[发明专利]一种micro LED器件及其制造方法

权利要求书

1.一种micro LED器件，其特征在于：所述的micro LED器件包括CMOS晶圆衬底(8)，CMOS晶圆衬底(8)包含CMOS驱动电路和通孔(9)，所述的CMOS晶圆衬底(8)表面布置第二阳极层(10)，第二阳极层(10)上表面布置发光单元，发光单元为LED外延功能层(2)，外延功能层(2)由下到上依次为P型半导体层(203)、MQW层(202)、N型半导体层(201)，所述的N型半导体层(201)、MQW层(202)、P型半导体层(203)设置为能够形成顶层窄、底层宽的结构。

2.根据权利要求1所述的micro LED器件，其特征在于：所述的N型半导体层(201)、MQW层(202)、P型半导体层(203)的形状为抛物面结构或倒梯形结构，所述的外延功能层(2)构成抛物面结构时，复合发光区域MQW层(202)位于抛物面的焦点所在平面处，所述的发光单元外侧依次形成绝缘钝化层(5)、反射层(6)。

3.根据权利要求1或2所述的micro LED器件，其特征在于：所述的第二阳极层(10)为在CMOS晶圆衬底(8)表面沉积金属Au形成的结构，第二阳极层(10)位置形成第二阳极(1001)，第二阳极(1001)设置为通过光刻工艺在第二阳极层(10)上的通孔(9)位置形成的结构。

4.根据权利要求1或2所述的micro LED器件，其特征在于：所述的外延功能层(2)上表面还设置第一阳极层(4)，第一阳极层(4)设置为在外延功能层(2)的上表面，是沉积金属Cr/Al/Cr/Pt/Au形成的结构。

5.根据权利要求4所述的micro LED器件，其特征在于：所述的第一阳极层(4)形成第一阳极(401)时，第一阳极(401)设置为通过光刻加刻蚀工艺使得第一阳极层(4)与外延功能层(2)共同构成倒梯形结构或抛物面结构，其中第第一阳极层(4)隔离后形成第一阳极(401)。

6.一种micro LED器件的制造方法，其特征在于：所述的micro LED器件的制造方法的制造步骤为：

S1.提供包含CMOS驱动电路的CMOS晶圆衬底(8)，CMOS晶圆衬底(8)包含通孔(9)；

S2.对CMOS晶圆衬底(8)的表面进行清洁处理后，沉积金属Au形成第二阳极层(10)；通过光刻工艺在通孔(9)位置形成第二阳极(1001)；

S3.提供LED外延片，所述的LED外延片由下向上依次为衬底(1)、N型半导体层(201)、MQW层(202)、P型半导体层(203)；

S4.当外延功能层(2)设置为倒梯形结构时，在外延功能层(2)表面进行清洁后，在表面沉积金属SiO₂/TiO₂形成的DBR反射镜层(3)，通过光刻、刻蚀等工艺形成反射镜(301)，在反射镜(301)之间的凹槽中沉积形成第一阳极(401)；再通过采用光刻加刻蚀工艺使得反射镜(301)与外延功能层(2)形成梯形结构。

S5.当外延功能层(2)设置为抛物面结构时，对外延功能层(2)表面进行清洁后，在表面沉积金属Cr/Al/Cr/Pt/Au，形成第一阳极层(4)；采用光刻加刻蚀工艺使得第一阳极层(4)与外延功能层(2)共同构成抛物面结构，其中第一阳极层(4)隔离后形成第一阳极(401)。

7.根据权利要求6所述的micro LED器件的制造方法，其特征在于：形成第一阳极层(401)后，采用CVD、光刻、刻蚀工艺在发光单元表面沉积SiO2形成绝缘钝化层(5)，绝缘钝化层(5)位于外延功能层(2)与第一阳极(401)或延功能层(2)与反射镜(301)侧面；采用光学镀膜、光刻、刻蚀工艺在外延功能层(2)表面沉积反射层(6)，反射层(6)位于绝缘钝化层(5)的外侧。

8.根据权利要求7所述的micro LED器件的制造方法，其特征在于：所述的反射层(6)形成后，采用旋涂工艺对反射层(6)之间的光阻进行填充平坦化后进行固化；然后再将CMOS晶圆衬底(8)上的第一阳极与外延功能层(2)上的第二阳极进行对接对位。

9.根据权利要求8所述的micro LED器件的制造方法，其特征在于：在300℃下施加压力使得第一阳极的电极与第二阳极的电极发生键合反应；采用激光作用于N型半导体层(201)的工艺或CMP工艺或化学蚀刻工艺将衬底(1)进行剥离去除；采用溅射工艺在所有外延功能层(2)的N型半导体层(201)表面以及平坦化光阻表面形成透明导电共阴极ITO(11)。