[发明专利]一种全色堆栈式外延的Micro-LED倒装阵列制备方法

说明书

一种全色堆栈式外延的Micro‑LED倒装阵列制备方法，属于半导体技术领域。包括具有电极的基板、导电衬底、微隔离结构、堆栈式三色发光单元。微隔离结构为在导电衬底上制备SiO₂或者SiN_x栅格状微隔离结构，裸露出导电衬底，作为外延窗口。在同一外延衬底上外延红、绿、蓝光三种发光单元，再利用芯片ICP刻蚀技术形成微小二维矩阵，之后利用成熟的倒装焊接技术，将Micro‑LED阵列转移到具有p侧电极的基板上，达到较好的散热效果，提高Micro‑LED出光效率的同时实现每颗Micro‑LED的阳极单点可控。每个发光单元的尺寸尽可能缩小，解决目前单颗发光单元尺寸较大，导致的屏幕分辨率较低的难题。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种红、绿、蓝全色堆栈式外延的Micro-LED倒装阵列的制备方法。

背景技术

全彩色LED显示屏通常由RGB三基色(红、绿、蓝)发光单元按照一定排列方式装配而成，靠控制每组发光单元的亮灭来显示色彩丰富、饱和度高、显示频率高的动态图像。但全彩色的LED显示屏的制作过程很繁琐，通常需在显示面板上嵌入上万颗LED光源，对每颗LED的波长、寿命、效率的一致性要求很高，因而造成其生产成本高、生产效率低，导致最终LED显示屏的可靠性低大大降低。而且LED显示屏的最终尺寸又受到单颗LED发光单元大小尺寸的制约，在近距离观测时色差尤其明显，因此在实现高集成化和高分辨率上存在较大的难度。而如果采用MOCVD技术在衬底上分别外延红、蓝、绿三色LED，其工序也十分复杂，需要多次取出、清洗、再外延，对操作过程中的污染物控制要求十分严格，最终也导致成品率下降。

对于Micro-LED阵列封装而言，散热是否良好是决定该阵列能否正常工作的一个关键技术问题。加之现有Micro-LED阵列的封装结构多使用陶瓷基板或者硅基板进行批量转移处理，转移之后需要对每颗LED的p侧进行焊线操作，由于Micro-LED的尺寸较小，因此焊线过程中易出现虚焊或断线。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明目的在于提出一种全色堆栈式外延的Micro-LED倒装阵列的制备方法，采用MOCVD外延技术、刻蚀技术、倒装焊接相结合的方式，在同一外延衬底上外延红光发光单元(630nm)、绿光发光单元(520nm)、蓝光发光单元(450nm)三种发光单元，再利用芯片ICP刻蚀技术形成高集成度的微小二维矩阵，且每个发光单元的尺寸在保证器件性能的前提下尽可能缩小，从而有效解决目前LED显示屏中单颗发光单元尺寸较大，导致的屏幕分辨率较低的难题。再利用成熟的倒装焊接技术，将Micro-LED阵列转移到具有电极的镀Ag基板上，达到较好的散热效果，实现每颗Micro-LED的阳极可控，从而提高出光效率的，同时延长其使用寿命。

本发明为实现以上目的，采用的技术方案如下：