CN116230734A - 一种全彩mini LED芯片及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种全彩mini LED芯片及制备方法，所述全彩mini LED芯片包括衬底依次沉积在所述衬底上的蓝光外延层、绿光外延层、红光外延层、电流扩展层、电极层、布拉格反射层、连接层、填平层及焊盘层；其中，所述蓝光外延层、所述绿光外延层及所述红光外延层的尺寸依次减小三分之一，以使所述蓝光外延层、所述绿光外延层及所述红光外延层呈阶梯式排布；通过所述蓝光外延层、所述绿光外延层及所述红光外延层依次沉积在衬底之上和三者的尺寸依次减小三分之一的设置，来制成做成全彩mini LED芯片，使得制备COB显示屏时红绿蓝三色只需要转移一次，大幅提升了全彩mini LED芯片制备显示屏的转移效率。
Description
技术领域
本发明属于半导体技术领域，具体地涉及一种全彩mini LED芯片及制备方法。
背景技术
Mini LED定义为：芯片尺寸介于50~200μm之间的LED器件。由Mini LED像素阵列、驱动电路组成且像素中心间距为0.6-1.5mm的单元。随着 Mini LED 显示技术的迅速发展，Mini LED 显示产品已开始应用于超大屏高清显示，如监控指挥、高清演播、高端影院、医疗诊断、广告显示、会议会展、办公显示、虚拟现实等商用领域。
现有的COB显示屏一平方里便包含数百万颗全彩mini LED芯片，所以COB显示屏点间距小，画质细腻流畅，分辨率高，对比度高，数百万颗的全彩mini LED芯片中有1/3为红光mini LED芯片，1/3为绿光彩mini LED芯片，1/3为全彩mini LED芯片，制备COB显示屏过程中需要先将百万颗的红光全彩mini LED芯片转移至制备显示的PCB板上，再将百万颗的绿光全彩mini LED芯片转移至PCB板上，然后将百万颗的蓝光全彩mini LED芯片转移至PCB板上，导致显示屏上的每一颗芯片都需要转移一次，转移成本较高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了全彩mini LED芯片及制备方法，用于解决显示屏上的每一颗芯片都需要转移一次，转移成本较高步的技术问题。
一方面，该发明提供以下技术方案，一种全彩mini LED芯片，包括衬底；
依次沉积在所述衬底上的蓝光外延层、绿光外延层、红光外延层、电流扩展层、电极层、布拉格反射层、连接层、填平层及焊盘层；
其中，所述蓝光外延层、所述绿光外延层及所述红光外延层的尺寸依次递减，以使所述蓝光外延层、所述绿光外延层及所述红光外延层呈阶梯式排布；
所述填平层上开设有填平层通孔，所述焊盘层通过所述填平层通孔与所述连接层电性连接，所述连接层包括P型连接层和N型连接层，所述布拉格反射层上开设有P型布拉格反射层通孔和N型布拉格反射层通孔，所述电极层包括P型电极层和N型电极层，所述P型连接层通过P型布拉格反射层通孔与P型电极层电性连接，所述N型连接层通过所述N型布拉格反射层通孔与所述N型电极层电性连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过所述蓝光外延层、所述绿光外延层及所述红光外延层依次沉积在衬底之上和三者的尺寸依次递减的设置，来制成做成全彩miniLED芯片，使得制备COB显示屏时红绿蓝三色只需要转移一次，大幅提升了全彩mini LED芯片制备显示屏的转移效率，以及通过三者呈阶梯式排布，避免了蓝光和绿光芯片对红光芯片侧面发光的阻挡，提高亮度。
进一步的，所述填平层通孔包括蓝光P型填平层通孔、绿光P型填平层通孔、红光P型填平层通孔、以及N型填平层通孔，所述P型连接层包括蓝光P型连接层、绿光P型连接层、以及红光P型连接层，所述焊盘层包括蓝光P型焊盘、绿光P型焊盘、红光P型焊盘、以及N型焊盘；
所述蓝光P型焊盘通过蓝光P型填平层通孔与蓝光P型连接层形成电性连接，所述绿光P型焊盘通过绿光P型填平层通孔与绿光P型连接层形成电性连接，所述红光P型焊盘通过红光P型填平层通孔与红光P型连接层形成电性连接，所述N型焊盘通过N型填平层通孔与N型连接层形成电性连接。
