本發(fā)明涉及芯片，具體的，涉及micro?led芯片及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、與lcd和oled相比，微型化發(fā)光二極管(micro-led)采用自發(fā)光機(jī)制，固有亮度與器件穩(wěn)定性擁有極大優(yōu)勢，是實現(xiàn)ar技術(shù)的力競爭者。然而，基于algainp材料紅光micro-led在小尺寸時(＜10μm)電光轉(zhuǎn)換效率下降明顯，限制了全彩化micro-led顯示技術(shù)的發(fā)展。

2、在紅光micro-led陣列制作過程中，由于algainp材料系具有較高的表面復(fù)合速度和較長的少數(shù)載流子擴(kuò)散長度，小尺寸的刻蝕與切割會導(dǎo)致嚴(yán)重的載流子泄漏，并導(dǎo)致在預(yù)期的micro-led尺寸下量子效率下降90％以上；其次，micro-led全色顯示中三基色管芯集成時，由于材料系的不同，目前主流的藍(lán)、綠光ingan基micro-led芯片與algainp紅光無法直接集成，導(dǎo)致電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、轉(zhuǎn)移良率顯著降低，并產(chǎn)生大量的額外成本。

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制備micro-led芯片的方法，該方法可以實現(xiàn)單片集成，實現(xiàn)全彩化，或者可以一定程度上降低芯片制備工藝過程中來自刻蝕對于像素柱側(cè)壁的損傷。

2、在本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種制備micro-led芯片的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，制備micro-led芯片的方法包括：提供襯底；在所述襯底的表面上形成緩沖層；在所述緩沖層遠(yuǎn)離所述襯底的一側(cè)形成多個間隔設(shè)置的像素柱，所述像素柱包括藍(lán)光像素柱、綠光像素柱和紅光像素柱，形成所述像素柱的方法包括：在所述緩沖層遠(yuǎn)離所述襯底的一側(cè)外延生長多個間隔設(shè)置的第一n型摻雜gan層；在所述第一n型摻雜gan層遠(yuǎn)離所述襯底表面上生長第一勢壘層；在所述第一勢壘層遠(yuǎn)離所述襯底的表面上生長量子阱結(jié)構(gòu)層；在所述量子阱結(jié)構(gòu)層遠(yuǎn)離所述襯底的表面上依次生長藍(lán)光量子阱發(fā)光層、綠光量子阱發(fā)光層和紅光量子阱發(fā)光層，得到所述紅光像素柱；將用于形成所述藍(lán)光像素柱中的所述紅光量子阱發(fā)光層和所述綠光量子阱發(fā)光層刻蝕去除，得到所述藍(lán)光像素柱；將用于形成所述綠光像素柱中的所述紅光量子阱發(fā)光層刻蝕去除，得到所述綠光像素柱。由此，通過外延生長rgb?micro?led像素柱，一方面可以實現(xiàn)單片集成，實現(xiàn)全彩化，另一方面可以一定程度上降低芯片制備工藝過程中來自刻蝕對于像素柱側(cè)壁的損傷，改善芯片的發(fā)光性能。

3、根據(jù)本發(fā)明的實施例，制備micro-led芯片的方法還包括：在所述藍(lán)光像素柱、所述綠光像素柱和所述紅光像素柱之間的間隙沉積第一隔離層，且所述第一隔離層覆蓋所述藍(lán)光像素柱、所述綠光像素柱和所述紅光像素柱的表面；將所述藍(lán)光像素柱、所述綠光像素柱和所述紅光像素柱表面上正對應(yīng)的所述第一隔離層刻蝕去除，暴露出所述藍(lán)光像素柱、所述綠光像素柱和所述紅光像素柱的表面；在所述藍(lán)光像素柱、所述綠光像素柱和所述紅光像素柱的表面生長保護(hù)層、電子阻擋層和第一部分空穴注入層，使得所述第一部分空穴注入層與所述第一隔離層遠(yuǎn)離所述襯底的表面齊平；在所述第一部分空穴注入層和所述第一隔離層遠(yuǎn)離所述襯底的表面生長第二部分空穴注入層；在所述第二部分空穴注入層遠(yuǎn)離所述襯底的表面沉積形成歐姆接觸層。

