本發(fā)明涉及micro-led領(lǐng)域，具體涉及垂直結(jié)構(gòu)micro-led器件gan分段式深刻蝕像素陣列的方法。

背景技術(shù)：

1、micro-led器件主要基于第三代半導(dǎo)體材料gan制備而成，其具備發(fā)光效率好、亮度高、響應(yīng)時(shí)間快和可靠性高等優(yōu)良特性。目前，micro-led器件顯示技術(shù)主流技術(shù)是通過(guò)倒焊技術(shù)將ic驅(qū)動(dòng)電路與gan外延片倒焊起來(lái)，然而由于micro-led器件器件像素尺寸小于7.5μm，對(duì)于倒焊機(jī)精度面臨著巨大的挑戰(zhàn)。對(duì)于像素尺寸小于7μm的micro-led器件，可以考慮采用垂直結(jié)構(gòu)的micro-led器件滿(mǎn)足生產(chǎn)需要，首先要解決的技術(shù)壁壘是gan深刻蝕保護(hù)技術(shù)。

2、gan深刻蝕保護(hù)技術(shù)作為垂直結(jié)構(gòu)micro-led顯示器制備的重要工藝流程之一，存在難以實(shí)現(xiàn)深刻蝕、刻蝕造成側(cè)壁損傷大、刻蝕鍵合金屬速率慢等普遍問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了垂直結(jié)構(gòu)micro-led器件gan分段式深刻蝕像素陣列的方法。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案包括如下步驟：

3、步驟1），使用帶有硅襯底的gan外延層，將gan外延層與ic驅(qū)動(dòng)電路晶圓鍵合；

4、步驟2），采用先磨拋后用濕法去除去除硅襯底；

5、步驟3），采用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)刻蝕gan外延層；

6、步驟4），采用鈍化技術(shù)在gan外延層表面制備鈍化膜；

7、步驟5），采用電感耦合等離子體刻蝕技術(shù)刻蝕覆蓋掩膜層的gan外延層；

8、步驟6），采用等離子束刻蝕技術(shù)刻蝕鍵合金屬。

9、步驟1）中帶有硅襯底的gan外延層尺寸為2英寸，鍵合壓力3000?kg-6000?kg，溫度250℃-300℃，壓合時(shí)間30?mins?-50mins；作為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，步驟1）中帶有硅襯底的gan外延層尺寸為4英寸，晶圓鍵合壓力11000?kg-15000?kg，溫度250℃-300℃，壓合時(shí)間30mins?-50mins。

10、步驟2）中去除襯底溶液配比為氫氟酸：硝酸：冰乙酸=2:5:1?。

11、步驟3）中電感耦合等離子體刻蝕技術(shù)氣體cl2的流量為50-100sccm，sicl4的流量為5-10sccm，氣壓保持在0.5-1?.0?pa，100-150?w的射頻功率刻蝕。

12、步驟4）中鈍化技術(shù)氣體包含有純度超過(guò)99.99％的sih4、o2、ar，其中，sih4的流量為10-15sccm，o2的流量為5-10sccm，ar的流量為120-150sccm，鈍化膜采用二氧化硅。

13、步驟5）中電感耦合等離子體刻蝕技術(shù)技術(shù)氣體包含有純度超過(guò)99.99％的o2和sf6，其中，sf6的流量為20-60sccm，o2的流量為5-15sccm，氣壓保持在0.5-1?.0?pa，220-300w的射頻功率刻蝕。

14、步驟6）中等離子束刻蝕技術(shù)技術(shù)設(shè)置屏極電壓600v，加速電壓200v，陽(yáng)極電壓50v，陰極電流20a，中和電流8a，待離子束流穩(wěn)定在100-300ma刻蝕。

15、步驟3）和步驟5）中采用的離子體刻蝕技術(shù)屬于干法刻蝕技術(shù)，步驟3）目的在于第一段刻蝕，步驟5）目的在于避免gan側(cè)壁造成嚴(yán)重的損傷；步驟6）中采用等離子束刻蝕技術(shù)，目的在于實(shí)現(xiàn)高效刻蝕鍵合金屬。通過(guò)該方法，在制備高質(zhì)量掩膜二氧化硅材料實(shí)現(xiàn)gan深刻蝕的同時(shí)還能保護(hù)gan避免造成嚴(yán)重的側(cè)壁損傷。

