本發(fā)明涉及芯片，具體的，涉及一種led芯片及其制備方法、顯示裝置。

背景技術(shù)：

1、micro-led具有高對比度、高亮度、高可靠性性、低功耗、長壽命和快速響應(yīng)等優(yōu)點，成為了增強現(xiàn)實(ar)和虛擬現(xiàn)實(vr)等近眼顯示的優(yōu)選技術(shù)之一。由于近眼顯示的需求，要求ar使用的micro-led屏幕具有高于5000ppi的高像素密度，同時由于ar的眼鏡形態(tài)，需要將micro-led的屏幕尺寸控制在0.5英寸以下，這就要求micro-led的像素尺寸小于10μm。

2、另外，提高micro-led的發(fā)光效率仍然是科學(xué)界研究的熱點問題。在眾多的增強led發(fā)光效率的方法中，利用表面等離子體激元耦合提高發(fā)光器件發(fā)光效率是增強器件發(fā)光的有效途徑。

3、表面等離激元(surface?plasmon?polariton,spp)，是在金屬與介質(zhì)交界面振蕩的一種電磁波，能夠在金屬表面形成強烈的局域場。一般在led芯片上，激發(fā)表面等離激元通常采用的方法是在光源照射下，通過棱鏡耦合、光柵耦合或者單個散射體散射等機制來實現(xiàn)波矢匹配來實現(xiàn)，然而這樣的光學(xué)激發(fā)方式難以滿足集成技術(shù)高集成度、小體積等方面的要求；另外，這種方式提升的發(fā)光效率有限。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種led芯片及其制備方法、顯示裝置，可以滿足小尺寸led的需要，提高led芯片的發(fā)光效率。

2、在本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種led芯片，包括：外延層，所述外延層包括間隔設(shè)置的多個發(fā)光臺，所述發(fā)光臺具有臺面以及與所述臺面相接的側(cè)面；在所述發(fā)光臺上依次層疊設(shè)置的中間介質(zhì)層和中間金屬層，所述中間介質(zhì)層設(shè)置在所述中間金屬層遠(yuǎn)離所述發(fā)光臺的一側(cè)表面，其中，所述中間介質(zhì)層和所述中間金屬層至少覆蓋所述側(cè)面，所述中間介質(zhì)層用于調(diào)控等離激元共振的相位，所述中間金屬層用于在所述側(cè)面產(chǎn)生等離激元。

3、根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述外延層包括層疊設(shè)置的p型半導(dǎo)體層、多量子阱層、n型半導(dǎo)體層，所述n型半導(dǎo)體層設(shè)置在靠近所述臺面的一側(cè)；所述n型半導(dǎo)體層為n-gan層；所述n型半導(dǎo)體層的厚度為1～2.5μm；所述多量子阱層包括交替生長的ingan層和gan層，所述多量子阱層的總厚度為30～100nm；所述p型半導(dǎo)體層為p-gan層，所述p型半導(dǎo)體層包括電子阻擋層和空穴注入層，所述p型半導(dǎo)體層的總厚度為10～30nm。

4、根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述側(cè)面與所述驅(qū)動背板之間呈夾角設(shè)置，所述夾角的范圍為90°～110°。

5、根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述中間介質(zhì)層的折射率與所述多量子阱層的折射率相同或者接近相同；所述中間介質(zhì)層的材料包括aln、al2o3、sio2、sinx中的一種或多種；所述中間介質(zhì)層的厚度為5～15nm；所述中間金屬層包括au、ag中的一種或多種；所述中間金屬層的厚度為5～15nm。

6、根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述發(fā)光臺的發(fā)射光的波長為450～480nm，所述中間金屬層為材料為ag，所述側(cè)面產(chǎn)生等離激元的波長為450nm；或者所述發(fā)光臺的發(fā)射光的波長為520～570nm，所述中間金屬層為材料為au，所述側(cè)面產(chǎn)生等離激元的波長為560nm。

7、根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述led芯片還包括：設(shè)置在所述臺面上的第一電極層；以及設(shè)置在所述外延層遠(yuǎn)離所述臺面一側(cè)表面上的第二電極層；設(shè)置在所述第二電極層遠(yuǎn)離所述臺面一側(cè)的驅(qū)動背板，所述第二電極層與所述驅(qū)動背板電連接。

