[發明專利]一種多色化微型LED陣列及其制作方法

有效

• 申請號: 201810732702.7
• 申請日: 2018-07-05
• 公開（公告）號: CN110689814B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 武良文
• 申請（專利權）人: 江西兆馳半導體有限公司
• 主分類號: G09F9/302
• 分類號: G09F9/302;G09F9/33
• 代理公司: 南昌旭瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 36150
• 代理人: 劉紅偉

本發明公開一種多色化微型LED陣列及其制作方法，包括目標基板和微型LED轉移單元，其中：所述復數個的微型LED轉移單元以固定的規則排列于所述目標基板上，所述微型LED轉移單元由兩種或兩種以上不同發光波長的發光元件構成，通過多個發光元件的組合，實現多色發光的功能，所述發光元件包括外延層、導電電極層和焊接層，所述外延層之間通過焊接層相互連接。本發明的優點：通過外延片焊接的方式將多種波長的外延層整合在同一晶圓片上，后續經芯片制程可實現不同波長的發光LED在同一晶圓片上,并可將不同波長的發光LED整合成一個轉移單元,后續微型LED芯片轉移可一次轉移一個轉移單元，提高微型LED陣列轉移效率。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種多色化微型LED陣列及其制作方法。

背景技術

發光二極管（LED）由于其具有高發光效率、高可靠性、尺寸可自由組裝等各項優良特性，而在諸多照明顯示領域得到了廣泛的應用。特別是在戶外大型廣告牌、舞臺背景墻、大型文字廣播屏幕等大尺寸顯示應用場景中占據了壟斷地位。目前LED顯示的下一個發展趨勢是將LED芯粒微縮化至微米尺寸（即Micro-LED），以替代現有液晶顯示屏和有機發光二極管顯示屏所占據的室內電視、手機顯示、可穿戴設備等中小尺寸顯示應用場景。

Micro-LED陣列的其中一種實現方式是芯粒的巨量轉移技術，通過此技術可將紅光、綠光、藍光等不同波長的芯粒分別批量轉移至目標基板上。而對于微米尺寸的芯粒來說，巨量轉移技術的工藝難度較高，轉移精度、良率、成本和轉移效率等都是限制其實現大規模量產的阻礙因素。

另一種Micro-LED陣列的實現方式是晶圓級焊接轉移技術，即是將晶圓片上的芯粒與目標基板上的驅動電路在制作時作對應，以保證晶圓片上的芯粒間距與目標基板上的驅動電路間距相匹配，再將LED晶圓片通過晶圓級焊接方式轉移至目標基板上并對位連接。

但是單一波長的晶圓級焊接轉移無法實現全彩化的顯示屏應用，若要實現全彩化須將多個不同波長的晶圓片分別進行晶圓級焊接轉移，要分別經歷多次芯片制程和多次轉移配對過程，相應增加了成本。若是先轉移單一波長的芯粒后再使用熒光粉進行波長轉換，微米尺寸芯粒上的熒光粉精確對位控制和精確涂敷的工藝難度較高。

因此務須發展出同一晶圓片上的多色化解決方案，以實現多個發光波長芯粒的同時轉移。

發明內容

（一）解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種多色化微型LED陣列及其制作方法，解決了現有技術中Micro-LED陣列實現方式存在工藝難度較大，轉移精度、良率、轉移效率偏低的問題。

（二）技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種多色化微型LED陣列，包括目標基板和微型LED轉移單元，其中：所述復數個的微型LED轉移單元以固定的規則排列于所述目標基板上，所述微型LED轉移單元由兩種或兩種以上不同發光波長的發光元件構成，通過多個發光元件的組合，實現多色發光的功能，所述發光元件包括外延層、導電電極層和焊接層，所述外延層之間通過焊接層相互連接，所述導電電極層為通過芯片制程制備的n型和p型導電電極，所述目標基板上制備有帶n型和p型電極觸點的驅動電路。

進一步地，所述外延層包括依次堆疊的n型半導體層、發光層和p型半導體層。

進一步地，所述發光元件上的n型和p型導電電極與所述驅動電路上的n型和p型電極觸點相互匹配，并經過對位點的位置校對后通過轉移的方式相互配對連接，以實現驅動電路對發光元件的控制。

優選地，所述n型、p型導電電極和所述n型、p型電極觸點可以是金、鎳、鈦、鋁、鉻的金屬導體，或者是氧化錫類、氧化鋅類的金屬氧化物導電材料，以及石墨烯、導電聚合物的導電物質中的任意一種或任意多種的組合。