[發明專利]一種全色堆棧式外延的Micro-LED倒裝陣列制備方法

有效

• 申請號: 201711226656.5
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107833878B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 王智勇;蘭天
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01L25/075
• 分類號: H01L25/075;H01L33/00;H01L33/60
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種全色堆棧式外延的Micro?LED倒裝陣列制備方法，屬于半導體技術領域。包括具有電極的基板、導電襯底、微隔離結構、堆棧式三色發光單元。微隔離結構為在導電襯底上制備SiO₂或者SiN_x柵格狀微隔離結構，裸露出導電襯底，作為外延窗口。在同一外延襯底上外延紅、綠、藍光三種發光單元，再利用芯片ICP刻蝕技術形成微小二維矩陣，之后利用成熟的倒裝焊接技術，將Micro?LED陣列轉移到具有p側電極的基板上，達到較好的散熱效果，提高Micro?LED出光效率的同時實現每顆Micro?LED的陽極單點可控。每個發光單元的尺寸盡可能縮小，解決目前單顆發光單元尺寸較大，導致的屏幕分辨率較低的難題。

技術領域

本發明屬于半導體技術領域，具體涉及一種紅、綠、藍全色堆棧式外延的Micro-LED倒裝陣列的制備方法。

背景技術

全彩色LED顯示屏通常由RGB三基色(紅、綠、藍)發光單元按照一定排列方式裝配而成，靠控制每組發光單元的亮滅來顯示色彩豐富、飽和度高、顯示頻率高的動態圖像。但全彩色的LED顯示屏的制作過程很繁瑣，通常需在顯示面板上嵌入上萬顆LED光源，對每顆LED的波長、壽命、效率的一致性要求很高，因而造成其生產成本高、生產效率低，導致最終LED顯示屏的可靠性低大大降低。而且LED顯示屏的最終尺寸又受到單顆LED發光單元大小尺寸的制約，在近距離觀測時色差尤其明顯，因此在實現高集成化和高分辨率上存在較大的難度。而如果采用MOCVD技術在襯底上分別外延紅、藍、綠三色LED，其工序也十分復雜，需要多次取出、清洗、再外延，對操作過程中的污染物控制要求十分嚴格，最終也導致成品率下降。

對于Micro-LED陣列封裝而言，散熱是否良好是決定該陣列能否正常工作的一個關鍵技術問題。加之現有Micro-LED陣列的封裝結構多使用陶瓷基板或者硅基板進行批量轉移處理，轉移之后需要對每顆LED的p側進行焊線操作，由于Micro-LED的尺寸較小，因此焊線過程中易出現虛焊或斷線。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明目的在于提出一種全色堆棧式外延的Micro-LED倒裝陣列的制備方法，采用MOCVD外延技術、刻蝕技術、倒裝焊接相結合的方式，在同一外延襯底上外延紅光發光單元(630nm)、綠光發光單元(520nm)、藍光發光單元(450nm)三種發光單元，再利用芯片ICP刻蝕技術形成高集成度的微小二維矩陣，且每個發光單元的尺寸在保證器件性能的前提下盡可能縮小，從而有效解決目前LED顯示屏中單顆發光單元尺寸較大，導致的屏幕分辨率較低的難題。再利用成熟的倒裝焊接技術，將Micro-LED陣列轉移到具有電極的鍍Ag基板上，達到較好的散熱效果，實現每顆Micro-LED的陽極可控，從而提高出光效率的，同時延長其使用壽命。

本發明為實現以上目的，采用的技術方案如下：