一种倒装结构microLED芯片的制备方法与流程

本发明涉及Micro LED领域，具体为一种倒装结构micro LED芯片的制备方法。

背景技术：

Micro LED是近年呼声较高的LCD/OLED显示屏的取代方案，其在对比度、响应速度具有一定优势，而使用寿命和能耗优势则远超OLED/LCD显示屏，是相对没有短板的显示方案；苹果、索尼、LG、三星等国际大厂均开始着力研发Micro LED显示屏，而目前的良率偏低和成本偏高限制着其大规模量产。多晶转置技术是芯片下游显示应用端需要攻克的难点，而芯片本身的设计及制备工艺在Micro LED尺寸上亦需要更多的优化。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题在于提供一种倒装结构micro LED芯片的制备方法，以解决上述背景技术中的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种倒装结构microLED芯片的制备方法，包括以下步骤：

(1)选用单面抛光蓝宝石衬底生长GaN外延，之后生长ITO膜层，然后进行先Mesa光刻再Isolation光刻或先Isolation光刻再Mesa光刻；

(2)在步骤(1)进行Mesa光刻和Isolation光刻之后的基片上，在N区做出N-contact图形和Passivation图形；

(3)光刻上一步的基片，在P区和N区做出PN-contact图形，蒸镀金属电极，厚度1-3μm，去除光刻胶；

(4)在上一步基片上生长ITO膜层，厚度0.5-2μm，光刻并蚀刻出指定图形，去除光刻胶；

(5)将上述基片进行背面研磨、抛光，厚度范围300-500μm，即完成chip on wafer制备。

所述步骤(1)中单面抛光蓝宝石衬底生长GaN外延的厚度为4-10μm；生长ITO膜层，厚度为20-200nm。

所述步骤(1)中光刻Mesa图形后腐蚀裸露ITO膜层，腐蚀后进行ICP刻蚀，刻蚀深度1-3μm，去除光刻胶。

所述步骤(1)中Isolation光刻ICP刻蚀并去除光刻胶后，表面生长SiO₂作为掩膜层，厚度为1-2μm；光刻后使用ICP干法刻蚀去除多余的SiO₂，刻蚀气体可选SF₆/CF₄/CHF₃；之后使用BCl₃及Cl₂混合气体刻蚀GaN直至Al₂O₃层，去除光刻胶，使用HF/NH₄F混合溶液去除残留的SiO₂。

所述步骤(2)中在步骤(1)进行Mesa光刻和Isolation光刻之后的基片上，在N区做出N-contact图形，蒸镀金属电极，厚度与PN高度差相同，去除光刻胶，之后生长SiO₂，厚度0.2-1μ，在N区做出N-contact图形，蒸镀金属电极，厚度与PN高度差相同，去除光刻胶。

与已公开技术相比，本发明存在以下优点：本发明芯片最大化利用了发光面，使得同尺寸芯片具有更高的亮度和更低的能耗；对可能的漏电通道进行了绝缘保护，减少芯片因后道制程产生的漏电可能；芯片具有良好的导热通道(散热能力)及热稳定性，即优秀的抗老化能力；工艺步骤少，产出效率高，适用于量产；易于控制芯片最终形貌，产出良率高；芯片PN电极高度一致，易于做后道的激光剥离、多晶转置、封装等工序。

附图说明

图1为本发明的Mesa处理后示意图。

图2为本发明的Isolation处理后示意图。

图3为本发明的N-contact处理后示意图。

图4为本发明的Passivation处理后示意图。

图5为本发明的PN-contact处理后示意图。

图6为本发明的ITO-sacrifice layer处理后示意图。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种倒装结构micro LED芯片的制备方法，包括以下步骤：

(1)选用单面抛光蓝宝石衬底生长GaN外延，之后生长ITO膜层，厚度为20nm；然后进行先Mesa光刻再Isolation光刻或先Isolation光刻再Mesa光刻；单面抛光蓝宝石衬底生长GaN外延的厚度为4μm；光刻Mesa图形后腐蚀裸露ITO膜层，腐蚀后进行ICP刻蚀，刻蚀深度1μm，去除光刻胶；Isolation光刻ICP刻蚀并去除光刻胶后，表面生长SiO₂作为掩膜层，厚度为1-2μm；光刻后使用ICP干法刻蚀去除多余的SiO₂，刻蚀气体可选SF₆/CF₄/CHF₃；之后使用BCl₃及Cl₂混合气体刻蚀GaN直至Al₂O₃层，去除光刻胶，使用HF/NH₄F混合溶液去除残留的SiO₂。