技術(shù)特征：

1.垂直結(jié)構(gòu)micro-led器件gan分段式深刻蝕像素陣列的方法，其特征在于通過(guò)以下步驟實(shí)施：

2.如權(quán)利要求1所述的垂直結(jié)構(gòu)micro-led器件gan分段式深刻蝕像素陣列的方法，其特征在于步驟1）中帶有硅襯底的gan外延層尺寸為2英寸，鍵合壓力3000?kg-6000?kg，溫度250℃-300℃，壓合時(shí)間30?mins?-50mins。

3.如權(quán)利要求1所述的垂直結(jié)構(gòu)micro-led器件gan分段式深刻蝕像素陣列的方法，其特征在于步驟1）中帶有硅襯底的gan外延層尺寸為4英寸，晶圓鍵合壓力11000?kg-15000kg，溫度250℃-300℃，壓合時(shí)間30mins?-50mins。

4.如權(quán)利要求1所述的垂直結(jié)構(gòu)micro-led器件gan分段式深刻蝕像素陣列的方法，其特征在于步驟2）中去除襯底溶液配比為氫氟酸：硝酸：冰乙酸=2:5:1?。

5.如權(quán)利要求1所述的垂直結(jié)構(gòu)micro-led器件gan分段式深刻蝕像素陣列的方法，其特征在于步驟3）中電感耦合等離子體刻蝕技術(shù)氣體cl2的流量為50-100sccm，sicl4的流量為5-10sccm，氣壓保持在0.5-1?.0?pa，100-150?w的射頻功率刻蝕。

6.如權(quán)利要求1所述的垂直結(jié)構(gòu)micro-led器件gan分段式深刻蝕像素陣列的方法，其特征在于步驟4）中鈍化技術(shù)氣體包含有純度超過(guò)99.99％的sih4、o2、ar，其中，sih4的流量為10-15sccm，o2的流量為5-10sccm，ar的流量為120-150sccm，鈍化膜采用二氧化硅。

7.如權(quán)利要求1所述的垂直結(jié)構(gòu)micro-led器件gan分段式深刻蝕像素陣列的方法，其特征在于步驟5）中電感耦合等離子體刻蝕技術(shù)技術(shù)氣體包含有純度超過(guò)99.99％的o2和sf6，其中，sf6的流量為20-60sccm，o2的流量為5-15sccm，氣壓保持在0.5-1?.0?pa，220-300w的射頻功率刻蝕。

8.如權(quán)利要求1所述的垂直結(jié)構(gòu)micro-led器件gan分段式深刻蝕像素陣列的方法，其特征在于步驟6）中等離子束刻蝕技術(shù)技術(shù)設(shè)置屏極電壓600v，加速電壓200v，陽(yáng)極電壓50v，陰極電流20a，中和電流8a，待離子束流穩(wěn)定在100-300ma刻蝕。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及Micro?LED領(lǐng)域，具體涉及垂直結(jié)構(gòu)Micro?LED器件GaN分段式深刻蝕像素陣列的方法，該方法首先將GaN外延層與IC驅(qū)動(dòng)電路晶圓鍵合，然后采用先磨拋后用濕法去除去除硅襯底，采用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)刻蝕GaN外延層，采用鈍化技術(shù)在GaN外延層表面制備鈍化膜，采用電感耦合等離子體刻蝕技術(shù)刻蝕覆蓋掩膜層的GaN外延層，最后采用等離子束刻蝕技術(shù)刻蝕鍵合金屬。通過(guò)該方法，在制備高質(zhì)量掩膜二氧化硅材料實(shí)現(xiàn)GaN深刻蝕的同時(shí)還能保護(hù)GaN避免造成嚴(yán)重的側(cè)壁損傷。

技術(shù)研發(fā)人員：魯朝宇,王光華,楊文運(yùn),鄧楓,高樹(shù)雄,高思博,張杰,劉穎琪,錢(qián)福麗,楊依呈,孟澤陽(yáng),段堯,管濤,孟宇芳,柴圓媛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：云南北方奧雷德光電科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30