CN115458666A - Micro LED微显示芯片及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本申请披露了一种Micro LED微显示芯片及其制造方法，该Micro LED微显示芯片包括：多个LED单元，排布在所述驱动面板上，所述多个LED单元具有一一对应的多个LED台面，每一所述LED单元能够由所述驱动面板单独驱动；具有多个栅格孔的栅栏结构，所述多个栅格孔分别围绕所述多个LED台面设置；反光层，设置在所述栅栏结构的表面。上述技术方案中，多个栅格孔围绕多个LED台面设置，使得栅栏结构表面的反光层可以有效阻挡LED单元的侧壁漏光，从而可以防止相邻LED单元之间的光串扰，同时该反光层还可以反射LED单元发出的光线，进而可以整体上提升Micro LED微显示芯片的发光亮度。

Description

Micro LED微显示芯片及其制造方法
技术领域
本申请实施例涉及LED显示技术领域，并且更为具体地，涉及一种Micro LED微显示芯片及其制造方法。
背景技术
现代社会已经进入信息化并向智能化方向发展，显示是实现信息交换和智能化的关键环节。在目前众多显示技术中，Micro LED显示技术被认为是具有颠覆性的下一代显示技术，并受到了广泛关注。Micro LED显示技术是一种自发光显示技术，通过将阵列化的微米级LED单元（也称LED单元）集成在有源寻址驱动面板上，以实现单独控制和点亮，从而输出显示图像。
随着Micro LED显示技术的出现，使得显示设备如增强现实（augmented reality，AR）显示设备、虚拟现实（virtual reality，VR）显示设备、近眼显示（near-eye display，NED）以及抬头显示（head up display，HUD）设备等的微型化和高分辨率成为可能。
Micro LED微显示芯片一般会包括多个LED单元，但是，在工作过程中，LED单元发出的一部分光可能会从其侧壁漏出，从而引发相邻LED单元之间的光串扰，导致Micro LED微显示芯片的发光亮度较低。
发明内容
本申请实施例提供一种Micro LED微显示芯片及其制造方法。下面对本申请实施例涉及的各个方面进行介绍。
第一方面，提供一种Micro LED微显示芯片，包括：驱动面板；多个LED单元，排布在所述驱动面板上，所述多个LED单元具有一一对应的多个LED台面，每一所述LED单元能够由所述驱动面板单独驱动；具有多个栅格孔的栅栏结构，所述多个栅格孔分别围绕所述多个LED台面设置；反光层，设置在所述栅栏结构的表面。
作为一种可能的实现方式，所述反光层设置在所述栅格孔的侧壁和所述栅栏结构的顶表面。
作为一种可能的实现方式，所述栅格孔的侧壁为斜面，且所述栅格孔的侧壁与所述栅栏结构的顶表面之间的夹角为钝角。
作为一种可能的实现方式，所述多个LED单元设置于所述栅格孔的中心位置。
作为一种可能的实现方式，所述LED台面的侧壁为斜面，所述LED台面的侧壁与顶表面之间的夹角为钝角。
作为一种可能的实现方式，所述驱动面板包括驱动电路以及与所述驱动电路连接的多个触点，所述LED单元与所述触点电连接，所述驱动面板设置有CMOS器件或者TFT器件的电路层；所述多个触点包括第一电极触点以及第二电极触点，所述第一电极触点分别与每一LED单元对应电连接，所述第二电极触点与多个LED单元电连接，以单独驱动所述多个LED单元中的任一LED单元。
作为一种可能的实现方式，所述LED台面的侧壁以及顶表面设置有刻蚀阻挡层；所述刻蚀阻挡层的材料包括以下中的一种或多种：二氧化硅，氮化硅，以及氧化铝。
作为一种可能的实现方式，所述栅栏结构的材料包括以下中的一种或多种：有机树脂，有机黑矩阵光刻胶、彩色滤光光刻胶、以及聚酰亚胺。
作为一种可能的实现方式，所述反光层具有粗化表面。
作为一种可能的实现方式，所述反光层的粗化表面为锯齿状或波浪状。
作为一种可能的实现方式，所述栅格孔的深度大于或者等于所述LED台面的高度。
作为一种可能的实现方式，所述反光层的材料包括以下中的一种或多种的合金：Al、Cu以及Ag。
作为一种可能的实现方式，所述LED单元的尺寸为0.1-10微米。
第二方面，提供一种制造Micro LED微显示芯片的方法，包括：提供一驱动面板；在所述驱动面板上形成多个LED单元，所述多个LED单元具有一一对应的多个LED台面，每一所述LED单元能够由所述驱动面板单独驱动；形成具有多个栅格孔的栅栏结构，所述多个栅格孔分别围绕所述多个LED台面设置；在所述栅栏结构表面形成反光层。
作为一种可能的实现方式，在所述驱动面板上形成多个LED单元，包括：在所述驱动面板上形成LED外延层；根据图形化掩膜设计的MESA图形，对所述LED外延层进行刻蚀，以形成所述多个LED单元。
作为一种可能的实现方式，在形成所述栅栏结构之前，所述方法还包括：在所述多个LED单元的侧壁表面淀积钝化层。
作为一种可能的实现方式，在所述形成具有多个栅格孔的栅栏结构之前，所述方法还包括：在所述LED台面的侧壁以及顶表面形成刻蚀阻挡层。
作为一种可能的实现方式，所述形成具有多个栅格孔的栅栏结构，包括：在所述多个LED单元的上部形成栅栏材料层；对所述栅栏材料层进行刻蚀，形成多个围绕所述LED台面的所述栅格孔。
作为一种可能的实现方式，在所述栅栏结构表面形成反光层，包括：在所述多个LED台面和所述栅栏结构之上形成反光材料层；对所述多个LED台面上的反光材料层进行刻蚀去除，以在所述栅格孔的侧壁和所述栅栏结构的顶表面形成反光层。
