[实用新型]一种硅基微型LED芯片

说明书

本实用新型公开了一种硅基微型LED芯片，包括硅衬底、若干个发光结构、切割槽和有机绝缘层，所述切割槽设置在发光结构之间。本实用新型采用硅衬底来代替蓝宝石衬底，避免了蓝宝石衬底在激光剥离时因为氮化镓吸收激光后分解产生的N₂对氮化镓材料和微型LED芯片所造成的破坏。此外，本实用新型通过物理研磨和化学腐蚀两步法来移除硅衬底，在有效去除硅衬底的同时，可以保护发光结构不被破坏，提高了衬底的移除良率和可靠性。

技术领域

本实用新型涉及发光二极管技术领域，尤其涉及一种硅基微型LED芯片。

背景技术

目前主流的屏幕显示技术主要集中在LCD和AMOLED，其中，LCD寿命较长，但是需要背光，对比度不高，同时不能够实现弯曲；AMOLED屏幕自发光，对比度高，但是面临着有机材料寿命有限的问题，主要是出现烧屏的问题。

MicroLED，芯片尺寸小于100μm，单颗芯片的大小甚至达不到原来LED芯片的1％。LED显示屏在一个芯片上集成的高密度细小尺度的微型LED阵列，LED显示屏每一个像素可定址、单独驱动点亮。LED显示屏采用无机材料制作，寿命和稳定性都明显优于AMOLEDLED显示屏，而且不容易发生烧屏老化等现象，同时还具有自发光的特点，所以拥有AMOLEDLED一样的高对比度。

MicroLED不仅具有高亮度、超高分辨率与色彩饱和、发光效率高的优点，而且还不会受水汽、氧气或高温的影响，因而在稳定性、使用寿命、工作温度等方面具有明显的优势。

在MicroLED的制作过程中，将传统的蓝宝石衬底去除，防止LED芯片发出的光在透明的蓝宝石材料发生散色串光，是一项重要的技术。传统的蓝宝石衬底移除方法是基于蓝宝石衬底上生长GaN外延材料，利用激光剥离的方式使蓝宝石衬底和GaN发生分离，从而实现衬底去除。然而这种衬底去除方式在激光剥离时因为GaN在吸收激光后，分解产生的N₂对GaN材料和MicroLED芯片造成破坏，导致芯片漏电或者断裂，大大影响LED芯片的可靠性。此外，在除去蓝宝石衬底后，Micro LED由于尺寸小于100μm，已经远远超过了传统切割劈裂设备的精度极限，因此，切割分离技术也是制约MicroLED发展的一大瓶颈。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种硅基微型LED芯片，用硅衬底来代替蓝宝石衬底，减少晶格失配，便于去除衬底。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种硅基微型LED芯片，包括硅衬底、若干个发光结构、切割槽和有机绝缘层，所述切割槽设置在发光结构之间；

所述发光结构包括刻蚀阻挡层、第一半导体层、有源层、第二半导体层、隔离槽、第一电极和第二电极，所述刻蚀阻挡层设置在硅衬底和第一半导体层之间，所述隔离槽刻蚀至第一半导体层，将发光结构分成第一发光结构和第二发光结构，所述第一电极设置在第一发光结构上并延伸到第一半导体层上，所述第二电极设置在第二发光结构上，所述刻蚀阻挡层包括若干个交替形成的高铝层和低铝层，所述高铝层的铝含量高于所述低铝层的铝含量；

所述有机绝缘层覆盖在第一发光结构和第二发光结构的侧壁，并填充在隔离槽内，以保护发光结构。

作为上述方案的改进，每个周期包括至少一个高铝层和至少一个低铝层。

作为上述方案的改进，每个周期的高铝层和低铝层的总厚度为10～200nm。

作为上述方案的改进，所述刻蚀阻挡层由2～20个周期的高铝层和低铝层交替形成。

作为上述方案的改进，所述发光结构还包括反射层和钝化层，所述反射层设置在第二半导体层上，以将有源层发出的光反射到刻蚀阻挡层一侧出射，所述钝化层设置在第二发光结构的侧壁，以隔绝第一发光结构和第二发光结构。

作为上述方案的改进，所述有机绝缘层由有机绝缘材料制成。