具体连接在所述第一P型导电金属层51上。
可以理解的是，由于第三N型导电金属层72连接了第二N型导电金属层62，第二N型导电金属层62连接了第一N型导电金属层52，第三N型导电金属层72顶部则连接了第一焊盘81，而第二焊盘82则连接了第三P型导电金属层71，第三焊盘83则连接了第二P型导电金属层61，第四焊盘84则连接了第一P型导电金属层51，通过上述连接，使得蓝光芯片层20、绿光芯片层30以及红光芯片层40完成电路连接。
实施例二
请参阅图9，所示为本发明第二实施例中的一种倒装Micro-LED芯片的制备方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一：提供第一衬底，在所述第一衬底上生长蓝光N型半导体，在所述蓝光N型半导体上表面的一侧依次生长蓝光有源发光层、蓝光P型半导体以及蓝光电流扩展层，在所述蓝光N型半导体上表面的另一侧制备蓝光N型电极，在所述蓝光电流扩展层上制备蓝光P型电极，所述蓝光N型半导体、所述蓝光有源发光层、所述蓝光P型半导体、所述蓝光电流扩展层、所述蓝光P型电极以及所述蓝光N型电极在所述第一衬底上组成蓝光芯片层；
提供第二衬底，在所述第二衬底上生长绿光N型半导体，在所述绿光N型半导体上表面的一侧依次生长绿光有源发光层、绿光P型半导体以及绿光电流扩展层，在所述绿光N型半导体上表面的另一侧制备绿光N型电极，在所述绿光电流扩展层上制备绿光P型电极，所述绿光N型半导体、所述绿光有源发光层、所述绿光P型半导体、所述绿光电流扩展层、所述绿光P型电极以及所述绿光N型电极在所述第二衬底上组成绿光芯片层；
提供第三衬底，在所述第三衬底上生长红光N型半导体，在所述红光N型半导体上表面的一侧依次生长红光有源发光层、红光P型半导体以及红光电流扩展层，在所述红光N型半导体上表面的另一侧制备红光N型电极，在所述红光电流扩展层上制备红光P型电极，所述红光N型半导体、所述红光有源发光层、所述红光P型半导体、所述红光电流扩展层、所述红光P型电极以及所述红光N型电极在所述第三衬底上组成红光芯片层；
具体的，在本实施例中，蓝光N型半导体为掺杂Si的GaN，蓝光有源发光层为多组AlGaN/GaN组成的阱垒结构，蓝光P型半导体为掺杂Mg的GaN，蓝光电流扩展层采用氧化铟锡制成，蓝光N型电极与蓝光P型电极均采用Cr、Al、AlCu、Ti、Pt、Ni、Au、AuGe、AuBe中的一种或多种制成，绿光N型半导体为掺杂Si的GaN，绿光有源发光层为多组AlGaN/GaN组成的阱垒结构，绿光P型半导体为掺杂Mg的GaN，绿光电流扩展层为氧化铟锡制成，绿光P型电极与绿光N型电极均采用Cr、Al、AlCu、Ti、Pt、Ni、Au、AuGe、AuBe中的一种或多种制成，红光N型半导体为掺杂Si的AlGaInP，红光有源发光层为多组AlGaInP/GaInP组成的阱垒结构，红光P型半导体为掺杂Mg的AlGaInP，红光电流扩展层为氧化铟锡制成，红光P型电极与红光N型电极均采用Cr、Al、AlCu、Ti、Pt、Ni、Au、AuGe、AuBe中的一种或多种制成。
步骤二：在所述蓝光芯片层上制备第一布拉格反射层，在所述第一布拉格反射层上刻蚀出第一导电通孔，并在所述第一布拉格反射层上制备第一导电金属层，所述第一导电金属层的底部通过所述第一导电通孔分别连接所述蓝光N型电极、所述蓝光P型电极；
具体的，第一导电金属层包括第一P型导电金属层以及第一N型导电金属层，第一P型导电金属层与蓝光P型电极连接，第一N型导电金属层与蓝光N型电极连接。
步骤三：将所述绿光芯片层转移至第一临时基板，并剥离掉所述第二衬底；
步骤四：将带有所述第一临时基板的所述绿光芯片层键合至第一布拉格反射层上，并键合在所述第一导电金属层的上方，然后去除所述第一临时基板，暴露出所述绿光芯片层的所述绿光电流扩展层、绿光N型电极以及所述绿光P型电极；
