LED显示模组、LED显示屏及制作方法技术

本发明专利技术提供一种LED显示模组、LED显示屏及制作方法，LED显示模组包括：n型半导体衬底、发光层、电子阻挡层及p型半导体层；沟槽，贯穿p型半导体层、电子阻挡层及发光层，以隔离出多个发光单元；反射层，形成于p型半导体层表面及沟槽表面，反射层中具有通孔；p电极，形成于通孔；量子点槽，形成于n型半导体衬底中；量子点层，填充于量子点槽中；保护层，覆盖于量子点层上；共用n电极，形成于n型半导体衬底上。本发明专利技术可以避免LED晶圆的翘曲，从而保证模组内LED发光波长具有窄的分布及LED显示模组的转移和帮定的稳定性。本发明专利技术具有共阴极设计，在制作显示屏时，可以大大减小驱动板所需连线，极大减小驱动板的设计及制作难度。

LED display module, LED display screen and production method

【技术实现步骤摘要】
LED显示模组、LED显示屏及制作方法
本专利技术属于LED显示屏设计及制造领域，特别是涉及一种LED显示模组、LED显示屏及制作方法。
技术介绍
随着室内显示应用技术不断提高，目前使用的投影、DLP(DigitalLightProcessing，数字光处理)、LCD(LiquidCrystalDisplay，液晶显示器)、PDP(PlasmaDisplayPanel，等离子显示板)等显示应用产品己不能完全满足市场应用需求。在各方面还存在一些缺陷使其突破不了技术的发展。而LED(LightEmittingDiode，发光二极管)全彩显示技术克服了上述产品的众多缺陷，如MiniLED(LED显示屏和背光)和MicroLED,分别成为户内外显示，如指挥中心、户外广告屏、会议中心等场合的首选，以及消费类电子屏幕，如平板电脑、智能手机、虚拟现实显示的主要开发目标之一。现有LED晶圆的衬底绝大部分为蓝宝石和碳化硅。由于异质衬底与氮化镓存在着晶格和热膨胀失配，外延生长及冷却后晶圆均存在着翘曲。翘曲现象及衬底温度不均，使得LED晶圆内芯片的波长峰值分布较宽，可达10nm。翘曲还会使得区域转移或帮定时由于高度差而导致转移或帮定失败。另一方面不管LED芯片结构是水平结构还是垂直结构，每个芯片具有独立的双电极，这使得驱动板电路复杂，或是多次帮定，容易产生可靠性问题。因此，如何实现无翘曲的LED晶圆生长，提供具有共用电极的LED芯片，进而提供一种MicroLED显示器，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种LED显示模组、LED显示屏及制作方法，用于解决现有技术中由LED晶圆翘曲产生的模组内LED发光波长分布宽，LED模组转移和帮定可靠性较低的问题以及由模组内LED具有独立双电极产生的驱动板电路复杂的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种LED显示模组的制作方法，所述制作方法包括步骤：1)提供一n型半导体衬底，于所述n型半导体衬底上依次形成发光层、电子阻挡层及p型半导体层，形成晶圆；2)刻蚀所述p型半导体层、电子阻挡层及发光层，形成贯穿至所述n型半导体衬底的沟槽，基于所述沟槽隔离出多个发光单元；3)于所述p型半导体层表面及所述沟槽表面形成反射层；4)于所述反射层中形成通孔，基于所述通孔形成p电极；5)减薄所述n型半导体衬底；6)于所述n型半导体衬底形成与所述发光单元对应的量子点槽；7)于所述量子点槽中填充量子点层；8)于所述量子点层上形成保护层；9)于所述n型半导体衬底上形成共用n电极。可选地，所述n型半导体衬底包括n型氮化镓衬底，所述n型氮化镓衬底的载流子浓度介于1×1018cm-3～5×1019cm-3之间，所述发光层包括量子阱超晶格，所述量子阱超晶格包括InGaN/GaN、AlGaN/GaN、AlGaN/InGaN及AlGaN/AlGaN中的一种，所述电子阻挡层包括p型AlGaN，所述p型半导体层包括p型氮化镓。可选地，步骤3)中，采用电子束蒸镀法形成所述反射层，所述反射层包括分布式布拉格反射层，其包括交替层叠的Ti3O5/SiO2。可选地，步骤3)在形成所述反射层之前，还包括利用等离子增强化学气相沉积法沉积二氧化硅层的步骤，以提高绝缘性能及所述反射层的粘附力。