作为一种可能的实现方式，对所述多个LED台面上的反光材料层进行刻蚀去除之前，所述方法还包括：在所述反光材料层的上部形成牺牲涂层；对所述多个LED台面上的牺牲涂层进行去除。
作为一种可能的实现方式，在所述栅栏结构表面形成反光层之后，所述方法还包括：对所述栅栏结构上的剩余的牺牲涂层进行去除。
作为一种可能的实现方式，所述方法还包括：对所述反光层的表面进行粗化处理。
作为一种可能的实现方式，对所述反光层的表面进行粗化处理，包括：利用腐蚀溶液对所述反光层的表面进行粗化处理。
第三方面，提供一种电子设备，包括如第一方面或第一方面中任一实现方式所述的Micro LED微显示芯片。
本申请实施例中的Micro LED微显示芯片，包括多个LED单元和具有多个栅格孔的栅栏结构。多个LED单元具有一一对应的多个LED台面，多个栅格孔分别围绕该多个LED台面设置，且栅栏结构的表面设有反光层，使得该反光层可以有效阻挡LED单元的侧壁漏光，从而可以防止相邻LED单元之间的光串扰。同时设置有反光层的栅栏结构还可以聚拢和/或准直LED单元发出的光线，进而可以整体上提升Micro LED微显示芯片的发光亮度。
附图说明
通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1是本申请实施例提供的Micro LED微显示芯片的一种可能的结构示意图。
图2是图1示出的反光层的另一种可能的结构示意图。
图3是本申请一实施例提供的制造Micro LED微显示芯片的方法的流程示意图。
图4是本申请一实施例提供的衬底和外延层的结构示意图。
图5是在图4中示出的外延层上部设置键合层后所得的结构示意图。
图6是图1示出的驱动面板的结构示意图。
图7是在图6中示出的驱动面板上部设置键合层后所得的结构示意图。
图8是本申请一实施例提供的驱动面板与外延层键合的结构示意图。
图9是对图8中示出的外延层进行减薄后所得的结构示意图。
图10是对图9中示出的外延层进行刻蚀后所得的LED单元的结构示意图。
图11是在刻蚀图10中示出的键合层后所得的第一电极层的结构示意图。
图12是在图11中示出的LED单元外部设置钝化层后所得的结构示意图。
图13是在图12中示出的LED单元上部设置第二电极层后所得的结构示意图。
图14是在图13中示出的多个LED单元上部设置刻蚀阻挡层后所得的结构示意图。
图15是在图14中示出的刻蚀阻挡层上部设置栅栏材料层后所得的结构示意图。
图16是在图15中示出栅栏材料层刻蚀后所得的具有多个栅格孔的栅栏结构的结构示意图。
图17是在图16中示出的多个碗状的栅栏结上部设置反光层后所得的结构示意图。
图18是在图17中示出的反光层上部设置牺牲层后所得的结构示意图。
图19是在去除图18中示出的多个栅格孔上部的牺牲层后所得的结构示意图。
图20是在刻蚀图19中示出的多个栅格孔上部的反光层后所得的结构示意图。
图21是在去除图20中示出的多个栅栏结构上部的牺牲层后所得的结构示意图。
图22是利用盐酸溶液对图21中示出的多个栅格孔的栅栏结构表面的反光层进行粗化处理的结构示意图。
图23是在图22中示出的利用盐酸溶液粗化处理后所得的一种可能的结构示意图。
图24是在图22中示出的利用盐酸溶液粗化处理后所得的另一种可能的结构示意图。
图25是本申请一实施例提供的显示装置的结构示意图。
图26是本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
需要说明的是，需要特别说明，在本申请的描述中，术语“在…上”、“在… 之上”、“在…上面”、“在…上方”的含义应该以最广义的方式解释，意味着包含这些术语的描述解释为“部件可以以直接接触的方式设置在另一部件上，也可以在部件与部件之间存在中间部件或层”。
此外，为了便于描述，本申请还可能使用诸如“在…下”、“在…下方”、“在…之下”、“在…上”、“在…之上”、“在… 上方”、“下部”、“上部”等空间相对术语来描述一个元件或部件与附图中所示的另一元件或部件的关系。除了在图中描述的方位之外，空间相对术语还意图涵盖装置在使用或操作中的不同方位。设备可以以其他方式定向（旋转90°或以其他定向），并且在本申请中使用的空间相对描述语可以被同样地相应地解释。
本申请中所使用的术语“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，或者可以在下层或上层结构的局部范围延伸。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。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。
现代社会已经进入信息化并向智能化方向发展，显示是实现信息交换和智能化的关键环节。
近年来，Micro-LED因其功耗低、响应快、寿命长、光效率高等特点，被认为是继LCD和OLED之后颠覆产业的“终极显示技术”，也是未来显示技术的主流趋势和发展方向，各大科技巨头纷纷加大布局力度。虽然该领域的关注度持续升温，但不可否认的是，作为一项“资历尚浅”的新技术，在Micro-LED的高亮度、高分辨率及单片全彩方面，仍存在诸多挑战与瓶颈。
在目前众多显示技术中，Micro LED显示技术被认为是具有颠覆性的下一代显示技术，并受到了广泛关注。Micro LED显示技术是一种自发光显示技术，通过将阵列化的微米级LED单元（也称LED单元）集成在有源寻址驱动面板上，以实现单独控制和点亮，从而输出显示图像。