进一步的，所述P型电极层包括蓝光P型电极、绿光P型电极、以及红光P型电极，所述N型电极层包括蓝光N型电极、绿光N型电极、以及红光N型电极；
所述P型布拉格反射层通孔包括蓝光P型布拉格反射层通孔、绿光P型布拉格反射层通孔、以及红光P型布拉格反射层通孔，所述N型布拉格反射层通孔包括蓝光N型布拉格反射层通孔、绿光N型GaN层布拉格反射层通孔、以及红光N型布拉格反射层通孔；
所述蓝光P型连接层通过蓝光P型布拉格反射层通孔与蓝光P型电极电性连接，所述绿光P型连接层通过绿光P型布拉格反射层通孔与绿光P型电极电性连接，所述红光P型连接层通过红光P型布拉格反射层通孔与红光P型电极电性连接；
所述N型连接层通过蓝光N型布拉格反射层通孔与蓝光N型电极电性连接，通过绿光N型GaN层布拉格反射层通孔与绿光N型电极电性连接，通过红光N型布拉格反射层通孔与红光N型电极电性连接。
进一步的，所述蓝光外延层依次包括蓝光N型GaN层、蓝光量子阱发光层以及蓝光P型GaN层，所述绿光外延层依次包括绿光N型GaN层、绿光量子阱发光层以及绿光P型GaN层，所述红光外延层包括红光N型GaN层、红光量子阱发光层以及红光P型GaN层。
进一步的，所述全彩mini LED芯片还包括导电台阶层，所述导电台阶层包括蓝光N型导电台阶、绿光N型导电台阶以及红光N型导电台阶。
进一步的，所述电流扩展层包括蓝光电流扩展层、绿光电流扩展层以及红光电流扩展层，所述蓝光电流扩展层、所述绿光电流扩展层以及所述红光电流扩展层均为氧化铟锡。
进一步的，所述布拉格反射层由20~30组SiO2和Ti3O5层叠而成，所述布拉格反射层厚度介于3um-6um之间。
进一步的，所述电极层、连接层和焊盘层由Cr、Al、AlCu、Ti、Pt、Ni、Au、Sn、AuSn、SnAgCu中的一种或多种组合形成。
进一步的，所述填平层可以为硅胶或环氧树脂，所述填平层包裹所述蓝光外延层、绿光外延层、红光外延层、电流扩展层、电极层、布拉格反射层、以及连接层，以使所述填平层用于沉积所述焊盘层的一侧面为一平面，在所述蓝光外延层、绿光外延层以及红光外延层的边缘开设有隔离槽。
另一方面，本发明还提出一种全彩mini LED芯片制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
提供一衬底，在所述衬底上沉积蓝光外延层，在所述蓝光外延层上沉积第一缓冲层，然后去除三分之二的所述第一缓冲层，在所述蓝光外延层除掉所述第一缓冲层的位置处沉积绿光外延层，在所述第一缓冲层和所述绿光外延层上沉积第二缓冲层，然后去除三分之一的所述第二缓冲层，且去除的所述第二缓冲层在所述绿光外延层的上方，在所述绿光外延层除掉所述第二缓冲层的位置处沉积红光外延层；
腐蚀掉所述第一缓冲层和所述第二缓冲层，在所述蓝光外延层、绿光外延层以及红光外延层的边缘形成隔离槽；
在所述蓝光外延层、绿光外延层以及红光外延层上分别形成蓝光N型导电台阶、绿光N型导电台阶以及红光N型导电台阶；
分别在所述蓝光外延层、绿光外延层以及红光外延层的表面溅射电流扩展层，从而形成蓝光电流扩展层、绿光电流扩展层、以及红光电流扩展层；
在所述蓝光N型导电台阶、绿光N型导电台阶以及红光N型导电台阶分别蒸镀有蓝光N型电极层、绿光N型电极层、红光N型电极层；在所述蓝光电流扩展层、绿光电流扩展层、以及红光电流扩展层分别蒸镀有蓝光P型电极层、绿光P型电极层、红光P型电极层；
在所述蓝光电流扩展层、绿光电流扩展层、红光电流扩展层以及P型和N型电极层上蒸镀布拉格反射层，然后在所述布拉格反射层且与所述电极层对应的位置处刻蚀布拉格反射层通孔；
在所述布拉格反射层上蒸镀连接层，在所述连接层涂布填平层，然后在所述填平层上刻蚀填平层通孔，在所述填平层上蒸镀与所述填平层通孔位置对应的焊盘层。
附图说明
图1为本发明第一实施例中的全彩mini LED芯片的结构示意图。
图2为本发明第一实施例图1中A-A处第一缓冲层除掉部分状态下的剖视图。
图3为本发明第一实施例图1中A-A处沉积绿光外延层状态下的剖视图。
图4为本发明第一实施例图1中A-A处沉积红光外延层红状态下的剖视图。
图5为本发明第一实施例图1中A-A处形成隔离槽状态下的剖视图。