4、根據(jù)本發(fā)明的實施例，制備micro-led芯片的方法還包括：s1：在所述緩沖層遠(yuǎn)離所述襯底的表面上生長第一非摻雜gan層，所述第一非摻雜gan層的厚度為0.5～1μm；s2：在所述第一非摻雜gan層遠(yuǎn)離所述襯底的表面上形成第一無機(jī)層，所述第一無機(jī)層具有多個間隔設(shè)置的開孔，所述第一無機(jī)層的厚度為10～30nm；s3：在所述第一非摻雜gan層未被所述第一無機(jī)層覆蓋的表面上生長第二非摻雜gan層，且所述第二非摻雜gan層覆蓋所述第一無機(jī)層的表面，所述第二非摻雜gan層的厚度為0.5～1μm；s4：重復(fù)步驟s2和s3，直至所述非摻雜gan層的總厚度為3.5～4μm，其中，所述像素柱在所述襯底上的正投影位于所述第一無機(jī)層在所述襯底上的正投影內(nèi)。

5、根據(jù)本發(fā)明的實施例，制備micro-led芯片的方法還包括：在所述非摻雜gan層的表面刻蝕第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽在所述襯底上的正投影與所述綠光像素柱在所述襯底上的正投影重疊，所述第二凹槽在所述襯底上的正投影與所述紅光像素柱在所述襯底上的正投影重疊，所述第二凹槽的深度大于所述第一凹槽的深度；在所述非摻雜gan層遠(yuǎn)離所述襯底的表面上沉積第二無機(jī)層，且所述第二無機(jī)層具有貫穿所述第二無機(jī)層的第一通孔、第二通孔和第三通孔，所述第一通孔將所述第一凹槽暴露出，所述第二通孔將所述第二凹槽暴露出，所述第三通孔將所述非摻雜gan層的預(yù)定區(qū)域暴露出，其中所述預(yù)定區(qū)域在所述襯底上的正投影與所述藍(lán)光像素柱在所述襯底上的正投影重疊，其中，所述藍(lán)光像素柱設(shè)置在所述第三通孔中，所述綠光像素柱設(shè)置在所述第一通孔中，所述紅光像素柱設(shè)置在所述第二通孔中。

6、根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述第一凹槽的深度為28～145nm，所述第二凹槽的深度為50～300nm，任選的，所述第二無機(jī)層的厚度為100～300nm。

7、根據(jù)本發(fā)明的實施例，生長所述第一n型摻雜gan層的步驟包括依次生長n型重?fù)诫sgan層和n型輕摻雜gan層，所述n型重?fù)诫sgan層的摻雜濃度為5×1018～1×1019cm-3，所述n型重?fù)诫sgan層的厚度為1.5～2.5μm，所述n型輕摻雜gan層的摻雜濃度為3×1017～6×1017cm-3，所述n型輕摻雜gan層的厚度為0.3～0.5μm；所述第一勢壘層為非摻雜gan，所述第一勢壘層的厚度為20～60nm；生長所述量子阱結(jié)構(gòu)層的步驟包括依次生長第一量子阱結(jié)構(gòu)層和第二量子阱結(jié)構(gòu)層，所述第一量子阱結(jié)構(gòu)層包括層疊的設(shè)置inxga1-xn勢阱層和gan勢壘層，x為0.01～0.03，所述inxga1-xn勢阱層的厚度為2.5～3.5nm，所述gan勢壘層的厚度為5～15nm；所述第二量子阱結(jié)構(gòu)層包括層疊的設(shè)置inyga1-yn勢阱層和第二n型摻雜gan勢壘層，y為0.03～0.05，所述inyga1-yn勢阱層的厚度為2.5～3.5nm，所述第二n型摻雜gan勢壘層的厚度為5～15nm，所述第二n型摻雜gan勢壘層的摻雜濃度為1×1017～5×1017cm-3。

8、根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述藍(lán)光量子阱發(fā)光層包括層疊設(shè)置的第一非摻雜gan膜層、inaga1-an勢阱層、第二非摻雜gan膜層和inbga1-bn勢壘層，其中，a為0.18～0.21，b為0.01～0.05；所述綠光量子阱發(fā)光層包括層疊設(shè)置的第三非摻雜gan膜層、incga1-cn勢阱層、第四非摻雜gan膜層和第一n型摻雜gan勢壘層、第五非摻雜gan膜層、indga1-dn勢阱層、第六非摻雜gan膜層和第二n型摻雜gan勢壘層，其中，c為0.24～0.25，d為0.25～0.28；所述紅光量子阱發(fā)光層包括層疊設(shè)置的第七非摻雜gan膜層、inega1-en勢阱層、第八非摻雜gan膜層、p型摻雜gan勢壘層和alhga1-hn層，其中，e為0.35～0.38，h為0.10～0.30。