Micro LED显示具有自发光、高效率、低功耗、高集成度、高稳定性等诸多优点，且体积小、灵活性高、易于拆解与合并，能够应用于现有从小尺寸到大尺寸的任何显示应用场合中。
Micro LED又称微型发光二极管，尺寸一般为几百微米。随着Micro LED显示技术的出现，使得显示设备如增强现实（augmented reality，AR）显示设备、虚拟现实（virtualreality，VR）显示设备、近眼显示（near-eye display，NED）以及抬头显示（head updisplay，HUD）设备等的微型化和高分辨率成为可能，在这些应用场景中，Micro LED的尺寸大小通常为0.1-10微米。
本发明的Micro LED微显示芯片一般会包括多个LED单元，LED单元的尺寸一般为0.1-10微米，更优的方案中，LED单元的尺寸小于5微米，具有极高的分辨率。LED单元随着尺寸的减小，发光效率急速降低且相邻LED单元之间光串扰严重，导致Micro LED微显示芯片的发光亮度较低不能满足Micro LED微显示芯片高亮度的需求。
针对上述问题，本申请实施例中的Micro LED微显示芯片，包括多个LED单元和具有多个栅格孔的栅栏结构。多个LED单元具有一一对应的多个LED台面，多个栅格孔分别围绕该多个LED台面设置，且栅栏结构的表面设有反光层，使得该反光层可以有效阻挡LED单元的侧壁漏光，从而可以防止相邻LED单元之间的光串扰。同时设置有反光层的栅栏结构还可以聚拢和/或准直LED单元发出的光线，进而可以整体上提升Micro LED微显示芯片的发光亮度。
图1为本申请实施例提供的Micro LED微显示芯片的一种可能的剖面结构示意图。如图1所示，Micro LED微显示芯片100可以包括驱动面板101、多个LED单元102和具有多个栅格孔的栅栏结构103。
多个LED单元102可以以规律或者不规律的方式排布在驱动面板101上，作为MicroLED微显示芯片的像素。多个LED单元102可以具有与该多个LED单元102一一对应的多个LED台面，LED单元102也可以称为Micro LED单元，该LED单元102的尺寸大小为0.1-10微米，优选方案中，LED单元102的尺寸小于5微米。
在一些实施例中，多个LED台面可以呈梯形结构。该LED台面的侧壁可以为斜面，LED台面的侧壁与顶表面之间的夹角可以为钝角，从而可以提升LED单元的聚光效果。应理解，多个LED台面也可以为柱状结构，此时，LED台面的侧壁与顶表面之间的夹角为直角。
在多个LED单元102的上部还包括栅栏材料层，该栅栏材料层可以是具有多个栅格孔的栅栏结构103，具有多个栅格孔的栅栏结构103包括多个栅格孔和栅栏结构。该多个栅格孔可以以规律或者不规律的方式进行排布。栅格孔的数量可以与多个LED单元102一一对应设置。多个栅格孔可以分别围绕多个LED台面设置。为了提高LED单元102发光的均匀性，可以将多个LED单元102设置在栅格孔的中心位置。
在一些实施例中，栅栏材料层中的栅格孔可以采用干法刻蚀形成，例如可以将栅格孔的侧壁刻蚀为斜面，且栅格孔的侧壁与栅栏结构的顶表面之间的夹角为钝角。作为一个示例，如图1所示，沿第一方向，栅格孔的横截面尺寸可以逐渐变大，其中，栅格孔横截面为平行于出光面106的截面，一般地，该截面可以为圆形截面或者方形截面，当然该截面也可以为不规则形状截面。栅格孔的结构可以是碗状结构或喇叭状结构，从而可以对LED的发射光线进行准直。
在一些实施例中，可以将LED台面的侧壁设置为斜面，且LED台面的侧壁与顶表面之间的夹角可以为钝角，同时将栅格孔的侧壁刻蚀为斜面，且栅格孔的侧壁与栅栏结构的顶表面之间的夹角为钝角。通过上述将LED台面的斜面侧壁与上述栅格孔的斜面侧壁组合使用，使光线在二者的斜面上经过多次反射，可以进一步提高LED单元的发光亮度。
在一些实施例中，在LED台面的侧壁以及顶表面可以设置有刻蚀阻挡层，刻蚀阻挡层107可以覆盖多个LED单元102，以防止刻蚀损伤LED台面或第二电极层109。并且刻蚀阻挡层107可以透射LED单元102发出的光，从而刻蚀阻挡层107应具备足够的透明度，一般地可采用二氧化硅、氮化硅、氧化铝等材质。
参见图1，需要说明的是，刻蚀阻挡层107是连续的膜层结构，位于栅栏材料层的下部，且位于LED单元的上部。刻蚀阻挡层107包括LED台面上部的刻蚀阻挡层和第二电极层109上部的刻蚀阻挡层。
在一些实施例中，刻蚀阻挡层107的厚度例如可以为300～800nm，当然，刻蚀阻挡层107的厚度也可以根据具体情况进行选择。
在一些实施例中，刻蚀阻挡层107例如可以包括依次设置的粘附层、阻挡层等，其中，粘附层的材料例如可以为铬Cr等粘附性好的金属材料，可提高刻蚀阻挡层107的粘附力，以避免刻蚀阻挡层107的脱落；阻挡层的材料例如为铂Pt等性质稳定且不与刻蚀气体反应的材料，以保护LED单元102不会被刻蚀。
在一些实施例中，栅格孔的深度可以等于LED单元102的LED台面的高度，这样就可以防止LED单元102的侧壁漏光。
在一些实施例中，栅格孔的深度可以高于LED单元102的LED台面的高度，这样一来，具有多个栅格孔的栅栏结构103不但可以防止LED单元102的侧壁漏光，还可以对LED单元102发出的光线进行聚拢，来提高发光效率。
需要说明的是，本申请实施例对具有多个栅格孔的栅栏结构103的材料不做具体限制，具有多个栅格孔的栅栏结构103的材料例如可以包括有机树脂，有机黑矩阵光刻胶、彩色滤光光刻胶、以及聚酰亚胺等。
