[發(fā)明專利]一種多色Micro LED發(fā)光模組制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010601783.4
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111769103B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設計）人: 王立;吳小明;劉虎;李璠;趙婕;田婷芳;饒鄭剛;莫春蘭;江風益
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: H01L25/00
• 分類號: H01L25/00;H01L25/075;H01L33/00;H01L21/677
• 代理公司: 北京中和立達知識產權代理有限公司 11756
• 代理人: 熊敬

本發(fā)明公開了一種多色Micro?LED模組制備方法，包括：S1在不同發(fā)光顏色的硅基Insubgt;x/subgt;Gasubgt;y/subgt;Alsubgt;1?x?y/subgt;N(0≤x≤1，0≤y≤1)外延片上定義發(fā)光像素單元陣列，刻蝕除去每個像素單元中部分Insubgt;x/subgt;Gasubgt;y/subgt;Alsubgt;1?x?y/subgt;N外延層直至暴露襯底，使留在襯底上的外延層面積不超過轉移次數(shù)分之一，并將每個像素區(qū)域剩余的發(fā)光層制成Micro?LED發(fā)光單元；S2將第一種顏色的Micro?LED發(fā)光單元陣列一次性鍵合到驅動電路基板，并去除硅襯底，以實現(xiàn)Micro?LED發(fā)光單元陣列從外延基板到驅動電路的整體轉移；S3重復S2，將其他顏色的Micro?LED發(fā)光單元陣列轉移到驅動電路基板。本發(fā)明基于目前現(xiàn)有的外延生長、刻蝕、分選和組合鍵合技術，在發(fā)光結構之間形成金屬連接層，將不同顏色發(fā)光結構連接在一起，實現(xiàn)多色Micro?LED的制備，具有結構穩(wěn)定、易于操作等特點。

技術領域

本發(fā)明屬于發(fā)光二極管技術領域，具體涉及一種多色Micro?LED發(fā)光模組制備方法。

背景技術

Micro?LED的像素單元在100微米(P0.1)以下，并被高密度地集成在一個芯片上。微縮化使得Micro?LED具有更高的發(fā)光亮度、分辨率與色彩飽和度，以及更快的顯示響應速度，預期能夠應用于亮度要求更高的增強顯示(AR)微型投影裝置、策劃用平視顯示器(HUD)投影應用，以及可穿戴/可植入器件、虛擬現(xiàn)實(VR)、光通訊/光互聯(lián)、空間成像等多個領域。

傳統(tǒng)的LED在封裝環(huán)節(jié)，主要采用真空吸取的方式進行轉移。但由于真空管在物理極限下只能做到大約80微米，而Micro?LED的尺寸基本小于50微米，所以真空吸附的方式在Micro?LED時代不再適用。如何提升轉移良率到99.9999％，且每顆芯片的精準度必須控制在正負2微米以內，成為Micro?LED器件制備中的難點。目前實現(xiàn)巨量轉移的有精準抓取(Fine?Pick/Place)的技術：“靜電力”、“凡德瓦力”和“磁力”抓?。贿x擇性釋放(SelectiveRelease)、自組裝(Self-Assembly)及轉印(Roll?Printing)技術。以上技術都需要特殊的設備或彈性印模材料，導致制造成本過高。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中的不足與難題，本發(fā)明旨在提供一種多色Micro?LED發(fā)光模組制備方法，基于目前現(xiàn)有的外延生長、刻蝕、分選和鍵合技術及其組合，在發(fā)光結構之間形成金屬連接層，將不同顏色發(fā)光單元按周期排列多次鍵合轉移到驅動基板，實現(xiàn)多色MicroLED模組的制備。

本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn)：

一種多色Micro?LED發(fā)光模組制備方法，包括以下步驟：

S1在不同發(fā)光顏色的硅基In_xGa_yAl_1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1)外延片上定義發(fā)光像素單元陣列，根據(jù)需要轉移的次數(shù)，刻蝕除去每個像素單元中部分區(qū)域In_xGa_yAl_1-x-yN外延層直至暴露襯底，使留在襯底上的外延層面積不超過轉移次數(shù)分之一，并將每個像素區(qū)域剩余的發(fā)光層制成Micro?LED發(fā)光單元陣列；

S2將第一種顏色的Micro?LED發(fā)光單元陣列通過鍵合金屬一次性鍵合到驅動基板，并去除硅襯底，以實現(xiàn)Micro?LED發(fā)光單元陣列從外延基板到驅動基板的整體轉移；

S3重復步驟S2，將其他顏色Micro?LED發(fā)光單元陣列轉移到驅動基板，以使驅動基板上每個像素區(qū)域包含多種發(fā)光顏色的發(fā)光單元。

在步驟S1的硅基In_xGa_yAl_1-x-yN外延片中，單顆發(fā)光單元尺寸為≤50μm，從而獲得多顆Micro?LED發(fā)光單元陣列的晶片，其中包含的Micro?LED發(fā)光單元陣列的個數(shù)不少于10×10個；