可选地，步骤4)基于所述通孔形成p电极包括：4-1)采用热蒸镀法或电子束蒸镀法于所述通孔表面形成银反射层；4-2)采用热蒸镀法或电子束蒸镀法于所述通孔中填充电极本体，所述电极本体的材料包括Sn、In、Pt、Cu、Au、Ni、Ti、Al及Cr中的一种或多种。可选地，步骤5)包括：5-1)通过研磨抛光工艺对所述n型半导体衬底进行第一次减薄；5-2)通过胶接层将所述晶圆胶接于临时基板上；5-3)使用感应耦合等离子刻蚀工艺对所述n型半导体衬底进行第二次减薄，所述n型半导体衬底的厚度介于6微米～30微米。可选地，步骤6)采用感应耦合等离子刻蚀工艺于所述n型半导体衬底形成量子点槽，所述量子点槽的深度介于1微米～20微米之间。可选地，所述量子点层包括红光量子点、绿光量子点、蓝光量子点及黄光量子点中的一种，且各量子点分布于不同的量子点槽中。可选地，步骤9)中，通过热蒸镀法或电子束蒸镀法于所述n型半导体衬底上形成共用n电极，所述共用n电极的材料包括Sn、In、Pt、Cu、Au、Ni、Ti、Al及Cr中的一种或多种。可选地，所述LED显示模组包括MicroLED显示屏模组。可选地，在步骤6)之前，还包括刻蚀所述晶圆，以在所述晶圆中分割出多个独立的行的步骤，其中，每行的发光单元具有一共用n电极。本专利技术还提供一种LED显示模组，所述LED显示模组包括：n型半导体衬底、发光层、电子阻挡层及p型半导体层；沟槽，贯穿所述p型半导体层、电子阻挡层及发光层，显露所述n型半导体衬底，所述沟槽隔离出多个发光单元；反射层，形成于所述p型半导体层表面及所述沟槽表面，所述反射层中具有通孔；p电极，形成于所述通孔；量子点槽，形成于所述n型半导体衬底中；量子点层，填充于所述量子点槽中；保护层，覆盖于所述量子点层上；共用n电极，形成于所述n型半导体衬底上。可选地，所述n型半导体衬底包括n型氮化镓衬底，所述n型氮化镓衬底的载流子浓度介于1×1018cm-3～5×1019cm-3之间，所述发光层包括量子阱超晶格，所述量子阱超晶格包括InGaN/GaN、AlGaN/GaN、AlGaN/InGaN及AlGaN/AlGaN中的一种，所述电子阻挡层包括p型AlGaN，所述p型半导体层包括p型氮化镓。可选地，所述反射层包括分布式布拉格反射层，其包括交替层叠的Ti3O5/SiO2，所述布式布拉格反射层与所述p型半导体层表面及所述沟槽表面之间具有二氧化硅层，以提高绝缘性能及所述反射层的粘附力。可选地，所述p电极包括形成于所述通孔表面的银反射层以及填充于所述通孔的电极本体，所述电极本体的材料包括Sn、In、Pt、Cu、Au、Ni、Ti、Al及Cr中的一种或多种。可选地，所述n型半导体衬底的厚度介于6微米～30微米，所述量子点槽的深度介于1微米～20微米之间。可选地，所述量子点层包括红光量子点、绿光量子点、蓝光量子点及黄光量子点中的一种，且各量子点分布于不同的量子点槽中。可选地，所述共用n电极的材料包括Sn、In、Pt、Cu、Au、Ni、Ti、Al及Cr中的一种或多种。可选地，所述LED显示模组包括MicroLED显示屏模组。本专利技术还提供一种LED显示屏，所述LED显示屏包括如上任意一项所述的LED显示模组。如上所述，本专利技术的LED显示模组、LED显示屏及制作方法，具有以下有益效果：本专利技术提供一种具有共阴极结构的LED显示模组，该LED显示模组整体制作于n型掺杂的单晶氮化镓衬底上，以n型掺杂的单晶氮化镓衬底为其共阴极，且具有独立的阳极，以实现独立的LED单元。一方面，由于n型掺杂的单晶氮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED显示模组的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括步骤：/n1)提供一n型半导体衬底，于所述n型半导体衬底上依次形成发光层、电子阻挡层及p型半导体层，形成晶圆；/n2)刻蚀所述p型半导体层、电子阻挡层及发光层，形成贯穿至所述n型半导体衬底的沟槽，基于所述沟槽隔离出多个发光单元；/n3)于所述p型半导体层表面及所述沟槽表面形成反射层；/n4)于所述反射层中形成通孔，基于所述通孔形成p电极；/n5)减薄所述n型半导体衬底；/n6)于所述n型半导体衬底形成与所述发光单元对应的量子点槽；/n7)于所述量子点槽中填充量子点层；/n8)于所述量子点层上形成保护层；/n9)于所述n型半导体衬底上形成共用n电极。/n