在一些实施例中，栅栏结构103的表面还可以设置有反光层104。反光层104例如可以设置在栅格孔的侧壁和栅栏结构103的顶表面。通过反光层104可以在栅格孔内反射LED单元102发出的部分光线，并可将该光线汇聚和/或准直，使得LED单元102发出的光线可以集中的从出光面106向外射出，从而可以进一步提升Micro LED微显示芯片发光效率。
在一些实施例中，可以以栅栏结构103作为基础形成反光层104，由于栅格孔的敞开的斜面式侧壁，使得反光层104的制备更加简单。能够避免在Micro LED微显示芯片的LED单元102之间的微小间隙中进行加工，从而大幅降低了加工难度，拉大工艺窗口，提升加工良率，可应用于高分辨率和高像素密度的产品。
本申请实施例对反光层104的材料不作具体限制。在一些实施例中，反光层104可以采用有机材料制成，可选的有机材料包括但不限于高反有机涂料。反光层104也可以采用无机材料制成，可选的无机材料包括但不限于金属材料，例如Al，Cu，Ag等。
在一些实施例中，反光层104可以通过原子层沉积（atomic layer deposition，ALD），化学气相沉积（chemical vapor deposition，CVD），蒸发，溅射等方式沉积到栅栏结构103表面。
在一些实施例中，也可以采用干法刻蚀形成反光层104，其中所称的干法刻蚀包括但不限于离子束刻蚀（ion beam etch，IBE），电感耦合等离子体（inductively coupledplasma，ICP）刻蚀。在一些实施例中，采用上述的干法刻蚀方式，可以在反光层104沉积后整面刻蚀，使得LED单元102的上部的反光层104被刻蚀干净，同时刻蚀过程中反光层104会有等离子体再沉积（re-deposition）效应，导致侧壁反光层104加厚，增强反光效果，强化栅栏结构103以及整体结构的稳定性。如此，能使制备工艺更加简化，不需要额外的光刻步骤来制作刻蚀掩膜。应理解，在对栅格孔中的反光层104进行蚀刻去除的过程中，刻蚀阻挡层107可以减少蚀刻工艺对LED台面和第二电极层109的破坏。
在一些实施例中，可以对反光层104的表面进行粗化处理，以形成粗化表面。经粗化处理后的反光层104可以增加光反射能力，从而可以提升Micro LED微显示芯片的发光亮度。
需要说明的是，本申请实施例对反光层104的粗化方式不做具体限制，例如可以对反光层104进行腐蚀粗化处理，以反光层104的材料为Al为例，比如可以利用盐酸（氯化氢溶液）对反光层104进行腐蚀粗化处理。
需要说明的是，本申请实施例对粗化后的反光层104的表面结构不做具体限制，反光层104的粗化表面可以呈无规则的凹凸状结构，也可以是有序的凹凸状结构。反光层104的粗化表面有利于光的多次反射使出光更均匀，提升Micro LED微显示芯片的显示效果。作为一个示例，参见图1，反光层104的粗化表面可以呈折线凹凸状，比如呈梯形锯齿状或锯齿状等。作为另一个示例，参见图2，反光层204的粗化表面也可以呈弧线凹凸状，比如呈波浪状。
在一些实施例中，可以在LED单元102侧壁处淀积钝化层105。钝化层105的材质包括无机材料或者有机材料，无机材料包括SiO2、Al2O3、ZrO2、TiO2、Si3N4、HfO2中任意一种或几种的组合；有机材料包括黑矩阵光刻胶、彩色滤光光刻胶、聚酰亚胺、挡墙胶（BANK）、Overcoat胶、近紫外光负光刻胶、苯丙环丁烯中任意一种或几种的组合。
在一些实施例中，驱动面板101可以包括衬底、驱动电路以及与驱动电路连接的多个触点，LED单元102与该多个触点电连接。应理解，驱动面板101还设置有包括互补金属氧化物半导体（complementary metal oxide semiconductor，CMOS）器件或者TFT器件等的电路层，这些CMOS器件或者TFT器件可以构成驱动电路。其中，衬底的材料可以为硅、碳化硅、氮化镓、锗、砷化镓、磷化铟等半导体材料，也可以为玻璃、塑料或蓝宝石晶片等非导电材料。
在一些实施例中，多个触点包括第一电极触点110以及第二电极触点111，第一电极触点110可以分别与每一LED单元对应电连接，第二电极触点111与多个LED单元电连接，以单独驱动多个LED单元102中的任一LED单元发光。
需要说明的是，第一电极触点110可以为阳极金属触点，第二电极触点111可以为阴极金属触点。第一电极触点110与第一电极层108电连接，第二电极触点111与第二电极层109电连接。第二电极触点111可以是多个LED单元102的公共电极触点。第一电极触点110可以与每个LED单元102独立连接，本申请实施例中通过第一电极触点110可以向LED单元102单独的施加阳极电压，提供单独的驱动信号，从而可以达到单独控制每个LED单元发光的目的。
在一些实施例中，LED单元102的连接结构可以是共阴极的或者共阳极的或者各自独立的。作为一个示例，可通过连续的阴极半导体层的连接实现共阴极结构。作为另一个示例，还可以采用共阳极结构或者各自独立的结构，只要能够实现LED单元102单独点亮发光即可。
在一些实施例中，在LED单元102与驱动面板101之间也可以具有其他膜层，如具有键合层。该LED单元102可以通过键合层粘附或键合在驱动面板101的表面。
在一些实施例中，LED单元102包括依次堆叠设置在驱动面板101上的第一半导体层1021、发光层1022和第二半导体层1023。其中，发光层1022和第二半导体层1023可以不连续设置，但多个LED单元102的键合层和第一半导体层1021可以连续设置，以提高外延结构层与驱动面板101的粘附力，避免外延结构层从驱动面板101上剥离脱落。当然，本申请并不仅限于此，在另一些实施例中，多个LED单元102的键合层和第一半导体层1021也可以不连续设置，在此不再赘述。