图6为本发明第一实施例图1中A-A处的剖视图。
图7为本发明第一实施例图1中B-B处的剖视图。
图8为本发明第二实施例中全彩mini LED芯片的制备方法流程图。
主要元件符号说明：
10、衬底；
11、蓝光外延层；111、蓝光N型GaN层；112、蓝光量子阱发光层；113、蓝光P型GaN层；
12、第一缓冲层；
13、绿光外延层；131、绿光N型GaN层；132、绿光量子阱发光层；133、绿光P型GaN层；
14、第二缓冲层；
15、红光外延层；151、红光N型GaN层；152、红光量子阱发光层；153、红光P型GaN层；
16、隔离槽；
171、蓝光N型导电台阶；172、绿光N型导电台阶；173、红光N型导电台阶；
18、电流扩展层；181、蓝光电流扩展层；182、绿光电流扩展层；183、红光电流扩展层；
19、电极层；191、蓝光P型电极；192、蓝光N型电极；193、绿光P型电极；194、绿光N型电极；195、红光P型电极；196、红光N型电极；
20、布拉格反射层；201、蓝光P型布拉格反射层通孔；202、蓝光N型布拉格反射层通孔；203、绿光P型布拉格反射层通孔；204、绿光N型GaN层布拉格反射层通孔；205、红光P型布拉格反射层通孔；206、红光N型布拉格反射层通孔；
21、连接层；211、蓝光P型连接层；212、绿光P型连接层；213、红光P型连接层；214、N型连接层；
22、填平层；221、蓝光P型填平层通孔；222、绿光P型填平层通孔；223、红光P型填平层通孔；224、N型填平层通孔；
23、焊盘层；231、蓝光P型焊盘；232、绿光P型焊盘；233、红光P型焊盘；234、N型焊盘。
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。
请参阅图1至图4，所示为本发明第一实施例中的全彩mini LED芯片，包括衬底10，依次沉积在所述衬底10上的蓝光外延层11、绿光外延层13、红光外延层15、电流扩展层18、电极层19、布拉格反射层20、连接层21、填平层22及焊盘层23；
其中，所述蓝光外延层11、所述绿光外延层13及所述红光外延层15的尺寸依次减小三分之一，以使所述蓝光外延层11、所述绿光外延层13及所述红光外延层15呈阶梯式排布；
值得说明的是，所述蓝光外延层11置于衬底10之上，绿光外延层13置于蓝光外延层11之上，且绿光外延层13的面积为蓝光外延层11面积的2/3，红光外延层15置于绿光外延层13之上，且绿光外延层13面积为蓝光外延层面积的1/3，通过将蓝光外延层11、所述绿光外延层13及所述红光外延层15集成于一衬底10之上，制成做成全彩mini LED芯片，使得制备COB显示屏时红绿蓝三色只需要转移一次，大幅提升了全彩mini LED芯片制备显示屏的转移效率。以及通过所述蓝光外延层11、所述绿光外延层13及所述红光外延层15三者呈阶梯式排布，从而避免了蓝光和绿光芯片对红光芯片侧面发光的阻挡。
具体的，所述蓝光外延层11自下而上依次包括蓝光N型GaN层111、蓝光量子阱发光层112以及蓝光P型GaN层113，所述绿光外延层13依次包括绿光N型GaN层131、绿光量子阱发光层132以及绿光P型GaN层133，所述红光外延层15包括红光N型GaN层151、红光量子阱发光层152以及红光P型GaN层153。
在具体实施时，首先利用MOCVD（金属有机化学气相沉积）工艺在衬底10上沉积蓝光外延层11（依次沉积蓝光N型GaN层111、蓝光量子阱发光层112以及蓝光P型GaN层113），在所述蓝光外延层11（具体为蓝光P型GaN层113）的上侧利用PECVD（等离子体增强化学气相沉积）工艺沉积第一缓冲层12，然后在第一缓冲层12上涂布光刻胶，接着利用曝光、显影工艺去除掉部分光刻胶暴露出需要去除的三分之二第一缓冲层12，接着利用BOE溶液去除掉暴露出的第一缓冲层，则蓝光P型GaN层113的上侧有三分之二暴露出来，剩下的一部分被第一缓冲层覆盖，如图2所示。然后继续利用MOCVD工艺在暴露出来的蓝光外延层11（除掉第一缓冲层的蓝光外延层11的上侧）上沉积绿光外延层13（依次沉积绿光N型GaN层131，绿光量子阱发光层132，绿光P型GaN层133），如图3所示，接着利用PECVD在第一缓冲层12和绿光外延层13的上侧沉积第二缓冲层14，同样的去除一部分第二缓冲层14，使绿光外延层13的上侧暴露出二分之一（相当于沉积蓝光外延层11的三分之一），然后在暴露出来的绿光外延层13的上侧通过MOCVD工艺在上沉积红光外延层15（红光N型GaN层151、红光量子阱发光层152以及红光P型GaN层153），如图4所示，完成蓝光外延层11、绿光外延层13、红光外延层15的呈阶梯式排布。
