[发明专利]微显示芯片阵列的制作方法

说明书

本申请涉及一种微显示芯片阵列的制作方法，包括：第1步、在衬底上形成缓冲层，在该缓冲层上依次沉积第一刻蚀层、第二刻蚀层；第2步、采用干法刻蚀工艺，利用掩膜在所述的第二刻蚀层上形成若干个图形化的窗口；第3步、采用湿法刻蚀工艺，去除暴露在所述的窗口处的第一刻蚀层材料，使窗口中的缓冲层暴露；第4步、在窗口中选择性外延，依次生长n‑GaN、MWQ和P‑GaN层，形成LED像素单元，完成MESA工艺。本申请采用先刻蚀成型，再生长外延制作MESA结构的方法，可以避免在LED像素单元内部产生电荷积聚，避免侧壁晶格破坏，从而避免降低器件的EQE。

技术领域

本发明属于微显示技术领域，特别涉及一种Micro-LED微显示芯片的像素单元及其制造方法。

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，其原理是通过高精密图形曝光显影刻蚀的方式，将LED外延片刻蚀成一个个独立的像素Pixel(此工艺和产品称为MESA)，通常像素的大小在微米量级（0.1-50 μm）。然而随着分辨率的提高以及Micro-LEDMESA（台面）向5um甚至更小的方向发展， Micro-LED的EQE（外量子效率）日趋下降。

发明内容

本申请的目的是为了解决现有技术中的微显示芯片存在LED EQE下降的问题，同时提供一种新型微显示芯片阵列的制作方法。

为了实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：一种微显示芯片阵列的制作方法，包括

第1步、在衬底上形成缓冲层，在该缓冲层上依次沉积第一刻蚀层、第二刻蚀层；

第2步、采用干法刻蚀工艺，利用掩膜在所述的第二刻蚀层上形成若干个图形化的窗口，；

第3步、采用湿法刻蚀工艺，去除暴露在所述的窗口处的第一刻蚀层材料，使所述的窗口中的缓冲层暴露；

第4步、在所述的窗口中选择性外延，依次生长n-GaN、MWQ和P-GaN层，形成LED像素单元，完成MESA（台面晶体）工艺。本方案采用干法和湿法刻蚀先在基板上形成孔洞，然后再采用MOCVD（金属有机化合物化学气相沉淀）的方式生长制作mico-LED，避免了在LED像素单元内电荷积聚，减少晶格破坏。

一个实施例中，所述的第2步还包括：

第2.1步、以第一速率对所述的第二刻蚀层进行高速刻蚀；

第2.2步、在所述的第二刻蚀层蚀刻深度超过50%后，以第二速率继续进行低速刻蚀，直至接触到所述的第一刻蚀层；

其中，所述第一速率大于所述第二速率，所述低速刻蚀步骤中的选择比大于所述高速刻蚀的选择比。即采用高速率快速刻蚀，然后降低刻蚀速率，提高选择比继续刻蚀，直到接触第一刻蚀层。

在一个实施例中，所述的第3步中，湿法刻蚀时间在3-300s之间。

在一个实施例中，所述的第一刻蚀层和第二刻蚀层采用PECVD（等离子体增强化学的气相沉积法）或ALD（原子层沉积）工艺沉积而成。

在一个实施例中，在所述的第4步中，采用MOCVD工艺生长所述的n-GaN、MWQ和P-GaN层。

在一个实施例中，所述的衬底为蓝宝石或硅基材料。

在一个实施例中，所述的第一刻蚀层选自SiO₂, SIN, SION, AL₂O₃, TiO₂材料中的一种。