其中，第二半导体层1023为n型半导体层，相应的，第一半导体层1021为p型半导体层，第二电极层109为N极金属层，相应的，第一电极层108为P极金属层。第一电极触点110为阳极金属触点，即，第一半导体层1021被施加阳极电压；第二电极触点111为阴极金属触点，即，第二半导体层1023被施加阴极电压，因此，可以驱动LED单元102的发光层1022发光。
需要说明的是，第一电极层108和第二电极层109的材料可以为氧化铟锡、Cr、Ti、Pt、Au、Al、Cu、Ge或Ni等。
需要说明的是，第一半导体层1021可以为p型半导体层，该p型半导体层可以是经过掺杂或离子注入等方式形成的，如可以是p型GaN或InGaN层等，第一半导体层1021可以为多层结构。第二半导体层1023为n型半导体层，该n型半导体层可以为经过掺杂或离子注入等方式形成的，如可以是n型GaN或InGaN层等，第二半导体层1023可以为多层结构。发光层1022是从第一半导体层1021提供的空穴和从第二半导体层1023提供的电子重新结合并且输出特定波长的光的层，并且发光层1022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。其中，注入的离子可以为H+、He+、N+、O+、F+、Mg+和Ar+等。
在一些实施例中，第一电极层108例如可以是键合层的一部分，键合层的材料可以为导电材料，如金属材料或金属合金材料，具体包括Au、Sn、In、Cu或Ti等。当然，键合层的材料也可以为非导电材料，如聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷或Su-8光刻胶等。可以理解的是，若键合层的材料为非导电材料，则键合层并不能和第一半导体层1021一起作为阳极，此时，可以再单独设置第一电极层108。
需要说明的是，本发明实施例中的Micro LED微显示芯片还可以包括封装层，封装层（图中未示出）可以设置在反光层104远离驱动面板101的一侧。在本实施例中，反光层104覆盖在发光栅栏结构103的表面，反光层104表面会随着栅栏结构103呈凹凸不平状，通过封装层可以平整该Micro LED微显示芯片，以便于后续的加工。
上文结合图1至图2，详细描述了本申请的装置实施例，下面结合图3，详细描述本申请的方法实施例。应理解，方法实施例的描述与装置实施例的描述相互对应，因此，未详细描述的部分可以参见前面装置实施例。
图3所示为本申请一实施例提供的制造Micro LED微显示芯片的方法流程图。如图3所示，制造Micro LED微显示芯片的方法300包括步骤：S310~S340。
在步骤S310，提供一驱动面板。
在步骤S320，在驱动面板上形成多个LED单元，多个LED单元具有一一对应的多个LED台面，每一LED单元能够由驱动面板单独驱动。
需要说明的是，在提供驱动面板的同时，还可以提供一衬底，并可以在该衬底上形成LED外延层。
在一些实施例中，在提供驱动面板的基础上，还可以在该驱动面板上形成键合层，用于将驱动面板和衬底上的LED外延层键合，在所述驱动面板上形成LED外延层；根据图形化掩膜设计的MESA图形，对LED外延层进行刻蚀，以形成多个具有LED台面的LED单元。后文会结合图4至图24，对多个LED单元的制造过程进行详细描述，在此不做详细描述。
在步骤S330，形成具有多个栅格孔的栅栏结构，多个栅格孔分别围绕所述多个LED台面设置。
在步骤S340，在栅栏结构表面形成反光层。
为了更好的理解本申请实施例中的制造Micro LED微显示芯片的方法300，下面结合图4至图24，对制造Micro LED微显示芯片的方法300进行详细介绍。
图4至图24示例性的示出了Micro LED微显示芯片400在制备过程中不同阶段的结构示意图。应理解，Micro LED微显示芯片400与上文中的Micro LED微显示芯片100相对应。在该部分没有详细描述的内容，可以参见Micro LED微显示芯片100部分的描述。
在一些实施例中，参见图4，可以先提供一衬底421，在衬底421上可以生长形成外延层422。其中衬底421可以是以下衬底中的任一个：蓝宝石、Si、GaAs、InP、GaN、AlN、SiC等衬底。
进一步地，参见图5，可以在外延结构层422上形成键合层424，键合层424可用于将衬底421上的LED外延层422与后文中的驱动面板401键合。
参阅图6，根据步骤S310，提供一驱动面板401，驱动面板401中可以包括由互补金属氧化物半导体CMOS器件或者TFT器件等构成的电路层。这些CMOS器件或者TFT器件在驱动面板401中可以形成驱动电路。驱动面板401还可以包括与驱动电路连接的多个触点，多个LED单元402与该多个触点电连接。应理解，本申请实施例对提供衬底421和驱动面板401的顺序不做具体限制。
在一些实施例中，多个触点包括第一电极触点410以及第二电极触点411，第一电极触点410可以分别与每一LED单元对应电连接，第二电极触点411与多个LED单元电连接，以单独驱动多个LED单元中的任一LED单元发光。
在一些实施例中，参见图7，可以在驱动面板401上形成键合层423，键合层423可用于将驱动面板401和衬底421上的LED外延层422键合。
