高压Micro-LED芯片及其制备方法与流程

本发明涉及发光二极管，尤其涉及一种高压micro-led芯片及其制备方法。

背景技术：

1、micro-led微显示技术，具有自发光特性，每一点像素都能单独驱动发光，优点包括高亮度、低功耗、体积小、超高分辨率与色彩饱和度等。相较于同为自发光显示的oled技术，micro led不仅效率较高、寿命较长，材料不易受到环境影响而相对稳定，也能避免产生残影现象，所以micro-led显示技术是未来的发展趋势，具有很大的市场前景。

2、micro-led芯片的光效会随着电流密度的变化而变化，当小于某个特定值，电流密度越大，光效越高；当大于某个特定值，电流密度越大，光效越低，也就是光效在某个特定电流密度下具有最高值。而micro-led芯片的应用电流密度往往都比较小，从而导致光效低。参见图1，在常规传统led芯片中，可通过将n电极贯穿相邻的两个芯片，实现两个芯片的正负极连接，从而形成高压led芯片。但若micro-led采用该结构，后续在剥离衬底时会使得n电极a下方的电流阻挡层b断裂，进而无法形成正负极相连的高压结构。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种高压micro-led芯片及其制备方法，其可有效提升micro-led芯片的工作电压，提升其发光效率。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高压micro-led芯片的制备方法，其包括以下步骤：

3、s1、提供第一外延片，所述第一外延片包括第一衬底和依次层叠于所述第一衬底上的第一n型半导体层、第一mqw层和第一p型半导体层；

4、s2、在所述第一外延片上形成刻蚀至所述第一n型半导体层的第一n型孔；

5、s3、在步骤s2得到第一外延片上形成第一n型电极和第一p型电极，所述第一n型电极通过所述第一n型孔与所述第一n型半导体层连接；

6、s4、在步骤s3得到的第一外延片上形成第一键合层，并刻蚀暴露所述第一n型电极和第一p型电极，得到第一中间体；

7、s5、提供第二外延片，所述第二外延片包括第二衬底和依次层叠于第二衬底上的第二n型半导体层、第二mqw层和第二p型半导体层；

8、s6、在所述第二p型半导体层上形成中间电极；

9、s7、在步骤s6得到的第二外延片上形成第二键合层，并刻蚀暴露所述中间电极，得到第二中间体；

10、s8、将所述第一中间体、第二中间体键合，并剥离所述第二衬底，暴露所述第二n型半导体层，得到中间芯片；其中，键合后所述中间电极与所述第一n型电极形成电连接；

11、s9、在所述中间芯片上形成暴露所述第一p型电极的第一p型孔；

12、s10、在步骤s9得到的中间芯片上形成钝化层，并分别在第二n型半导体层和所述第一p型电极的上方开孔，形成第二n型孔和第二p型孔；

13、s11、在步骤s10得到的中间芯片上形成第二n型电极和第二p型电极，所述第二n型电极通过所述第二n型孔与所述第二n型半导体层连接，所述第二p型电极通过第二p型孔与所述第一p型电极连接；

14、s12、剥离所述第一衬底，即得到高压micro-led芯片成品。

15、作为上述技术方案的改进，所述第一n型电极和所述中间电极均包括第三键合层，以使所述第一n型电极和所述中间电极键合；

16、所述第一n型电极与所述中间电极的宽度之差≤10μm。

17、作为上述技术方案的改进，步骤s8包括：

18、s81、将第一n型电极和中间电极键合，其中，键合温度为200℃~350℃，键合压强为0.5mpa~4mpa，键合时间为7min~25min；

19、s82、将所述第一键合层、第二键合层键合，其中，键合温度为350℃~500℃，键合压力为1kn~7kn，键合时间为10min~30min；

20、s83、激光剥离所述第二衬底，并采用碱液腐蚀去除第二u型半导体层；

21、s84、干法刻蚀去除第二n型半导体层的损伤面，其中，刻蚀厚度为0.3μm~0.8μm。

22、作为上述技术方案的改进，位于所述第一p型半导体层上的第一键合层的上表面、第一p型电极的上表面与第一n型电极的上表面齐平；

23、位于所述第二p型半导体层上的第二键合层的上表面与中间电极的上表面齐平。

24、作为上述技术方案的改进，所述第一键合层、所述第二键合层均由绝缘材料制成。

25、作为上述技术方案的改进，所述第一键合层为alox层、siox层中的一种或两种组成的叠层结构，所述第一键合层的厚度为0.8μm~3μm；

26、所述第二键合层为alox层、siox层中的一种或两种组成的叠层结构，所述第二键合层的厚度为0.8μm~3μm。

27、作为上述技术方案的改进，所述第一n型电极包括依次层叠的第一欧姆接触层、第一反射层、第一包覆层和第三键合层；

28、其中，所述第一欧姆接触层为cr层、ni层、ti层中的一种或多种组成的叠层结构，其厚度为25å~200å；

29、所述第一反射层为al层、ag层中的一种或两种组成的叠层结构，其厚度为500å~2500å；

30、所述第一包覆层为ti层、ni层、pt层中的一种或多种组成的叠层结构，其厚度为300nm~1500nm；

31、所述第三键合层为ni层、in层、cu层、au层中的一种或多种组成的叠层结构，其厚度为1μm~5μm；

32、所述第一p型电极包括依次层叠的第二欧姆接触层、第二反射层、第二包覆层和刻蚀阻挡层；

33、其中，所述第二欧姆接触层为cr层、ni层、ti层中的一种或多种组成的叠层结构，其厚度为25å~200å；

34、所述第二反射层为al层、ag层中的一种或两种组成的叠层结构，其厚度为500å~2500å；

35、所述第二包覆层为ti层、ni层、pt层中的一种或多种组成的叠层结构，其厚度为300nm~1500nm；

36、所述刻蚀阻挡层为pt层、au层中的一种或两种组成的叠层结构，其厚度为2000å~5000å。

37、作为上述技术方案的改进，所述中间电极包括依次层叠的第三欧姆接触层、第三包覆层和第三键合层；

38、其中，所述第三欧姆接触层为cr层、ni层、ti层中的一种或多种组成的叠层结构，其厚度为25å~200å；

39、所述第三包覆层为ti层、ni层、pt层中的一种或多种组成的叠层结构，其厚度为300nm~1500nm；

40、所述第三键合层为ni层、in层、cu层、au层中的一种或多种组成的叠层结构，其厚度为1μm~5μm。

41、作为上述技术方案的改进，所述钝化层为alox层、siox层中的一种或两种组成的叠层结构，所述钝化层的厚度为500å~5000å。

42、相应的，本发明还公开了一种高压micro-led芯片，其由上述的高压micro-led芯片的制备方法制备而得。

43、实施本发明，具有如下有益效果：

44、本发明的高压micro-led芯片的制备方法中，先在第一外延片上依次形成了第一n型电极、第一p型电极和第一键合层，刻蚀暴露第一n型电极和第一p型电极，得到第一中间体；然后在第二外延片上依次形成了中间电极和第二键合层，并刻蚀暴露中间电极，得到第二中间体；再将第一中间体、第二中间体键合，并剥离第二衬底，得到中间芯片；进而在中间芯片上依次形成钝化层、第二n型电极和第二p型电极，最后剥离第一衬底，即得到高压micro-led芯片成品。基于该工艺，可将两个micro-led芯片单元连接在一起，有效提升了工作电压，此外，基于该制备方法形成的结构可促进电流的均匀分布，弱化量子效率衰减效应，提升发光效率。