9、根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述藍(lán)光量子阱發(fā)光層、所述綠光量子阱發(fā)光層和所述紅光量子阱發(fā)光層還滿足以下條件中的至少之一：所述第一非摻雜gan膜層至所述第八非摻雜gan膜層的厚度分別為2～8nm；所述inaga1-an勢阱層的厚度為2.5～3.5nm，所述inbga1-bn勢壘層的厚度為5～15nm；所述incga1-cn勢阱層的厚度為2.5～3.5nm，所述第一n型摻雜gan勢壘層的厚度為5～15nm，所述第一n型摻雜gan勢壘層的摻雜濃度為1×1017～5×1017cm-3，所述indga1-dn勢阱層的厚度為2.5～3.5nm，所述第二n型摻雜gan勢壘層的厚度為5～15nm，所述第二n型摻雜gan勢壘層的摻雜濃度為1×1017～5×1017cm-3；所述inega1-en勢阱層的厚度為2.5～3.5nm，所述p型摻雜gan勢壘層的厚度為5～15nm，所述alhga1-hn層的厚度為1～2nm。

10、根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述保護(hù)層、所述電子阻擋層和所述第一部分空穴注入層的厚度總和為120～180nm。

11、根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述襯底為藍(lán)寶石襯底，所述緩沖層為氮化鋁層；或者，所述襯底為硅襯底，所述緩沖層為氮化鋁層和鋁氮化鎵層，且在遠(yuǎn)離所述襯底的方向上，所述鋁氮化鎵層中的鋁含量逐漸降低；或者，所述襯底為n型摻雜碳化硅襯底，所述緩沖層為氮化鋁層和鋁氮化鎵層，且在遠(yuǎn)離所述襯底的方向上，所述鋁氮化鎵層中的鋁含量逐漸降低。

12、根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述襯底為n型摻雜碳化硅襯底，所述緩沖層為n型摻雜鋁氮化鎵層，所述像素柱直接形成在所述緩沖層遠(yuǎn)離所述襯底的表面上；或者，所述襯底為n型摻雜氮化鎵襯底，所述緩沖層為氮化鋁層，所述像素柱直接形成在所述緩沖層遠(yuǎn)離所述襯底的表面上。

13、根據(jù)本發(fā)明的實施例，制備micro-led芯片的方法還包括：在所述歐姆接觸層遠(yuǎn)離所述襯底的表面上依次沉積形成第一導(dǎo)電膜層、反射鏡、綁定金屬層；在所述綁定金屬層遠(yuǎn)離所述襯底的表面上綁定像素驅(qū)動電路；將所述襯底剝離；采用刻蝕方法將所述像素柱與所述襯底之間的層結(jié)構(gòu)以及所述像素柱中的部分所述n型重?fù)诫sgan層進(jìn)行刻蝕，直至使得所述藍(lán)光像素柱遠(yuǎn)離所述第一導(dǎo)電膜層的表面、所述綠光像素柱遠(yuǎn)離所述第一導(dǎo)電膜層的表面和所述紅光像素柱遠(yuǎn)離所述第一導(dǎo)電膜層的表面位于同一平面；將所述藍(lán)光像素柱、所述綠光像素柱和所述紅光像素柱之間的所述第一隔離層去除；在所述像素柱的表面依次形成側(cè)壁鈍化層和反射膜層；對不同所述像素柱之間的部分所述側(cè)壁鈍化層、所述反射膜層、所述第二部分空穴注入層、所述歐姆接觸層和所述第一導(dǎo)電膜層刻蝕去除，形成隔離槽；在所述隔離槽中沉積形成第二隔離層；將所述像素柱的臺面上的至少部分所述側(cè)壁鈍化層和所述反射膜層去除，將所述n型重?fù)诫sgan層的表面暴露出來；在所述像素柱的臺面上、所述反射膜層的側(cè)壁以及所述第二隔離層的表面上形成第二導(dǎo)電膜層；在所述第二導(dǎo)電膜層的側(cè)壁和底壁沉積第三隔離層；在所述第三隔離層中形成高反射電極，且所述高反射電極與所述第二導(dǎo)電膜層接觸設(shè)置。

14、在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種micro?led芯片。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該micro?led芯片是利用前面所述的方法制備得到的。由此，該micro?led芯片可以更好的實現(xiàn)單片集成，實現(xiàn)全彩化，還可以進(jìn)一步的改善芯片的發(fā)光性能。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，該micro?led芯片具有前面所述制備micro?led芯片方法的所有特征和優(yōu)點，在此不再過多的贅述。