[發明專利]微型發光二極管外延片、顯示陣列及其制作方法

有效

• 申請號: 201911364394.8
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111180478B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 蘭葉;吳志浩;李鵬
• 申請（專利權）人: 華燦光電（蘇州）有限公司
• 主分類號: H01L27/15
• 分類號: H01L27/15;H01L33/00;H01L33/20
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 呂耀萍

本公開提供了一種微型發光二極管外延片、顯示陣列及其制作方法，屬于半導體技術領域。包括：在基板上依次形成驅動電路和絕緣層，絕緣層為混有金剛石顆粒的SOG層；在絕緣層上開設延伸至驅動電路的通孔，并在通孔內填充導電材料；在絕緣層上間隔設置多個半導體器件并加熱，每個半導體器件包括依次層疊在絕緣層上的P型電極、空穴產生層、有源層、電子產生層、緩沖層和藍寶石襯底，多個半導體器件中的P型電極分別通過導電材料與驅動電路電連接；采用激光剝離的方式去除多個半導體器件中的藍寶石襯底，采用干法刻蝕的方式去除緩沖層，并在電子產生層上設置N型電極。本公開有利于散熱。

技術領域

本公開涉及半導體技術領域，特別涉及一種微型發光二極管外延片、顯示陣列及其制作方法。

背景技術

發光二極管(英文：Light Emitting Diode，簡稱：LED)是一種常用的發光器件，通過電子與空穴復合釋放能量發光，廣泛地應用在日常生活中的顯示、裝飾、通訊和照明等領域。通過采用不同的半導體材料和結構，發光二極管能夠覆蓋從紫外到紅外的全色范圍，基本占據了室內和室外的大間距顯示器市場。其中，間距是指顯示器中相鄰兩個顯示單元之間的距離，與顯示器的分辨率有關。

當前小間距顯示器市場仍以液晶顯示器(英文：Liquid Crystal Display，簡稱：LCD)為主流。雖然有機發光二極管(英文：Organic Light-Emitting Diode，簡稱：OLED)正在某些領域替代LCD成為主流，但是OLED存在燒屏等問題。微型發光二極管(英文：MicroLED)是指邊長在10微米～100微米的超小型發光二極管，體積小，可以更密集地排列在一起而大幅提高分辨率，并且具有自發光特性，在高亮度、高對比度、快速反應和省電等方面都優于LCD和OLED，未來很可能會進一步占據小間距顯示器市場。

顯示陣列是小間距顯示器和大間距顯示器的基本結構。相關技術中，Micro LED的顯示陣列包括電路板和多個芯片，電路板包括依次層疊的基板、驅動電路和絕緣層，多個芯片間隔設置在絕緣層上。絕緣層的材料采用二氧化硅，絕緣層中設有連通芯片和對應的控制電路的通孔。基板用于起到承載支撐的作用，驅動電路用于分別控制各個芯片的發光，絕緣層用于將芯片與自己對應的控制電路電連接，并與其它芯片對應的控制電路絕緣。

在實現本公開的過程中，發明人發現相關技術至少存在以下問題：

在小間距顯示器中，大量的Micro LED芯片密集布置在電路板上，工作過程中會產生的熱量很多。但是二氧化硅的熱傳導系數為7.6W/(m*K)，無法有效散發Micro LED芯片產生的熱量，導致小間距顯示器長時間使用會存在較大的隱患，不利于Micro LED在小間距顯示器上的推廣和穩定使用。

發明內容

本公開實施例提供了一種微型發光二極管外延片、顯示陣列及其制作方法，可以有效散發Micro LED芯片產生的熱量，促進Micro LED在小間距顯示器上的推廣和穩定使用。所述技術方案如下：

一方面，本公開實施例提供了一種微型發光二極管顯示陣列的制作方法，所述制作方法包括：

在基板上形成驅動電路；

在所述驅動電路上鋪設絕緣層，所述絕緣層為混有金剛石顆粒的旋轉涂布玻璃SOG層；

在所述絕緣層上開設延伸至所述驅動電路的通孔，并在所述通孔內填充導電材料，形成電路板；

在所述絕緣層上間隔設置多個半導體器件并加熱，將所述多個半導體器件與所述電路板鍵合在一起，每個所述半導體器件包括依次層疊在所述絕緣層上的P型電極、空穴產生層、有源層、電子產生層、緩沖層和藍寶石襯底，所述多個半導體器件中的P型電極分別通過所述通孔內的導電材料與所述驅動電路電連接；

采用激光剝離的方式去除所述多個半導體器件中的藍寶石襯底，采用干法刻蝕的方式去除所述緩沖層，并在所述電子產生層上設置N型電極，形成芯片。