【技术特征摘要】
1.一种LED显示模组的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括步骤：
1)提供一n型半导体衬底，于所述n型半导体衬底上依次形成发光层、电子阻挡层及p型半导体层，形成晶圆；
2)刻蚀所述p型半导体层、电子阻挡层及发光层，形成贯穿至所述n型半导体衬底的沟槽，基于所述沟槽隔离出多个发光单元；
3)于所述p型半导体层表面及所述沟槽表面形成反射层；
4)于所述反射层中形成通孔，基于所述通孔形成p电极；
5)减薄所述n型半导体衬底；
6)于所述n型半导体衬底形成与所述发光单元对应的量子点槽；
7)于所述量子点槽中填充量子点层；
8)于所述量子点层上形成保护层；
9)于所述n型半导体衬底上形成共用n电极。


2.根据权利要求1所述的LED显示模组的制作方法，其特征在于：所述n型半导体衬底包括n型氮化镓衬底，所述n型氮化镓衬底的载流子浓度介于1×1018cm-3～5×1019cm-3之间，所述发光层包括量子阱超晶格，所述量子阱超晶格包括InGaN/GaN、AlGaN/GaN、AlGaN/InGaN及AlGaN/AlGaN中的一种，所述电子阻挡层包括p型AlGaN，所述p型半导体层包括p型氮化镓。


3.根据权利要求1所述的LED显示模组的制作方法，其特征在于：步骤3)中，采用电子束蒸镀法形成所述反射层，所述反射层包括分布式布拉格反射层，其包括交替层叠的Ti3O5/SiO2。


4.根据权利要求1所述的LED显示模组的制作方法，其特征在于：步骤3)在形成所述反射层之前，还包括利用等离子增强化学气相沉积法沉积二氧化硅层的步骤，以提高绝缘性能及所述反射层的粘附力。


5.根据权利要求1所述的LED显示模组的制作方法，其特征在于：步骤4)基于所述通孔形成p电极包括：
4-1)采用热蒸镀法或电子束蒸镀法于所述通孔表面形成银反射层；
4-2)采用热蒸镀法或电子束蒸镀法于所述通孔中填充电极本体，所述电极本体的材料包括Sn、In、Pt、Cu、Au、Ni、Ti、Al及Cr中的一种或多种。


6.根据权利要求1所述的LED显示模组的制作方法，其特征在于，步骤5)包括：
5-1)通过研磨抛光工艺对所述n型半导体衬底进行第一次减薄；
5-2)通过胶接层将所述晶圆胶接于临时基板上；
5-3)使用感应耦合等离子刻蚀工艺对所述n型半导体衬底进行第二次减薄，所述n型半导体衬底的厚度介于6微米～30微米。


7.根据权利要求1所述的LED显示模组的制作方法，其特征在于：步骤6)采用感应耦合等离子刻蚀工艺于所述n型半导体衬底形成量子点槽，所述量子点槽的深度介于1微米～20微米之间。


8.根据权利要求1所述的LED显示模组的制作方法，其特征在于：所述量子点层包括红光量子点、绿光量子点、蓝光量子点及黄光量子点中的一种，且各量子点分布于不同的量子点槽中。


9.根据权利要求1所述的LED显示模组的制作方法，其特征在于：步骤9)中，通过热蒸镀法或电子束蒸镀法于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丹丹，刘权锋，付小朝，卢敬权，
申请(专利权)人：东莞市中晶半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44