[发明专利]一种纵列全彩显示Micro-LED芯片及其制作方法

说明书

本发明涉及Micro‑LED技术领域，具体涉及一种纵列全彩显示Micro‑LED芯片及其制作方法，该芯片从下至上依次包括红光芯片层、滤光层、绿光芯片层、蓝宝石衬底、蓝光芯片层；红光芯片层、绿光芯片层、蓝光芯片层自下而上纵向堆叠组装。本发明通过将红、绿、蓝光三种外延结构纵向堆叠组装，在红光外延层和绿光外延层之间设置有滤光层，滤光层可以反射蓝绿光，红光可以透射过去，使得三种外延结构可以独立发光，形成了纵向排列的全彩显示Micro‑LED；该制作方法简单，在降低了LED器件的制作和转移过程中的工艺难度的同时提高了LED器件的光电性能和稳定性。

技术领域

本发明涉及Micro-LED技术领域，具体涉及一种纵向排列的全彩显示Micro-LED芯片及其制作方法。

背景技术

Micro-LED（微发光二极管）不仅具有高亮度、高分辨率、高对比度的特性，还具轻薄化、可小型化的属性。目前，随着LED尺寸的减小，虽然可以提高分辨率，但是边缘效应逐渐变得明显，侧壁缺陷将会使得Micro-LED效率显著下降。同时，LED器件尺寸的收缩也会导致均匀性变差，从而影响显示系统的可靠性和光电性能，而制造和转移更小的LED器件需要更高精度的校准和定位，极大的增加了工艺难度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种纵列全彩显示Micro-LED芯片及其制作方法，通过外延层剥离、转移的方法将红、绿、蓝三种外延结构纵向堆叠组装，在红绿外延层之间设置有滤光层，使得三种外延结构可以独立发光，形成了全彩显示Micro-LED。在达到相同的显示分辨率时，纵向堆叠组装的Micro-LED尺寸可以比常规横向排布的Micro-LED尺寸大三倍，从而可以有效的降低因LED器件尺寸减小带来的不良影响，提高LED器件的光电性能和稳定性，降低LED器件在制作和转移过程中的工艺难度。

本发明的第一个目的是提供一种纵列全彩显示Micro-LED芯片，包括：红光芯片层、绿光芯片层、蓝光芯片层、滤光层、蓝宝石衬底；

所述红光芯片层、绿光芯片层、蓝光芯片层自下而上纵向堆叠组装；

所述滤光层设置在所述红光芯片层和绿光芯片层之间；

所述蓝宝石衬底为双面抛光的衬底，并在蓝宝石衬底两面分别外延生长绿光芯片层和蓝光芯片层之间。

本发明通过将红、绿、蓝三种外延结构纵向堆叠组装，并在红绿外延层之间设置有滤光层，滤光层可以反射蓝绿光，而红光可以透射过去，这就使得三种外延结构可以独立发光，形成了全彩显示Micro-LED；使用蓝宝石衬底纵向集成绿光芯片层和蓝光芯片层，无需键合，工序简单、可靠。

进一步的，上述技术方案中，所述红光芯片层由红光N型半导体层、红光发光层和红光P型半导体层组成；所述绿光芯片层由绿光P型半导体层、绿光发光层和绿光N型半导体层组成；所述蓝光芯片层由蓝光N型半导体层、蓝光发光层和蓝光P型半导体层组成。

进一步的，上述技术方案中，所述滤光层由28对-32对SiO₂/TiO₂交替堆叠组成。

进一步的，上述技术方案中，所述滤光层由30对SiO₂/TiO₂交替堆叠组成。通过将滤光层设置成SiO₂/TiO₂交替堆叠的结构，可有效提高其对蓝绿光的反射率。

进一步的，上述技术方案中，所述蓝宝石衬底为双面抛光的衬底。

本发明的第二个目的是提供一种纵列全彩显示Micro-LED芯片的制作方法，包括以下步骤：

S1、提供一双面抛光的蓝宝石衬底，在一面依次外延生长蓝光N型半导体层、蓝光发光层、蓝光P型半导体层；

S2、在蓝宝石衬底另一面依次外延生长绿光N型半导体层、绿光发光层、绿光P型半导体层；

S3、通过ICP（电感耦合等离子体）干法蚀刻对蓝光P型半导体层进行蚀刻，露出蓝光N型半导体层；