[發(fā)明專利]一種微型半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110703955.3
• 申請(qǐng)日: 2021-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113594306A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顏改革;朱酉良;譚勝友;蔣振宇;閆春輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳第三代半導(dǎo)體研究院
• 主分類號(hào): H01L33/00
• 分類號(hào): H01L33/00;H01L33/36;H01L33/38;H01L33/44;H01L33/48
• 代理公司: 深圳市威世博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44280
• 代理人: 李慶波

本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種微型半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法。該微型半導(dǎo)體發(fā)光器件包括：轉(zhuǎn)移襯底、第一功能層、第二功能層以及垂直型發(fā)光二極管；第一子部與第四子部組成支撐部，二者依次層疊設(shè)置在轉(zhuǎn)移襯底的一側(cè)；第二子部與第五子部組成懸空薄壁部，二者依次層疊設(shè)置且與轉(zhuǎn)移襯底無(wú)接觸；第三子部、第六子部以及垂直型發(fā)光二極管組成懸空發(fā)光部且與轉(zhuǎn)移襯底無(wú)接觸；其中，支撐部的頂部高度小于或等于懸空發(fā)光部的底部高度，且懸空薄壁部的頂部高度小于或等于懸空發(fā)光部的底部高度。通過(guò)上述方式，能夠提高懸空發(fā)光部轉(zhuǎn)移的成功率。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種微型半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法。

背景技術(shù)

Micro-LED是新一代顯示技術(shù)，比現(xiàn)有的OLED技術(shù)亮度更高、發(fā)光效率更好、功耗更低。Micro-LED的顯示原理，是將LED結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行薄膜化、微小化、陣列化，其尺寸僅在1μm～100μm等級(jí)左右。將Micro-LED批量式轉(zhuǎn)移至電路基板上；再利用物理沉積制程完成保護(hù)層與上電極，即可進(jìn)行上基板的封裝，完成一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的Micro-LED顯示。

目前，Micro-LED的轉(zhuǎn)移效率和轉(zhuǎn)移精度都比較低，因此導(dǎo)致最終制造得到的Micro-LED顯示面板的生產(chǎn)周期長(zhǎng)且良率低。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種微型半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法，能夠提高微型半導(dǎo)體發(fā)光器件的轉(zhuǎn)移良率。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種微型半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法，包括：提供一垂直型發(fā)光二極管，垂直型發(fā)光二極管至少包括依次層疊設(shè)置的第一半導(dǎo)體電極、外延層、第二半導(dǎo)體電極；對(duì)第二半導(dǎo)體電極進(jìn)行圖案化處理，以外露出部分外延層；形成第一功能層，其中，第一功能層至少覆蓋外延層背離第一半導(dǎo)體電極的一側(cè)，且第一功能層上設(shè)有第一開(kāi)槽以外露出部分第二半導(dǎo)體電極；在第一功能層背離外延層的一側(cè)形成轉(zhuǎn)移襯底，其中，轉(zhuǎn)移襯底與第一功能層之間局部形成有犧牲層；對(duì)垂直型發(fā)光二極管進(jìn)行圖案化處理，以使垂直型發(fā)光二極管形成若干個(gè)間隔設(shè)置的臺(tái)面結(jié)構(gòu)，并外露出部分第一功能層；形成第二功能層，其中，第二功能層至少覆蓋第一半導(dǎo)體電極背離外延層的一側(cè)、外延層的第一側(cè)壁以及第一功能層背離轉(zhuǎn)移襯底的一側(cè)，且第二功能層上設(shè)有第二開(kāi)槽以外露出部分第一半導(dǎo)體電極；移除犧牲層，以使垂直型發(fā)光二極管、覆蓋垂直型發(fā)光二極管的第一功能層以及覆蓋垂直型發(fā)光二極管的第二功能層與轉(zhuǎn)移襯底無(wú)接觸。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種微型半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括：轉(zhuǎn)移襯底；第一功能層，包括順序連接的第一子部、第二子部和第三子部；第二功能層，包括順序連接的第四子部、第五子部和第六子部；垂直型發(fā)光二極管，至少包括依次層疊設(shè)置的第一半導(dǎo)體電極、外延層以及第二半導(dǎo)體電極；其中，第一子部與第四子部組成支撐部，二者依次層疊設(shè)置在轉(zhuǎn)移襯底的一側(cè)；第二子部與第五子部組成懸空薄壁部，二者依次層疊設(shè)置且與轉(zhuǎn)移襯底無(wú)接觸；第三子部、第六子部以及垂直型發(fā)光二極管組成懸空發(fā)光部且與轉(zhuǎn)移襯底無(wú)接觸；其中，支撐部的頂部高度小于或等于懸空發(fā)光部的底部高度，且懸空薄壁部的頂部高度小于或等于懸空發(fā)光部的底部高度。

(1)與二次襯底轉(zhuǎn)移、剝離的方案相比，本申請(qǐng)簡(jiǎn)化了制造工藝，節(jié)省了制造成本；

(2)與制造跟COMS基板互連的公共電極的方案相比，本申請(qǐng)?zhí)峁┝遂`活性高的可轉(zhuǎn)移微型半導(dǎo)體發(fā)光器件，在第一功能層與轉(zhuǎn)移襯底鍵合后，第一半導(dǎo)體電極和第二半導(dǎo)體電極仍可靈活轉(zhuǎn)移；

(3)本申請(qǐng)制備了電極異側(cè)的可轉(zhuǎn)移微型半導(dǎo)體發(fā)光器件，解決了因電極同側(cè)導(dǎo)致微型半導(dǎo)體發(fā)光器件尺寸縮小、發(fā)光面積受限與電流擁擠的技術(shù)問(wèn)題；

(4)本申請(qǐng)的支撐部的頂部高度小于或等于懸空發(fā)光部的底部高度，即懸空發(fā)光部置于支撐部/轉(zhuǎn)移襯底的外部，在轉(zhuǎn)移時(shí)，柔性襯底與懸空發(fā)光部的接觸面較大，且柔性襯底不與轉(zhuǎn)移襯底接觸，提高了懸空發(fā)光部轉(zhuǎn)移的成功率；