MicroLED芯片及其制备方法与流程

micro led芯片及其制备方法
技术领域
1.本公开涉及led芯片技术领域，尤其涉及一种micro led芯片及其制备方法。


背景技术：

2.micro led显示技术是指以自发光的微米量级的led为发光像素单元，将其组装到驱动面板上形成高密度led阵列的显示技术。由于micro led芯片具有尺寸小、集成度高、自发光和稳定性高等特点，与lcd、oled相比，在亮度、分辨率、对比度、能耗、使用寿命、响应速度和热稳定性等方面具有更大的优势。
3.但是现有micro led芯片的制备过程中，由于衬底和gan的晶格常数不匹配，外延生长过程中，在gan外延层中会产生位错等缺陷来释放由于晶格失配而产生的应力，而且缺陷会随着生长过程的进行一直向上延伸。通常有效的减少外延gan的位错密度的方式是使用图形蓝宝石衬底（pss）作为外延生长的衬底，然而使用图形蓝宝石衬底（pss）生长的gan，虽然总体的位错密度有明显降低，但是还是会有位错的分布。基于图形蓝宝石衬底（pss）上外延生长gan的位错分布规律，在凸起的角锥上方的位错密度较高，在凹陷区域和斜面上方的位错密度较低。现有技术在图形蓝宝石衬底上制备led阵列时进行对位，将led设置在图形蓝宝石衬底（pss）的凹陷位置，但是这样led阵列就无法完全按照像素排列的需求排布。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本公开提供了一种micro led芯片及其制备方法。
5.本公开提供了一种micro led芯片的制备方法，包括以下步骤：s1：提供衬底，在所述衬底上生长氮化镓层，在所述氮化镓层上刻蚀周期性制备多个led阵列；s2：提供填充层，所述填充层与所述led阵列的表面齐平；s3：提供驱动芯片，所述填充层与所述驱动芯片键合；s4：去除衬底和多余的氮化镓层，形成包括驱动芯片和led阵列的晶圆结构；s5：在所述晶圆结构上形成光导层；s6：在所述光导层上刻蚀形成多个反射部，以整合所述led阵列的显示位置。
6.可选地，所述衬底为蓝宝石衬底。
7.可选地，所述led阵列均设置在所述衬底的凹陷位置，每个所述衬底的凹陷位置设置多个led阵列。
8.可选地，在所述步骤s4中的去除方法为湿法或干法化学刻蚀。
9.可选地，在所述光导层上刻蚀形成多个反射部包括：利用刻蚀工艺在所述光导层背离所述led阵列一侧的表面形成多个反射部；利用刻蚀工艺在所述反射部的侧壁形成反射层。
10.可选地，所述反射部为形成在所述光导层上的通孔或圆柱。
11.可选地，所述反射部靠近所述驱动芯片的一端延伸至所述led阵列的表面。
12.可选地，所述反射部远离所述驱动芯片的一端位于所述led阵列的显示位置。
13.可选地，所述反射层为氧化硅材质。
14.本公开还提供了一种micro led芯片，使用如上所述的micro led芯片的制备方法制备。
15.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：本公开提供了一种micro led芯片及其制备方法，包括以下步骤：提供衬底，在衬底上生长氮化镓层，在氮化镓层上刻蚀周期性制备多个led阵列；提供填充层，填充层与led阵列的表面齐平；提供驱动芯片，填充层与驱动芯片键合；去除衬底和多余的氮化镓层，形成包括驱动芯片和led阵列的晶圆结构；在晶圆结构上形成光导层；在光导层上刻蚀形成多个反射部，以整合led阵列的显示位置。通过上述步骤，本公开是在光导层上刻蚀形成多个反射部，通过反射部的反射作用改变led阵列的发光方向，从而达到整个芯片上不同led阵列的显示位置均能够按照像素排列的需求排布的目的。
附图说明
16.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
17.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本公开实施例所述led阵列俯视图；图2为本公开实施例所述led阵列剖视图；图3为本公开实施例所述led阵列键合驱动芯片示意图；图4为本公开实施例所述晶圆结构示意图；图5为本公开实施例所述晶圆结构和光导层结合示意图；图6为本公开实施例所述led阵列整合后示意图。
