[发明专利]一种光学透射式AR眼镜显示芯片及其制作方法

摘要

一种光学透射式AR眼镜显示芯片及其制作方法，在蓝宝石基板上生长LED发光层的蓝光或绿光LED外延片上，按所设计的象素单元尺寸进行P外延层的刻蚀，形成PN结独立的LED像素；继续向下刻蚀外延结构N型外延层，实现LED显示芯片内的行与行之间电性隔离沟道；在行与行隔离沟道中进行隐型切割，形成激光束方向上的变质区。在LED外延片表面沉淀一层二氧化硅或氮化硅绝缘隔膜，再在绝缘隔膜的每一发光像素顶部位置处加工一通孔。蒸镀ITO层并形成ITO导电线条；提升ITO的透光率并实现ITO薄膜在通孔处与P型LED外延层形成欧姆接触；在芯片的每行及每列的两端制作Cr/Pt/Au/In复合金属接触端点，研磨、切割后与外部控制电路端点进行精密对准和倒装共晶焊接，形成应用的LED显示芯片。

主权项

1.一种光学透射式AR眼镜显示芯片及其制作方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：(1)取一片在人造蓝宝石基板上通过MOCVD技术生长有LED发光层的LED外延片，按所设计的象素单元尺寸通过光刻、ICP技术对LED外延片进行有选择性的P型层的蚀刻，刻蚀深度以去除LED外延片的P型层为准；通过蚀刻，使外延片表面形成A行、B列的LED芯片阵列，行与列相交处为微型LED发光像素单元，发光单元尺寸范围在20μm‑80μm之间；由于P型外延层被刻蚀，故每一单元的LED发光单元PN结电性是独立的；(2)通过PECVD气相沉淀，在已裸露出N型外延层的外延片表面沉淀一层二氧化硅保护膜，并通过光刻、刻蚀技术有选择性地裸露出一种光学透射式增强现实眼镜显示芯片阵列的行，利用ICP技术在行的方向上继续向下刻蚀，刻蚀深度以完全去除N型外延层，直到裸露出兰宝石基板为准，以上操作使得一种光学透射式增强现实眼镜显示芯片中同一行中的N型外延层是连通的，但行与行之间是隔离的；(3)完成行与行之间的隔离后，采用紫外激光进行隐型切割；以在透明蓝宝石衬底材料上形成激光束方向上的变质区；此变质区为激光烧蚀区，存在大量缺陷和黑斑，在LED像素发光时起到侧面光的吸收隔离栅栏作用，以减少发光单元的光在透明的蓝宝石材料内的传播，提高对比度；完成以上操作后，采用BOE含氟稀释液对二氧化硅保护层去除；(4)在晶片表面通过PECVD沉淀一层二氧化硅或氮化硅绝缘隔膜，此一绝缘膜厚度在0.60μm‑1.5μm之间。以防止LED发光单元中的PN结漏电，并实现显示芯片行与列的电性隔离；(5)通过光刻、图形腐蚀技术在隔膜的每一象素单元的电极位置处加工一通孔；(6)通过真空镀膜技术在绝缘隔膜上蒸镀ITO层，并利用光刻、图形腐蚀技术形成ITO导电的列排布；单列的ITO导电线条将一种光学透射式增强现实眼镜显示芯片中的此列中的每一个LED像素串连起来，列与列之间电性不导通；(7)通过氧化退火提升ITO的透光率，并实现ITO薄膜在通孔处与P型LED外延层形成欧姆接触；(8)利用真空金属镀膜、图形腐蚀技术在芯片的每行及每列的两端分别制作Cr/Pt/Au/AuSi或Cr/Pt/Au/In低熔点接触点，以供外部控制连接用；(9)通过研磨、划片、裂片技术对蓝宝石衬底面进行减薄抛光，以提升晶片对外部光线的透光性；(10)采用激光切割、裂片方式去除不需要的区域，形成所设计的AR显示芯片外观图形；(11)通过精密对准、共晶焊接操作，使显示芯片周边的金属接触点与外部控制电路端点进行精密对准和实现良好的电性接触，即形成能直接进一步应用的一种光学透射式增强现实眼镜显示芯片模块。