[发明专利]一种Micro LED芯片及其制备方法和Micro LED显示器件及其制备方法

说明书

本发明提供了一种MicroLED芯片及其制备方法和MicroLED显示器件及其制备方法，其中，MicroLED显示器件的制备方法包括：S1、提供一外延片；外延片包括一次堆叠的生长衬底、N‑GaN层、发光层和P‑GaN层；S2、在P‑GaN层的表面形成第一ITO膜层；S3、在第一ITO膜层表面沉积第一绝缘层；S4、在第一绝缘层上形成若干个周期性排列的凹孔；S5、在凹孔中形成P电极金属柱；S6、将P电极金属柱与CMOS驱动芯片上的正电极金属层连接，以实现MicroLED芯片与CMOS驱动芯片的键合；S7、去除生长衬底；S8、将N‑GaN层减薄；S9、在外延片上形成分割槽，分割槽贯穿N‑GaN层、发光层和P‑GaN层以形成多个LED像素点，每个LED像素点与对应的正电极金属层对齐，并且每个LED像素点分别对应若干个P电极金属柱。

技术领域

本发明涉及半导体光电技术领域，尤其涉及一种Micro LED芯片及其制备方法和Micro LED显示器件及其制备方法。

背景技术

Micro LED(MicroLight Emitting Diode，微发光二极管)显示技术是将传统的LED结构进行微缩化和阵列化，并采用CMOS集成电路工艺制作驱动芯片，来实现对每一个像素点的定址控制和单独驱动的显示技术。目前Micro LED显示，因其具有高解析度、低功耗、高亮度、高对比、高色彩饱和度、反应速度快、厚度薄、寿命长等特性，已被定义为显示领域中的终极显示。尤其是Micro LED有源矩阵微显示屏，特别适合近眼信息提示类AR、运动光学显示、HUD抬头显示、以及嵌入式微投影等应用。

但是，用于微显示的Micro LED芯片像素尺寸非常小，只有几微米，尤其是用于AR眼镜显示的Micro LED芯片像素更是小至4μm以下，而这么小的尺寸，在LED芯片与CMOS驱动芯片做像素对准键合工艺时，存在极高的对准精度要求，即对准精度要求在0.5μm以内，制作难度极大。

发明内容

本发明提供一种Micro LED芯片及其制备方法和Micro LED显示器件及其制备方法，解决了现有的在LED芯片与CMOS驱动芯片做像素对准键合工艺时制作难度大的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种Micro LED显示器件的制备方法，包括以下步骤：

S1、提供一外延片；所述外延片包括生长衬底以及形成于所述生长衬底上的外延发光层，所述外延发光层包括沿远离所述生长衬底方向上依次堆叠的N-GaN层、发光层和P-GaN层；

S2、在所述P-GaN层的表面形成第一ITO膜层；

S3、在所述第一ITO膜层表面沉积第一绝缘层；

S4、在所述第一绝缘层上形成若干个周期性排列的凹孔，所述凹孔贯穿所述第一绝缘层；

S5、在所述凹孔中形成P电极金属柱，以形成Micro LED芯片；

S6、将所述P电极金属柱与所述CMOS驱动芯片上的正电极金属层连接，以实现Micro LED芯片与CMOS驱动芯片的键合；

S7、去除所述生长衬底；

S8、将所述N-GaN层减薄；

S9、在所述外延片上形成分割槽，所述分割槽贯穿所述N-GaN层、发光层和P-GaN层以间隔形成多个LED像素点，每个LED像素点与对应的所述正电极金属层对齐，并且每个所述LED像素点分别对应若干个所述P电极金属柱。

较佳地，在步骤S4中，所述的在所述第一绝缘层上形成若干个周期性排列的凹孔，具体包括：

在所述第一绝缘层表面形成图形化的光刻胶；

以所述图形化的光刻胶为掩模，对所述第一绝缘层进行刻蚀，以在所述第一绝缘层中形成纳米级别尺寸且周期性排布的圆形凹孔。