如图5所示，在所述蓝光外延层11、绿光外延层13、以及红光外延层15上的边缘处开设有隔离槽16，在具体实施时，利用光刻及ICP（电感耦合等离子体刻蚀）刻蚀工艺去除掉边缘处的部分蓝光外延层11、绿光外延层13、以及红光外延层15形成隔离槽16，隔离槽16可以使两两相邻的衬底10上的结构被隔离，隔离槽16将整张晶圆隔离为若干独立的全彩miniLED芯片。
如图6所示，所述电流扩展层18包括蓝光电流扩展层181、绿光电流扩展层182以及红光电流扩展层183，所述蓝光电流扩展层181、所述绿光电流扩展层182以及所述红光电流扩展层183均为氧化铟锡（ITO）。
值得说明的是，所述蓝光外延层11、所述绿光外延层13及所述红光外延层15的尺寸依次减小三分之一，以使所述蓝光外延层11、所述绿光外延层13及所述红光外延层15的上方分别形成有一放置区，蓝光电流扩展层181、绿光电流扩展层182以及红光电流扩展层183依次设置在三个放置区内，可以理解为：蓝光电流扩展层181设置在蓝光P型GaN层113上，绿光电流扩展层182设置在绿光P型GaN层133上，蓝光电流扩展层181设置在红光P型GaN层153上。其中，所述填平层可以为硅胶或环氧树脂，所述填平层靠近衬底的一面完全包覆下面的蓝光外延层、绿光外延层、红光外延层、隔离槽，N型导电台阶，电流扩展层，电极层、布拉格反射层、连接层，背离衬底的一面为平面，使得的蓝光、绿光、红光P型焊盘和N型焊盘共四个焊盘处于同一平面，避免了mini LED芯片焊接至PCB板厚出现歪斜、立碑的现象。
如图7所示，所述全彩mini LED芯片还包括导电台阶层，所述导电台阶层包括蓝光N型导电台阶171、绿光N型导电台阶172以及红光N型导电台阶173。
值得说明的是，蓝光N型导电台阶171开设于蓝光P型GaN层113及蓝光量子阱发光层112上，绿光N型导电台阶172开设于绿光P型GaN层133及绿光量子阱发光层132，以及红光N型导电台阶173开设于红光P型GaN层153及红光量子阱发光层152上。
在具体实施时，利用光刻及ICP工艺去除掉部分的蓝光P型GaN层113及蓝光量子阱发光层112，绿光P型GaN层133及绿光量子阱发光层132，红光P型GaN层153及红光量子阱发光层152，分别形成蓝光N型导电台阶171、绿光N型导电台阶172、红光N型导电台阶173。
结合图1和图6和图7所示，所述填平层22上开设有填平层通孔，所述焊盘层23通过所述填平层通孔与所述连接层21连接，所述连接层21包括P型连接层和N型连接层，所述布拉格反射层上开设有P型布拉格反射通孔和N型布拉格反射通孔，所述电极层19包括P型电极层和N型电极层，所述P型连接层通过P型布拉格反射层与P型电极层电性连接，所述N型连接层通过所述N型布拉格反射层与所述N型电极层电性连接。其中，所述电极层19设置在所述导电台阶层内。
具体的，所述填平层通孔包括蓝光P型填平层通孔221、绿光P型填平层通孔222、红光P型填平层通孔223、以及N型填平层通孔224；所述P型连接层包括蓝光P型连接层211、绿光P型连接层212、以及红光P型连接层213，所述焊盘层23包括蓝光P型焊盘231、绿光P型焊盘232、红光P型焊盘233、以及N型焊盘234，所述蓝光P型焊盘231通过蓝光P型填平层通孔221与蓝光P型连接层211形成电性连接，所述绿光P型焊盘232通过绿光P型填平层通孔222与绿光P型连接层212形成电性连接，所述红光P型焊盘233通过红光P型填平层通孔223与红光P型连接层213形成电性连接，所述N型焊盘234通过N型填平层通孔224与N型连接层214形成电性连接。
