[發明專利]LED陣列微顯示器件及制作方法

無效

• 申請號: 200710055789.0
• 申請日: 2007-06-20
• 公開（公告）號: CN101090128A
• 公開（公告）日: 2007-12-19
• 發明（設計）人: 梁靜秋;王波;王維彪;梁中翥;朱萬彬
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H01L27/15
• 分類號: H01L27/15;H01L21/82
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所
• 代理人: 趙炳仁

1、一種AlGaInP-LED微顯示器件，其特征是由上電極(1)、透光層(4)、發光層(5)、反射層(6)、基片(7)、下電極(9)、光闌(11)構成；反射層(6)的上面依次為發光層(5)、透光層(4)，反射層(6)的下面是基片(7)；在透光層(4)上有互相平行的條形上電極(1)，發光層(5)和透光層(4)中開有縱向、橫向交錯的上隔離溝槽(2)內是光闌(11)；光闌(11)與上電極(1)將透光層(4)分割成長方形或正方形透光區(3)，透光區(3)構成二維陣列；反射層(6)下面的基片(7)上開有與上電極(1)互相垂直的下隔離溝槽(8)，將基片(7)分割成平行排列的條狀結構，在每個條狀結構的基片(7)上有下電極(9)。

2、根據權利要求1所述的AlGaInP-LED微顯示器件，其特征是透光區(3)尺寸為15×30μm²，構成1000×500二維陣列。

3、根據權利要求2所述的AlGaInP-LED顯示器件，其特征是透光層(4)材料為p-GaP，發光層(5)由三層組成：上限制層(12)、有源層(13)、下限制層(14)，上限制層為p-AlGaInP材料，有源層為非故意摻雜的AlGaInP材料，下限制層為n-AlGaInP材料，反射層(6)材料為AlGaAs/GaAs，基片(7)材料為n-GaAs。

4、根據權利要求3所述的AlGaInP-LED微顯示器件，其特征是光闌(11)寬度為1～200μm，上電極(1)寬度為1～500μm，像素大小為10～1000μm。

5、根據權利要求3所述的AlGaInP-LED微顯示器件，其特征是電流從上電極(1)注入，從下電極(9)流出，在器件中形成電場，使得正負載流子在發光層(5)內復合發光；其中部分光向上穿過透光層(4)，從透光區(3)射出；部分光向下到達反射層(6)，被反射層(6)反射，再穿過發光層(5)、透光層(4)，從透光區(3)射出。

6、根據權利要求2所述的AlGaInP-LED微顯示器件，其特征是在透光區(3)、上電極(1)、光闌(11)上覆蓋有上保護層(10)。

7、一種AlGaInP-LED微顯示器件的制作方法，其特征是：

(一)在透光層和基片上制備金屬薄膜

(A)在由透光層(4)、發光層(5)、反射層(6)和基片(7)構成的發光芯片上，通過蒸發或濺射技術，在透光層(4)和基片(7)上制備一層金屬薄膜；反射層(6)的上面依次為發光層(5)、透光層(4)，反射層(6)的下面是基片(7)；

(B)在基片(7)的金屬薄膜表面甩一層膠作保護層；

(二)形成上隔離溝槽和制備上電極

(C)在透光層(4)表面的金屬膜上涂一層光刻膠，然后進行光刻，形成上隔離溝槽的光刻膠圖形；

(D)用金屬腐蝕液將透光層(4)上未被保護的金屬膜腐蝕掉，露出透光層(4)，初步形成上隔離溝槽(2)；

(E)在已形成的上隔離溝槽上，用腐蝕液進一步腐蝕透光層(4)，腐蝕掉至發光層(5)；

(F)用腐蝕液繼續進一步腐蝕發光層(5)，腐蝕至露出反射層(6)，使上隔離溝槽(2)完全形成；

(G)將透光層(4)表面的光刻膠去除，然后在上面再次甩膠，用上電極(1)的光刻版進行光刻；將未被光刻膠保護的金屬膜腐蝕掉，最后去除光刻膠，所留下的條形金屬薄膜即為上電極(1)；

(三)制備光闌

(H)選一種不透明的光刻膠做光闌材料，將其涂在上表面，使其填充于上隔離溝槽(2)并覆蓋透光區(3)和上電極(1)，用光闌的光刻版進行光刻，完成光闌(11)的結構制作；

(四)下隔離溝槽制作

(I)去除基片(7)上的金屬薄膜下表面的保護層，在下表面甩膠后，用下隔離溝槽的光刻版進行光刻，用金屬腐蝕液將未被光刻膠保護的基片上的金屬膜腐蝕掉，初步形成下隔離溝槽(8)；

(J)在形成的下隔離溝槽上，用腐蝕液進一步腐蝕基片(7)，腐蝕至反射層(6)，使下隔離溝槽(8)完全形成；

五、下電極制備

(K)去除基片(7)上的金屬薄膜下表面的光刻膠，在下表面再次甩膠并用下電極光刻版進行光刻，用腐蝕液腐蝕未被膠保護的金屬膜，制作出下電極(9)；

(L)用通常封裝器件的方法，設計封裝結構，制作電路引線，完成器件制作。

8、根據權利要求7所述的AlGaInP-LED微顯示器件的制作方法，其特征是：

(A)在AlGaInP為發光層的發光芯片的基片和透光層上，用熱蒸發、電子束蒸發、直流濺射、磁控濺射或射頻濺射方法，制備材料為Au、Al、Cr的所述金屬膜，厚度為100nm-2000nm；

(B)在基片的金屬薄膜上涂敷一層材料光刻膠、二氧化硅、氮化硅或有機材料作為保護層；

(C)在用腐蝕液腐蝕透光層上未被保護的金屬膜時，Au薄膜腐蝕液用I₂和KI的混合溶液，Cr薄膜腐蝕液用硫酸和丙三醇混合溶液，Al薄膜腐蝕液用稀鹽酸；

(D)用濃磷酸或鹽酸雙氧水混合液腐蝕透光層；

(E)用乙酸雙氧水混合腐蝕液腐蝕發光層；

(F)用丙酮去除透光層表面的BP-212正性光刻膠；

(G)制作光闌時可用厚光刻膠，并可摻雜SiO₂納米顆粒；在上電極、透光區和光闌上制作保護層，保護層的材料是光刻膠；

(H)在基片上的金屬薄膜的下表面上用BP-212正性光刻膠進行光刻后，用I₂和KI的混合溶液腐蝕Au薄膜，用硫酸和丙三醇混合溶液腐蝕Cr薄膜，用稀鹽酸腐蝕Al薄膜；

(I)GaAs基片材料選用濕法腐蝕，腐蝕液選用檸檬酸水溶液和雙氧水的混合液。