步骤五：在所述绿光芯片层上制备第二布拉格反射层，在所述第二布拉格反射层上刻蚀出第二导电通孔，并在所述第二布拉格反射层上制备第二导电金属层，所述第二导电金属层的底部通过所述第二导电通孔分别连接所述第一导电金属层、所述绿光N型电极、所述绿光P型电极；
具体的，第二导电金属层包括第二P型导电金属层以及第二N型导电金属层，第二P型导电金属层与绿光P型电极连接，第二N型导电金属层分别与绿光N型电极、第一N型导电金属层连接。
步骤六：将所述红光芯片层转移至第二临时基板，并剥离掉所述第三衬底；
步骤七：将带有第二临时基板的所述红光芯片层键合至第二布拉格反射层上，并键合在所述第二导电金属层上方，然后去除第二临时基板，暴露出所述红光芯片层的所述红光电流扩展层、红光N型电极以及红光P型电极；
步骤八：在所述红光芯片层上制备第三布拉格反射层，在所述第三布拉格反射层上刻蚀所述第三导电通孔，并在所述第三布拉格反射层上制备第三导电金属层，所述第三导电金属层通过所述第三导电通孔分别连接所述第二导电金属层、所述红光N型电极、所述红光P型电极；
具体的，第三导电金属层包括第三P型导电金属层以及第三N型导电金属层，第三P型导电金属层与红光P型电极连接，第三N型导电金属层分别与红光N型电极、第二N型导电金属层连接。
步骤九：在所述第三布拉格反射层以及所述第三导电金属层上制备绝缘保护层，并在所述第三布拉格反射层上刻蚀出第四导电通孔；
步骤十：在所述绝缘保护层的上表面上制备焊盘层，所述焊盘层底部通过所述第四导电通孔分别连接所述第一导电金属层、所述第二导电金属层、所述第三导电金属层。
具体的，焊盘层包括第一焊盘、第二焊盘、第三焊盘以及第四焊盘，第一焊盘与第三N型导电金属层连接，第三N型导电金属层与第二N型导电金属层连接，第二N型导电金属层与第一N型导电金属层连接，因此第一焊盘与第三N型导电金属层、第二N型导电金属层、第一N型导电金属层电路连接，以使蓝光芯片层、绿光芯片层以及红光芯片层完成电路连接，第二焊盘与第三P型导电金属层连接，第三焊盘与第二P型导电金属层连接，第四焊盘与第一P型导电金属层连接，通过上述连接方式，以使蓝光芯片层、绿光芯片层以及红光芯片层完成电路连接，从而使得该倒装Micro-LED芯片能够进行正常的发光工作。
综上，本发明上述实施例当中的倒装Micro-LED芯片及制备方法，通过在衬底上依次设置蓝光芯片层20、第一布拉格反射层11、第一导电金属层50、第一透明键合层12、绿光芯片层30、第二布拉格反射层13、第二导电金属层60、第二透明键合层14、红光芯片层40、第三布拉格反射层15、第三导电金属层70、绝缘保护层16以及焊盘层80，而蓝光芯片层20垂直设于衬底10的上表面，绿光芯片层30垂直设于第一透明键合层12的上表面，红光芯片层40垂直设于第二透明键合层14的上表面，以使蓝光芯片层20、绿光芯片层30以及红光芯片层40呈垂直状态设置，进而能够使得Micro-LED显示屏点间距不再受限于芯片尺寸及芯片工艺，并且将蓝光芯片层20设置在第一布拉格反射层11内，绿光芯片层30设置在第二布拉格反射层13内，红光芯片层40设置在第三布拉格反射层15内，因此在缩小芯片尺寸时，不会导致显示屏的亮度下降。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种倒装Micro-LED芯片，其特征在于，包括：
衬底；
依次设置在所述衬底上的蓝光芯片层、第一布拉格反射层、第一导电金属层、第一透明键合层、绿光芯片层、第二布拉格反射层、第二导电金属层、第二透明键合层、红光芯片层、第三布拉格反射层、第三导电金属层、绝缘保护层以及焊盘层；
其中，所述蓝光芯片层设于所述第一布拉格反射层内，所述绿光芯片层设于所述第二布拉格反射层内，所述红光芯片层设于所述第三布拉格反射层内；