其中，所述电极层19包括蓝光P型电极191、绿光P型电极193、以及红光P型电极195，所述N型电极层包括蓝光N型电极192、绿光N型电极194、以及红光N型电极196；所述P型布拉格反射层通孔包括蓝光P型布拉格反射层通孔201、绿光P型布拉格反射层通孔203、红光P型布拉格反射层通孔205，所述N型布拉格反射层通孔包括蓝光N型布拉格反射层通孔202、绿光N型GaN层布拉格反射层通孔204、以及红光N型布拉格反射层通孔206；
其中，所述蓝光P型连接层211通过蓝光P型布拉格反射层通孔201与蓝光P型电极191电性连接，所述绿光P型连接层212通过绿光P型布拉格反射层通孔203与绿光P型电极193电性连接，所述红光P型连接层213通过红光P型布拉格反射层通孔205与红光P型电极195电性连接，所述N型连接层214分别通过蓝光N型布拉格反射层通孔202与蓝光N型电极192电性连接、通过绿光N型GaN层布拉格反射层通孔204与绿光N型电极194电性连接，以及通过红光N型布拉格反射层通孔206与红光N型电极196电性连接。
进一步的，所述布拉格反射层20保证所有光从衬底面射出，所述布拉格反射层厚度介于3um-6um之间，“例如，布拉格反射层厚度的为3um，或者，布拉格反射层厚度的为5um，或者，布拉格反射层厚度的为6um”，具体在本实施例中，布拉格反射层厚度的为5um，至少在400nm-700nm波段平均反射率大于99%。
所述布拉格反射层20由20~30组缓冲和Ti3O5层叠而成，“例如，布拉格反射层20由20组缓冲和Ti3O5层叠而成，或者，布拉格反射层20由22组缓冲和Ti3O5层叠而成，或者，布拉格反射层20由25组缓冲和Ti3O5层叠而成，或者，布拉格反射层20由22组缓冲和Ti3O5层叠而成”，具体在本实施例中，布拉格反射层20由25组缓冲和Ti3O5层叠而成。
进一步的，所述电极层19和连接层及焊盘层23由Cr、Al、AlCu、Ti、Pt、Ni、Au、Sn、AuSn、SnAgCu中的一种或多种组合形成。在本实施例中，所述电极层19利用电子束蒸镀技术依次蒸镀Al/Ti/Ni/Pt/Ni/Pt/Au/Pt/Ti金属。焊盘层23利用电子束蒸镀技术依次蒸镀Al/Ti/Pt/Ti/Ni/Au金属，连接层利用电子束蒸镀技术依次蒸镀Al/Ti/Ni/Pt/Ni/Pt/Au/Pt/Ti金属。
实施例二
请参阅图8，所示为本发明第二实施例中的一种全彩mini LED芯片的制备方法，所述方法包括以下步骤：
S101：提供一衬底10，在所述衬底10上沉积蓝光外延层11，在所述蓝光外延层11上沉积第一缓冲层12，然后去除三分之二的所述第一缓冲层12，在所述蓝光外延层11除掉所述第一缓冲层的位置处沉积绿光外延层13，在所述第一缓冲层12和所述绿光外延层13上沉积第二缓冲层14，然后去除三分之一的所述第二缓冲层，且去除的所述第二缓冲层在所述绿光外延层13的上方，在所述绿光外延层13除掉所述第二缓冲层14的位置处沉积红光外延层15。
值得说明的是，所述沉积蓝光外延层11包括蓝光N型GaN层111，蓝光量子阱发光层112，蓝光P型GaN层113，所述绿光外延层13包括绿光N型GaN层131，绿光量子阱发光层132，绿光P型GaN层133，所述红光外延层15包括红光N型GaN层151，红光量子阱发光层152，红光P型GaN层153。
在具体实施时，在沉积蓝光外延层11时是通过MOCVD（金属有机化学气相沉积）工艺依次沉积蓝光N型GaN层111，蓝光量子阱发光层112，蓝光P型GaN层113，然后在所述蓝光P型GaN层113上利用PECVD（等离子体增强化学气相沉积）工艺沉积第一缓冲层，然后在第一缓冲层上涂布光刻胶，接着利用曝光、显影工艺去除掉部分光刻胶暴露出需要去除的第一缓冲层（除去三分之二的第一缓冲层），接着利用BOE溶液去除掉暴露出的第一缓冲层（除去三分之二的第一缓冲层），则蓝光P型GaN层113有一部分（三分之二的蓝光P型GaN层113）暴露出来，剩下的一部分（三分之一的蓝光P型GaN层113）被第一缓冲层12覆盖。接着继续利用MOCVD工艺在暴露出来的蓝光P型GaN层113上依次沉积绿光N型GaN层131，绿光量子阱发光层132，绿光P型GaN层133，由于GaN不能直接在非晶态缓冲上成膜，使得绿光外延层13只生长在没有被第二缓冲层覆盖的蓝光P型GaN层上。