在一些实施例中，键合层423和键合层424可以是同一种材料，也可以是不同的材料。键合层的可以包括导电材料，诸如金属或金属合金。在一些实施例中，键合层的材料可以包括Au、Sn、In、Cu或Ti。在一些实施例中，键合层也可以包括非导电材料，诸如聚酰亚胺PI、聚二甲基硅氧烷PDMS。在一些实施例中，键合层可以包括光刻胶，诸如SU-8光刻胶。在一些实施例中，键合层423和键合层424可以通过沉积方式形成。
参见图8，可以将衬底421上的LED外延层422翻转，并可以通过将键合层423和键合层424融合，形成键合层425。从而可以将外延层422键合至驱动面板401上，然后从LED外延层422上将衬底421剥离掉，从而可以在驱动面板401上形成LED外延层422。
在一些实施例中，衬底421的剥离方法包括但不限于激光剥离、干法刻蚀、湿法刻蚀、机械抛光等。
在一些实施例中，参见图9，对翻转后的LED外延层422还可以进行减薄操作，减薄操作包括干法刻蚀、湿法刻蚀或者机械抛光。
在一些实施例中，参见图10，可以根据图形化掩膜设计MESA图形，对LED外延层422进行刻蚀，以形成多个具有LED台面的LED单元402，LED单元402为功能化的台阶结构，LED单元402包括第一半导体层4021、发光层4022和第二半导体层4023。应理解，刻蚀包括干法或湿法的方式。
在一些实施例中，第一半导体层4021可以为p型半导体层，该p型半导体层可以是经过掺杂或离子注入等方式形成的，如可以是p型GaN或InGaN层等，第一半导体层4021可以为多层结构。第二半导体层4023为n型半导体层，该n型半导体层可以为经过掺杂或离子注入等方式形成的，如可以是n型GaN或InGaN层等，第二半导体层4023可以为多层结构。发光层4022是从第一半导体层4021提供的空穴和从第二半导体层4023提供的电子重新结合并且输出特定波长的光的层，并且发光层4022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。其中，注入的离子可以为H+、He+、N+、O+、F+、Mg+和Ar+等。
在一些实施例中，本申请实施例中的键合方式为金属键合。参见图11，通过刻蚀键合层425，可以形成多个第一电极层408，多个第一电极层408与多个LED单元402一一对应设置。且使得相邻LED单元402之间不能通过第一电极层408电连接。第一电极层408与第一电极触点410电连接，驱动面板401中的驱动电路可以通过第一电极触点410单独的向LED单元402施加阳极电压，提供单独的驱动信号，从而可以达到单独控制该每个LED单元402发光的目的。
在一些实施例中，参见图12，可以在LED单元402侧壁表面淀积钝化层405。钝化层405的材质包括无机材料或者有机材料，无机材料包括SiO2、Al2O3、ZrO2、TiO2、Si3N4、HfO2中任意一种或几种的组合；有机材料包括黑矩阵光刻胶、彩色滤光光刻胶、聚酰亚胺、挡墙胶（BANK）、Overcoat胶、近紫外光负光刻胶、苯丙环丁烯中任意一种或几种的组合。
在一些实施例中，参见图13，可以在LED单元402之间设置第二电极层409，第二电极层409可以位于驱动面板401的上部，且在钝化层405的外部。第二电极层409可以连接多个LED单元402的第一半导体层，第二电极层409为Micro LED微显示芯片的共阴极电极层，第二电极触点411可与第二电极层409连接，从而可以与第一电极触点410之间形成导电回路，以驱动LED单元402发光。
应理解，第二半导体层4023为n型半导体层，相应的，第一半导体层4021为p型半导体层，第二电极层409为N极金属层，相应的，第一电极层408为P极金属层。
参阅图14，在一些实施例中，可以在LED台面的侧壁以及顶表面形成刻蚀阻挡层407。刻蚀阻挡层407覆盖多个LED单元402和第二电极层409。可以看出，刻蚀阻挡层107是连续的膜层结构，刻蚀阻挡层407可以包括LED台面上部的刻蚀阻挡层和第二电极409上部的刻蚀阻挡层。刻蚀阻挡层可以防止对LED台面或第二电极层409的刻蚀损伤。并且刻蚀阻挡层407可以透射LED单元402发出的光，也就是说，刻蚀阻挡层407应具备足够的透明度，一般地可采用二氧化硅、氮化硅、氧化铝等材质。
参阅图15，可以在多个LED单元402的上部形成栅栏材料层426。栅栏材料层426的材料如可以包括有机树脂，有机黑矩阵光刻胶、彩色滤光光刻胶、以及聚酰亚胺等。
参阅图16，对栅栏材料层426进行刻蚀，以形成多个围绕LED台面的栅格孔。也就是说，通过对栅栏材料层426刻蚀，可以形成具有多个栅格孔的栅栏结构403。应理解，多个栅格孔与多个LED单元402一一对应设置，以使得LED单元402发出的光可以通过栅格孔出射。更优的选择，可以将多个LED单元放置于栅格孔的中心位置。
在一些实施例中，栅栏材料层426设置于刻蚀阻挡层407之上，栅栏结构403的栅格孔可以采用干法刻蚀形成，且栅格孔暴露刻蚀阻挡层407。由于刻蚀阻挡层407覆盖LED台面的上部和第二电极层409的上部，因此在蚀刻栅格孔的过程中，可以防止对LED台面和第二电极层409的损伤。
在一些实施例中，栅格孔的深度可以等于LED单元402的LED台面的高度，这样就可以防止LED单元402的侧壁漏光。
在一些实施例中，栅格孔的深度可以高于LED单元402的LED台面的高度，这样一来，具有多个栅格孔的栅栏结构403不但可以防止LED单元402的侧壁漏光，还可以对LED单元402发出的光线进行聚拢，来提高发光效率。
