[發明專利]在積層電路板上直接磊晶生長LED的方法及應用

有效

• 申請號: 201410239611.1
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN105226155B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 程君;嚴敏;周鳴波
• 申請（專利權）人: 無錫極目科技有限公司
• 主分類號: H01L33/20
• 分類號: H01L33/20;H01L33/00
• 代理公司: 北京權泰知識產權代理事務所(普通合伙)11460
• 代理人: 王道川,楊勇

技術領域

本發明涉及半導體領域，尤其涉及一種在積層電路板上直接磊晶生長LED的方法及應用。

背景技術

半導體發光二極管(LED,Light Emitting Diode)的應用領域在今年來有著巨幅的擴展，其中，成長最快也最具潛力的市場是液晶顯示屏(LCD)的背光應用。

在一般LED視頻顯示板制造過程中，由于受制于一般性電子加工的后工序，譬如需要對LED晶片先實施封裝，然后再進行雙列直插式(dual inline-pinpackage，DIP)封裝或表面貼裝技術(Surface Mount Technology，SMT)組裝等等，限制了LED超小晶片的發展(LED超小晶片：是指尺寸在300μm～0.1μm的納米級晶片)。而這正是LED在超高密度領域內發揮其超高亮、長壽命、性能穩定等優勢以覆蓋高分辨率的視頻顯示領域的瓶頸。

發明內容

本發明的目的是提供一種在積層電路板上直接磊晶生長LED的方法及應用，能夠在具有晶格適配層的LED積層電路板上直接進行LED磊晶生長，相比傳統的積層電路板與LED分開制備再進行集成的工藝，簡化了工藝步驟，同步生長的多個LED具有更好的性能單一性，并且尺寸間距控制更加精確。

第一方面，本發明實施例提供了一種在積層電路板上直接磊晶生長發光二極管LED的方法，所述積層電路板的上表面具有在積層電路板的金屬焊盤電極上淀積的晶格適配層，所述方法包括：

對所述積層電路板的上表面進行研磨和清洗；

對所述積層電路板的上表面進行離子注入，以使所述晶格適配層具有導電性能；

對所述積層電路板的上表面進行研磨，用以去除離子注入造成的損傷層；

對所述積層電路板的上表面進行感應耦合等離子體ICP刻蝕，粗化所述積層電路板的上表面，用以形成凸起的球狀島，增加晶格生長的扣合力；

金屬有機化學氣相淀積MOCVD生長N型GaN層并進行圖形化刻蝕；所述圖形化刻蝕后保留的N型GaN層位于第一晶格適配層之上；

對所述積層電路板的上表面進行ICP，粗化所述積層電路板的上表面，用以形成凸起的球狀島，增加晶格生長的扣合力；

MOCVD生長P型GaN層；

臺面MESA光刻和刻蝕，在所述P型GaN層上形成隔離槽，以使所述N型GaN層和P型GaN層構成多個獨立PN結結構；其中，所述刻蝕后保留的P型GaN位于N型GaN層和第二晶格適配層之上；

其中，所述積層電路板為無機積層電路板。

優選的，所述方法還包括：

圖形化淀積SiO₂，用以填充所述隔離槽。

進一步優選的，所述方法還包括：

對所述積層電路板的下表面進行研磨和清洗；

對所述積層電路板的下表面進行SiO₂刻蝕，露出用于與外部芯片或電路進行電連接的接觸電極。

第二方面，本發明實施例提供了一種應用上述第一方面所述的在積層電路板上直接磊晶生長發光二極管LED的方法制備的LED磊晶電路板。

第三方面，本發明實施例提供了一種包括上述第二方面所述的LED磊晶電路板的LED顯示模組。

優選的，所述LED顯示模組還包括：晶片支架、接口裝置、專用集成電路芯片、散熱層和散熱蓋板；

所述LED磊晶電路板頂部為出光面，頂部向上設置于所述晶片支架內，所述專用集成電路芯片倒裝設置于所述封裝基板的底面，通過所述散熱層和所述散熱蓋板固定于所述晶片支架內；所述接口裝置設置于所述封裝基板的底面與所述散熱蓋板之間的晶片支架內，并通過所述散熱蓋板上具有的開口向外露出；

所述LED磊晶電路板與所述專用集成電路芯片電連接；所述封裝基板通過所述接口裝置與外部電路進行電連接。

進一步優選的，所述LED顯示單元模組還包括：

陶瓷釉層，設置于所述LED磊晶電路板的頂部出光面上，用于加強LED磊晶電路板上LED的散熱性能。

進一步優選的，所述LED顯示單元模組還包括：

保護膜，具有光學柵格結構，覆蓋于所述陶瓷釉層之上。

進一步優選的，所述LED顯示單元模組還包括：

固定件，所述散熱蓋板通過所述固定件緊固于所述晶片支架上。

進一步優選的，所述接口裝置為兼容電源和數據通信的USB接口，通過膠結與所述封裝基板連接。