接着继续利用PECVD在第一缓冲层12和绿光P型GaN层133上沉积第二缓冲层，然后利用光刻及BOE湿法腐蚀工艺去除掉三分之一的第二缓冲层，暴露出二分之一的绿光P型GaN层，剩下部分（二分之一）的绿光P型GaN层被第二缓冲层14覆盖。继续利用MOCVD工艺在暴露出的二分之一绿光P型GaN层上依次沉积红光N型GaN层151，红光量子阱发光层152，红光P型GaN层153，同理，由于GaN不能直接在非晶态缓冲上成膜，使得红光外延层15只生长在没有被第二缓冲层14覆盖的绿光P型GaN层133上。其中，所述蓝光外延层11、绿光外延层13、以及红光外延层15沿所述衬底10的一侧设置，从而使三者呈现呈阶梯式排布。
S102：腐蚀掉所述第一缓冲层12和所述第二缓冲层14，在所述蓝光外延层11、绿光外延层13以及红光外延层15的边缘形成隔离槽16；
值得说明的是，第一缓冲层和第二缓冲层分别为SiO2层利用BOE腐蚀液去除掉所述第一缓冲层12和所述第二缓冲层14。利用光刻及ICP（电感耦合等离子体刻蚀）刻蚀工艺去除掉所述蓝光外延层11、绿光外延层13以及红光外延层15边缘处的部分，从而形成隔离槽16，可以使两两相邻的衬底10上的结构被隔离，将整张晶圆隔离为若干独立的全彩miniLED芯片，该结构为述蓝光外延层11、绿光外延层13以及红光外延层15等。
S103：在所述蓝光外延层11、绿光外延层13以及红光外延层15上分别形成蓝光N型导电台阶171、绿光N型导电台阶172以及红光N型导电台阶173；
值得说明的是，蓝光N型导电台阶171、绿光N型导电台阶172以及红光N型导电台阶173统称为导电台阶，在具体实施时，利用光刻及ICP工艺去除掉部分的蓝光P型GaN层113及蓝光量子阱发光层112、绿光P型GaN层133及绿光量子阱发光层132以及红光P型GaN层153及红光量子阱发光层152，从而对应形成蓝光N型导电台阶171、绿光N型导电台阶172以及红光N型导电台阶173。
S104：分别在蓝光P型GaN层113、绿光P型GaN层133以及红光P型GaN层153的表面溅射电流扩展层，从而形成蓝光电流扩展层181、绿光电流扩展层182、以及红光电流扩展层183；
值得说明的是，在蓝光P型GaN层113上形成蓝光电流扩展层181，绿光P型GaN层133上形成绿光电流扩展层182，在红光P型GaN层153上形成红光电流扩展层183。在具体实施时，然后利用磁控溅射工艺在蓝光P型GaN层113、绿光P型GaN层133、以及红光P型GaN层153的表面分别溅射ITO（氧化铟锡），分别对应形成蓝光电流扩展层181、绿光电流扩展层182、红光电流扩展层183，然后利用光刻及ITO腐蚀液分别去除掉蓝光电流扩展层181、绿光电流扩展层182、红光电流扩展层183边缘处的ITO。
S105：在所述蓝光N型导电台阶、绿光N型导电台阶以及红光N型导电台阶分别蒸镀有蓝光N型电极层、绿光N型电极层、红光N型电极层；在所述蓝光电流扩展层、绿光电流扩展层、以及红光电流扩展层分别蒸镀有蓝光P型电极层、绿光P型电极层、红光P型电极层；
值得说明的是，电极层19是利用电子束蒸镀技术依次蒸镀Cr/Al/Ti/Pt/Ti/Pt/Au/Pt/Ti金属形成的。在本实施例中，分别在所述蓝光N型导电台阶171、绿光N型导电台阶172以及红光N型导电台阶173分别蒸镀有蓝光N型电极192、绿光N型电极194、红光N型电极196，分别在所述蓝光电流扩展层、绿光电流扩展层、以及红光电流扩展层分别蒸镀有蓝光P型电极191、绿光P型电极193、红光P型电极195，然后利用Lift-Off工艺去除掉多余的金属和去胶。
S106：在所述蓝光电流扩展层181、绿光电流扩展层182、红光电流扩展层183以及P型和N型电极层上蒸镀布拉格反射层20，然后在所述布拉格反射层20且与所述电极层19对应的位置处刻蚀布拉格反射层通孔；
