[发明专利]一种全色Micro LED的制备方法以及结构

说明书

本发明公开了一种全色Micro LED的制备方法以及结构，包括：提供一涂有光刻胶层的半导体堆叠结构；提供一掩膜版，掩膜版上设有四个子像素区域，掩膜版的四个子像素区域仅在其中一个子像素区域设有曝光窗口；将掩膜版的曝光窗口与光刻胶层的子像素区域相对应，进行曝光显影处理，以暴露出子像素区域的半导体堆叠结构，生长第一发光量子阱层；旋转掩膜版，使曝光窗口依次来到光刻胶层的第二子像素，第三子像素和第四子像素所在的区域，并在每个子像素区域内重复曝光显影处理，生长发光量子阱层，从而分别得到第二发光量子阱层，第三发光量子阱层和第四发光量子阱层。本发明采用一个掩膜版形成多个发光量子阱层，减少了制造成本，并提高了发光效率。

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种全色micro-LED的制备方法以及结构。

背景技术

微型发光二极管(Micro light emitting diode，Micro LED)通常是指在传统Micro LED芯片结构基础上，将Micro LED芯片尺寸规格缩小到200微米以内的尺寸，将红、绿、蓝三色Micro LED按照一定的规则排列在薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)或互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，COMS)上，则形成了能够实现全彩显示的微器件。

传统的Micro LED芯片结合量子点荧光材料方案采用在Micro LED基板上形成的凹槽中放置量子点，但由于凹槽层为有机材料制作而成，厚度越厚，越容易出现底切现象，影响凹槽的形态，且量子点层越薄，量子点的浓度猝灭越严重，将造成光转换效率越低，并且由于在制备不同颜色的发光像素时使用多个掩模曝光和刻蚀，影响效率，成本较高。因此，需要设计一种发光效率高，且生产成本低的全色Micro LED制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种全色Micro LED的制备方法以及结构，解决了现有技术中使用多个掩膜版制造多个发光像素成本高且发光效率低的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供一种全色Micro LED的制备方法，包括：提供一涂有光刻胶层的半导体堆叠结构，对所述半导体堆叠结构进行光刻工艺，光刻时，包括：S1：提供一掩膜版，所述掩膜版上设有四个子像素区域，所述掩膜版的四个子像素区域仅在其中一个子像素区域设有曝光窗口；S2：将所述掩膜版的所述曝光窗口与所述光刻胶层的第一子像素区域相对应，进行曝光显影处理，在所述光刻胶层中形成第一凹槽，以暴露出第一子像素区域的半导体堆叠结构，在暴露的半导体堆叠结构上生长第一发光量子阱层；S3：旋转所述掩膜版，使所述曝光窗口依次来到所述光刻胶层的第二子像素，第三子像素和第四子像素所在的区域，并在每个对应的子像素区域内重复步骤S2，从而分别得到第二发光量子阱层，第三发光量子阱层和第四发光量子阱层。

优选地，所述提供一涂有光刻胶层的半导体堆叠结构包括：

提供一衬底层，在所述衬底层上生长缓冲层和过渡层；

在所述过渡层上生长欧姆接触层，在所述欧姆接触层上生长N型氮化镓层；

在所述N型氮化镓层上形成所述光刻胶层。

优选地，所述在所述光刻胶层中形成第一凹槽，以暴露出第一子像素区域的半导体堆叠结构之后还包括，使用氢气对暴露的所述半导体堆叠结构的表面进行处理的步骤。

优选地，所述衬底层为氮化镓衬底层，所述缓冲层为结构疏松的多晶氮化镓缓冲层，所述过渡层为结构致密的单晶氮化镓过渡层。

优选地，所述提供一衬底层，在所述衬底层上生长缓冲层和过渡层包括：

将反应腔室控制为第一温度和第一压力，通入氮源和镓源，在所述衬底层上生长所述多晶氮化镓缓冲层；

将反应腔室控制为第二温度和第二压力，通入氮源和镓源，在所述多晶氮化镓缓冲层上生长单晶氮化镓过渡层；