所述蓝光芯片层垂直设于所述衬底的上表面，所述绿光芯片层垂直设于所述第一透明键合层的上表面，所述红光芯片层垂直设于所述第二透明键合层的上表面，以使所述蓝光芯片层、所述绿光芯片层以及所述红光芯片层呈垂直排列；
其中，所述第一布拉格反射层只反射蓝光，能够透过绿光和红光，所述第二布拉格反射层只反射绿光，能够透过红光，所述第三布拉格反射层只反射红光或能够反射全波段的光。
2.根据权利要求1所述的倒装Micro-LED芯片，其特征在于，所述蓝光芯片层包括蓝光N型半导体、蓝光有源发光层、蓝光P型半导体、蓝光电流扩展层、蓝光N型电极以及蓝光P型电极，所述蓝光有源发光层、所述蓝光P型半导体以及所述蓝光电流扩展层依次层叠在所述蓝光N型半导体上表面的一侧，所述蓝光N型电极设于所述蓝光N型半导体上表面的另一侧，所述蓝光P型电极设于所述蓝光电流扩展层的上表面。
3.根据权利要求2所述的倒装Micro-LED芯片，其特征在于，所述第一导电金属层设于所述第一透明键合层内，所述第一导电金属层包括第一N型导电金属层以及第一P型导电金属层，所述第一N型导电金属层的底部贯穿所述第一布拉格反射层，并连接在所述蓝光N型电极上，所述第一P型导电金属层的底部贯穿所述第一布拉格反射层，并连接在所述蓝光P型电极上。
4.根据权利要求1所述的倒装Micro-LED芯片，其特征在于，所述绿光芯片层包括绿光N型半导体、绿光有源发光层、绿光P型半导体、绿光电流扩展层、绿光N型电极以及绿光P型电极，所述绿光有源发光层、所述绿光P型半导体以及所述绿光电流扩展层依次层叠在所述绿光N型半导体上表面的一侧，所述绿光N型电极设于所述绿光N型半导体上表面的另一侧，所述绿光P型电极设于所述绿光电流扩展层的上表面。
5.根据权利要求4所述的倒装Micro-LED芯片，其特征在于，所述第二导电金属层设于所述第二透明键合层内，所述第二导电金属层包括第二N型导电金属层以及第二P型导电金属层，所述第二N型导电金属层的底部一侧贯穿所述第二布拉格反射层，并连接在所述绿光N型电极上，底部另一侧贯穿所述第二布拉格反射层以及所述第一透明键合层，并连接在所述第一导电金属层上，所述第二P型导电金属层的底部贯穿所述第二布拉格反射层，并连接在所述绿光P型电极上。
6.根据权利要求1所述的倒装Micro-LED芯片，其特征在于，所述红光芯片层包括红光N型半导体、红光有源发光层、红光P型半导体、红光电流扩展层、红光N型电极以及红光P型电极，所述红光有源发光层、所述红光P型半导体以及所述红光电流扩展层依次层叠在所述红光N型半导体上表面的一侧，所述红光N型电极设于所述红光N型半导体上表面的另一侧，所述红光P型电极设于所述红光电流扩展层的上表面。
7.根据权利要求6所述的倒装Micro-LED芯片，其特征在于，所述第三导电金属层设于所述绝缘保护层内，所述第三导电金属层包括第三N型导电金属层以及第三P型导电金属层，所述第三N型导电金属层的底部一侧贯穿所述第三布拉格反射层，并连接在所述红光N型电极上，底部另一侧贯穿所述第三布拉格反射层以及所述第二透明键合层，并连接在所述第二导电金属层上，所述第三P型导电金属层的底部贯穿所述第三布拉格反射层，并连接在所述红光P型电极上。
8.根据权利要求1所述的倒装Micro-LED芯片，其特征在于，所述焊盘层包括第一焊盘、第二焊盘、第三焊盘以及第四焊盘，所述第一焊盘与所述第二焊盘的底部均贯穿所述绝缘保护层，并连接在所述第三导电金属层上，所述第三焊盘的底部依次贯穿所述绝缘保护层、所述第三布拉格反射层以及所述第二透明键合层，并连接在所述第二导电金属层上，所述第四焊盘的底部依次贯穿所述绝缘保护层、所述第三布拉格反射层、所述第二布拉格反射层以及所述第一透明键合层，并连接在所述第一导电金属层上。