(2)在步骤(1)进行Mesa光刻和Isolation光刻之后的基片上，在N区做出N-contact图形和Passivation图形；在N区做出N-contact图形，蒸镀金属电极，厚度与PN高度差相同，去除光刻胶，之后生长SiO₂，厚度0.2μ，在N区做出N-contact图形，干法刻蚀去除SiO₂后蒸镀金属电极，厚度与PN高度差相同，去除光刻胶。

(3)光刻上一步的基片，在P区和N区做出PN-contact图形，蒸镀金属电极，厚度1μm，去除光刻胶；

(4)在上一步基片上生长ITO膜层，厚度0.5μm，光刻并蚀刻出指定图形，去除光刻胶；

(5)将上述基片进行背面研磨、抛光，厚度范围300μm，即完成chip onwafer制备。

实施例2

一种倒装结构micro LED芯片的制备方法，包括以下步骤：

(1)选用单面抛光蓝宝石衬底生长GaN外延，之后生长ITO膜层，厚度为100nm；然后进行先Mesa光刻再Isolation光刻或先Isolation光刻再Mesa光刻；单面抛光蓝宝石衬底生长GaN外延的厚度为8μm；光刻Mesa图形后腐蚀裸露ITO膜层，腐蚀后进行ICP刻蚀，刻蚀深度2μm，去除光刻胶；Isolation光刻ICP刻蚀并去除光刻胶后，表面生长SiO₂作为掩膜层，厚度为2μm；光刻后使用ICP干法刻蚀去除多余的SiO₂，刻蚀气体可选SF₆/CF₄/CHF₃；之后使用BCl₃及Cl₂混合气体刻蚀GaN直至Al₂O₃层，去除光刻胶，使用HF/NH₄F混合溶液去除残留的SiO₂。

(2)在步骤(1)进行Mesa光刻和Isolation光刻之后的基片上，在N区做出N-contact图形和Passivation图形；在N区做出N-contact图形，蒸镀金属电极，厚度与PN高度差相同，去除光刻胶，之后生长SiO₂，厚度0.8μ，在N区做出N-contact图形，干法刻蚀去除SiO₂后蒸镀金属电极，厚度与PN高度差相同，去除光刻胶。

(3)光刻上一步的基片，在P区和N区做出PN-contact图形，蒸镀金属电极，厚度2μm，去除光刻胶；

(4)在上一步基片上生长ITO膜层，厚度1μm，光刻并蚀刻出指定图形，去除光刻胶；

(5)将上述基片进行背面研磨、抛光，厚度范围400μm，即完成chip on wafer制备。

实施例3

一种倒装结构micro LED芯片的制备方法，包括以下步骤：

(1)选用单面抛光蓝宝石衬底生长GaN外延，之后生长ITO膜层，厚度为200nm；然后进行先Mesa光刻再Isolation光刻或先Isolation光刻再Mesa光刻；单面抛光蓝宝石衬底生长GaN外延的厚度为10μm；光刻Mesa图形后腐蚀裸露ITO膜层，腐蚀后进行ICP刻蚀，刻蚀深度3μm，去除光刻胶；Isolation光刻ICP刻蚀并去除光刻胶后，表面生长SiO₂作为掩膜层，厚度为1-2μm；光刻后使用ICP干法刻蚀去除多余的SiO₂，刻蚀气体可选SF₆/CF₄/CHF₃；之后使用BCl₃及Cl₂混合气体刻蚀GaN直至Al₂O₃层，去除光刻胶，使用HF/NH₄F混合溶液去除残留的SiO₂。

(2)在步骤(1)进行Mesa光刻和Isolation光刻之后的基片上，在N区做出N-contact图形和Passivation图形；在N区做出N-contact图形，蒸镀金属电极，厚度与PN高度差相同，去除光刻胶，之后生长SiO₂，厚度1μ，在N区做出N-contact图形，干法刻蚀去除SiO₂后蒸镀金属电极，厚度与PN高度差相同，去除光刻胶。

(3)光刻上一步的基片，在P区和N区做出PN-contact图形，蒸镀金属电极，厚度1-3μm，去除光刻胶；

(4)在上一步基片上生长ITO膜层，厚度2μm，光刻并蚀刻出指定图形，去除光刻胶；

(5)将上述基片进行背面研磨、抛光，厚度范围500μm，即完成chip on wafer制备。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。