值得说明的是，布拉格反射层20用电子束蒸镀工艺依次蒸镀20~30组缓冲和Ti3O5叠层形成的。利用光刻及ICP刻蚀工艺在布拉格反射层20上分别形成蓝光P型布拉格反射层通孔201、蓝光N型布拉格反射层通孔202、绿光P型布拉格反射层通孔203、绿光N型GaN层布拉格反射层通孔204、红光P型布拉格反射层通孔205、以及红光N型布拉格反射层通孔206。其中，蓝光P型布拉格反射层通孔201、蓝光N型布拉格反射层通孔202，绿光P型布拉格反射层通孔203、绿光N型GaN层布拉格反射层通孔204、红光P型布拉格反射层通孔205、以及红光N型布拉格反射层通孔206与蓝光P型电极191、蓝光N型电极192、绿光P型电极193、绿光N型电极194、红光P型电极195、红光N型电极196位置一一对应。
S107：在所述布拉格反射层20上蒸镀连接层21，在所述连接层21涂布填平层22，然后在所述填平层22上刻蚀填平层通孔，然后在所述填平层22上蒸镀与所述填平层通孔位置对应的焊盘层23；
值得说明的是，连接层21利用电子束蒸镀技术依次蒸镀Al/Ti/Ni/Pt/Ni/Pt/Au/Pt/Ti金属形成的，然后利用Lift-Off工艺去除掉多余的金属和去胶形成的。所述蓝光外延层11、所述绿光外延层13及所述红光外延层15各自对应形成有蓝光P型连接层211，绿光P型连接层212，以及红光P型连接层213，所述蓝光外延层11、所述绿光外延层13及所述红光外延层15三者之间横跨形成有一N型连接层214。填平层利用旋涂法在连接层涂布硅胶形成的，利用光刻及ICP刻蚀工艺在蓝光P型连接层211，绿光P型连接层212，以及红光P型连接层213以及N型连接层214上分别对应形成蓝光P型填平层通孔221，绿光P型填平层通孔222，红光P型填平层通孔223，N型填平层通孔224。
值得说明的是，焊盘层23是利用电子束蒸镀技术依次蒸镀Al/Ti/Pt/Ti/Ni/Au金属形成，然后利用Lift-Off工艺去除掉多余的金属和去胶形成。其中，蓝光P型填平层通孔221，绿光P型填平层通孔222，红光P型填平层通孔223，N型填平层通孔224分别对应有蓝光P型焊盘231，绿光P型焊盘232，红光P型焊盘233，N型焊盘234。
综上，本发明上述实施例当中的全彩mini LED芯片及制备方法，通过所述蓝光外延层11、所述绿光外延层13及所述红光外延层15依次沉积在衬底之上和三者的尺寸依次减小三分之一的设置，来制成做成全彩mini LED芯片，使得制备COB显示屏时红绿蓝三色只需要转移一次，大幅提升了全彩mini LED芯片制备显示屏的转移效率，以及通过三者呈阶梯式排布，避免了蓝光和绿光芯片对红光芯片侧面发光的阻挡，提高亮度。
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)
1.一种全彩mini LED芯片，其特征在于，包括衬底；
依次沉积在所述衬底上的蓝光外延层、绿光外延层、红光外延层、电流扩展层、电极层、布拉格反射层、连接层、填平层及焊盘层；
其中，所述蓝光外延层、所述绿光外延层及所述红光外延层的尺寸依次递减，以使所述蓝光外延层、所述绿光外延层及所述红光外延层呈阶梯式排布；
所述填平层上开设有填平层通孔，所述焊盘层通过所述填平层通孔与所述连接层电性连接，所述连接层包括P型连接层和N型连接层，所述布拉格反射层上开设有P型布拉格反射层通孔和N型布拉格反射层通孔，所述电极层包括P型电极层和N型电极层，所述P型连接层通过P型布拉格反射层通孔与P型电极层电性连接，所述N型连接层通过所述N型布拉格反射层通孔与所述N型电极层电性连接。
2.根据权利要求1所述的全彩mini LED芯片，其特征在于，所述填平层通孔包括蓝光P型填平层通孔、绿光P型填平层通孔、红光P型填平层通孔、以及N型填平层通孔，所述P型连接层包括蓝光P型连接层、绿光P型连接层、以及红光P型连接层，所述焊盘层包括蓝光P型焊盘、绿光P型焊盘、红光P型焊盘、以及N型焊盘；
所述蓝光P型焊盘通过蓝光P型填平层通孔与蓝光P型连接层形成电性连接，所述绿光P型焊盘通过绿光P型填平层通孔与绿光P型连接层形成电性连接，所述红光P型焊盘通过红光P型填平层通孔与红光P型连接层形成电性连接，所述N型焊盘通过N型填平层通孔与N型连接层形成电性连接。
