[发明专利]GaN基板以及显示芯片的制造方法

说明书

本发明公开一种GaN基板以及显示芯片的制造方法，其中GaN基板包括衬底和位于衬底上方的GaN外延层，GaN外延层上设有由多个彼此独立的环状隔离部构成的翘曲消减结构；其中，各个环状隔离部相对于所述GaN外延层的上表面向下凹陷，每一个所述环状隔离部的内侧界定一个与待制造的显示芯片尺寸相适应的独立单元。本案通过在GaN外延层形成彼此多个彼此独立的环状隔离部构成的翘曲消减结构，从而达到有效释放薄膜应力，改善基板翘曲度的效果。

技术领域

本发明涉及微显示领域，特别涉及GaN基板以及显示芯片的制造方法。

背景技术

微显示领域的显示器件多被用于产生高亮度的微缩显示图像，通过光学系统进行投影从而被观察者感知，投影目标可以是视网膜(虚像)，或者投影幕布（实相）。传统的微型显示屏并不被用于直接肉眼观察，其像素尺寸很小，像素密度Pixel per Inch (PPI) 很高。传统的微型显示技术有LCoS（硅基液晶显示Liquid Crystal on Silicon）、DLP（数字光处理Digital Light Processing）等，新兴技术主要是Micro-LED。

在Micro-LED中，以生长蓝绿光LED结构中最基本最核心的氮化镓（GaN）为例，Ga金属源蒸汽与进入反应室的NH3在加热到约1100℃的衬底表面（如蓝宝石），外延出GaN层。在这样的高温工艺下，会产生较大的薄膜应力，进而产生基板翘曲。过度的基板翘曲会在后续的工艺过程中造成问题，如造成在生产过程中，基板无法正常传输，破片，对位精度变差，键合精度变差等问题。尤其是在高像素密度的显示芯片工艺中，对于基板翘曲度的要求近乎苛刻。基板的翘曲度过高，会造成工艺窗口变窄，量产良率低等问题。

现有技术中，解决基板翘曲问题的方案主要有如下几种：

第一种方案，通过增加蓝宝石衬底基板的厚度，如将基板厚度从650um加厚到1300um，从而改善基板的翘曲度。该方案存在的技术缺陷是：基板厚度的增加，同时会伴随基板重量的增加。厚度和重量的增加，会造成产线设备兼容性的问题，部分设备甚至需要做客制化的设计，加工难度大、成本高。

第二种方案：通过在基板背面额外增加薄膜工艺，调整整体的应力，从而改善基板翘曲度。该方案存在的技术缺陷：基板背面的薄膜工艺，会增加损伤正面膜层的风险。另外额外增加的膜层，往往需要在后续工艺中去除，从而导致正面膜层的二次损伤。通过此方式调整基板翘曲度，正面的GaN膜层会受到较强的反向应力的作用，往往会导致GaN膜层缺陷的增加。

第三种方案：通过调整高温成膜工艺参数，从而改善基板的翘曲度。该方案存在的技术缺陷：工艺窗口不足，无法将翘曲度改善到较好的状态。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一目的为提供一种翘曲度得到有效改善的GaN基板。本发明的另一目的为提供一种能够有效改善GaN基板翘曲度的显示芯片的制造方法。

为了实现上述第一目的，本发明采用如下第一技术方案：一种GaN基板，包括衬底和位于所述衬底上方的GaN外延层，所述GaN外延层上设有由多个彼此独立的环状隔离部构成的翘曲消减结构；其中，各个所述的环状隔离部相对于所述GaN外延层的上表面向下凹陷，每一个所述环状隔离部的内侧界定一个与待制造的显示芯片尺寸相适应的独立单元。

上述第一技术方案中，优选的，所述的GaN外延层包括依次层叠在所述衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、n型GaN层、多量子阱MQW层和p型GaN层，所述的环状隔离部从所述p型GaN层向下一直延伸到所述非掺杂GaN层处。

上述第一技术方案中，优选的，各个所述环状隔离部沿着周向连续延伸。

上述第一技术方案中，优选的，各个所述环状隔离部沿着周向断续延伸。