8、根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述第二電極層包括多個第一金屬觸點，所述第一金屬觸點在所述驅(qū)動背板上的正投影與所述發(fā)光臺在所述驅(qū)動背板上的正投影一一對應(yīng)；所述驅(qū)動背板在靠近所述發(fā)光臺一側(cè)表面的鍵合金屬層，所述鍵合金屬層包括多個第二金屬觸點，所述第一金屬觸點在所述驅(qū)動背板上的正投影與所述第二金屬觸點重合，所述第二金屬觸點與所述第一金屬觸點鍵合連接。

9、根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述第一電極層為ito層；所述第二電極層包括層疊設(shè)置的pt層、au層、sn層，所述sn層設(shè)置在靠近所述第二金屬觸點的一側(cè)；所述鍵合金屬層為al層。

10、根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述中間介質(zhì)層和所述中間金屬層自所述側(cè)面延伸并覆蓋于所述臺面上，所述第一電極層設(shè)置在所述中間介質(zhì)層遠(yuǎn)離所述驅(qū)動基板的一側(cè)表面；所述中間介質(zhì)層和所述中間金屬層在對應(yīng)所述臺面位置處設(shè)置有過孔并暴露出所述臺面，所述第一電極層填充所述過孔。

11、根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述中間金屬層和所述中間介質(zhì)層自所述側(cè)面延伸并覆蓋于所述臺面上，所述led芯片還包括：設(shè)置在所述外延層靠近所述驅(qū)動背板一側(cè)表面上的絕緣層，所述絕緣層在遠(yuǎn)離所述驅(qū)動背板的一側(cè)表面與所述中間金屬層在遠(yuǎn)離所述驅(qū)動背板的一側(cè)表面平齊。

12、根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述led芯片還包括：設(shè)置在所述發(fā)光臺之間的遮光塊，所述遮光塊包括位于所述第一電極層遠(yuǎn)離所述驅(qū)動背板一側(cè)表面上的第一遮光部以及自所述第一遮光部表面向靠近所述驅(qū)動背板方向延伸的第二遮光部，所述第一遮光部在所述驅(qū)動背板上的正投影至少覆蓋所述第二遮光部在所述驅(qū)動背板上的正投影。

13、根據(jù)本發(fā)明的實施例，

14、所述第二遮光部在靠近所述驅(qū)動背板一側(cè)的表面與所述p型半導(dǎo)體在遠(yuǎn)離所述驅(qū)動背板一側(cè)的表面平齊；所述第一電極層上設(shè)置有貫穿所述第一電極層的第一凹槽，所述絕緣層上設(shè)置有部分穿過所述絕緣層的第二凹槽，所述第二遮光部填充在所述第一凹槽和所述第二凹槽內(nèi)。。

15、在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種led芯片的制備方法，所述方法包括：生長外延層；在所述外延層上形成間隔設(shè)置的多個發(fā)光臺，所述發(fā)光臺具有臺面以及與所述臺面相接的側(cè)面；在所述發(fā)光臺上依次生長中間金屬層和中間介質(zhì)層，所述中間介質(zhì)層設(shè)置在所述中間金屬層遠(yuǎn)離所述發(fā)光臺的一側(cè)表面，其中，所述中間介質(zhì)層和所述中間金屬層至少覆蓋所述側(cè)面，所述中間介質(zhì)層用于調(diào)控等離激元共振的相位，所述中間金屬層用于在所述側(cè)面產(chǎn)生等離激元。

16、根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述生長外延層，包括：提供襯底，所述襯底的材料包括藍(lán)寶石、硅、氮化鎵、氧化鎵或碳化硅中的任一種；在所述襯底的表面上生長非摻雜gan層；在所述非摻雜gan層生長外延層，所述外延層包括在襯底上依次生長的n型半導(dǎo)體層、多量子阱層、p型半導(dǎo)體層；所述n型半導(dǎo)體層為n-gan層；所述n型半導(dǎo)體層的厚度為1～2.5μm；所述多量子阱層包括交替生長的ingan層和gan層，所述多量子阱層的總厚度為30～100nm；所述p型半導(dǎo)體層為p-gan層，所述p型半導(dǎo)體層包括電子阻擋層和空穴注入層，所述p型半導(dǎo)體層的總厚度為10～30nm。

