[發明專利]發光二極管陣列芯片結構及其制備方法

有效

• 申請號: 201210065483.4
• 申請日: 2012-03-14
• 公開（公告）號: CN102544283A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 鄧朝勇;李緒誠;王新;張安邦;楊利忠
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: H01L33/12
• 分類號: H01L33/12;H01L33/36;H01L33/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 李亮;程新敏

技術領域

本發明涉及一種電子元件及其制備方法，尤其是一種發光二極管陣列芯片結構及其制備方法。

背景技術

目前，LED發光技術作為一種全固態的主動發光方法，具有發光效率高、響應速度快、壽命長、工作電壓低、環保等優點，廣泛應用于照明、顯示等領域。

由于LED的發光特點，決定了LED陣列芯片實現困難。目前公開的專利和論文都集中在利用一塊襯底上制作多個LED發光單元，通過外圍驅動電路實現發光，即通過驅動電路實現陣列顯示系統。這類方法的缺點是不能實現真彩發光，即只能實現不同區域發白光或者單色光。由于每個LED發光單元可能具有不同電學性能和光學性能，因此發光的協調性、一致性較差，工藝復雜。現有專利和文獻對LED陣列芯片制作工藝的報道很少。

如果通過熒光粉方式實現白光或單色光，最大問題只能發白光或某種單色光，且存在發光效率不高，顯色指數低，色溫較高，衰減特性不好等問題。

發明內容

本發明的目的是：提供一種發光二極管陣列芯片結構及其制備方法，它性能穩定、體積小、散熱效果良好，能實現整體真彩顯示，不同矩陣區域組合實現發白光或某種單色光，以克服現有技術的不足。

本發明是這樣實現的：發光二極管陣列芯片結構，包括襯底，在襯底上設有緩沖層，在緩沖層的頂面設有n型層，在緩沖層與n型層之間設有線狀平行排列的n型層引線，在n型層上設有與n型層引線位置對應的凸起，該凸起向兩側延伸；在n型層的頂面設有RGB發光層，在RGB發光層、n型層及緩沖層之間設有與n型層引線對應的隔離層Ⅰ，每個隔離層Ⅰ均與對應的n型層引線接觸；在RGB發光層的頂面上設有p型層，在p型層的頂面上設有透明電機層，在透明電機層的頂面上設有p型層引線，在p型層與透明電機層之間設有與p型層引線位置對應的隔離層Ⅱ，隔離層Ⅱ與p型層引線接觸，在隔離層Ⅱ的頂面設有覆蓋了透明電極層，但是露出了p型層引線的鈍化保護層。

襯底的材料為藍寶石單晶襯底或SiC單晶。

所述的n型層中摻入Si，p型層中摻入Mg或Zn。

所述的n型層引線和p型層引線的材料為Mo、Au、Cu、Ag、Ni或Al中的一種或幾種的搭配與組合，或者它們的合金，或者金屬與合金的搭配與組合。

隔離層、和鈍化層采用SiOx、SiNx或SiOxNy絕緣材料制作；透明電極層為原位生長的ITO或IZO。

RGB發光層包括紅光區、綠光區及藍光區，紅光區、綠光區及藍光區呈列條狀交替分布，且每一條發光區都對應的向下覆蓋一條n型層引線。

發光二極管陣列芯片的制造方法，

步驟一，在襯底的頂面采用MOCVD法沉積緩沖層，并在緩沖層的頂面采用磁控濺射法沉積n型層引線層；

步驟二、在步驟一的基礎上對n型層引線層進行光刻和刻蝕，刻蝕深度至緩沖層表面，形成列條狀平行排列的n型層引線；

步驟三、在步驟二的基礎在緩沖層的頂面采用MOCVD法沉積n型層；

步驟四、在步驟三的基礎上在n型層的頂面采用MOCVD法沉積出RGB發光層；

步驟五、在步驟四的基礎上從頂部進行光刻和刻蝕，刻蝕深度超過n型層，但不得刻穿緩沖層，形成行條狀的n型層和RGB發光層的隔離層溝道，再采用PECVD法沉積絕緣材料，使該隔離層溝道內形成行條狀的n型層和RGB發光層的隔離層Ⅰ；

步驟六、在步驟五的基礎上采用MOCVD法在RGB發光層的頂面沉積出p型層；然后采用磁控濺射法在p型層的頂面沉積出透明電極層；

步驟七、在步驟六的基礎上采用磁控濺射法在透明電極層的頂面沉積出p型層引線層，并對p型層引線層進行光刻和刻蝕，使其形成條狀平行排列的p型層引線；

步驟八、在步驟七的基礎上從頂部進行光刻和刻蝕，刻蝕深度至藍光區表面，形成行條狀的p型層的隔離層溝道，再采用PECVD法沉積絕緣材料，使p型層的隔離層溝道內形成行條狀的隔離層Ⅱ，隔離層Ⅱ與p型層引線接觸；

步驟九、在步驟八的基礎上采用PECVD法在透明電極層的頂面沉積鈍化保護層；

步驟十、在步驟九的基礎上對鈍化保護層進行光刻和刻蝕，露出n型層引線和p型層引線。