19.其中，1、衬底；2、氮化镓层；3、led阵列；4、填充层；5、驱动芯片；6、光导层；7、反射部。
具体实施方式
20.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
21.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
22.本公开提供了一种micro led芯片的制备方法，包括以下步骤：s1：提供衬底1，在衬底1上生长氮化镓层2，在氮化镓层2上刻蚀周期性制备多个led阵列3。
23.具体地，在本实施例中，提供衬底1，在衬底1上生长氮化镓层2，在氮化镓层2上刻
蚀周期性制备多个led阵列3包括：首先提供一个生长衬底1，在衬底1的一侧表面形成氮化镓层2，而且在氮化镓层2远离所述衬底1的一侧刻蚀制备多个led阵列3，所述led阵列3用于发光。
24.s2：提供填充层4，填充层4与led阵列3的表面齐平。
25.具体地，在本实施例中，如图1和图2所示，填充层4填充在led阵列3之间，填充层4通过半导体工艺制备形成，包括金属和金属间的介质，金属起导电作用，介质起到隔离和填平作用，填充层4与led阵列3同时制备。
26.s3：提供驱动芯片5，填充层4和led阵列3均与驱动芯片5键合。
27.本实施例中的填充层4、led阵列3分别与驱动芯片5进行键合，键合过程通过bonding技术完成。
28.s4：去除衬底1和多余的氮化镓层2，形成包括驱动芯片5和led阵列3的晶圆结构。
29.而且，如图3和图4所示，本实施例中通过多种技术去除衬底1和远离驱动芯片5的多余的氮化镓层2，形成包括驱动芯片5和led阵列3的晶圆结构，此时，键合在驱动芯片5上的只有led阵列3和填充层4。
30.s5：在晶圆结构上形成光导层6。
31.由于led阵列3会在形成时会产生位错，从而使得led阵列3的排布与设定的像素排列并不相同，所以在晶圆结构上形成光导层6，所述光导层6用于改变led阵列3的发光路线，使得改变后的led阵列显示位置与设定的像素排列相同。
32.s6：在光导层6上刻蚀形成多个反射部7，以整合led阵列3的显示位置。
33.具体地，本实施例是在光导层6上刻蚀形成多个反射部7，通过反射部7的反射作用改变led阵列3的发光方向，从而达到整个芯片上不同led阵列的显示位置均能够按照像素排列的需求排布的目的。
34.在本实施例中，衬底1为蓝宝石衬底。氮化镓层2生长在蓝宝石衬底上。
35.进一步地，led阵列3均设置在衬底1的凹陷位置，每个衬底1的凹陷位置设置多个led阵列3。由于蓝宝石衬底1上氮化镓层2的不同位置的晶体质量不一致，所以通常会把led阵列3设置在缺陷较小的位置，通常在蓝宝石衬底1上凹陷位置的缺陷较小，所以led阵列3设置在衬底1的凹陷区域。
36.进一步地，在步骤s4中的去除方法为湿法或干法化学刻蚀，将蓝宝石衬底1和多余的氮化镓层2可以通过多种方式去除，制备led阵列3。当然在本实施例中，制备工艺还可以用光刻和纳米压印等方式，具体方式本实施例在此不做限定，可以视情况而定。
37.在本实施例中，在光导层6上刻蚀形成多个反射部7包括：利用刻蚀工艺在光导层6背离led阵列3一侧的表面形成多个反射部7；本实施例中设置多个反射部7，以改变led阵列3的光线方向，具体地，可以是在led阵列3远离衬底1的表面沉积一层金属，然后在金属层上制备通孔，通孔的位置可以根据需要的像素阵列确定，或者，本实施例中也可以是设置在led阵列3远离衬底1表面的透明材质的反射部7。
38.如果是透明材质的反射部7，需要利用刻蚀工艺在反射部7的侧壁形成反射层，通过反射层的折射作用使得光线在反射部7中改变方向。
39.具体地，反射部7为形成在光导层6上的通孔或圆柱，具体形状不仅可以根据反射
部7的材料来确定，还可以根据所需光线的折射方向来确定。如图5所示，若本实施例中的反射部7为通孔，通孔贯穿光导层6，通孔远离驱动芯片5一侧的位置为像素阵列所需要处于的位置，通过反射部7通孔的作用，改变led阵列3的显示位置，将不符合显示需求的led阵列3整合成符合显示需要的像素阵列。