17、根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述led芯片的制備方法還包括：在所述外延層遠(yuǎn)離所述襯底的一側(cè)表面上形成第二電極層；所述第二電極層包括層疊設(shè)置的pt層、au層、sn層，所述sn層設(shè)置在遠(yuǎn)離所述襯底的一側(cè)；在所述第二電極層上形成多個第一金屬觸點，所述第一金屬觸點在所述襯底上的正投影與所述發(fā)光臺在所述襯底上的正投影一一對應(yīng)。

18、根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述方法還包括：提供驅(qū)動背板；所述驅(qū)動背板為cmos襯底；在所述驅(qū)動背板的表面形成鍵合金屬層，所述鍵合金屬層為al層；在所述鍵合金屬層上形成多個第二金屬觸點，所述第二金屬觸點在所述驅(qū)動背板上的正投影與所述第一金屬觸點在所述驅(qū)動背板上的正投影重合；通過共晶鍵合的方式將所述第二金屬觸點鍵合到所述第一金屬觸點上，實現(xiàn)將外延層鍵合在所述驅(qū)動背板上。

19、根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述在在所述外延層上形成間隔設(shè)置的多個發(fā)光臺，包括：通過飛秒脈沖激光剝離方式去除所述外延層上的所述襯底；通過化學(xué)機械拋光方式去除所述非摻雜gan層；通過刻蝕方式在所述外延層上形成間隔設(shè)置的多個所述發(fā)光臺，所述側(cè)面與所述臺面之間呈夾角設(shè)置，所述夾角的范圍為90°～110°。

20、根據(jù)本發(fā)明的實施例，在所述發(fā)光臺上依次生長中間金屬層和中間介質(zhì)層，方法包括：利用原子層蒸發(fā)方式在所述發(fā)光臺的側(cè)面和臺面上形成沉積所述中間介質(zhì)層；利用電子束蒸發(fā)方式在所述中間介質(zhì)層的表面沉積所述中間金屬層；任選地，所述發(fā)光臺的發(fā)射光的波長為450～480nm，所述中間金屬層為材料為ag，所述側(cè)面產(chǎn)生等離激元的波長為450nm；或者所述發(fā)光臺的發(fā)射光的波長為520～570nm，所述中間金屬層為材料為au，所述側(cè)面產(chǎn)生等離激元的波長為560nm。

21、根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述中間金屬層和所述中間介質(zhì)層自所述側(cè)面延伸并覆蓋于所述臺面上，所述方法還包括：在所述外延層靠近所述驅(qū)動背板一側(cè)表面形成絕緣層，所述絕緣層在遠(yuǎn)離所述驅(qū)動背板的一側(cè)表面與所述中間金屬層在遠(yuǎn)離所述驅(qū)動背板的一側(cè)表面平齊；將所述臺面上的至少部分所述中間金屬層和所述中間介質(zhì)層去除，形成暴露所述臺面的過孔；在所述中間介質(zhì)層和所述絕緣層的表面形成第一電極層，所述第一電極層填充所述過孔。

22、根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述方法還包括：通過刻蝕方式在對應(yīng)所述發(fā)光臺之間的所述第二電極層和絕緣層上形成貫穿所述第二電極層的第一凹槽和穿過部分所述絕緣層的第二凹槽，所述第二凹槽在靠近所述驅(qū)動背板一側(cè)的表面與所述p型半導(dǎo)體在遠(yuǎn)離所述驅(qū)動背板一側(cè)的表面平齊；在所述第一電極層的表面形成遮光塊，所述遮光塊包括位于所述第一電極層遠(yuǎn)離所述驅(qū)動背板一側(cè)表面上的第一遮光部以及包括填充在所述第一凹槽和所述第二凹槽內(nèi)的第二遮光部，所述第一遮光部在所述驅(qū)動背板上的正投影至少覆蓋所述第二遮光部在所述驅(qū)動背板上的正投影；所述第一遮光部和所述第二遮光部為金屬。

23、本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明提供了一種顯示裝置，包括如以上中任一項所述的led芯片或如以上中任一項所述的方法制備的led芯片。由此，該led芯片滿足小尺寸led實現(xiàn)高ppi,可以更好的改善led芯片的發(fā)光性能。