[发明专利]一种透明电极结构的Micro-LED阵列及制备方法

权利要求书

1.一种透明电极结构的Micro-LED阵列，其特征在于，包括发光阵列(1)和衬底(2)；发光阵列(1)包括多个发光像素单元(11)、像素单元深隔离槽(10)，所述的发光像素单元(11)包括N型GaN(3)，N型金属电极(9)，量子阱有源区(4)，P型GaN(5)，P型金属电极(8)，透明电极ITO(6)和绝缘层a(7)与绝缘层b(13)；

P型GaN上表面(5)完全被透明电极ITO(6)覆盖，所述P型金属电极(8)位于N型GaN上的透明电极上，没有阻碍光从P型GaN上表面的逸出；

所述透明电极ITO(6)包括三部分：

位于P型GaN上面的部分；

位于台阶(12)侧壁的部分，所述部分覆盖三侧侧壁，分别为台阶后侧(14),台阶左侧(15)，台阶前侧(16)，并通过绝缘层b(13)与侧壁隔离；

位于N型GaN上绝缘层上的部分，用来连接P型金属电极到透明电极ITO与P型GaN；

所述绝缘层b(13)包括两部分：

位于台阶(12)侧壁的部分，所述部分覆盖三侧侧壁，分别为台阶后侧(14)，台阶左侧(15)，台阶前侧(16)，用于隔离N型GaN(3)，量子阱有源区(4)，和P型GaN(5)与透明电极ITO的接触；

位于N型GaN(3)与透明电极ITO(6)之间，用于防止透明电极与N型GaN接触从而发生短路；

所述绝缘层a(7)包括两部分：

位于P型金属电极(8)与N型金属电极(9)之间，为了防止P型金属电极在进行像素单元互联时与N型金属电极短接；

位于台阶右侧(17)，用于防止侧壁漏电。

2.根据权利要求1所述的一种透明电极结构的Micro-LED阵列，其特征在于，所述像素单元深隔离槽(10)的尺寸在5μm到10μm之间，发光像素单元的尺寸在10μm到100μm之间。

3.制备如权利要求1所述的一种透明电极结构的Micro-LED阵列的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1.在衬底上依次生长N型GaN(3)，量子阱有源区(4)，P型GaN(5)，得到外延材料；

S2.刻蚀外延材料至N型GaN(3)，形成台阶(12)；

S3.刻蚀外延材料至衬底，形成像素单元深隔离槽(10)；

S4.在外延材料上制备一层绝缘层，然后旋涂光刻胶，曝光显影后通过湿法腐蚀将不需要的绝缘层腐蚀掉，留下绝缘层b(13)；

S5.溅射透明电极，然后旋涂光刻胶，曝光显影后通过湿法腐蚀将不需要的透明电极腐蚀掉，留下透明电极(6)；

S6.旋涂光刻胶，曝光显影将需要制备N型金属电极区域的光刻胶去掉，湿法腐蚀在N型GaN上开出N型金属电极窗口，制备N型金属电极(9)，并连接每个发光像素单元的N型金属电极；

S7.再次制备绝缘层，然后旋涂光刻胶，曝光显影后通过湿法腐蚀将不需要的绝缘层腐蚀掉，留下绝缘层a(7)；

S8.将P型金属电极(8)制备在N型GaN上的透明电极上，并连接每行发光像素单元的P型金属电极。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，衬底为硅，蓝宝石，碳化硅，氮化镓中的一种，N型GaN的厚度为2～4μm，量子阱有源区的厚度200nm～300nm，P型GaN的厚度为70nm～150nm；量子阱有源区是由InGaN层和GaN层交替循环组成，N型GaN，量子阱有源区和P型GaN的制备方法为MOCVD生长。

5.根据权利要求3所述的方法，所述步骤S5中，透明电极使用铟锡金属氧化物ITO，ITO折射率处于空气与外延材料之间。

6.根据权利要求3所述的方法，所述步骤S4和S7中，绝缘层a(7)和绝缘层b(13)使用SiO₂、SiN_x、聚酰亚胺中的一种，绝缘层的制备方法为等离子体增强型化学气相沉积法。

7.根据权利要求3所述的方法，所述步骤S6和S7中，N型金属电极和P型金属电极使用Ti/Al/Ti/Au或Ni/Al，制备方法为电子束蒸发法。