9.一种如权利要求1至8任一项所述的倒装Micro-LED芯片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
步骤一：提供第一衬底，在所述第一衬底上生长蓝光N型半导体，在所述蓝光N型半导体上表面的一侧依次生长蓝光有源发光层、蓝光P型半导体以及蓝光电流扩展层，在所述蓝光N型半导体上表面的另一侧制备蓝光N型电极，在所述蓝光电流扩展层上制备蓝光P型电极，所述蓝光N型半导体、所述蓝光有源发光层、所述蓝光P型半导体、所述蓝光电流扩展层、所述蓝光P型电极以及所述蓝光N型电极在所述第一衬底上组成蓝光芯片层；
提供第二衬底，在所述第二衬底上生长绿光N型半导体，在所述绿光N型半导体上表面的一侧依次生长绿光有源发光层、绿光P型半导体以及绿光电流扩展层，在所述绿光N型半导体上表面的另一侧制备绿光N型电极，在所述绿光电流扩展层上制备绿光P型电极，所述绿光N型半导体、所述绿光有源发光层、所述绿光P型半导体、所述绿光电流扩展层、所述绿光P型电极以及所述绿光N型电极在所述第二衬底上组成绿光芯片层；
提供第三衬底，在所述第三衬底上生长红光N型半导体，在所述红光N型半导体上表面的一侧依次生长红光有源发光层、红光P型半导体以及红光电流扩展层，在所述红光N型半导体上表面的另一侧制备红光N型电极，在所述红光电流扩展层上制备红光P型电极，所述红光N型半导体、所述红光有源发光层、所述红光P型半导体、所述红光电流扩展层、所述红光P型电极以及所述红光N型电极在所述第三衬底上组成红光芯片层；
步骤二：在所述蓝光芯片层上制备第一布拉格反射层，在所述第一布拉格反射层上刻蚀出第一导电通孔，并在所述第一布拉格反射层上制备第一导电金属层，所述第一导电金属层的底部通过所述第一导电通孔分别连接所述蓝光N型电极、所述蓝光P型电极；
步骤三：将所述绿光芯片层转移至第一临时基板，并剥离掉所述第二衬底；
步骤四：将带有所述第一临时基板的所述绿光芯片层键合至第一布拉格反射层上，并键合在所述第一导电金属层的上方，然后去除所述第一临时基板，暴露出所述绿光芯片层的所述绿光电流扩展层、绿光N型电极以及所述绿光P型电极；
步骤五：在所述绿光芯片层上制备第二布拉格反射层，在所述第二布拉格反射层上刻蚀出第二导电通孔，并在所述第二布拉格反射层上制备第二导电金属层，所述第二导电金属层的底部通过所述第二导电通孔分别连接所述第一导电金属层、所述绿光N型电极、所述绿光P型电极；
步骤六：将所述红光芯片层转移至第二临时基板，并剥离掉所述第三衬底；
步骤七：将带有第二临时基板的所述红光芯片层键合至第二布拉格反射层上，并键合在所述第二导电金属层上方，然后去除第二临时基板，暴露出所述红光芯片层的所述红光电流扩展层、红光N型电极以及红光P型电极；
步骤八：在所述红光芯片层上制备第三布拉格反射层，在所述第三布拉格反射层上刻蚀出第三导电通孔，并在所述第三布拉格反射层上制备第三导电金属层，所述第三导电金属层通过所述第三导电通孔分别连接所述第二导电金属层、所述红光N型电极、所述红光P型电极；
步骤九：在所述第三布拉格反射层以及所述第三导电金属层上制备绝缘保护层，并在所述第三布拉格反射层上刻蚀出第四导电通孔；
步骤十：在所述绝缘保护层的上表面上制备焊盘层，所述焊盘层底部通过所述第四导电通孔分别连接所述第一导电金属层、所述第二导电金属层、所述第三导电金属层。
10.根据权利要求9所述的倒装Micro-LED芯片的制备方法，其特征在于，所述蓝光P型半导体及所述绿光P型半导体均为掺杂Mg的GaN，所述红光P型半导体为掺杂Mg的AlGaInP，所述蓝光有源发光层及所述绿光有源发光层均为多组AlGaN/GaN组成的阱垒结构，所述红光有源发光层为多组AlGaInP/GaInP组成的阱垒结构。
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