[發(fā)明專利]一種透明電極結(jié)構(gòu)的Micro-LED陣列及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011385368.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112885936B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭偉玲;陳佳昕;李夢(mèng)梅;馮玉霞;郭浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L33/38
• 分類號(hào): H01L33/38;H01L33/42;H01L33/36;H01L33/44;H01L27/15
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

本發(fā)明公開(kāi)了一種透明電極結(jié)構(gòu)的Micro?LED陣列及制備方法，該結(jié)構(gòu)主要包括發(fā)光像素單元、像素單元深隔離槽、襯底。發(fā)光像素單元包括：N型GaN、量子阱有源區(qū)、P型GaN、絕緣層、透明電極、N型金屬電極、P型金屬電極。本發(fā)明使用ITO作為透明電極，將其完全覆蓋在P型GaN上，將P型金屬電極制備在N型GaN上面的ITO上，正向電流通過(guò)P型金屬電極流向ITO再導(dǎo)入到發(fā)光層，避免了由于Micro?LED的P型金屬電極面積占比大對(duì)發(fā)光效率的影響。由于ITO折射率處于空氣與外延材料之間，可以提高出光角度，有助于光的逸出，增加了Micro?LED陣列的光通量，并使其在相同電流下表現(xiàn)出更高的亮度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種透明電極結(jié)構(gòu)的Micro-LED陣列及制備方法。

背景技術(shù)

LED(Light emitting diode)作為發(fā)光器件，在生活中扮演著重要的角色。在照明領(lǐng)域，已經(jīng)替代了白熾燈，節(jié)約了大量能源。在顯示領(lǐng)域，如液晶顯示器(LCD)和有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)，微發(fā)光二極管(Micro-LED)顯示技術(shù)等，為人們提供了優(yōu)質(zhì)的顯示面板，尤其是近年來(lái)迅速發(fā)展的Micro-LED顯示技術(shù)，作為一種獨(dú)特的顯示器，應(yīng)用于智能眼鏡，頭戴式顯示器(HMDs)和抬頭顯示器(HUDs)等領(lǐng)域，而受到業(yè)界內(nèi)廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)的LCD和OLED相比，Micro LED具有低功耗，高亮度，短響應(yīng)時(shí)間和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

普通LED由于發(fā)光面積大，P型金屬電極面積相比整個(gè)發(fā)光面積，比例較小。因此對(duì)出光的影響不大。但由于Micro-LED尺寸微小，P型金屬電極面積占比大，因此P型金屬電極的面積對(duì)Micro-LED出光有很大影響。ITO(Indium Tin Oxide)作為銦錫金屬氧化物，具有良好的透明性，導(dǎo)電性，低電阻率和化學(xué)穩(wěn)定性，還可以切斷對(duì)人體有害的電子輻射，紫外線及遠(yuǎn)紅外線，在眾多可作為透明電極的材料中，ITO是被最廣泛應(yīng)用的一種。

因此，本發(fā)明在P型GaN上覆蓋一層透明電極ITO，并將P型金屬電極制備在位于N型GaN上的ITO上，從而提高發(fā)光效率和亮度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種透明電極結(jié)構(gòu)的Micro-LED陣列及制備方法，用以提高器件的發(fā)光效率和亮度。

本發(fā)明所提出的一種透明電極結(jié)構(gòu)的Micro-LED陣列，包括發(fā)光陣列1和襯底2，發(fā)光陣列1包括多個(gè)發(fā)光二極管單元11，像素單元深隔離槽10。所述的發(fā)光像素單元11包含N型GaN 3，N型金屬電極9，量子阱有源區(qū)4，P型GaN 5，P型金屬電極8，透明電極ITO 6和絕緣層a 7和絕緣層b 13。

所述像素單元深隔離槽的尺寸在5μm到10μm之間，發(fā)光像素單元的尺寸在10μm到100μm之間。

本發(fā)明所提出的一種透明電極結(jié)構(gòu)的Micro-LED陣列及制備方法，包括以下步驟：

S1.在襯底上依次生長(zhǎng)N型GaN，量子阱有源區(qū)，P型GaN，得到外延材料；

S2.在外延材料上使用光刻膠做為掩膜，保護(hù)不需要被刻蝕的區(qū)域，通過(guò)干法刻蝕外延材料至N型GaN，形成臺(tái)階；

S3.使用光刻膠或者SiO₂作為掩膜，干法刻蝕外延材料至襯底，形成像素單元深隔離槽；

S4.在外延材料上制備一層絕緣層，然后旋涂光刻膠，曝光顯影將需要腐蝕的區(qū)域光刻膠去掉，再通過(guò)濕法腐蝕將不需要的絕緣層腐蝕掉，留下絕緣層b；

S5.濺射透明電極ITO，然后旋涂光刻膠，曝光顯影將需要腐蝕區(qū)域的光刻膠去掉，再通過(guò)濕法腐蝕將不需要的透明電極腐蝕掉；

S6.旋涂光刻膠，曝光顯影將需要制備電極的區(qū)域光刻膠去掉，隨后制備N型金屬電極，將每個(gè)發(fā)光像素單元的N型金屬電極互聯(lián)；