[发明专利]全色堆栈式倒装RGB Micro-LED芯片阵列及其制备方法

说明书

本发明提供一种全色堆栈式倒装RGB Micro‑LED芯片阵列及其制备方法，包括衬底和在衬底上外延生长的蓝、绿光LED外延层，以及在蓝、绿光LED外延层上继续生长的红光LED外延层；然后通过刻蚀和沉积技术在所述外延层上分别制作红光、绿光和蓝光Micro‑LED电极，并采用金属互连线将各个Micro‑LED相连形成可独立寻址、高集成度的RGB Micro‑LED阵列。本发明显著提高Micro‑LED显示屏的分辨率，同时也省去了传统RGB Micro‑LED制作过程中巨量转移这一步骤，避免了转移率低、一致性差等问题。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别涉及一种全色堆栈式倒装RGB Micro-LED芯片阵列及其制备方法。

背景技术

Micro-LED显示技术为新一代的显示技术，是将传统LED结构进行微缩化和矩阵化，使其单颗LED芯片尺寸缩小至几十微米甚至几微米，并实现每一个LED像素点的定址、单独驱动发光。由于Micro-LED芯片的微显示器具有分辨率高、亮度高、寿命长、工作温度范围宽、抗干扰能力强、响应速度快和功耗低等优点，Micro-LED在高分辨率显示、头盔显示、增强现实、高速可见光通信，微型投影仪、光遗传和可穿戴电子等领域具有重要的应用价值。

全色域LED显示屏由红、绿、蓝三基色（RGB）Micro-LED芯片按照一定排列方式在基板上装配而成，由于Micro-LED芯片尺寸小，制作全色域Micro-LED显示屏所需要转移的RGBMicro-LED很多，导致转移难度大，一致性差等问题。并且全色域LED显示屏的最终尺寸和分辨率又受到单颗RGB Micro-LED芯片尺寸大小和间距的制约，因此在实现显示屏的高分辨率和高集成度上存在较大的困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种全色堆栈式倒装RGB Micro-LED芯片阵列及其制备方法，提高显示屏的分辨率和集成度。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种全色堆栈式倒装RGBMicro-LED芯片，其特征在于：它包括衬底和在衬底上外延生长的外延层；所述的外延层包括在衬底上外延生长的蓝、绿光LED外延层，以及在蓝、绿光LED外延层上继续生长的红光LED外延层；其中，

所述的蓝、绿光LED外延层自下而上依次包括低温GaN成核层、GaN缓冲层、第一层n-GaN层、InGaN/GaN超晶格应力释放层、InGaN/GaN蓝光多量子阱层、p-AlGaN电子阻挡层、p-GaN层、p-AlGaN电子阻挡层、InGaN/GaN绿光多量子阱层、第二层n-GaN层；

所述的红光LED外延层自下而上依次包括GaAs低温缓冲层、GaAs高温缓冲层、双堆栈n-AlGaAs/AlAs DBR、n-AlGaInP层、GaInP/AlGaInP红光多量子阱层、p-AlGaInP层；

所述的衬底边缘裸露并设有用于隔离各个LED像素点的绝缘沟槽；

所述的外延层上刻蚀有：暴露第一层n-GaN层形成的蓝光LED芯片n型电极孔、暴露p-GaN层形成的蓝绿光LED芯片p型电极孔、暴露第二层n-GaN层形成的红绿光LED芯片n型电极孔；

被暴露的第一层n-GaN层、p-GaN层、第二层n-GaN层、以及p-AlGaInP层上，均蒸镀有ITO层；ITO层上沉积有SiO₂全反射层，SiO₂全反射层上蒸镀有由高折射率材料层和低折射率材料层组成的双堆栈DBR；