在一些实施例中，可以将栅格孔的侧壁刻蚀为斜面，且栅格孔的侧壁与栅栏结构的顶表面之间的夹角为钝角。作为一个示例，沿着远离LED单元402的方向（如图1中的第一方向所示），栅格孔的横截面尺寸逐渐变大，其中，栅格孔横截面为平行于出光面406的截面，一般地，该截面可以为圆形截面或者方形截面，当然该截面也可以为不规则形状截面。栅格孔的形状可以呈碗状结构或喇叭状结构。多个栅格孔具有敞开的斜面式侧壁，不但可以防止LED单元402的侧壁漏光，还可以对LED单元402发出的光线进行聚拢和准直，更好的提高了发光效率。
在一些实施例中，根据步骤S340，如图17所示，为了提升对LED单元402发出的光线的反射效果，可以在多个LED台面和栅栏结构403之上形成反光材料层。该反光材料层可以包括栅栏结构403表面上的反光层404和暴露在栅格孔中的反光层412。
在一些实施例中，反光材料层可以通过原子层沉积ALD，化学气相沉积CVD，蒸发，溅射等方式沉积到多个LED台面和栅栏结构403上部。应理解，反光材料层位于刻蚀阻挡层407的上部。
在一些实施例中，可以对多个LED台面上的反光材料层进行刻蚀去除，以在栅格孔的侧壁和栅栏结构的顶表面形成反光层404。
参阅图18，在一些实施例中，对多个LED台面上的反光材料层进行刻蚀去除之前，还可以在反光材料层上形成牺牲涂层，该牺牲涂层可以包括栅栏结构403上部的牺牲涂层413和暴露在栅格孔上部的牺牲涂层414。
参阅图19，可以先除去暴露在栅格孔上部的牺牲涂层414，暂时保留栅栏结构403上部的牺牲涂层413。牺牲层413可用于保护多个栅格孔的栅栏结构403表面上的反光层404，以避免在蚀刻栅格孔上部的反光层412的过程中，对多个栅格孔的栅栏结构403表面上的反光层404造成破坏。
参阅图20，对多个LED台面上部的反光层412进行刻蚀，以去除多个LED台面上的反光层412，以形成反光层404。需要说明的是，多个LED台面上部的反光层412可以是指多个栅格孔中的反光层。在刻蚀反光层412的过程中，上文提及的刻蚀阻挡层407可以避免刻蚀对LED台面和第二电极层409的破坏。
在一些实施例中，也可以采用干法刻蚀形成反光层404，其中所称的干法刻蚀包括但不限于离子束刻蚀IBE，电感耦合等离子体ICP刻蚀。在一些实施例中，采用上述的干法刻蚀方式，可以在反光层404沉积后整面刻蚀，使得LED单元402的上部的反光层104被刻蚀干净，同时刻蚀过程中反光层404会有等离子体再沉积（re-deposition）效应，导致侧壁反光层404加厚，增强反光效果，强化栅栏结构403以及整体结构的稳定性。如此，能使制备工艺更加简化，不需要额外的光刻步骤来制作刻蚀掩膜。
参阅图21，在栅栏结构表面形成反光层404之后，可以对栅栏结构403上的剩余的牺牲涂层413进行去除。
根据前文内容描述，可以看出设置有反光层404的栅栏结构403可以在栅格孔内反射LED单元402发出的部分光线，并将光线汇聚和/或准直，从可以而进一步提升Micro LED微显示芯片的发光效率。由于是先在驱动面板401的上方形成多个栅格孔的栅栏结构403，然后以多个栅格孔的栅栏结构403作为基础形成的反光层403，能够避免在Micro LED微显示芯片的LED单元402之间的微小间隙中进行加工，从而大幅降低了加工难度，拉大工艺窗口，提升加工良率，可应用于高分辨率和高像素密度的产品。
可以理解的是，反光层404可以基于具有多个栅格孔的栅栏结构的形状进行设置。由于栅格孔的敞开的斜面式侧壁，使得反光层404也呈现敞开的碗状结构，且制备更加简单。
为了进一步提升反光层404的反射效率，可以对反光层404的表面进行粗化处理，以形成粗化表面。经粗化处理后的反光层404可以增加光反射能力，从而可以提升MicroLED微显示芯片的发光亮度。
需要说明的是，本申请实施例对反光层404的粗化方式不做具体限制，例如可以利用腐蚀溶液对反光层404进行腐蚀粗化处理。参阅图22，以反光层404的材料为Al为例，比如可以利用盐酸415（即氯化氢溶液）对反光层404进行腐蚀粗化处理。
本申请实施例对粗化处理后的反光层404的表面形状也不做具体限制，反光层404的粗化表面可以呈无规则的凹凸状结构，也可以是有序的凹凸状结构。作为一个示例，参阅图23，反光层404j的粗化表面可以呈折线凹凸状，比如呈梯形锯齿状或锯齿状等。作为另一个示例，参阅图24，反光层404k的粗化表面也可以呈弧线凹凸状，比如呈波浪状。
需要说明的是，本发明实施例中的Micro LED微显示芯片还可以包括封装层等，在此不再赘述。
需要说明的是，本申请实施例对上文中的制造Micro LED微显示芯片的方法的步骤顺序不作具体限定。
需要说明的是，本申请中关于制作方法的实施例中仅对制作流程或步骤进行说明，未说明的器件结构、形状以及材料等可以参照上述关于Micro LED微显示芯片的实施例，在此不再赘述。
作为本申请公开内容的另一种可选实现，如图25所示，本申请实施例还提供了一种显示装置2500，该显示装置2500包括Micro LED微显示芯片2510，该Micro LED微显示芯片2510可以是如上任一实施例提供的Micro LED微显示芯片。显示装置2500例如可以是包括Micro LED微显示芯片2510的部件或器件，比如可以是包括封装层的Micro LED微显示芯片器件。
作为本申请公开内容的另一种可选实现，如图26所示，本申请实施例还提供了一种电子设备2600，需要说明的是，图26中的虚线框表示该单元或模块为可选的。该电子设备2600例如可以包括Micro LED微显示芯片2610或显示装置2500。其中Micro LED微显示芯片2610是如上任一实施例提供的Micro LED微显示芯片。