40.如图5所示，反射部7靠近驱动芯片5的一端延伸至led阵列3的表面，反射部7远离驱动芯片5的一端为像素阵列所需要处于的位置，反射部7靠近驱动芯片5的一端连接led阵列3的表面，从而将led阵列3所发出的光线改变方向。
41.本实施例中，反射部7远离驱动芯片5的一端位于led阵列3的显示位置。led阵列3通过反射部7的作用，将led阵列3发出的光线折射或反射至显示位置，从而适应led阵列3的像素排列需求，形成如图6所示的显示位置。
42.而且，在本实施例中，反射层为金属材质，金属材质反射层设置在反射部7的侧壁上，具体地，可以是al或ag材料，防止led阵列3产生的光线通过透明材质的反射部7散出，提高了光线的利用率。
43.本公开还提供了一种micro led芯片，使用如上所述的micro led芯片的制备方法制备。
44.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
45.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种micro led芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：提供衬底（1），在所述衬底（1）上生长氮化镓层（2），在所述氮化镓层（2）上刻蚀周期性制备多个led阵列（3）；s2：提供填充层（4），所述填充层（4）与所述led阵列（3）的表面齐平；s3：提供驱动芯片（5），所述填充层（4）和所述led阵列（3）分别与所述驱动芯片（5）键合；s4：去除衬底（1）和多余的氮化镓层（2），形成包括驱动芯片（5）和led阵列（3）的晶圆结构；s5：在所述晶圆结构上形成光导层（6）；s6：在所述光导层（6）上刻蚀形成多个反射部（7），以整合所述led阵列（3）的显示位置。2.根据权利要求1所述的micro led芯片的制备方法，其特征在于，所述衬底（1）为蓝宝石衬底。3.根据权利要求1所述的micro led芯片的制备方法，其特征在于，所述led阵列（3）均设置在所述衬底（1）的凹陷位置，每个所述衬底（1）的凹陷位置设置多个led阵列（3）。4.根据权利要求1所述的micro led芯片的制备方法，其特征在于，在所述步骤s4中的去除方法为湿法或干法化学刻蚀。5.根据权利要求1所述的micro led芯片的制备方法，其特征在于，在所述光导层（6）上刻蚀形成多个反射部（7）包括：利用刻蚀工艺在所述光导层（6）背离所述led阵列（3）一侧的表面形成多个反射部（7）；利用刻蚀工艺在所述反射部（7）的侧壁形成反射层。6.根据权利要求1所述的micro led芯片的制备方法，其特征在于，所述反射部（7）为形成在所述光导层（6）上的通孔或圆柱。7.根据权利要求1所述的micro led芯片的制备方法，其特征在于，所述反射部（7）靠近所述驱动芯片（5）的一端延伸至所述led阵列（3）的表面。8.根据权利要求1所述的micro led芯片的制备方法，其特征在于，所述反射部（7）远离所述驱动芯片（5）的一端位于所述led阵列（3）的显示位置。9.根据权利要求5所述的micro led芯片的制备方法，其特征在于，所述反射层为金属材质。10.一种micro led芯片，其特征在于，使用如权利要求1至权利要求9任一项所述的micro led芯片的制备方法制备。

技术总结
本公开涉及LED芯片技术领域，尤其涉及一种Micro LED芯片及其制备方法。包括以下步骤：提供衬底，在衬底上生长氮化镓层，在氮化镓层上刻蚀周期性制备多个LED阵列；提供填充层，填充层与LED阵列的表面齐平；提供驱动芯片，填充层与驱动芯片键合；去除衬底和多余的氮化镓层，形成包括驱动芯片和LED阵列的晶圆结构；在晶圆结构上形成光导层；在光导层上刻蚀形成多个反射部，以整合LED阵列的显示位置。通过上述步骤，本公开是在光导层上刻蚀形成多个反射部，通过反射部的反射作用改变LED阵列的发光方向，从而达到整个芯片上不同LED阵列的显示位置均能够按照像素排列的需求排布的目的。位置均能够按照像素排列的需求排布的目的。位置均能够按照像素排列的需求排布的目的。


技术研发人员：马兴远 林立 岳大川 蔡世星 李小磊 伍德民
受保护的技术使用者：深圳市奥视微科技有限公司
技术研发日：2023.07.05
技术公布日：2023/8/6