[发明专利]一种micro-LED显示器件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种micro‑LED显示器件及其制备方法，所述制备方法包括：提供衬底，在所述衬底上依次生长U‑GaN缓冲层和n‑GaN层；生长若干发光元件；及后处理；生长发光元件的步骤包括：沉积：在所述n‑GaN层上沉积介电材料，形成钝化层；涂覆光刻胶层，覆盖所述钝化层；清除：对光刻胶层光刻处理，形成若干孔，作为外延区；刻蚀所述外延区内的介电材料；清除剩余光刻胶层；生长：在所述外延区内，生长若干发光元件；循环上述沉积‑清除‑生长步骤，依次分别获得若干第一发光元件、第二发光元件和第三发光元件。本发明提供的方法成本低、可靠性高、稳定性高，能够实现micro‑LED显示器件的大规模批量化生产。

技术领域

本发明涉及半导体光电器件领域，具体涉及一种micro-LED显示器件及其制备方法。

背景技术

高性能的Ⅲ-Ⅴ氮化物LEDs在显示、固态照明、通信等领域获得了巨大的成功。将LED微型化获得的micro-LED(微型发光二极管)新型显示器件，被称为“终极显示技术”，其单个像素以及像素间距降低至微米级别，并且每个像素都能定址、单独发光，具有亮度高、功耗小以及可靠性好等优势，其性能远高于现有的LCD和OLED显示器件，在微投影、透明显示器以及抬头显示器等领域有广泛的应用前景。

实现micro-LED显示需要三基色光源。目前，micro-LED彩色显示技术的方案主要有两种：(1)使用单色micro-LED阵列，在其表面涂敷颜色转换材料进行颜色的转换从而实现三基色发光光源；(2)将红色micro-LED、绿色micro-LED、蓝色micro-LED在同一衬底上进行混色拼接，搭配形成多彩显示。

CN109768151A公开了一种照明和显示用多色LED及其制备方法，该多色LED由蓝光LED芯片以及涂敷在其表面的基于金属有机框架负载荧光分子的多色发光材料组成。该技术的缺点是，由于增添了颜色转换材料，不仅使得设备制备过程变得复杂，也会由于颜色转换材料的不稳定性导致显示设备性能的不稳定，同时由于颜色转换材料的有毒特性，也会对环境和人体带来一定的伤害。

CN110689814A公开了一种多色化微型LED阵列及其制备方法，该方案中多色化微型LED阵列由微型LED转移单元组成，所述微型LED转移单元由两种或两种以上不同发光波长的发光元件构成，通过将不同发光颜色的发光元件进行组合与集成，进而实现多色发光的功能。该技术的缺点是，在进行不同颜色的外延材料焊接结合中，会部分的浪费底层发光材料层，而且由于焊接其他外延材料过程的加入，使得器件制备过程更加复杂，并且制备的微型LED转移单元依然要通过巨量转移技术与电路板集成。然而，由于尺寸的限制，该方法较低的转移精确性会对设备的稳定性和显示的分辨率产生影响，并且随着LED尺寸的进一步缩小以及转移数量与密度的增大，该方法也会变的越来越困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够将三基色micro-LED芯片合成在一个晶圆上的方法，以制备micro-LED显示器件。

为了达到上述目的，本发明提供了一种micro-LED显示器件的制备方法，包括：

提供衬底，在所述衬底上依次生长U-GaN缓冲层和n-GaN层；

生长若干发光元件；及

后处理；

生长发光元件的步骤包括：

沉积：在所述n-GaN层上沉积介电材料，形成钝化层；涂覆光刻胶层，覆盖所述钝化层；

清除：对光刻胶层光刻处理，形成若干孔，作为外延区；刻蚀所述外延区内的介电材料；清除剩余光刻胶层；

生长：在所述外延区内，生长若干发光元件；

循环上述沉积-清除-生长步骤，依次分别获得若干第一发光元件、第二发光元件和第三发光元件。