本申请实施例中的电子设备2600包括但不限于：显示设备如增强现实AR显示设备、虚拟现实VR显示设备、近眼显示NED以及抬头显示HUD设备等。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开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公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (19)

1.一种Micro LED微显示芯片，其特征在于，包括：
驱动面板；
多个LED单元，排布在所述驱动面板上，所述多个LED单元具有一一对应的多个LED台面，每一所述LED单元能够由所述驱动面板单独驱动；
具有多个栅格孔的栅栏结构，所述多个栅格孔分别围绕所述多个LED台面设置；
反光层，设置在所述栅栏结构的表面。
2.根据权利要求1所述的Micro LED微显示芯片，其特征在于，所述反光层设置在所述栅格孔的侧壁和所述栅栏结构的顶表面。
3.根据权利要求1所述的Micro LED微显示芯片，其特征在于，所述栅格孔的侧壁为斜面，且所述栅格孔的侧壁与所述栅栏结构的顶表面之间的夹角为钝角。
4.根据权利要求1所述的Micro LED微显示芯片，其特征在于，所述多个LED单元设置于所述栅格孔的中心位置。
5.根据权利要求1所述的Micro LED微显示芯片，其特征在于，所述LED台面的侧壁为斜面，所述LED台面的侧壁与顶表面之间的夹角为钝角。
6.根据权利要求1所述的Micro LED微显示芯片，其特征在于，所述驱动面板包括驱动电路以及与所述驱动电路连接的多个触点，所述LED单元与所述触点电连接，所述驱动面板设置有CMOS器件或者TFT器件的电路层；
所述多个触点包括第一电极触点以及第二电极触点，所述第一电极触点分别与每一LED单元对应电连接，所述第二电极触点与多个LED单元电连接，以单独驱动所述多个LED单元中的任一LED单元。
7.根据权利要求1所述的Micro LED微显示芯片，其特征在于，所述LED台面的侧壁以及顶表面设置有刻蚀阻挡层；所述刻蚀阻挡层的材料包括以下中的一种或多种：二氧化硅，氮化硅，以及氧化铝。
8.根据权利要求1所述的Micro LED微显示芯片，其特征在于，所述栅栏结构的材料包括以下中的一种或多种：有机树脂，有机黑矩阵光刻胶、彩色滤光光刻胶、以及聚酰亚胺。
9.根据权利要求1所述的Micro LED微显示芯片，其特征在于，所述反光层具有粗化表面。
10.根据权利要求1所述的Micro LED微显示芯片，其特征在于，所述栅格孔的深度大于或者等于所述LED台面的高度。
11.根据权利要求1所述的Micro LED微显示芯片，其特征在于，所述LED单元的尺寸为0.1-10微米。
12.一种制造Micro LED微显示芯片的方法，其特征在于，包括：
提供一驱动面板；
在所述驱动面板上形成多个LED单元，所述多个LED单元具有一一对应的多个LED台面，每一所述LED单元能够由所述驱动面板单独驱动；
形成具有多个栅格孔的栅栏结构，所述多个栅格孔分别围绕所述多个LED台面设置；
在所述栅栏结构表面形成反光层。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述驱动面板上形成多个LED单元，包括：
在所述驱动面板上形成LED外延层；
根据图形化掩膜设计的MESA图形，对所述LED外延层进行刻蚀，以形成所述多个LED单元。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在形成所述栅栏结构之前，所述方法还包括：
在所述多个LED单元的侧壁表面淀积钝化层。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述形成具有多个栅格孔的栅栏结构之前，所述方法还包括：
在所述LED台面的侧壁以及顶表面形成刻蚀阻挡层。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述形成具有多个栅格孔的栅栏结构，包括：
在所述多个LED单元的上部形成栅栏材料层；
对所述栅栏材料层进行刻蚀，形成多个围绕所述LED台面的所述栅格孔。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述栅栏结构表面形成反光层，包括：
在所述多个LED台面和所述栅栏结构之上形成反光材料层；
对所述多个LED台面上的反光材料层进行刻蚀去除，以在所述栅格孔的侧壁和所述栅栏结构的顶表面形成反光层。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，对所述多个LED台面上的反光材料层进行刻蚀去除之前，所述方法还包括：
在所述反光材料层的上部形成牺牲涂层；
对所述多个LED台面上的牺牲涂层进行去除；
对所述多个LED台面上的反光材料层进行刻蚀去除之后，所述方法还包括：
对所述栅栏结构上的剩余的牺牲涂层进行去除。
19.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
利用腐蚀溶液对所述反光层的表面进行粗化处理。
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