3.根据权利要求2所述的全彩mini LED芯片，其特征在于，所述P型电极层包括蓝光P型电极、绿光P型电极、以及红光P型电极，所述N型电极层包括蓝光N型电极、绿光N型电极、以及红光N型电极；
所述P型布拉格反射层通孔包括蓝光P型布拉格反射层通孔、绿光P型布拉格反射层通孔、以及红光P型布拉格反射层通孔，所述N型布拉格反射层通孔包括蓝光N型布拉格反射层通孔、绿光N型GaN层布拉格反射层通孔、以及红光N型布拉格反射层通孔；
所述蓝光P型连接层通过蓝光P型布拉格反射层通孔与蓝光P型电极电性连接，所述绿光P型连接层通过绿光P型布拉格反射层通孔与绿光P型电极电性连接，所述红光P型连接层通过红光P型布拉格反射层通孔与红光P型电极电性连接；
所述N型连接层通过蓝光N型布拉格反射层通孔与蓝光N型电极电性连接，通过绿光N型GaN层布拉格反射层通孔与绿光N型电极电性连接，通过红光N型布拉格反射层通孔与红光N型电极电性连接。
4.根据权利要求1所述的全彩mini LED芯片，其特征在于，所述蓝光外延层依次包括蓝光N型GaN层、蓝光量子阱发光层以及蓝光P型GaN层，所述绿光外延层依次包括绿光N型GaN层、绿光量子阱发光层以及绿光P型GaN层，所述红光外延层包括红光N型GaN层、红光量子阱发光层以及红光P型GaN层。
5.根据权利要求1所述的全彩mini LED芯片，其特征在于，所述全彩mini LED芯片还包括导电台阶层，所述导电台阶层包括蓝光N型导电台阶、绿光N型导电台阶以及红光N型导电台阶。
6.根据权利要求1所述的全彩mini LED芯片，其特征在于，所述电流扩展层包括蓝光电流扩展层、绿光电流扩展层以及红光电流扩展层，所述蓝光电流扩展层、所述绿光电流扩展层以及所述红光电流扩展层均为氧化铟锡。
7.根据权利要求1所述的全彩mini LED芯片，其特征在于，所述布拉格反射层由20~30组SiO2和Ti3O5层叠而成，所述布拉格反射层厚度介于3um-6um之间。
8.根据权利要求1所述的全彩mini LED芯片，其特征在于，所述电极层、连接层及焊盘层由Cr、Al、AlCu、Ti、Pt、Ni、Au、Sn、AuSn、SnAgCu中的一种或多种组合形成。
9.根据权利要求1所述的全彩mini LED芯片，其特征在于，所述填平层为硅胶或环氧树脂，所述填平层包裹所述蓝光外延层、绿光外延层、红光外延层、电流扩展层、电极层、布拉格反射层、以及连接层，以使所述填平层用于沉积所述焊盘层的一侧面为一平面；
在所述蓝光外延层、绿光外延层以及红光外延层的边缘开设有隔离槽。
10.一种全彩mini LED芯片制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
提供一衬底，在所述衬底上沉积蓝光外延层，在所述蓝光外延层上沉积第一缓冲层，然后去除三分之二的所述第一缓冲层，在所述蓝光外延层除掉所述第一缓冲层的位置处沉积绿光外延层，在所述第一缓冲层和所述绿光外延层上沉积第二缓冲层，然后去除三分之一的所述第二缓冲层，且去除的所述第二缓冲层在所述绿光外延层的上方，在所述绿光外延层除掉所述第二缓冲层的位置处沉积红光外延层；
腐蚀掉所述第一缓冲层和所述第二缓冲层，在所述蓝光外延层、绿光外延层以及红光外延层的边缘形成隔离槽；
在所述蓝光外延层、绿光外延层以及红光外延层上分别形成蓝光N型导电台阶、绿光N型导电台阶以及红光N型导电台阶；
分别在所述蓝光外延层、绿光外延层以及红光外延层的表面溅射电流扩展层，从而形成蓝光电流扩展层、绿光电流扩展层、以及红光电流扩展层；
在所述蓝光N型导电台阶、绿光N型导电台阶以及红光N型导电台阶分别蒸镀有蓝光N型电极层、绿光N型电极层、红光N型电极层；在所述蓝光电流扩展层、绿光电流扩展层、以及红光电流扩展层分别蒸镀有蓝光P型电极层、绿光P型电极层、红光P型电极层；
在所述蓝光电流扩展层、绿光电流扩展层、红光电流扩展层以及P型和N型电极层上蒸镀布拉格反射层，然后在所述布拉格反射层且与所述电极层对应的位置处刻蚀布拉格反射层通孔；
在所述布拉格反射层上蒸镀连接层，在所述连接层涂布填平层，然后在所述填平层上刻蚀填平层通孔，在所述填平层上蒸镀与所述填平层通孔位置对应的焊盘层。
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